Curiosità sul clock digitale

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EdoFede
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Curiosità sul clock digitale

Messaggio da EdoFede » domenica 21 maggio 2023, 23:45

Ciao a tutti,

per la rubrica "curiosità da studio" :mrgreen: in questi giorni sto affrontando il "problema clock" presso un noto studio di registrazione a cui faccio consulenza.

E' un tema veramente intrigante, per cui mi sono ritagliato un pochino di tempo per raccontarvi.

Iniziamo col dire che nella quasi totalità dei casi, parlando di convertitori A/D e D/A, il clock migliore è quello a bordo della macchina.
Si esatto, il clock "esterno" è praticamente sempre peggiorativo, tranne in rarissimi casi (schede molto molto costose e raffinate, in cui il clock esterno risulta equivalente -non superiore- a quello interno).
Questo per una serie di motivazioni tecniche ben precise.
E quindi perché si usa il clock esterno? Perché serve per sincronizzare più schede e poter utilizzare molti canali. ;)
Oppure, dove non sono necessarie più schede in parallelo, perché ogni tanto si fanno intortare anche i sound engineer.

Venendo a noi...abbiamo aggiunto una nuova scheda di interfaccia sullo studio grande con il banco analogico.
Avid Mtrx Studio (https://www.avid.com/products/pro-tools-mtrx-studio)

E' stata presa principalmente per il trasporto audio via network (con sistema Dante), ma oltre ad avere dei convertitori migliori delle schede attuali (anche se pochi, purtroppo), ha una caratteristica interessante: può fornire lei il clock alla catena ricavandolo dal network Dante.
Che fin qua, nulla di speciale... ma poiché sul network Dante abbiamo un master clock GPS (non sto a dilungarmi sui motivi), in teoria quello che si potrebbe ottenere è un clock estremamente stabile e con drift temporale minuscolo, poiché sincronizzato col sistema GPS (che ha orologi atomici veri) ad intervalli inferiori al secondo.

Ora però nasce il problema di... come si stabilisce sul sistema reale qual'è il clock migliore? :mrgreen:

Poiché siamo in studio, si parte dalla conversione A/D, sulla quale un eventuale errore di clock ce lo porteremo dietro a vita sull'opera artistica.

Come valutare quindi il clock di conversione?
Le prime prove veloci sono state fatte riproducendo un brano da un computer indipendente (con una interfaccia) e registrandolo con il sistema dello studio.

Sono state fatte 3 take per ogni sorgente di clock, allineando successivamente l'inizio dei brani "al sample".
Durante questa breve prova, si è evidenziato che:
1) la sorgente non è stabile (e non possiamo considerarla tale in questo genere di prova), quindi non si può stabilire con certezza assoluta chi "fluttua e drifta"... sarà il sistema che riproduce o quello che registra? (o entrambi?)
2) tra i due clock esiste una differenza di più di 230 sample sulla lunghezza del brano (3:30 minuti circa). Il "nuovo" (GPS) è quello che fornisce la traccia più lunga (su tutte e 3 le take).

Esiste chiaramente una differenza sonora che valuteremo successivamente.

Stiamo pianificando, appena possibile, una serie di ulteriori test per arrivare ad un verdetto certo, ma i test ci stanno piuttosto impressionando.
(non per il test in se, ma per tutte le certezze date per scontate sul sistema digitale, che a volte barcollano un po')

Ad esempio, tra due-tre take allineate dello stesso brano riprodotto e registrato dagli stessi identici sistemi in due momenti consecutivi, ascoltando e mettendo una delle due tracce in controfase, regna il silenzio per pochi istanti e dopo già 3-4 secondi iniziano a sentirsi le porzioni dello spettro acuto del brano (segno che è già presente un disallineamento). In svariati punti arriviamo a sentire anche delle medie, quasi verso le medio-basse.
Questo disallineamento aumenta nel tempo, diminuisce, aumenta di nuovo... il tutto lentamente, ma non troppo. :D

Chissà se abbiamo un oscillatore esterno abbastanza stabile che ci permetta di evidenziare, una volta registrato, qualcosa di utile... :mrgreen:

Alla prossima! ;)

Ciao,
Edo

lucaesse
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Re: Curiosità sul clock digitale

Messaggio da lucaesse » lunedì 22 maggio 2023, 0:54

grazie, Edo!

Luca

bobgraw
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Re: Curiosità sul clock digitale

Messaggio da bobgraw » lunedì 22 maggio 2023, 10:30

EdoFede ha scritto:
domenica 21 maggio 2023, 23:45
Questo disallineamento aumenta nel tempo, diminuisce, aumenta di nuovo... il tutto lentamente, ma non troppo. :D
Anche se non sono in grado di aiutarti o porre obiezioni, molto interessante!

bepi67
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Re: Curiosità sul clock digitale

Messaggio da bepi67 » martedì 23 maggio 2023, 18:42

Ciao, Edo, l'acquisizione a che frequenza di campionamento è stata fatta ?
B67
Sono solo un appassionato......di lavatrici sonore !

EdoFede
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Re: Curiosità sul clock digitale

Messaggio da EdoFede » martedì 23 maggio 2023, 22:32

Allora, dipende dalla prova.
Quella descritta sopra è stata fatta a 48kHz, perché volevo lavorare nelle condizioni tipiche dello studio.

Invece oggi, non avendo una sorgente "reference" (inteso non nel senso audiophile :mrgreen: ma che sia stabile ed affidabile) ho fatto un'altra prova acquisendo alcune clip di un WordClock 48kHz generato con un'altra scheda (che ricava il clock dal network Dante e quindi dal master clock GPS).
L'acquisizione l'ho fatta questa volta a 192 kHz.
Il passa-basso anti-aliasing (ed altri filtri analogici) taglia tutte le armoniche della quadra e restituisce nella registrazione solo una sinusoide.
Come sorgente di clock ho alternato il vecchio clock e il nuovo nel loop ed ho fatto 3 take per ognuno.

Dopo di che volevo fare una FFT sulle clip registrate per evidenziare quanto è puro il tono (e quindi se si discosta dal 48kHz e di quanto).
Purtroppo ho fatto tutto un po' di fretta commettendo due errori (uno di selezione clock nelle ultime 3 clip e l'altro di non aver pre-amplificato il clock analogicamente), quindi dovrò ripetere.

Un'altra prova che vorrei fare è con un generatore di funzioni da laboratorio...
Vi aggiorno ;)

Una cosa invece che ho potuto verificare oggi è che il clocking via network è di una accuratezza impressionante tra due dispositivi sulla stessa rete (quindi rimane da verificare se è accurato in senso assoluto).
Ho riprodotto un file da un computer e l'ho registrato su un altro, sia in digitale via rete che in analogico. Entrambi con master clock via rete.
Mettendoli in controfase si cancellano totalmente dall'inizio alla fine. :)

Ciao,
Edo

bepi67
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Re: Curiosità sul clock digitale

Messaggio da bepi67 » venerdì 26 maggio 2023, 14:34

230 campioni su 3:30 minuti corrispondono ad una deriva di frequenza di circa 23 ppm, che rientra nella stabilità di oscillatori al quarzo basici, quindi nulla di sconvolgente.
Si poteva fare meglio, ma non è nulla di particolarmente sconcertante.

B67
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