Radyo Yayınlarında Kayıtlara Neler Oluyor?
Her radyo istasyonu, vericisinin önünde bir iletim ses işlemcisi kullanır. Bu işlemcinin en önemli işlevi, vericinin tepe modülasyonunu, her ülkedeki düzenleyici kurulun yasal gerekliliklerine uygun olacak şekilde denetlemek. Fakat çok az istasyon bu işlev için basit bir tepe sınırlayıcı kullanıyor. Aksine, daha karmaşık ses zincirini kullanıyorlar. Bunlar, tepe modülasyonunu doğru olarak sınırlarken, sesin tepe/ortalama oranını önemli oranda azaltırlar. Bu, izin verilebilen tepe modülasyonu içerisinde istasyonun sesinin daha yüksek çıkmasına neden olur.
Üreticiler, yayın işlemcilerini, kayıt endüstrisinin eskiden beri tipik olarak sunduğu temiz, dinamik program malzemesini işleyecek şekilde düzenledi. (Akla gelen tek önemli istisna, genellikle bozulan 45 rpm single’lar). Bu işlemciler güncel malzemelerin yanında konuşma, reklam ve eski şarkıları da işlemek zorunda olduğundan, sadece çok yüksek oranda sıkıştırılmış, bozulmuş CD’ler için düzenlenemezler. Gerçekten de, deneyimler bu bozuk malzemelere göre başarılı olarak düzenlenmelerinin mümkün olmadığını gösteriyor.
Yayın işlemcisi tasarımcıları, en yüksek güç ve temizlikte, tutarlı ve en yüksek sesi elde etmek için çok temiz kaynak malzemesi gerektiğini 20 yıldır biliyor. Orban, 20 yılı aşkın bir süredir yayın mühendislerinin sinyal yollarını temizlemelerine yardımcı olmak için uygulama notları yayınlıyor. Bu notlar, işlemciden önceki herhangi bir kırpmanın, zor algılanan, ama işlemcinin şiddetle artıracağı bozulmaya neden olacağını vurguluyor. Bu notlar, kullanıcı göstergeleri kırmızıya getirse bile kırpmayı önlemeye yetecek boşluk payı ve düşük bozulmalı yükseltmeyi destekliyor.
Üç yıl önce, radyo istasyonlarına, ses yüksekliğini artırmak için yapımda veya ana kopyalamada bozulmuş CD’ler geldiğini görmeye başladık. İşlemciler de bu bozulmayı artırdı. Sonra CD’lerde ses yüksekliği savaşının arkasındaki neden anlaşıldı. En yüksek sesli sinyali sunmak isteyen radyo istasyonları gibi, kayıt sanatçıları ve yapımcılarının da rekabet için yüksek sesli ürünler istediği ortada.
Radyo yayıncılığında bu rekabet en az son 25 yıldır var. 25 yıl önce radyo istasyonları daha yüksek ses için basit kırpma kullanıyordu ve bu 25 yıllık teknik şimdi müzik endüstrisine geçti. Aşağıdaki grafik, günümüzde kullanılan bir CD’den şiddetle kırpılmış bir dalga şeklinin bir kısmını gösteriyor. İki işaret arasındaki alan, kırpılmış kesimi belirtiyor. Bu, anlatıldığı gibi, sorunun kökenlerinden birisi; diğeri ise sesten geçiş gücünü ve etkisini yok eden aşırı dijital sınırlama.
Bugün sorun, yayın iletim sistemleri için artık sahip olduğumuz gelişmiş ve güçlü ses işlemenin, daha önce ciddi şekilde kırpılmış bir sinyalle iyi bir şekilde bir arada olamaması. Maalesef yaygın CD’lerde yukarıdaki örnek bir istisna değil, kabul edilen ölçüt.
Yayın işlemenin çok büyük oranda sıkıştırılmış malzemeleri, daha doğal yapılmış malzemelerden daha az etkileyeceğine dair bir söylenti var. Bu, sadece bir yönüyle doğru: eğer gelen uzun süreli bir dinamik aralık yoksa, yayın işlemcisinin AGC’si onu daha fazla azaltmaz. Fakat yayın işlemcisi çok yüksek oranda sıkıştırılmış malzemelerin kısa süreli zarfları üzerinde çalışır ve tepe/ortalama oranı azaltarak sesi daha da bozar.
Çok yüksek oranda sıkıştırılmış malzemeler yayında daha yüksek ses vermez. Daha bozuk ses çıkararak, radyonun sesinin zorlu koşullarda kesilmesine neden olabilir. Dinleyicilere fon müziği gibi gelir. Çok yüksek oranda sıkıştırma, piyasada yaygın olan seviyelerdeki yayın işlemeyle birleştiğinde, müzikten etkiyi ve canlılığı alır. Daha aşırı koşullarda, şiddetli bozuk sese neden olur ve izleyicilerin kanaldan ayrılmalarına yol açar.
Tipik İşleme Zinciri: Kayıtlarınız Yayınlanırken Neler Oluyor?
Tipik bir işleme zinciri, sırasıyla aşağıdaki elemanlardan oluşur:
Faz döndürücü
Faz döndürücü, grup gecikmesi frekansın bir fonksiyonu olarak çok değişken olan tüm geçiren filtreler (tipik olarak tümü 200 Hz’de, dört kutuplu) zinciridir. Birçok ses dalga şekilleri (özellikler erkek sesleri), 6 dB’e kadar asimetri gösterebilir. Faz döndürücü, ses dalga şekillerini daha simetrik hale getirir ve bazen sesin tepe/ortalama oranını 3-4 dB azaltabilir. Bu işlem doğrusal olduğu için (spektruma yeni frekanslar eklemez ve kulak tırmalayan seslere neden olmaz), avantajlıdır.
Eskiden küçük radyolarda, mini setlerde, araç radyolarında ve walkman’lerde faz döndürücünün müzikteki etkisi pek duyulmuyordu. Ancak kırpılmış CD’lerin yayılmasıyla durum değişti. Faz döndürücü, giriş dalgasının şeklini, frekans dengesini değiştirmeden önemli ölçüde değiştirir: Faz döndürücünün frekans yanıtını ölçerken faz yanıtını da ölçmezseniz, “düz” ölçülür, bu durumda “genlik yanıtı”nın düz olduğunu ve faz yanıtının frekansla doğrusal olmadığını görürsünüz. Bu doğrusal olmayan faz yanıtının pratik etkisi, orijinal sinyaldeki düz tepelerin işlemeden sonra dalga şeklinin herhangi bir yerinde sonlanabilmesidir. Sıfırı keserek geçtikleri sık görülür. Dalga şeklinde, tüm ayrıntıların kaybolduğu, küçük, düz kısımlar gibi sonlanırlar (şiddetli bir yanıktan kalan yara izleri gibi). Duyulabilir etkileri için bu yerinde bir benzetme, çünkü artık dalga şeklinin tepe/ortalama oranını azaltmaya bir katkıları olmaz. Aksine, tek etkileri, gereksiz bozulma katmaktır.
Kayıt dünyasında, yayın işlemenin kırpılmış, çok sıkıştırılmış CD’leri değiştirip temiz CD’ler sunacağına dair bir söylenti vardı. Kısmen faz döndürme sayesinde, bu söylenti tamamen yanlış çıktı. Kaynak malzemedeki tüm kırpmalar, yayının ses şiddetini artırmadığı gibi, bozulmayı artırmaktan başka bir işe yaramaz.
AGC
Sonraki aşama genellikle ortalama yanıtlı bir AGC’dir. Stüdyo standartlarında kayıt yapan bu AGC’nin çok geniş bir dinamik aralık (tipik olarak 25 dB aralığında) üzerinde çalışması gerekir. İşlevi, kullanıcı hatalarını (canlı yapım ortamlarında) ve değişken ortalama seviyeleri (otomasyonlu ortamlarda) telafi etmektir. Ortalama seviyeler çok değişkendir, çünkü CD’lerin kendi tepe/ortalama değerleri son 10 yılda çok değişti. Bu nedenle, sabit disk kayıtlarının normalleştirilmesi (mevcut tüm fazlalık payını kullanmak için), ortalama seviyelerde çok büyük değişime yol açmak gibi istenmeyen bir yan etki yaratır. Gerçekten de, 1:1 aktarımlar da 15 dB’e kadar çıkabilen değişimler gösterirler.
Ödenecek bedel bellidir: AGC, kayıtlardaki uzun süreli değişiklikleri giderir. Neredeyse tüm radyo istasyonlarının program yöneticileri, radyosunu kendi kanalına ayarlamakta olan birinin istasyonu kaçırması veya zayıf olduğunu ve düzgün alınamayacağını düşünmesi riskini ortadan kaldırmak için, istasyonlarının sürekli yüksek sesli kalmasını isterler.
AGC’ler tek bantlı veya çok bantlı olabilir. Çok bantlı ise, AGC’ler yavaş çalıştığı için iki banttan fazlası nadiren kullanılır, bu nedenle “spektral kazanç intermodülasyonu”, daha hızlı çalışan sonraki sıkıştırma aşamalarında olduğu kadar büyük bir potansiyel sorun değildir.
AGC’ler iyi donanımlı işlemcilerde her zaman geçerlidir. Yeni giriş önceden ayarlanmış bir eşiğin altına düşerse, kazançtaki büyük azalmaya rağmen gürültünün geçişi önlenir.
Stereo İşleme
Bütün işlemcilerde stereo işleme yoktur ve olanlarda da bağımsız çalışan stereo işlemciler çoğunlukla iletim işlemcisinin önündeki program hattına yerleştirilir.
Stereo işlemin yaygın amacı, otomobilinde radyo dinleyen kişi frekansı ayarlarken sinyalin dikkat çekmesidir. Sesi daha yüksek ve etkili hale getirme tekniğidir. Fazlası, kaydı remiks edebilir. Önemli miktarda L-R enerjili stereo yankının orijinal mikste kullanıldığını varsayarsak, stereo işlem, örneğin bir merkezi kanal vokalistine uygulanan yankı miktarını değiştirilebilir. Her üretici stereo işlem için farklı bir teknik kullandığından, genelleştirmek mümkün değil. Evrensel kısıtlamalar, sadece tam mono uyumu (çünkü FM radyo, çoğunlukla mono alınır) ve stereo fark sinyalinin (L-R) çok fazla iyileştirilmesidir. Aşırı iyileştirme, yayının ses şiddetini de azaltır (FM stereo bileşik dalga şeklinin aralıklı özellikleri nedeniyle).
Bu kısıtlamaların anlamı, özellikle ortalama L-R seviyelerini çok artırıyorsa, stüdyo tarzı kayıtta stereo işlemenin FM yayınıyla genelde uyumsuz olduğudur. Vinil zamanında, kesici kafanın cilayı kaldırmasını önleme ihtiyacı nedeniyle benzer bir kısıtlama vardı; fakat CD’lerde artık bu yok. Yine de, yayın amaçlı bir miks, L-R/L+R oranı düşükse alıcıda en yüksek ses ve en düşük bozulma getirir. Tuhaftır ama, en yüksek sesli ve en temizi monodur.
Denkleştirme
Denkleştirme (equalization), sabit frekanslı bir ses kuvvetlendirme kadar basit, veya çok katlı parametrik bir denkleştirici kadar karmaşık olabilir. Bir yayın işlemcisinde denkleştirmenin iki amacı vardır. Birincisi, belli bir radyo istasyonu için bir “ev sesi” yaratıp markalayan bir imza oluşturmaktır. İkincisi, sonraki çok bantlı dinamik işlemenin ve yüksek frekans sınırlamanın neden olduğu frekans çizgilerini telafi etmektir. Bunlar, çok bantlı dinamik katlarından önce dikkatle seçilen sabit denkleştirmeyle düzeltilebilen veya artırılabilen, genel bir spektral renklendirme yaratabilir.
Çok Bantlı Sıkıştırma ve Sınırlama
Üreticiye bağlı olarak bu, bir veya iki katta olabilir. İki katta olursa, çok bantlı sıkıştırıcı ve sınırlayıcı, farklı çapraz geçişlere ve hatta farklı bant sayılarına sahip olabilir. Tek katta olursa, sıkıştırıcı ve sınırlayıcı işlevleri birbirleriyle haberleşerek etkileşimlerini en iyi düzeye getirir. Her iki tasarım yaklaşımı iyi ses verir ve her birinin kendi dezavantajları vardır.
Genellikle dört ve altı bant arasında kullanan çok bantlı sıkıştırıcı/sınırlayıcı, rekabetçi ses şiddetini ve frekans ayarı etkisini yaratmak için dinamik aralığı azaltır ve ses yoğunluğunu artırır. Her bant için gürültünün artmasını önlemek amacıyla alçak seviyelerde geçitleme yaygındır ve üreticiler geçitlendirmenin duyulabilen yan etkilerini en aza indirirken bu amaçla patentli algoritmalar kullanırlar.
Gelişmiş bir işlemci, sadece çok bantlı sıkıştırıcı/sınırlayıcıyı ayarlamak için düzinelerce kurulum kontrolüne sahiptir. Çeşitli sıkıştırıcılar, zaman kontrolleri, eşikler ve bazen çapraz geçiş frekansları için sürücü ve çıkış kazancı kontrolleri, işlemci tasarımına bağlı olarak ayarlanabilir. Bu kontrollerin her biri ses üzerinde kendine ait bir etki oluşturur ve bir çok bantlı yayın sıkıştırıcısını çok çeşitli programlarla, sürekli yeniden ayarlamaya gerek olmadan iyi ses verecek şekilde ayarlamak için epey deneyim gerekir. Kayıt endüstrisinde ana kopyalamadan farklı olarak, yayıncılıkta her yeni kaynak için işlemeyi en iyi hale getirecek bir ana kopya mühendisi yoktur.
Ön Vurgulama ve HF Sınırlama
FM radyo, yayının gerçekleştirildiği ülkeye bağlı olarak 50 mikro saniyede veya 75 mikro saniyede ön vurgulanır. Ön vurgulama, 2.1 kHz (75 µs) veya 3.2 kHz’de (50 µs) 3 dB olan, 6 dB/oktav yüksek frekans artırımıdır. 75 µs ön vurgulama ile, 15 kHz 17 dB yükselir.
İşlemcinin üreticisine bağlı olarak, ön vurgulama çok bantlı sıkıştırıcı/sınırlayıcıdan önce veya sonra uygulanabilir. Mikserler ve master mühendisleri için önemli olan 5 kHz’in üzerinde çok fazla enerji koymanın, ön vurgulama bu enerjiyi büyük oranda artıracağı için tüm yayın işlemcilerinde önemli sorunlar yaratacağını bilmektir. Ses yüksekliğinde kaybı önlemek için, işlemci kuvvetlendirilmiş bu yüksek frekanslara yüksek frekans sınırlama uygular. HF sınırlama, çeşitli kombinasyonlarda sesin cansız, bozuk veya hem cansız hem bozuk haline gelmesine neden olabilir. Rakip işlemciler arasındaki en önemli farklardan biri, belli bir işlemcinin duyulabilen yan etkileri en aza indirmek için HF sınırlamayı ne kadar etkin gerçekleştirdiğidir. Üstün teknolojili işlemcilerde, genellikle HF sınırlama kısmen HF kazanç azaltma, kısmen de bozulma gideren kırpmayla gerçekleştirilir.
Kırpma
Çoğu işlemcide kırpma katı, tepe sınırlamanın başlıca aracıdır. Yayın işlemcisi performansı için çok önemlidir. FM ön vurgulama nedeniyle, basit kırpma çok işe yaramaz. Fark frekansı IM bozulması yaratır, bu da radyodaki vurgulamayı çok azaltır. Bu sonuç, özellikle zil ve ıslık seslerinde kötüdür. Yetmişli yılların sonunda, bu makalenin yazarlarından biri (R.O.) bozulmayı yok eden kırpmayı buldu. FM yayıncılığında, bu 2 kHz’in altındaki (alıcının frekans yanıtının düz kısmı) kırpıcı nedenli bozulmayı tipik olarak yok eder.
Duyulabilir, rahatsız edici bozulmaya neden olmadığı için, bozulmayı yok eden kırpma, tepe sınırlamanın çok etkin bir yoludur, çünkü sadece kırpma eşiğini gerçekten aşan tepeleri etkiler; etrafındaki malzemeyi değil. Bundan dolayı, kırpma, özellikle ön vurgulamalı malzemeyle çalışırken kazanç azaltımının yol açtığı istenmeyen gürültüye yol açmaz. Kırpma, kazanç azaltımı yapan HF sınırlamayla karşılaştırıldığında çok daha az HF kaybına neden olur. Bu nedenlerle, çoğu FM yayın işlemcisi, kabul edilebilir düşüklükte duyulabilir bozulmayla tutarlı, pratikte maksimum miktarda kırpma yapar.
Kırpmanın sinyale eklediği harmoniklere rağmen kırpılan sinyalin bandını 19 kHz’in altında sınırlama ihtiyacı nedeniyle, gerçek dünyada kırpma sistemleri çok karmaşık olabilir. (Bant sınırlama, stereo ana ve alt kanal arasında örtüşmeyi engeller, FM stereo bileşik taban bantta 55 kHz’in üzerinde bulunan alt taşıyıcıları ve 19 kHz’de stereo pilot tonunu korur).
Bazı sistemlerde stereo kodlayıcının çıkışına bileşik kırpma veya sınırlama da uygulanır. Stereo kodlayıcı, vericiyi süren tekli çoğullama sinyalinin içine sol ve sağ kanalları kodlayan devredir ve aslında devlet yayın yetkililerinin belirlediği bu sinyalin tepe seviyesidir. Bileşik kırpma ve sınırlama uzun zamandır, tartışmalı bir teknik, fakat son kuşak bileşik kırpıcılar ve sınırlayıcılar, eski teknolojilerin girişim sorunlarını önemli oranda azaltırlar.
Frank Foti, Omnia Audio, Robert Orban, CRL/Orban • Çeviri: Alper Metin
