Ce este un DSP? (Procesor de semnal digital)

Dacă te-ai întrebat vreodată cum reușește un microfon să-ți îmbunătățească vocea în timp ce vorbești, fără ca tu să modifici vreo setare, răspunsul ține, de obicei, de un DSP. Prescurtarea de la „Digital Signal Processor” (procesor digital de semnal), acesta este un cip mic și specializat care prelucrează semnalul audio în timp real și reprezintă unul dintre principalele motive pentru care microfoanele moderne sună atât de bine încă de la prima utilizare.

Acest ghid explică ce este de fapt un DSP, de ce există și în ce contexte îl întâlnești în viața de zi cu zi.

Înainte de apariția procesării digitale, modelarea semnalului audio se realiza cu ajutorul unor echipamente fizice, analogice. Un compresor era o unitate de rack. Un egalizator era o cutie specială, dotată cu butoane și cadrane. Fiecare efect necesita propriul echipament hardware, conectate între ele într-un lanț, iar acest lanț nu se schimba niciodată, decât dacă înlocuiai fizic echipamentele.

Prelucrarea digitală a semnalului a schimbat această situație. În loc să modeleze o undă analogică continuă cu ajutorul circuitelor fizice, un procesor DSP transformă sunetul în numere, efectuează operații matematice asupra acestor numere și transformă rezultatul înapoi în sunet. Odată ce semnalul audio există sub formă de date, se pot aplica aproape orice efect (filtrare, compresie, reducerea zgomotului) prin calcule, în loc de componente fizice. Acest lucru a deschis calea către o prelucrare mai compactă, mai flexibilă și, adesea, mai performantă, fără a mai fi nevoie de un rack plin de echipamente.

Un DSP gestionează trei etape de bază, toate suficient de rapide încât să nu observi niciodată vreo întârziere:

• Eșantionarea. Un convertor analog-digital preia unda sonoră de intrare și o măsoară de 44.100 sau 48.000 de ori pe secundă, transformând-o într-un flux de numere.
• Prelucrare. Cipul DSP efectuează calcule pe acel flux de numere. Aici au loc efectele. În funcție de operațiile matematice aplicate, se obțin filtrare, compresie, reducerea zgomotului sau o serie de alte modificări.
• Reconversia. Un convertor digital-analogic transformă din nou numerele procesate într-o undă sonoră pe care o poți auzi efectiv, fie prin căști, prin difuzoare sau printr-o înregistrare.

Ceea ce contează aici este locul în care are loc procesarea. Un procesor DSP încorporat în dispozitiv gestionează toate cele trei etape pe loc, astfel încât nu este necesar un proces de dus-întors care să implice trimiterea semnalului audio către computer, procesarea acestuia acolo și retrimiterea lui înapoi. Acest proces de dus-întors este cel care generează o întârziere perceptibilă în cazul efectelor software și reprezintă motivul pentru care procesarea integrată oferă o senzație de imediatitate atunci când îți asculți propria voce.

Microfoanele sunt unul dintre cele mai frecvente locuri în care veți întâlni tehnologia DSP, mai ales acum, când multe microfoane procesează singure semnalul audio, în loc să se bazeze în totalitate pe computer:

• Microfoanele USB cu funcție de streaming dispun adesea de un procesor DSP integrat, care îmbunătățește calitatea vocii înainte ca aceasta să ajungă la software-ul de înregistrare.
• Interfețele audio XLR utilizează DSP pentru a aplica efecte precum compresia și egalizarea semnalului de microfon în timp real, fără a fi nevoie de un mixer separat.
• Căștile și microfoanele pentru jocuri utilizează tehnologia DSP pentru a reduce zgomotul de fond, astfel încât vocea ta să se audă clar în timpul apelurilor sau al partidelor.
• Microfoanele pentru conferințe și cele pentru camerele web utilizează tehnologia DSP pentru a izola vocea ta de zgomotul din încăpere în timpul apelurilor video.

În fiecare caz, argumentul este același: procesarea are loc chiar pe dispozitiv, astfel încât vocea ta este deja îmbunătățită până ajunge la computer.

Operațiile matematice executate pe un cip DSP se încadrează, de obicei, în câteva categorii cunoscute:

• Egalizarea (EQ) amplifică sau atenuează anumite intervale de frecvență, fiind utilă pentru a conferi căldură vocii sau pentru a reduce neclaritatea acesteia.
• Compresia uniformizează diferențele de volum, astfel încât momentele silențioase se aud clar, iar cele zgomotoase rămân sub control.
• Funcția de reducere a zgomotului identifică și reduce zgomotul de fond constant, cum ar fi cel produs de un ventilator sau de un aparat de aer condiționat, fără a afecta semnalul dorit.
• Limitarea reduce intensitatea unui semnal la un nivel maxim pentru a preveni distorsiunea atunci când acesta devine neașteptat de puternic.

Orice dispozitiv poate utiliza unul dintre acestea, mai multe simultan sau un lanț de astfel de elemente în succesiune. Combinația specifică depinde de funcția pentru care a fost conceput dispozitivul.

Elgato integrează DSP direct în anumite dispozitive Wave prin intermediul Wave FX Processor, un cip încorporat dezvoltat împreună cu LEWITT Audio. Dispozitive precum Wave:3 MK.2, Wave XLR MK.2, XLR Dock MK.2 și Wave XLR Pro rulează efecte precum filtrul low-cut, expanderul, compresorul, egalizatorul și Voice Tune direct pe hardware, astfel încât vocea ta este procesată înainte de a ajunge la computer.

Deoarece procesarea are loc direct pe dispozitiv, îți poți auzi vocea procesată prin căști în timp real, iar efectele se aplică automat în toate aplicațiile, prin intermediul microfonului. Procesorul Wave FX gestionează, de asemenea, funcția Clipguard 2.0, care previne distorsiunea la nivel de hardware, în loc să o remedieze ulterior.

Dacă doriți o explicație detaliată a modului în care aceste efecte interacționează, consultați ghidul nostru intitulat „Wave FX: Sunet de calitate profesională direct de la microfonul dumneavoastră”. Iar dacă vă întrebați care este diferența dintre DSP și pluginurile software, ghidul nostru intitulat „Ce este un VST?” prezintă această distincție în detaliu.