Patchbay – II

Collegamenti

Di seguito un esempio di come vengono collegate le varie strumentazioni e scritte le varie note sulle Patchbay ( fig. 1 ):

fig. 1 ( situazione tipica da studio di registrazione, da mpe.berklee.edu )

studiol3_patchbay da mpe.berklee.edu.jpg

n.b. Prima di cominciare a cablare fisicamente qualsiasi strumentazione audio e/o scrivere le varie note sulle strisce delle Patchbay è consigliato crearsi uno schema tipo quello in figura 1, definendo già i percorsi di cablaggio cosi da vedere se tutto quanto è possibile cablarlo secondo le proprie esigenze, se è necessario acquistare ulteriori patchbay o ne basta una con minor numero di canali rispetto a quella pensata, e non incappare in eventuali errori durante la fase di cablaggio che possano portare confusione e a dover rifare il lavoro da capo. Lo schema realizzato dovrà essere poi utilizzato come riferimento ( linea guida ) in fase di cablaggio in modo tale da essere sicuri che tutto vada collegato in modo corretto, soprattutto se il lavoro di cablaggio è lasciato fare ad altri tecnici. E’ poi importante mantenere sempre a portata di mano lo schema cosi che se un giorno si dovesse decidere di effettuare modifiche, manutenzione o per un qualsiasi motivo avviene uno scollegamento di una qualche connessione, questo viene di aiuto per conoscere la posizione di ogni connessione, anche perchè la fase di cablaggio avviene nella parte posteriore della Patchbay in cui generalmente non vi si scrivono le note di cablaggio.

Come si vede dalla figura 1 questo tipo di situazione offre diverse Patchbay, generalmente quando ci sono più Patchbay è utile identificarle con lettere, ( non con numeri in quanto ci sono già i numeri dei canali della patchbay ), esempio A e B sono Out e In della prima Patchbay, C e D sono Out e In della seconda Patchbay e cosi via.

Considerando l’esempio in figura 1 nella prima Patchbay colleghiamo nell’A tutti i segnali che arrivano dalla Stage Box o diretti dai microfoni e d.i. box o qualsiasi linea da collegare ad un mixer audio, processore outboard o registratore multitraccia. Nel B colleghiamo tutti gli ingressi microfonici del Mixer audio. La prima Patchbay sarà Full Normal cosi da non dover utilizzare esempio Bantam per creare ponticelli ed indirizzare ogni singolo segnale audio al relativo ingresso.

Per la seconda Patchbay collegheremo nel C i ritorni del registratore multitraccia e nel D gli ingressi monitor del mixer audio ( in questo caso è un mixer audio inline in cui il ritorno del segnale registrato arriva su ingressi differenti rispetto ai pre-amplificatori microfonici, ingressi adibiti all’ascolto e mixaggio del segnale registrato ), ( vedremo in successive argomentazioni i mixer audio e loro tipologie di funzionamento ). Anche questa sarà una Patchbay Full Normal.

La terza Patchbay avrà nell’E il Send dell’Insert del mixer audio e nell’F il Return dell’Insert del mixer audio con Patchbay Full Normal o Normal al fine di interrompere il flusso di segnale solo quando è necessario prelevarlo per portarlo verso Outboard esterni o inviare all’ingresso del canale del mixer audio un segnale esterno già pre-amplificato o a livello di linea, quindi senza passare dal pre-amplificatore del mixer audio.

La quarta Patchbay avrà nel G le uscite Direct Out analogiche o digitali a seconda del mixer audio utilizzato ( uscite utilizzate per l’invio di segnale pre-amplificato verso ingressi esterni come registratori multitraccia, il quale a volte può anche essere post o pre processori come equalizzatori e dinamiche interni al mixer audio o anche pre o post fader per un eventuale controllo del segnale di uscita utilizzando il fader ), nell’H gli ingressi del registratore multitraccia, con Patchbay Full Normal cosi che il segnale arrivi direttamente al registratore multitraccia senza l’utilizzo di ponti esterni.

Queste le principali connessioni, con altre Patchbay come quelle in figura 6 è possibile poi collegare qualsiasi altro dispositivo, appunto da processori outboard esterni, ad uscite aux e main del mixer audio, a cd player, e tutto cio da cui si vuole prelevare od inviare un segnale audio, considerando opportunamente la giusta Patchbay da utilizzare.

Sul sito della Neutrik è possibile trovare un programma che aiuta nella compilazione del data sheet delle Patchbay, con schemi e possibilità di scrivere tutte le note a piacimento, poter salvare come file digitale o stamparlo su carta. In questo caso è specifico per le Patchbay della Neutrik ma è comunque possibile utilizzarlo per tutte le Patchbay che seguono il numero di canali delle stessa Patchbay della Neutrik.

Di seguito il link:

Neutrik Patchbay

Patchbay Digitali

Le Patchbay analogiche come detto sono utilizzate e servono esclusivamente per gestire il routing di segnale in dominio analogico ( mono – stereo – sbilanciato – bilanciato ) o in dominio digitale per standard come AES3 che presenta 3 conduttori per il trasporto di segnale stereo.

Le Patchbay digitali invece vengono utilizzare per gestire il routing di segnali in dominio digitale, dall’AES3 al Madi, ADAT, AES50, DANTE e tutti i protocolli digitali in ambiente audio.

Una Patchbay digitale può presentarsi sotto forma di hardware fisico su rack o software.

Hardware Fisico

A differenza di quelle analogiche le Patchbay digitali sono univoche per lo standard a cui fanno riferimento, per cui se sono da gestire segnali su protocollo MADI sarà necessario acquistare una Patchbay digitale spesso chiamato anche Router digitale che gestisca appunto il protocollo MADI ( fig. 2 ) ( fig. 3 – 4 ).

fig. 2 products_madi_router_3b

fig. 3 SSL-MADI-X8_lrg

fig. 4 SSL-MADI-X8-rear_lrg.jpg

In alcuni casi è possibile acquistare un convertitore di standard digitale ( esempio da MADI a DANTE ) per poi interporre una Patchbay digitale DANTE e gestire il routing sotto un’altro protocollo. Ma è sempre consigliato introdurre meno conversioni di segnale possibile anche in stesso dominio, per cui se è presente la Patchbay digitale utile al nostro scopo è bene utilizzare esclusivamente quella.

Il routing della Patchbay digitale è gestito il più delle volte da un dispositivo remoto collegato via cavo ( generalmente USB o CAT5-6 ) o wi-fi all’hardware, come può essere un PC con il software gestionale installato, dal quale appunto si può decidere il percorso del segnale audio interno alla Patchbay.

Alcune Patchbay come quella in figura 2 prevedono anche la gestione del routing direttamente dall’hardware.

Le Patchbay digitali su hardware esterno a differenza di quelle analogiche, hanno sempre bisogno di un alimentazione esterna.

Il numero di canali portabili e tipologia di connessione della Patchnbay digitale dipende dal tipo e modello costruttivo e dallo standard utilizzato, è bene quindi informarsi sulle caratteristiche tecniche prima di procedere all’acquisto.

Anche un’Interfaccia Audio ( fig. 5 ) per inviare segnali a software di registrazione e riproduzione su computer può essere considerata una Patchbay digitale, in quanto poi all’interno del software è possibile controllare tutto il routing dei segnali al suo ingresso ed uscita.

fig. 5 avid_hd_io_front_1

Anche una Stage Box – Splitter digitale ( fig. 6 ) può essere considerata una Patchbay digitale in quanto collegata al Mixer audio digitale che presenta il software per gestire il routing del segnale In/Out o anche tramite software esterno per il controllo remoto del routing del mixer audio digitale.

fig. 6 S16_P0AJA_Top-Front_XXL

Pure i Router Switch per connessioni di rete ( fig. 7 ) o altri formati che siano hardware analogici o digitali con controllo remoto su software o a bordo macchina possono essere considerati Patchbay per la gestione del routing del segnale audio.

fig. 7 71pWTJNSiTL._SL1500_.jpg

Il routing di ogni standard e dispositivo Patchbay utilizzato può essere diverso nelle sue funzionalità e gestionalità per cui anche in questo è necessario conoscere bene l’attrezzatura a disposizione.

Sincronizzazione

Una Patchbay digitale ha spesso anche connettori BNC IN/OUT per la gestione del sincronismo ( fig. 8 ) in modo da poter ricevere il clock di sincronismo per il campionamento del segnale audio all’ingresso vuoi perché il Word-Clock esterno è migliore e più stabile o perché quello interno della Patchbay non funziona correttamente causa usura nel tempo. Oppure per inviare lo stesso Clock della Patchbay ad altri dispositivi per gli stessi motivi.

Fig. 8 Cattura

n.b. Alcune tipologie di Patchbay digitali prevedono oltre al Word Clock anche un ingresso AES11 o SMPTE ( un’alternativa più utilizzata nel broadcast per sincronizzare audio e video essendo un protocollo che determina impulsi di sincronismo diviso per frame/secondo principalmente, o altre forme definite dall’utente, come Sample, Bar, ecc.. ).

n.b. Vedremo in dettaglio Word-Clock e AES11 quando parleremo di sincronizzazione in audio digitale.

Software

Le Patchbay su software sono utilizzate esclusivamente per gestire il routing di Patchbay digitali su rack, di DAW ( fig. 9 ), processori e mixer audio digitali ( fig. 10 ), interfacce audio esterne ( fig. 11 )

fig. 9 6.png

fig. 10 x32 s16 p16.PNG

fig. 11  soundgrid-studio-application.jpg

Ogni software può avere grafica e gestionalità differente per cui è bene conoscere in modo dettagliato il suo funzionamento.

Utilizzo

Le Patchbay digitali come detto vengono utilizzate per la gestione del trasferimento del segnale audio in dominio digitale, ma a volte si possono presentare anche sotto forma di convertitori A/D ( fig. 12 ) ( fig. 13 ) con funzioni di routing ( come possono essere anche le Stage Box – Splitter digitali ).

fig. 12 ssl_alpha_link_mx_4-16_front.jpg

fig. 13 analog to madi optical back (2).jpg

Con il convertitore A/D è dunque possibile entrare in dominio analogico e prelevare un uscita in dominio di digitale sotto forma del protocollo utilizzato. Alcuni dispositivi offrono anche la soluzione opposta entrare ed uscire in dominio analogico ed entrare ed uscire in dominio digitale, cosi da avere una completa gestione del routing.

Il più delle volte, soprattutto se sono convertitori a singola unità come quello in figura 12 e 12 visto le dimensioni ridotte dell’hardware, il suo costo, e la capacità di portare multicanalità in una o poco più connessioni digitali ( esempio lo standard MADI permette di portare 64 – 72 canali su un unico conduttore ), si preferisce utilizzare ingressi ed uscite analogiche D-Sub, quindi connettori multicanale e non singole connessioni esempio XLR o Jack che porterebbero via molto più spazio e consentendo un numero di canali I/O analogici molto più limitati.

Generalmente un utilizzo delle patchbay in ambiente audio Live può essere ( fig. 14 ).

fig. 14 2016-03-02_13-40-41.jpg

Linee microfoniche e segnali da d.i. box arrivano alla Stage Box digitale ( se analogica sarà necessario introdurre un convertitore A/D router patch per inviare poi il segnale digitale a mixer audio digitali ), dalla Stage Box digitale viene prelevato il segnale a livello digitale secondo il proprio standard ed inviato ad un mixer audio di palco digitale che segue lo stesso standard ( se standard differente sarà necessario introdurre un’interfaccia di conversione protocollo digitale ).

Sia la Stage Box digitale che un eventuale convertitore A/D router patch può avere operazioni di controllo del routing interno ( se pur minime ), esempio per variare il campionamento e world clock del segnale digitale, o per gestire linee di ingresso ed uscita su più dispositivi collegati in ponte.

Il routing del segnale che arriva al mixer audio digitale è controllato dalla Patchbay digitale su software interna al mixer audio stesso o tramite software esterno, esempio per gestire l’indirizzo dei canali di ingresso ed uscita ( es. In 1 della Stage Box dovrà arrivare nell’In 1 del mixer audio, il 2 nel 2 e cosi via, ma potrà essere inviato anche all’ingresso 8 o 9 del mixer audio ecc.., oppure dividere i segnali digitali per gruppi e per Stage Box, esempio dal canale 1 al canale 8 si utilizzano i segnali di dall’1 all’8 della prima Stage Box e dal 9 al 16 quelli dall’1 all’8 della seconda Stage Box, ecc.. ).

Anche il routing del segnale digitale che arriva al mixer di sala è sempre controllato dalla Patchbay su software interna al mixer audio o tramite software esterno.

In caso di registrazione è possibile inviare come visto nell’articolo Splitter e Sommatori – II, una copia del segnale digitale direttamente dalla Stage Box ( se questa lo prevede ) o direttamente dal mixer audio ( come direct out o tramite interfaccia audio ) che può essere il mixer di sala, di palco od un mixer adibito, il tutto sempre con collegamenti in digitale ( se tramite interfaccia audio questa è collegata direttamente al computer per una registrazione diretta con la DAW a disposizione ( il software interno per la registrazione, esempio Pro Tools ), se tramite direct out allora si dovrà collegare il segnale ad un interfaccia audio esterna la quale poi è interfacciata con la DAW su computer ). Se il segnale inviato è analogico sarà necessario introdurre un convertitore A/D che segua il protocollo necessario per inviare il segnale digitale all’ingresso di un interfaccia audio digitale collegata alla DAW su computer, oppure collegare il segnale audio analogico direttamente ad una DAW A/D che oltre a convertire il segnale analogico a digitale ha anche il compito di trasferire il segnale al software di registrazione ( DAW ) su computer.

n.b. Se il segnale è già pre-amplificato da una Stage Box audio digitale o tramite pre-amplificatori del mixer audio o outboard esterni, è sempre meglio inviare il segnale a livello digitale all’interfaccia audio collegata in digitale alla DAW per la registrazione, oppure se il segnale è analogico inviare il segnale pre-amplificato ( a livello di linea ) ad un convertitore A/D che non sia anche pre-amplificatore, e da questo inviare il segnale all’interfaccia audio collegato alla DAW su computer.

Se il segnale digitale è inviato da un mixer audio digitale, il suo routing è gestito dalla Patchbay su software interna al mixer ed è possibile gestire tramite software di registrazione il routing dei canali di In/Out interni al software di registrazione.

Se il segnale digitale è inviato direttamente dalla Stage Box digitale generalmente il routing del segnale è esclusivamente controllato dalla Patchbay su software della DAW sul computer utilizzata per la registrazione.

n.b. Generalmente il segnale inviato direttamente dalla Stage Box digitale sempre post-gain per cui regolando la pre-amplificazione dalla Stage Box è possibile gestire i livelli del segnale inviato alla registrazione ma non il suo routing.

Generalmente un utilizzo delle patchbay in ambiente audio Studio può essere ( fig. 15 ).

fig. 15 2016-03-02_14-29-57.jpg

L’ingresso dei segnali microfonici e da d.i. box può avvenire direttamente all’ingresso dei pre-amplificatori A/D del mixer audio digitale oppure tramite una Stage Box digitale posizionata in Sala di Ripresa, il loro routing è sempre come visto anche prima controllato dalla Patchbay su software interna al mixer o tramite software esterno con a volte minime possibilità di routing dalla Stage Box audio stessa.

Il routing segnale digitale In/Out inviato dal mixer audio verso l’interfaccia audio per la registrazione è gestito dalla Patchbay su software interna sempre nel mixer audio, e dal software DAW di registrazione sul computer è possibile tramite la sua patchbay gestire il routing degli In/Out del software stesso, un po come visto nell’esempio precedente.

In caso di utilizzo di outboard analogici sarà necessario utilizzare le connessioni Aux In e Out o Insert analogiche se previste nel mixer audio digitale o se utilizzata e se previste nella Stage Box digitale.

Se si preferisce utilizzare convertitori A/D ( ad esempio a cui sono collegati outboard analogici ) e/o outboard digitali esterni, questi dovranno essere collegati sfruttando le connessioni digitali del mixer audio digitale se previste o dell’interfaccia audio per la registrazione sempre se previste. Il cui routing è gestito sempre dalla Patchbay su software interna al mixer audio digitale con eventuali minimi controlli di routing anche dal convertitore A/D utilizzato.

Oltre alla maggiore trasparenza offerta dal router digitale rispetto a quello analogico ed al fatto di non dover cablare ogni volta la patch per gestire il routing ( potendolo fare attraverso software remoto ) vi è anche il fatto che esso può memorizzare le scene ed impostazioni di routing, cosi da poterle riprendere a piacimento, mentre nelle patchbay analogiche è necessario sempre e comunque il cablaggio manuale.

Altre Patchbay digitali prevedono la possibilità oltre che di accettare e gestire il routing del segnale analogico, generalmente su multiconnettore D-Sub, gestire routing segnale digitale AES3 generalmente sempre su D-SUB o XLR, ed altri protocolli digitali come possono essere MADI e DANTE su BNC e/o Fibra Ottica e/o Ethernet ( fig. 16 ), prevedono la possibilità di effettuare link tra più Patchbay ( generalmente di stesso produttore ) per ottenere un sistema di gestione più ampio e complesso, il tutto controllabile via remoto tramite software. Oppure connessioni proprietarie per le proprie interfacce audio ( fig. 17 ), come può essere la connessioni DigiLink o DigiLink mini per connettere la Patchbay Digitale alle interfacce audio PCI che prevedono questo tipo di connessione ed interfacciare e controllare in remoto ad esempio la Patchbay con una DAW su PC.

Fig. 16 Cattura

Fig. 17 Cattura

Di qualsiasi segnale audio digitale si è parlato fino ad ora, si è fatto riferimento a quello PCM ( che vedremo quando parleremo di audio digitale ), alcune Patchbay digitali permettono di gestire oltre al tipo di segnale audio digitale PCM anche quello DSD ( fig. 18 ).

Fig. 18 Cattura.PNG

 

Nella scelta di utilizzo sicuramente è da considerare sempre il dominio di segnale da portare all’ingresso e gestire all’uscita, in ogni caso con le Patchbay 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 e più, uscite uguali ). Quindi il sistema digitale offre sicuramente una maggiore versatilità in tutta trasparenza e soprattutto dal fatto che non sei limitato dalla posizione del canale fisico come visto in questo argomento.

 

Struttura delle Patchbay / Router digitali

Una Patchbay digitale nelle sue caratteristiche può presentare diciture tipo 2×2, 8×8, 16×16, 32×32, 64×64, 128×128, 256×256 e oltre, questo identifica il numero di canali gestibili dalla patchbay, il primo valore identifica gli ingressi il secondo le uscite.

Generalmente il numero di ingressi equivale a quello delle uscite, ma non sempre come ad esempio in mixer audio e stage box digitali il numero di ingressi è spesso superiore a quello delle uscite, esempio 16×8, 32×8, 32×16.

Come per i convertitori A/D e D/A anche le patchbay dovendo gestire segnale digitale possono essere sincrone o asincrone.

Patchbay Sincrone

Le Patchbay sincrone sono quelle più qualitative ma permettono di collegare ed ottenere un flusso di segnale solo se ogni strumento utilizzato e collegato lavora alla stessa frequenza di campionamento.

Patchbay Asincrone

Le Patchbay asincrone sono quelle più costose ma meno qualitative in quanto presentano un circuito più complesso, hanno però il vantaggio di permettere il flusso contemporaneo di più frequenze di campionamento ( per il corretto funzionamento sarà comunque necessario che il dispositivo di uscita e di ingresso siano alla stessa frequenza di campionamento, esempio se una stage box digitale lavora a 96 Khz sarà necessario che l’ingresso digitale di un eventuale mixer audio sia a 96 Khz ), la Patchbay fa solamente da tramite permettendo il flusso di più campionamenti contemporaneamente.

Per cui la soluzione migliore è sempre quella di avere patchbay audio sincrone a cui sono collegate strumentazioni che lavorano alla stessa frequenza di campionamento della patchbay ( esempio se la patchbay la si imposta per lavorare a 48 Khz è importante che tutta la strumentazione sia a 48 Khz se no perde il clock e non circola il segnale ).

Se però si possiedono attrezzature che lavorano con diverso campionamento allora può essere utile utilizzare una patchbay asincrona in modo da poter gestire indipendentemente esempio attrezzature con campionamento a 48 Khz e 96 Khz.

Le Patchbay sincrone a differenza di quelle asincrone permettono spesso di modificare il routing del segnale audio digitale senza interruzioni, mentre le asincrone per come sono strutturate ricalcolano il tipo di campionamento da trasferire verso l’uscita desiderata e quindi pongono una breve interruzione.

Le migliori patchbay digitali che siano sincrone o asincrone devono essere completamente trasparenti al passaggio del segnale audio, un pò come detto per quelle analogiche, non devono quindi interferire con l’aggiunta di artefatti nel campionamento e quantizzazione. Alcune presentano comunque la possibilità tramite software remoto o impostazioni interne alla patchbay l’utilizzo di DSP o Sample Rate Converter per l’elaborazione del segnale prima del suo trasferimento, questo può portare l’aggiunta di artefatti sul segnale e la non completa trasparenza.

Le patchbay asincrone in caso di situazioni complesse ed instabilità e/o disturbi della corrente elettrica di alimentazione perdono più facilmente il clock rispetto a quelle sincrone.

Per tutti questi fattori appena visti in situazioni live è di fondamentale importanza se necessario utilizzare patchbay sincrone, per ambienti studio di registrazione e mastering può essere invece utile utilizzare un mix di patchbay sincrone e asincrone in base al tipo di attrezzatura a disposizione.

Esistono poi moduli di Patchbay in grado di ricevere e trasmettere in modalità sincrona e asincrona contemporaneamente, per lo risoluzione di numerose e complesse problematiche, a scapito di un superiore investimento.

Generalmente sono composti da più convertitori e moduli di conversione ASRC/SRC separati, e in alcuni puoi selezionare solo se utilizzare SRC o ASRC.

Alcuni produttori di Patchbay o Audio Router professionali:

 

Alcuni video sulle Patchbay:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Altro su Patchbay:

Patchbay – I ( Patchbay Analogiche )

 

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