オーディオ信号の流れ

オーディオ信号フローは、オーディオ信号がソースから出力までたどる経路です。 ^{[1]オーディオ信号フローの概念は、オーディオゲインステージングの概念と密接に関連しており、信号フロー内の各コンポーネントは}ゲインステージと考えることができます。

一般的な家庭用ステレオ システムでは、信号フローは通常短く単純で、コンポーネントはわずかです。しかし、レコーディング スタジオやパフォーマンス会場では、信号フローが複雑になり、コンポーネントの数が多くなることが多く、各コンポーネントのせいで信号が目的の出力に到達できないことがあります。システムのサイズと複雑さが増すにつれて、信号フローの各コンポーネントを把握することがますます難しくなり、重要になります。

フィードバックは「ハウルラウンド」とも呼ばれ、デバイスの出力が誤って入力に接続されたときに発生します。デバイスが信号を増幅している場合、増幅された出力は入力にフィードバックされ、そこで再び増幅されて出力に送られ、そこで入力に戻り、再び増幅されて出力に送られ、これが無限に繰り返されます。信号の流れを理解することは、フィードバックを防ぐ上で重要です。

次の例では、オーディオ CD を再生しているときの一般的な家庭用ステレオ システムの信号フローをトレースします。

信号フローの最初のコンポーネントは、信号を生成する CD プレーヤーです。CD プレーヤーの出力は、レシーバーの入力に接続されます。一般的な家庭用ステレオ システムでは、この接続はアナログで、RCA コネクタを使用した -10dBV のコンシューマー ライン レベルのアンバランスです。レシーバーで適切な入力を選択すると、信号は内部でアンプにルーティングされ、アンプは信号電圧をライン レベルからスピーカーに必要な電圧に増幅します。アンプの出力はスピーカーに接続され、スピーカーは電気信号を音響に変換します。

信号フローの要素の正確な順序はシステムによって異なります。次の例は、レコーディング スタジオでボーカリストを録音する場合の一般的な信号フローを示しています。

信号フローの最初の要素は、信号を生成するボーカリストです。この信号は、逆二乗則に従って音響的にマイクロフォンに伝播し、そこでトランスデューサーによって電気信号に変換されます。音響環境では、HVACシステム、コンピューターのファン、交通騒音、エレベーター、配管などの他の物体も音を生成する場合があります。これらのノイズ源もマイクロフォンで拾われる可能性があります。したがって、マイクロフォンでの音響信号対雑音比を最適化することが重要です。これは、不要なノイズの振幅を減らす (たとえば、録音中に HVAC システムをオフにする) か、逆二乗則を利用して実現できます。つまり、マイクロフォンを信号源に近づけ、ノイズ源から遠ざけると、信号対雑音比が増加します。

マイクの後、信号はケーブルを通ってマイク プリアンプに送られ、マイク プリアンプはマイク信号をライン レベルに増幅します。これは重要なことです。なぜなら、ライン レベル信号は、チェーンの下流にある他の処理装置の入力回路を駆動するために必要であり、一般的なマイクによって生成される非常に低電圧の信号は、通常、これらの装置では受け入れられないからです。

この例では、マイク プリアンプの出力は EQ に送られ、そこで音色を芸術的または技術的な目的で操作できます。芸術的な目的の例としては、歌手の音を「明るく」、「暗く」、「前面に出す」、「鼻にかかった感じを減らす」などがあります。技術的な目的の例としては、HVAC システムからの不要な低周波の振動を減らす、マイクを遠くに配置することによる高周波の損失を補正するなどがあります。

EQ の出力はコンプレッサーに送られます。コンプレッサーは、芸術的または技術的な理由で信号のダイナミック レンジを操作するデバイスです。

コンプレッサーの出力はアナログ-デジタル コンバーターに送信され、信号がデジタル形式に変換されて、コンピューターなどの デジタル録音デバイスに送信できるようになります。

次の例は、教会で演奏するボーカリストの信号フローをトレースします。

信号の流れは、前の例と同様に、歌手、マイク、マイク プリアンプ、EQ、コンプレッサーから始まります。この例では、この信号はミキシング ボードに流れ込み、さまざまな出力にルーティングされます。ミキシング ボードには、ハウス サウンド システムに送信するメイン ミックス バス、歌手のモニター ミックスを作成するために使用するモニター ミックス バス、ロビーと保育室に送信する 2 番目のミックスを作成するために使用する補助ミックス バスなどの機能が含まれています。

この例では、架空のロック コンサートの信号フローを調べます。この例では、コンサートには観客が来場するだけでなく、生放送で放送され、録音も行われ、コンサート終了後すぐに録音のコピーが一般に販売されます。したがって、各マイクからの信号は、ハウス サウンド システム、演奏者用のインイヤー モニター システム、放送システム、録音システム、ロビー、トイレ、舞台裏エリアの 5 か所に送信され、演奏エリア外の人々が演奏を聴くことができます。

ハウス サウンド システムは、「フロント オブ ハウス」ポジション (「ミックス ポジション」とも呼ばれます) から制御されます。このポジションは通常、観客の後ろにあります。

インイヤーモニターシステムは、ステージの片側に位置するモニターミックスエンジニアによって制御されます。モニターミックスエンジニアは演奏者とコミュニケーションをとることができる必要があるため、演奏者の近くにいることが重要です。モニターミックスの位置は、しばしば「モニターワールド」と呼ばれます。

放送ミックスは、公演会場の裏の駐車場にある放送トラックから制御されます。

録音システムは放送トラックの隣にある別のトラックに設置されます。

この例では、ロビー、トイレ、舞台裏のミックスは、舞台裏のアシスタント ステージ マネージャーによって制御されます。

この 5 方向の分岐を容易にするために、マイク スプリッターと呼ばれるデバイスが使用されます。マイク スプリッターには、信号を 5 方向に分岐し、コンデンサー マイクとアクティブ DI ボックスにファンタム電源を供給し、5 つの出力を分離してグラウンド ループを防止するなど、いくつかの目的があります。グラウンド ループの深刻度は一般に距離とともに増すため、グラウンド ループを防止することは極めて重要な機能です。この例のような相互接続されたサウンド システムの大規模なネットワークでは、グラウンド ループが危険なほど深刻になる可能性があります。したがって、グラウンド ループを防止するための分離は極めて重要です。

まず、スプリッターから観客までの信号経路をたどってみましょう。信号は、通常、オーディオ マルチコア ケーブルを介してスプリッターから出て、フロント オブ ハウスの位置まで移動します。ここで、静止したマイク レベルの信号がマイク プリアンプに入り、信号電圧がライン レベルに増幅されます。この例では、マイク プリアンプはミキシング ボードに組み込まれています。ミキシング ボードには、プリアンプの後にライン トリムが含まれるのが一般的です。これにより、ライン レベルになった信号の振幅を調整できます。これは、芸術的または技術的な理由で行うことができます。ライン トリムの一般的な用途は、マイク プリアンプによって意図的に増幅されすぎた信号を減衰させることです。信号を増幅しすぎると、プリアンプが歪む可能性があり、特定の状況下では望ましいサウンドが生成される可能性があります。

ライン トリムの後、信号はミキシング ボードの EQ、フィルター、コンプレッサー、リミッター、ディエッサー、ディレイ、リバーブ、およびミキシング ボードで使用可能でミックス エンジニアが選択したその他の信号処理機能によって処理されます。処理された信号はミックス バスに送信され、ステージから送られる他のすべての信号と結合されます。信号のバランスはフェーダーによって制御されます。

ミックスはミキシング ボードの出力の 1 つに送られ、スピーカー コントローラーに流れます。このデバイスは信号を処理して、パフォーマンス会場に設置されたサウンド システムに合わせて最適化します。その後、アンプのラックに流れ、スピーカーに流れます。

• ゲインステージ
• リバーブ
• マイクスプリッター