خلف التكنولوجيا: كيف تعمل معدات الصوت

هل تساءلت يومًا عما يحدث داخل معداتك؟ إليك الشرح بلغة بسيطة:

واجهة الصوت (ADC & DAC)

فكر في واجهتك كمترجم. عندما تغني أو تعزف على آلة موسيقية، يرسل الميكروفون أو المستشعر إشارة كهربائية تناظرية إلى الواجهة. داخل الواجهة، تمر هذه الإشارة عبر مضخم أولي (يزيد من جهدها)، ثم يقوم محول من التناظري إلى الرقمي (ADC) بأخذ عينات منها. ببساطة: “يلتقط الميكروفون... الاهتزازات، ثم تتحول إلى إشارات كهربائية تناظرية... ثم يتم ترميزها رقميًا بواسطة الحاسوب”. يخزن الحاسوب هذه البيانات على شكل 0 و1.

عند التشغيل، ينعكس العملية. يقرأ محول من الرقمي إلى التناظري (DAC) في الواجهة البيانات الرقمية من الحاسوب ويحولها مرة أخرى إلى جهد تناظري. يدفع هذا الجهد مكبرات الصوت أو سماعات الرأس، مما ينتج موجات صوتية. لذا، تقوم الواجهة باستمرار بـ ADC (على المدخلات) وDAC (على المخرجات) لربط العالمين الرقمي والتناظري. تعمل الواجهات الحديثة غالبًا بجودة 24-bit/48 kHz أو أعلى للحصول على جودة أفضل (عمق 24-bit يعني دقة عالية جدًا في السعة).

أنواع الميكروفونات (كوندنسر مقابل ديناميك)

داخليًا، تحول جميع الميكروفونات الموجات الصوتية إلى إشارات كهربائية، لكنها تفعل ذلك بطرق مختلفة.

• ميكروفونات الكوندنسر تحتوي على أغشية معدنية رقيقة جدًا وتحتاج إلى طاقة (غالبًا +48V phantom power) للعمل. تلتقط الكثير من التفاصيل والترددات العالية، مما يجعلها مثالية للأصوات وآلات الصوتية. فكر فيها ككاميرات حساسة تلتقط تفاصيل الصوت الدقيقة.

• ميكروفونات الديناميك تستخدم ملفًا ومغناطيسًا. إنها أكثر متانة وتتحمل الأصوات العالية دون تشويش. تتفوق على الطبول ومضخمات الجيتار أو الأصوات العالية. غشاء الميكروفون الديناميكي أكثر سمكًا، لذا فهو أقل حساسية للأصوات الهادئة ولكنه أقوى بكثير.

نصيحة: إذا كنت تسجل أصواتًا أو آلات هادئة، فإن الكوندنسر عادةً أفضل. أما بالنسبة للجيتار أو الطبول أو الباس العالي، فإن الديناميك أكثر أمانًا.

فلتر البوب وملحقاته

تلك الشاشة الرغوية أو الشبكية أمام ميكروفون الأصوات هي فلتر البوب. إنها تقف فقط في مسار صوتك. وظيفتها بسيطة: تشتت الانفجارات الهوائية السريعة من أصوات “P” و“B”، مما يمنع الميكروفون من التقاط تلك “الفرقعات”. إنها سهلة ولكن فعالة، لذا استخدمها دائمًا في تسجيلات الأصوات.
إن حامل الصدمات (مهد زنبركي) يثبت الميكروفون على الحامل. يمتص الاهتزازات الناتجة عن الصدمات أو ضربات الأرضية حتى لا تنتقل إلى التسجيل.

أساسيات الصوت الرقمي

عندما تقوم واجهتك بأخذ عينات من الصوت، فإنها تفعل ذلك بـ معدل عينة معين (عدد المرات التي تقيس فيها الموجة في الثانية). معدل شائع هو 48000 عينة في الثانية (48 kHz). وفقًا لعلم الصوتيات، يحدد معدل العينة أعلى تردد يمكنك تسجيله. على سبيل المثال، 48 kHz يتيح لك التقاط ما يصل إلى حوالي 24 kHz (فوق نطاق السمع البشري). المزيد من العينات (مثل 96 kHz) يوسع هذا النطاق قليلاً. بالنسبة لمعظم الموسيقى، 48 kHz بجودة 24-bit يحقق توازنًا رائعًا بين الجودة وحجم الملف.

عمق البت يحدد عدد مستويات الصوت التي يمكن أن تحتويها كل عينة – تخيل تكديس خطوات ورقية من الصفر (الصمت) حتى أقصى مستوى للصوت. نظام 24-bit يحتوي على أكثر من 16 مليون خطوة! عمق البت الأعلى يعني “أرضية ضوضاء” أقل، أي أصوات هادئة أكثر هدوءًا. في الممارسة، يسمح 24-bit بتفاصيل هادئة جدًا دون ضوضاء، مما يمنحك حوالي