Splitter e Sommatori – IV

Sincronizzazione e Word Clock

Fig. 1S16_P0AJA_Top-Front_XXL.png

Quando parleremo di audio digitale vedremo più nel dettaglio l’importanza di un corretto e stabile Word Clock, per il momento limitiamoci a capire la sua importanza nel collegamento di apparecchiature audio digitali.

Ogni connessione digitale ha un led generalmente di colore verde ( come si vede anche dalla figura 1, definiti come A e B per la connessione del protocollo AES50 ma possono avere anche nomi differenti in base al protocollo utilizzato ed al numero di connessioni gestibili ), il led illuminato identifica che il segnale è presente e sincronizzato ed il sistema funziona, se invece lampeggia o in alcuni casi è rosso significa che il sistema rileva il segnale ma non è sincronizzato e quindi il segnale non circola. Se è spento significa che non vi è alcun segnale collegato al relativo ingresso ( nella figura 1 come si vede il B è acceso e fisso quindi il segnale c’è ed è sincronizzato, mentre A è spento per cui non vi è alcun segnale al suo ingresso ).

n.b. Stage Box digitali diverse possono avere notifiche led differenti a volte anche grafiche, dipende dal costruttore e dalla qualità della Stage Box stessa, fondamentale quindi conoscere le caratteristiche del prodotto utilizzato.

Vedremo più in dettaglio in altre argomentazioni la struttura del segnale digitale ed il suo funzionamento.

In sintesi un segnale digitale contiene in se informazioni sul campionamento, quantizzazione e tutta la struttura del protocollo utilizzato, per trasferire questo segnale da un dispositivo di output ad uno di input sarà necessario che l’input abbia un dispositivo che consenta di tradurre ed eventualmente trasferire ad altri input questo segnale cosi da poterlo elaborare e trasmettere, tra i tanti parametri che devono avere questi dispositivi c’è anche il Word Clock che rappresenta un flusso di dati che accompagna il segnale digitale ( anticipandolo ) con il compito di dire al dispositivo di input come si deve comportare per leggere le informazioni digitali del segnale che sta arrivando. Generalmente viene utilizzato per gestire la frequenza di campionamento, se ad esempio il segnale digitale ha una frequenza di campionamento all’uscita di 96 Khz il world clock anticipando il segnale dirà al dispositivo di input che dovrà lavorare a 96 Khz e anche come dovrà farlo, in sistemi audio più professionali c’è la possibilità di scegliere se inviare il Word Clock dal segnale di uscita oppure riceverlo dal segnale di ingresso per motivi ed esempi che vedremo in seguito ( alcuni dispositivi di input si auto settano sulla frequenza dettata dal Word Clock, altri invece soprattutto quelli che ha loro volta possono generare un Word Clock vanno settati sulla frequenza di campionamento del segnale audio digitale ). Esistono diversi tipi di World Clock alcuni più precisi e di qualità altri meno.

Il segnale inviante il clock si definisce Master mentre quello che lo riceve Slave. Il Master Clock deve e può essere 1 mentre gli Slave possono essere più di 1 in quanto più dispositivi digitali possono dover essere sincronizzati.

n.b. Se mettessi in Master Clock sia il dispositivo di output che di input ovviamente il sistema non funzionerebbe, lo stesso per lo Slave.

Alcuni mixer audio digitali presentano un interfaccia esterna ( fig.2 ) per consentire l’utilizzo di generatori di Word Clock esterni ( fig. 3 ), a volte più qualitativi e precisi di quelli contenuti all’interno delle apparecchiature come mixer audio e Stage Box digitali. In questo caso il mixer audio dovrà poi essere settato per il prelievo del Word Clock dal generatore esterno.

Fig. 2 2016-02-15_12-15-09.png

Nella figura 2 l’in è dove andrà collegata l’uscita del generatore di clock, mentre dall’out sarà possibile prelevare lo stesso clock da inviare anche ad altri dispositivi digitali che accettano clock esterno.

Fig. 3Brainstorm-DCD-8-front.jpg

Se si utilizza un mixer audio digitale collegato ad una stage box digitale, generalmente soprattutto a livello professionale si potrà decidere se utilizzare il Word Clock del mixer audio o prelevarlo dalla Stage Box ( in quanto a livello professionale tutte le Stage Box digitali possono generare un loro Word Clock ).

In questo caso la soluzione migliore è sempre quella di dare il Word Clock dal dispositivo più scadente ( cosi da poter definire il suo ritmo, cosi che tutti gli altri dispositivi seguano il suo, altrimenti si rischierebbero “colli di bottiglia” e il mal funzionamento del sistema ), o dal dispositivo in cui per primo esce il segnale audio digitale ( più qualitativo in quanto più rapido e generatore di latenze inferiori, ma se il dispositivo di input è più scadente quindi non in grado di seguire l’andamento del Clock si rischiano appunto “colli di bottiglia” ). Generalmente il mixer audio digitale è quello che deve gestire la maggior parte del clock tra input ed output delle varie connessioni presenti, plug in, interfaccia grafica, per cui si tende a mettere come Master ( quindi generatore di Word Clock ) il mixer audio digitale ( fig. 4 ). La Stage Box automaticamente ( se settata nella stessa frequenza di campionamento del mixer audio digitale ) diventerà Slave ( quindi aspetterà il Clock dal mixer audio prima di prelevare e far circolare il segnale audio digitale ).

Fig. 4 2016-02-15_12-55-59.png

n.b. Ricordo che per funzionare, qualsiasi dispositivo audio digitale deve essere settato alla stessa frequenza di campionamento.

Se settiamo invece di ricevere il Clock dalla Stage Box nelle impostazioni del mixer audio, il mixer audio diventerà Slave e la Stage Box Master, alcune Stage Box presentano un led generalmente di colore rosso ( chiamato Master ), che se illuminato identifica che il segnale è presente e quel dispositivo è un Master generatore di Clock.

Se utilizziamo più Stage Box con configurazione in Daesy Chain o a Stella, il mixer audio digitale dovrà sempre essere impostato come Master ( fig. 5 ), questo rende il sistema più stabile potendo ridurre l’insorgere di errori dal passaggio del segnale da dispositivi di input ed output tra le varie Stage Box, oltre che poter ricevere e quindi gestire in modo indipendente i segnali delle Stage Box.

Fig. 5 2016-02-15_14-05-37.png

In alcuni casi di più Stage Box digitali soprattutto per le configurazioni in Daesy Chain se pongo come Master Clock una delle Stage Box ed il resto in Slave è possibile che venga distribuito e possa essere utilizzato solo il segnale della Stage Box Master ( fig. 6 ), questo in quanto la Stage Box Master sarebbe quella che invia il segnale digitale comprensivo di protocollo e word clock che passa attraverso tutte le altre Stage Box Slave fino al mixer audio, mentre invece come visto bisogna avere il mixer audio come Master clock cosi che possa ricevere i segnali di tutte le Stage Box indipendentemente.

Fig. 62016-02-15_13-56-35.png

Come si vede dalla figura 6 la prima Stage Box è impostata come Master ed è configurata per la gestione dei canali di ingresso dal 1 al 16, mentre la seconda Stage Box è impostata come Slave ed impostata per la gestione dei canali di ingresso dal 17 al 32, le uscite saranno impostabili e configurabili di conseguenza dal mixer audio digitale, il quale a sua volta è impostato come Slave, in questo caso come detto al mixer audio digitale arriverebbero solo i canali dal 1 al 16 della Stage Box Master.

Se si presenta una configurazione con mixer digitale di sala e di palco sarà necessario considerare come uno dei due mixer Master ( generalmente quello più vicino alle Stage Box cosi da far percorrere al segnale di Clock meno percorso possibile ) ed il resto Slave ( fig. 7 ).

Fig. 72016-02-15_14-14-21.png

In presenza di ulteriori Stage Box e mixer audio digitali questi dovranno sempre essere Slave, sia per una configurazione in Daesy Chain come negli esempi visti che per una configurazione a Stella.

Quando un’apparecchiatura audio ( esempio mixer audio o matrice su rack ) presenta un uscita specifica per il segnale di clock ( fig. 8 ), questa è utile ad esempio per inviare un riferimento di clock a dispositivi connessi sulla stessa linea, come visto prima necessario ed utile se il clock master e/o ricevente delle apparecchiature ha dei problemi e/o non presenta stabilità, oppure e soprattutto quando si utilizzano SRC o ASRC per gestire differenti apparecchiature che lavorano su differenti path e/o a differenti valori di campionamento come vedremo ora.

Fig. 8 3338286_800

Se ad esempio ho due dispositivi che dialogano con un differente valore di campionamento sarà necessario interporre un convertitore SRC o ASRC ( vedremo più in dettaglio questi dispositivi quando parleremo di audio digitale ), prelevando il segnale campionato dal Master e inviandolo al convertitore questo lo trasformerà ad un livello di campionamento adeguato al dispositivo Slave o Spare che lo riceve. In questo caso è più qualitativo utilizzare un convertitore di campionamento che abbia la possibilità di ricevere il clock in uscita dal dispositivo Slave cosi da gestire i tempi di clock e quindi campionamento secondo quanto dettato dal dispositivo Slave o Spare. Cosi facendo se il dispositivo Slave o Spare ha dei problemi nel mantenimento della stabilità del clock, dirà al convertitore di agire di conseguenza con il ritmo dato. Questo garantisce una maggiore sicurezza nel trasferimento di clock e quindi segnale campionato, rispetto al semplice passaggio del segnale dal master al convertitore e poi prelevare il segnale convertito da inviare al dispositivo Slave o Spare, in quanto che se il dispositivo ha appunto come detto problemi di stabilità si tenderebbero a creare colli di bottiglia ed errori di campionamento ( jitter ) fino a che il segnale smette di funzionare ( fig. 9 ).

Fig. 9 2017-05-15_10-56-59.png

n.b. Dalle impostazioni del convertitore SRC o ASRC si stabilisce il livello di campionamento in uscita ( alcuni necessitano anche di determinare quello in ingresso, non sono quindi automatici nel rilevamento ).

Un’altro esempio, se ho due o più dispositivi su linee separate che possono a loro volta avere lo stesso o diverso campionamento ( se diverso sarà necessario utilizzare un SRC o ASRC ) e gestisco il clock da un’unità esterna su rack come quella in figura 3 ( fondamentale il suo utilizzo in quanto che come visto anche precedentemente se viene utilizzato il clock della linea audio su di un’apparecchiatura Slave e questo clock viene a mancare anche l’apparecchiatura Slave o Spare smette di funzionare, mentre avendo un clock esterno questa continua ad andare, ovviamente a meno che il generatore di clock esterno non si interrompa ), ( fig. 10 A ), ( vedremo poi più avanti come si creano path di segnali e ne si aumentano i livelli di ridondanza ).

In caso che i dispositivi siano con un livello 3 di ridondanza ( vedremo più in dettaglio la ridondanza quando parleremo di audio digitale ), se il clock dell’unità esterna salta, i dispositivi ridondanti si portano automaticamente sul valore del proprio clock interno che potrebbe anche essere diverso da quello dettato prima dal clock esterno su rack, e pure diverso tra un dispositivo e l’altro ( il passaggio è sempre casuale in base a dove il sistema di ridondanza del dispositivo vede un segnale pulito e stabile ), e diventano entrambi master clock ( in pratica il sistema si porta a generatore di clock ) creando interruzione del segnale per il dispositivo Slave o Spare andando in conflitto con l’altro device a sua volta Master.

Per evitare questo problema si utilizza un tipo di configurazione come in figura 10 B.

Fig. 10 2017-05-15_11-47-52.png

In figura 10 A si vede la configurazione del percorso di segnale con utilizzo di un generatore di Clock esterno, in cui alle sue uscite vengono inviati generalmente su connettore BNC i clock per i due dispositivi da controllare, in questo caso un master ed uno spare. Dipendente dalle capacità dell’interfaccia di clock può esserci la possibilità di inviare all’uscita un solo tipo di clock o differenti. I due dispositivi dovranno poi essere configurati per la ricezione di clock esterno.

Per evitare l’interruzione del sistema in caso di fault del generatore esterno di clock, come detto si utilizza una configurazione come quella in figura 10 B, in cui ( presupponendo in ogni caso un diverso valore di campionamento tra i due dispositivi, uno a 48 Khz, l’altro a 96 hz, ma come detto anche per un problema di ridondanza in cui entrambi i dispositivi si porterebbero master clock ), si collega il generatore di clock esterno con una linea di clock al dispositivo master ed una linea di clock al convertitore SRC, al quale convertitore arriva il clock definito dal dispositivo spare, ed in cui all’ingresso dell’ SRC arriva il segnale audio già previsto di clock ( su protocollo dipendente da quello dell’interfaccia utilizzata dal dispositivo master stesso ), inviato dal dispositivo master, mentre all’ingresso del dispositivo spare arriva il segnale audio cloccato dal convertitore SRC.

Per sistemi complessi ed articolati che prevedono l’utilizzo di splitter, in questo caso digitali, utilizzare una configurazione tipo quella in figura 11.

Fig. 11 2017-05-15_12-20-17.png

Per cui l’audio cloccato dal dispositivo master non arriva più al convertitore SRC ma allo Splitter da cui è prevista poi una o più diramazioni verso dispositivi esterni a cui a loro volta arriva il clock dal generatore di clock esterno ( se questo non dispone di più uscite esistono anche matrici split per il clock o dispositivi da poter collegare in ponte per gestire il sistema con un unico sistema con più uscite/ingressi ). Una delle uscite splittate viene inviata al convertitore SRC. Il resto dei collegamenti è lo stesso visto in figura 10 B.

 

Conclusioni

Qualsiasi sia la configurazione, se siamo in dominio digitale con quindi l’utilizzo di mixer audio digitali, questi mixer andranno pre-configurati al fine di poter far dialogare e trasmettere il segnale audio da e verso le Stage Box – Splitter digitali, anche le stesse Stage Box – Splitter digitali se più di una dovranno essere configurate ( a bordo macchina e/o tramite software esterno ) per poter dialogare con il mixer audio digitale e tra di loro. E’ per cui necessario conoscere perfettamente le caratteristiche del materiale utilizzato.

C’è da dire anche che alcuni mixer audio digitali soprattutto di non alta categoria, non permettono tutte le personalizzazioni viste, non rendono possibile la scelta di routing IN/OUT indipendente per ogni canale ma lavorano a gruppi, questo a volte limitato dal protocollo utilizzato.

Attualmente stanno uscendo sul mercato anche alcuni sistemi wi-fi, sia per il dialogo tra mixer audio digitale e stage box digitale sia per il dialogo tra linee di output che di input attraverso trasmettitori e ricevitori radio, ma ancora siamo tecnologicamente indietro, soprattutto dal punto di vista della qualità ed affidabilità.

Anche gli stessi Port Switch ( fig. 12 ) visti in argomento Stage Box ma anche in Splitter e Sommatori possono essere considerati Splitter e Sommatori in quanto è possibile direzionare il segnale audio digitale che sia su cavo di rete ma anche fibra ottica per i dispositivi che lo consentono verso una qualsiasi direzione tramite interfaccia software interna e/o esterna.

Fig. 12 switch-hp-1410-16g.png

Vedremo in argomentazioni future la struttura e funzionamento di ogni singolo protocollo digitale utilizzato in ambiente audio professionale con altri esempi di configurazione sia grafici che video.

n.b. E’ importante che lo switch-router sia di qualità, in quanto dispositivi scadenti potrebbero indure il segnale audio ad errori, causa di generazione colli di bottiglia e fenomeni di network jitter.

 

Design Costruttivo degli Splitter Audio

Come accennato in questa serie di articoli ogni costruttore può prevedere una propria configurazione di creazione di uno splitter ( dalla forma e dimensioni alla tipologia di gestione del segnale audio ), che sia analogico o digitale, ma il principio di funzionamento è lo stesso.

Di seguito alcune rappresentazioni di Splitter in configurazione costruttiva differente a quella analizzata fino adesso:

Fig. 13

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In figura 13 uno Splitter passivo a singola unità rack, in cui nella parte frontale ci sono gli ingressi microfonici XLR, e nella parte posteriore le uscite splittate, con la possibilità di levare la massa e gestire l’inserimento della phantom power.

Fig. 14bilanciato su jack.jpg

In figura 14 uno Splitter analogico passivo con ingressi ed uscite su Jack TRS nella parte back del rack ( in cui è anche possibile prelevare da mix out l’insieme di tutti i segnali di ingresso mixati appositamente dai controlli presenti nel pannello frontale, da expand out la possibilità di mettere in ponte più splitter in modo da crearne uno con più canali di input ed output, e da master in la possibilità di inviare un mix master left e right da splittare alle varie uscite ).

Fig. 15 img_20110621090645_36998

Altri come questo in figura 15 prevedono anche un controllo per bilanciare il livello di segnale alle uscite splittate ( utile ad esempio in installazioni fisse e senza la presenza di una matrice di controllo per i livelli di ingresso ed uscita ). Questo splitter prevede l’utilizzo di un controllo pan per gestire a quale e quante uscite splittate inviare il segnale, se in posizione centrale il segnale viene inviato a tutte le uscite, tutto a destra solo alla prima, tutto a sinistra solo all’ultima e cosi via.

Altri ancora prevedono la possibilità di segliere il tipo di segnale da ricevere in ingresso ( – 10 dBV, 0 dBu, + 4 dBu ).

Fig. 16 splitter con selettore per decidere se ingresso line o mic, ingressi nel back.jpg

In figura 16 uno splitter attivo con ingressi nel back ed out nel front, con la possibilità di segliere se l’ingresso è microfonico od inserire la resistenza a 10 Kohm e farlo come ingresso di linea, come si vede in figura 16 poi presenta un controllo di guadagno del livello di segnale audio a vite, necessario per cui l’utilizzo di un cacciavite a taglio per le sue modifiche ( utile contro urti e maneggiamenti accidentali e da persnale non auttorizzato ).

Fig. 17 Cattura.PNG

Alcuni modelli come quello in figura 17 hanno un selettore per decidere a quale uscita splittata inviare il segnale.

Fig. 18RAD-OX8-R

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Alcuni come quelli in figura 18 prevedono anche ingressi e/o uscite su DSUB e/o Euroblock.

Fig. 19 RAD-PROMS2.JPGsplitcompro_angle_lg

Altri design costruttivi possono prevedere forme portatili simili alle D.I. Box come queste in figura 19.

Fig. 20DirectOut-SPLIT.CONVERTER-front-900px-1

In figura 20 uno Splitter digitale con selettore per l’uscita splittata, questo splitter accetta segnali su protocollo MADI in fibra ottica e BNC.

Possono esserci splitter per differenti protocolli e misto di protocolli.

Fig. 21 splitter spdif digitale

In figura 21 uno splitter digitale con ingresso ed uscite S/Pdif, ma si può trovare anche per linee AES3 e misto.

Come si vede ogni costruttore può prevedere differenti funzionalità e controllo del segnale audio da splittare.

Le stesse Patchbay analogiche ( fig. 22 ) o ancor più digitali ( fig. 23 ) possono essere considerate degli splitter. Con le analogiche generalmente puoi eseguire uno split per ogni ingresso, mentre in quelle digitali puoi copiare un segnale in ingresso a tutte le uscite audio ( avere quindi per un segnale di ingresso anche 32 – 64 uscite uguali ).

Fig. 22 nppa-tt-pt

Fig. 23 Cattura.PNG

 

Sommatori

Un Sommatore o Matrix Mixer o Zone Mixer detto a volte anche Summing Amplifier in quanto presenta pre-amplificatori negli stadi di ingresso se prevede ingressi microfonici e di linea, altrimenti sarebbe un comune splitter, è la semplificazione di un mixer audio con il solo scopo di miscelare uno o più segnali in ingresso da inviare ad una o più uscite, in pratica è l’opposto dello Splitter ed è generalmente su rack ( fig. 24 ).

Fig. 24 2016-02-23_11-03-19

Si trovano generalmente sottoforma di rack, cosi da permettere l’installazione appunto in rack ed essere facilmente portabili viste le dimensioni contenute ed il peso non eccessivo.

Per questo sono molto utilizzati e predisposti per l’utilizzo nelle installazioni commerciali ( bar, ristoranti, centri commerciali, negozi, sale conferenza ), ( soprattutto i Zone Mixer che come vedremo hanno molte più opzioni di controllo di un semplice sommatore ).

Il Sommatore può essere Passivo ( quasi mai utilizzato ) o Attivo ( quasi sempre in quanto più qualitativo ma più costoso ) il quale necessità di alimentazione elettrica esterna.

Quelli passivi sono i più scadenti e per questo poco utilizzati, generano rumori e distorsioni sul segnale di uscita soprattutto per quelli cablati a mano, mentre quelli a trasformatore hanno generalmente una qualità leggermente superiore ma sono anche molto più costosi vista la qualità dei trasformatori necessaria per ottenere un suono di qualità ( come visto anche per gli Splitter ).

Quelli attivi sono invece quelli più utilizzati:

Di seguito un ipotetico circuito di Sommatore Attivo ( fig. 25 da ilprogettista.it ).

Fig. 25circuito sommatore attivo

n.b. Le resistenze dei canali di ingresso nell’esempio in figura 25 rappresentano eventuali fader o controlli rotativi nella gestione del segnale di ingresso da inviare il quantitativo desiderato alle uscite.

Non esistono almeno a livello professionale Sommatori digitali ( se non per il processamento DSP interno ) in quanto che già le Stage Box – Splitter Digitali, mixer audio digitali permettono come visto le più svariate configurazioni con i più alti e necessari numeri di uscite audio disponibili per coprire qualsiasi tipo di evento ( come visto anche in precedenti articoli sulle Stage Box e Splitter Digitali ). Vedremo invece come vi siano Zone e Matrix mixer con varianti digitali costruttive rispetto ai comuni mixer audio da concerto o studio di registrazione.

Si presenta per esempio come in figura 26 in cui si vede la parte Front in cui è possibile regolare generalmente il Pan per left – right ( se stereo ) o più se prevede più uscite indipendenti, cosi da decidere a quale uscita si vuole inviare il relativo segnale di ingresso, e la quantità di segnale da inviare all’uscita attraverso un potenziometro rotativo con la stessa funzione di un fader dei mixer audio, il quale guadagno va generalmente da – ∞ a + 0 B, + 10 dB, +12 dB, + 15 dB. Si ha anche un controllo Master del livello generale delle uscite che presenta sempre gli stessi parametri dei controlli dei singoli canali di ingresso.

Fig. 26 sommatore attivo

Nel Back invece si vedono le connessioni di ingresso quasi sempre su XLR o Combo come in figura 26, ma a volte anche su connessione D-Sub come in figura 28, il numero di ingressi portabili da un singolo modulo di Sommatore non è fisso, si possono trovare Sommatori a 2 canali come anche a 8 canali, a 16 canali e cosi via, sempre con dimensioni da rack.

Sempre nel Back si trovano anche le connessioni di uscita ( generalmente chiamate Master Out o Main Out o Mix Out ) quasi sempre su XLR ( fig. 26 ) o D-Sub ( fig. 28 ), si può trovare un Master Out o più ( se più, ogni Master Out sarà nominato con un numero, esempio Master Out 1, Master Out 2 ecc… oppure con una lettera, Master Out A, Master Out B, ecc.. ), si possono trovare uscite attive e/o passive cosi da poter determinare la migliore uscita in base al rumore presente e/o generato lungo il circuito, l’uscita attiva è generalmente sempre a 50 Ω ( utile per l’invio di segnale verso l’ingresso di moderne apparecchiature con ingresso a + 4 dBu ), mentre quella passiva può essere anche a 600 Ω ( utile per l’invio di segnale verso l’ingresso di apparecchiature più datate o consumer con ingresso a 0 dBu ).

Quando sono presenti più uscite, esempio Master 1 e Master 2 come nell’esempio in figura 26 e come controlli di Pan si ha solo Left e Right significa che il segnale di ingresso esce in copia a tutte e due le uscite con la sola possibilità di inviare il segnale verso il Left o Right di entrambe le uscite, utile quando è necessario splittare il segnale sommato su più di un uscita, esempio uno verso il P.A. L-R ( impianto audio ) vicino al palco, ed uno verso una coppia di Delay Tower per la sonorizzazione di ampie aree di ascolto ( vedremo in future argomentazioni le tipologie di impianto audio e la loro installazione ).

Il Sommatore è costruito esclusivamente per accettare segnali a livello di linea 0,775 v o 1,223 v con impedenza di ingresso di circa 10 KΩ o 20 KΩ, da inviare ad una o più uscite verso l’ingresso di finali di potenza o diffusori audio amplificati per aumentare il numero dei punti di diffusione sonora senza utilizzare i ponti di segnali dei finali di potenza e amplificatori stessi soprattutto per grandi tratte e con gran numero di finali di potenza o diffusori audio attivi, che oltre a dover utilizzare metri e metri di cavo bilanciato in più porterebbe ad un maggiore incremento del rumore di fondo e distorsione dovuto ai tanti link che vengono eseguiti e soprattutto se questi presentano un circuito di amplificazione all’ingresso produrrebbero oscillazzioni sul segnale e quindi sempre rumore di fondo e riduzione di dinamica.

Alcuni Sommatori più professionali, come quello in figura 27, presentano anche il CUE o SOLO per il pre-ascolto in cuffia.

Fig. 27NEVE-8816_FrontHigh1

Fig. 28neve_8816_4.jpg

Può esserci anche la possibilità di interfacciare il dispositivo con un computer per il controllo remoto attraverso una connessione D-SUB come si vede in figura 26 o tramite USB come si vede in figura 28

Alcuni Sommatori come quello in figura 26 non presentano meter per il controllo del segnale di Input e di Output, questo per risparmiare spazio soprattutto se costruito con molti canali di ingresso e permetterne la realizzazione su rack, altri invece come quello in figura 27 presentano VU Meter ( soprattutto se sono presenti valvole per il controllo del livello del segnale ) o Peak Meter ( se puramente realizzati con amplificatori e resistenze ). Il controllo dovrà per cui essere fatto eventualmente dal meter che controlla il livello del segnale di uscita che arriva all’ingresso del Sommatore ( il meter del mixer audio ) e dal meter del segnale di ingresso ad esempio del finale di potenza in cui arriva il segnale in uscita dal Sommatore.

Nell’esempio in figura 28 alcuni Sommatori possono presentare il selettore di rimozione della massa in caso di disturbi lungo le linee di segnale, possono presentare anche connessioni insert in/out per inserire eventuali processori di frequenza e/o dinamica sui segnali di ingresso.

Sempre prendendo come esempio i Sommatori in figura 27 e 28, alcuni utilizzano il processamento del segnale in dominio digitale con convertitori che hanno un campionamento che generalmente va da 44.1 khz a 192 Khz, ma ingressi ed uscite sono sempre in dominio analogico compreso i potenziometri rotativi del circuito di ingresso per il controllo del livello di segnale da inviare alle uscite.

Sommatori di alto livello come quello in figura 27 e 28 possono anche essere upgradati con interfaccie esterne, esempio un Fader pack ( fig. 29 ) per avere un migliore e più preciso controllo del livello del segnale da inviare alle uscite rispetto ai controlli rotativi. Collegabili generalmente attraverso la connesione USB ( se digitale ) o D-Sub ( se analogico ).

Fig. 28 2016-02-22_21-20-27

Generalmente un Sommatore offre al massimo 3 copie di uscite, questo per gli stessi motivi qualitativi visti per gli splitter audio attivi in cui oltre un certo numero di split si comincia ad introdurre un rumore di fondo e distorsione rilevanti.

Il Sommatore presenta generalmente anche il pulsant di Mute per poter spegnere ogni canale indipendentemente.

n.b. Generalmente un Sommatore è sufficente per coprire anche le più grandi e complesse configurazioni sul numero di canali utilizzati per le uscite, questo perchè è da utilizzare insieme alle uscite del mixer audio, il Sommatore va considerato come aggiunta per avere ulteriori uscite, mai utilizzarlo in sostituzione in quanto che come vedremo l’uscita del mixer audio va inviata all’ingresso del Sommatore che ha poi il compito di splittare quel segnale in più uscite ( a meno di non avere dei segnali di linea indipendenti che non entrano nel mixer audio ma direttamente nell’ingresso del Sommatore da sommare con il resto dei canali di input ). E’ quindi da utilizzare solo se nel mixer audio non si ha un numero di uscite tale da poter coprire tutte le postazioni in cui è necessario inviare un segnale audio indipendente. Questo perchè è comunque un componente in più lungo il percorso del segnale audio che genera un suo rumore e sue distorsioni.

Alcuni sommatori prevedono moduli intercambiabili ( generalmente con pre-amplificatori di stessa marca ) ( fig. 30 ).

Fig. 30 10163136_800.jpg

In caso che si abbia già a bordo mixer il giusto quantitativo di uscite utilizzare sempre quelle ( fig. 31 ).

Fig. 31 2016-02-23_10-45-30.jpg

In caso che si abbia invece una coppia L – R di Delay Tower per sonorizzare ampi spazi ed il mixer audio presenta ad esempio solo un uscita in più utilizzabile oltre al L – R allora può essere necessario interporre un Sommatore al fine di aumentare il numero di uscite gestibili e portare il segnale anche ai due Delay Tower ( fig. 32 ).

Fig. 32 2016-02-23_11-32-32.jpg

Come si vede dalla figura 32, questo mixer audio presenta 3 uscite, un L, un R e un Matrix, il L e R li utilizziamo per inviare segnale al P.A. mentre il Matrix lo utilizziamo per inviare il segnale al Sommatore il quale ci porrà alla sua uscita una coppia di segnali L – R, i quali saranno inviati uno al Delay Tower L e l’altro al Delay Tower R.

Il Sommatore è posizionato sempre vicino alla postazione mixer audio, questo per far percorrere al segnale analogico di linea in uscita dal mixer la minor tratta possibile ( dall’output del mixer all’input del Sommatore ), anche se bilanciato, ottimizzando cosi la qualità del segnale.

Un’altra configurazione per poter collegare i Delay Tower o comunque qualsiasi altro diffusore audio in più a cui dover inviare il segnale audio sarebbe quella di mettere in ponte i vari finali di potenza o amplificatori dei diffusori audio attivi, come nell’esempio in figura 33 e 34.

Fig. 332016-02-23_11-39-32

Fig. 34 2016-02-23_11-36-52

Nella figura 33 si nota come ci sia l’impossibilità di gestire i volumi indipendentemente del Delay Tower L ed R in quanto alzando il volume di uno si alzerebbe anche l’altro, dovendo sempre agire sul livello del guadagno dei finali di potenza o amplificatori se diffusori attivi per compensarne la variazione ( strada impraticabile e di poca qualità ), in più la distanza che percorre il segnale audio è maggiore rispetto a quella percorsa utilizzando il Sommatore, infatti il segnale audio di figura 33 esce dal Matrix Out, arriva all’ingresso esempio del primo finale di potenza del Delay Tower L, da li si prende il link e lo si manda all’ingresso del secondo finale di potenza del Delay Tower R, percorso di segnale che potrebbe anche arrivare facilmente a 100 e più metri. Con il Sommatore invece il segnale dal Matrix Out arriva all’ingresso del Sommatore, si preleva una copia L da inviare al primo Delay Tower ed una copia R da inviare al secondo Delay Tower, tratte decisamente più brevi anche della metà, ed in più si ha la possibilità di gestire indipendentemente i volumi del Delay Tower L ed R.

Per la figura 34 il principio è lo stesso solo che il segnale è in link dal P.A., con l’impossibilità di gestire indipendentemente il P.A. dal Delay Tower.

n.b. Vedremo in future argomentazioni le tipologie e metodi di installazione degli impianti audio e l’importanza di poter gestire segnali indipendentemente.

Per le installazioni commerciali come visto prima, gli zone mixer sono più indicati per la gestione del routing degli ingressi e delle uscite, cosi che essendo in un formato a rack e senza bisogno di un tecnico presente tutto il tempo ( non dovendo mixare ) è possibile riporre lo zone mixer in appositi alloggi una volta cablato il tutto ( che non sia di intralcio al normale lavoro quotidiano, che non disturbi l’immagine del negozio, centro commerciale o ristorante che sia, e che sia lontano e protetto da polveri ed umidità ).

E quindi in questo caso si vanno a sostituire ai mixer audio utilizzati in ambiente professionale in live, studio, broadcast.

Caratteristiche:

Un ottimo Sommatore analogico deve avere alcune caratteristiche di fondamentale importanza per essere ritenuto di qualità, tra cui il più alto livello di segnale in ingresso sopportabile prima di generare distorsioni non più tollerabili quale > + 20 dB, il minimo valore di distorsione armonica come lo < 0,05 o < 0,02 THD%, il più basso rumore di fondo circa < di 80 dB.

Se è di tipo digitale e quindi si presenta sotto forma di Splitter – Stage Box Digitale, matrice di controllo esterna come mixer audio o semplice processore di segnale Zone o Matrix mixer le sue caratteristiche sono le stesse viste per Stage Box Digitali e Splitter Digitali.

 

Conclusioni

Anche altri parametri possono essere presenti a seconda della qualità del Sommatore, è per cui utile e fondamentale prima dell’acquisto sapere qual’è il percorso del segnale dagli ingressi alle uscite, valutare se è necessario l’acquisto del Sommatore in caso che non si abbia un quantitativo di uscite sufficenti o si abbia una sistemazione dell’impianto audio tale da permettere una maggiore qualità del segnale audio se presente il Sommatore come visto negli esempi, e poi studiare le istruzioni di funzionamento di ogni singolo componente del Sommatore cosi da poter acquistare quello più idoneo secondo le proprie esigenze.

Le stesse Patchbay analogiche o ancor piú digitali possono essere considerate dei sommatori.

Qualsiasi Splitter – Stage Box Digitale ma anche mixer audio analogico o digitale é da considerarsi un sommatore.

 

Altre tipologie di Sommatori

Alcuni sommatori di nuova generazione permettono di interfacciare all’ingresso numerose tipologie di segnale audio da analogico a digitale e sommarle ad una o più uscite in dominio analogico o digitale, si propongono sul mercato come diretta alternativa “compatta ” ai mixer audio veri e propri come vedremo in altre argomentazioni.

Fig. 35 radial-engineering-backtrack-258765.jpg

Fig. 36 1664317

In figura 35 e 36 uno Switcher – Sommatore in grado di accettare all’ingresso segnale sbilanciato su Jack 1/4″ o 3,5 mm e proporre all’uscita linea bilanciata, sbilanciata e headphones.

Fig. 37 images

In figura 37 un sommatore in grado di accettare all’ingresso segnale digitale via MIDI e USB o analogico sbilanciato, ed offrire all’uscita segnale audio analogico bilanciato e sbilanciato per una struttura di routing tipo quella in figura 38 ( da Radial Engineering ).

Fig. 382017-01-26_14-18-50.png

Fig. 39 2017-01-26_14-32-16

In figura 39 un’altra tipologia di sommatore, in questo caso presenta anche un minimo di equalizzatore shelving ( bassi – alti ) oltre che una sezione di equalizzatore ed una connessione usb per il controllo remoto ( in questo caso è più simile ad un interfaccia audio che ad un mixer audio ), per un routing tipo quello in figura 40 ( da radial engineering ).

Fig. 402017-01-26_14-15-23.png

 

Zone – Matrix Mixer

Per quanto riguarda gli Zone Mixer ( fig. 41 ) che come precedentemente accennato sono per lo più digitali, e viste le caratteristiche, sono più predisposti per installazioni commerciali, hanno molteplici funzionalità come ingressi consumer ( – 10 dBV ), lettore mp3, sd, hard disk interno, radio fm e digital radio, uscita di potenza per altoparlanti a tensione costate e/o impedenza costante ( fig. 42 ), e i più svariati accessori.

Fig. 41 tn_ma200cdr_6.jpg

Fig. 42 10203550_800.jpg

Possono possedere poi uscite Euroblock ( fig. 43 ), opzioni per il controllo remoto, processori di dinamica e frequenza inclusi ( alcuni esclusivamente controllabili e settabili tramite software esterno con cui è anche possibile avere controlli patch per gestire il routing degli ingressi ed uscite ).

Fig. 43 731757_800

Altri ancora ( i più evoluti ) e grazie all’evoluzione dello standard digitale come vedremo in altre argomentazioni ( protocollo AVB e AES67 ), prevedono il trasporto sia di audio che di video da un un’unica interfaccia, sempre controllabile tramite software ma anche applicazione per dispositivi mobili. Quindi presenterà uscite digitali per la distribuzione dei segnali audio-video in un network di rete ( cavo ethernet e/o fibra ottica ), spesso accompagnati dai soliti analogici ( generalmente su Euroblock o D-Sub ), ( fig. 44 ).

Fig. 44 2017-03-14_10-18-01.jpg

Ulteriori matrici oltre che analogiche o misto analogico-digitale possono avere una piena interfaccia digitale, possono come i sommatori essere modulari ( fig. 45 – 46 ), avere funzioni di intercomm ed allarmi ed integrazione su di un network di rete per gestione e controllo remoto da un unico punto di accesso, le più prestanti possiedono anche una doppia alimentazione di ridondanza che interviene quando la primaria smette di funzionare cosi da mantenere attivo e stabile tutto il sistema.

Fig. 45 147473201112A.jpg

Fig. 46

147473201212E.jpg

Ce ne sono alcuni che possiedo DSP deidicati per la gestione complessa del routing ( oltre al controllo di equalizzazione, dinamiche, delay, anti-feedback ) sempre tramite software ed avere funzionalità di processamento convolutore ( FIR – IIR ), ( argomento che vedremo quando parleremo di audio digitale ) e funzionalità di AutoMixer ( vedremo quando parleremo di Mixer Audio ), collegabile anche questi in remoto via Ethernet o RS485 per configurazioni tramite PC, e anche Wi-Fi per il controllo tramite Smartphone e Tablet, oltre che disporre di una connessione remota per l’integrazione con altri dispositivi ( esempio una matrice di estensione o controllo remoto fisico esterno, quindi a livello hardware e non software ). Posso presentare anche porte GPIO per la creazione e gestione di sistemi complessi ( vedremo anche questo quando parleremo di audio digitale ), come quello in figura 47.

Fig. 47 2017-05-15_09-46-28.png

Un qualsiasi Splitter – Stage Box digitale, matrici di controllo come mixer audio digitali possono avere funzioni ( come visto  ) e quindi essere considerati sommatori digitali.

In figura 48 una matrice con connessioni multicore.

Fig. 48 2016623161930

In figura 49 una matrice modulare per diverse tipologie di interfacce digitali e con completo controllo DSP integrato e gestione In/Out tramite software.

Fig. 49 EdgeComposerMonitorCards2000px-1-1024x719.png

Ad oggi anche controllabili via WiFi tramite smartphone, pc e tablet.

 

 

Alcuni produttori di Splitter, Sommatori, Zone Mixer e Clock Generator, professionali:

Alcuni produttori di Switch di rete professionali:

 

Altro su Splitter e Sommatori:

Splitter e Sommatori – I ( Tipologie di Splitter, Splitter Analogici Passivi  e loro utilizzo )

Splitter e Sommatori – II ( Splitter Analogici Attivi e loro utilizzo, Splitter Digitali )

Splitter e Sommatori – III ( Utilizzo Splitter Digitali )

 

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