Vad är en DSP? (Digital signalprocessor)

Om du någonsin har undrat hur en mikrofon kan förbättra ljudet av din röst när du talar, utan att du behöver justera en enda inställning, så handlar svaret oftast om en DSP. Det är en förkortning för ”Digital Signal Processor” – ett litet, specialiserat chip som bearbetar ljud i realtid, och det är en viktig anledning till att moderna mikrofoner låter så bra direkt när man tar dem ur förpackningen.

Den här guiden beskriver vad en DSP egentligen är, varför den finns och var man stöter på en i vardagen.

Innan den digitala bearbetningen kom innebar ljudbearbetning fysisk, analog utrustning. En kompressor var en rackenhet. En equalizer var en fristående enhet med vred och reglage. Varje effekt krävde sin egen hårdvaruenhet, som kopplades ihop i en kedja, och den kedjan förändrades aldrig om man inte fysiskt bytte ut utrustningen.

Digital signalbehandling förändrade detta. Istället för att forma en kontinuerlig analog våg med fysiska kretsar omvandlar en DSP ljud till siffror, utför beräkningar på dessa siffror och omvandlar resultatet tillbaka till ljud. När ljudet väl finns i form av data kan man tillämpa nästan vilken effekt som helst (filtrering, komprimering, brusreducering) genom beräkningar istället för fysiska komponenter. Detta banade väg för en bearbetning som är mindre, mer flexibel och ofta bättre – utan att behöva fylla ett rack med utrustning.

En DSP hanterar tre grundläggande steg, alla så snabba att man aldrig märker någon fördröjning:

• Sampling. En analog-till-digital-omvandlare tar emot den inkommande ljudvågen och mäter den 44 100 eller 48 000 gånger per sekund, varvid den omvandlas till en ström av siffror.
• Bearbetning. DSP-chipet utför beräkningar på den här strömmen av siffror. Det är här effekterna skapas. Beroende på vilken matematik som används får man filtrering, komprimering, brusreducering eller en rad andra förändringar.
• Återomvandling. En digital-till-analog-omvandlare omvandlar de bearbetade siffrorna tillbaka till en ljudvåg som du faktiskt kan höra, oavsett om det är via hörlurar, en högtalare eller en inspelning.

Det som spelar roll här är var bearbetningen sker. En inbyggd DSP i enheten hanterar alla tre stegen direkt, så det blir ingen tur-och-retur-process där ljudet skickas till din dator, bearbetas där och sedan skickas tillbaka. Det är just den tur-och-retur-processen som orsakar en märkbar fördröjning vid användning av programvarueffekter, och det är därför den inbyggda bearbetningen känns omedelbar när du lyssnar på din egen röst.

Mikrofoner är ett av de vanligaste områdena där man stöter på DSP, särskilt nu när många mikrofoner bearbetar ljudet själva istället för att helt förlita sig på datorn:

• USB-mikrofoner med strömningsfunktion har ofta inbyggd DSP som filtrerar bort störningar från rösten innan den når inspelningsprogrammet.
• XLR-ljudgränssnitt använder DSP för att tillämpa effekter som kompression och EQ på en mikrofonsignal i realtid, utan någon separat mixer.
• Headset och spelmikrofoner använder DSP för att dämpa bakgrundsljud, så att din röst hörs tydligt under samtal eller matcher.
• Konferensmikrofoner och webbkameramikrofoner använder DSP för att isolera din röst från rumsljud under videosamtal.

I båda fallen är försäljningsargumentet detsamma: bearbetningen sker direkt i enheten, så att din röst redan har renats när den når din dator.

De matematiska beräkningar som utförs på ett DSP-chip kan vanligtvis delas in i några välkända kategorier:

• Equalizer (EQ) förstärker eller dämpar vissa frekvensområden, vilket är användbart för att ge rösten mer värme eller minska otydligheten.
• Komprimeringen jämnar ut volymskillnaderna, så att tysta partier framträder tydligt och höga partier hålls under kontroll.
• Brusreducering identifierar och minskar konstant bakgrundsljud, till exempel från en fläkt eller luftkonditionering, utan att det påverkar det önskade signalen.
• Begränsningen sätter ett tak för signalnivån för att förhindra distorsion när ljudet plötsligt blir för högt.

En enskild enhet kan använda en av dessa, flera samtidigt eller en kedja av dem i följd. Den specifika kombinationen beror på vad enheten är avsedd att göra.

Elgato har byggt in DSP direkt i vissa Wave-enheter via Wave FX Processor, ett inbyggt chip som utvecklats tillsammans med LEWITT Audio. Enheter som Wave:3 MK.2, Wave XLR MK.2, XLR Dock MK.2 och Wave XLR Pro kör effekter som lågpassfilter, expander, kompressor, equalizer och Voice Tune direkt på hårdvaran, så att din röst bearbetas redan innan den når datorn.

Eftersom bearbetningen sker direkt i enheten hör du din bearbetade röst genom hörlurarna i realtid, och effekterna följer med från mikrofonen till alla appar automatiskt. Wave FX Processor hanterar även Clipguard 2.0, som förhindrar förvrängning på hårdvarunivå istället för att åtgärda den i efterhand.

Om du vill ha en fullständig genomgång av hur dessa effekter samverkar kan du läsa vår guide om Wave FX: Ljud i studiokvalitet från din mikrofon. Och om du undrar hur DSP skiljer sig från programvarubaserade plugins kan du läsa vår guide ”Vad är en VST?”, där vi går in mer i detalj på den skillnaden.