Guadagno (gain) e fader: qual’è l’approccio più giusto?

Scrivo questa nota dopo aver ascoltato (e letto) domande e risposte più o meno ambigue in merito alla corretta impostazione dei guadagni e dei fader in un mixer. Innanzitutto vediamo cosa sono e a cosa servono i componenti del mixer chiamati in discussione: gain e fader.

Gain
Spesso indicato sui mixer anche come “trim”, corrisponde al componente di amplificazione del segnale in ingresso sul canale necessario, ad esempio, a compensare una eventuale scarsa sensibilità dei microfoni. E’  un componente attivo, poiché attraverso una corrente di alimentazione fa si che il segnale di uscita abbia un’ampiezza superiore rispetto quello in ingresso. Questa operazione sul segnale non è indolore, poiché il segnale subisce una alterazione in frequenza ed in fase dipendentemente dalla tipologia e dalle caratteristiche dell’amplificatore,  Il rapporto tra l’ampiezza del segnale in uscita e quello in ingresso prende il nome di guadagno e si esprime in dB. Un guadagno pari a 0 dB corrisponde ad un rapporto unitario e quindi non avere amplificazione.

Fader
Il fader è il cursore attraverso il quale il segnale, dopo eventuale amplificazione del gain e filtraggio del banco  filtri, viene inviato su uno dei bus di uscita, ad esempio il bus principale (main out). Il fader, diversamente dal gaing, è un dispositivo passivo che non agisce sull’amplificazione bensì sull’indirizzamento (routing) del segnale o parte di esso. Nel fader è presente un dispositivo resistivo capace di inviare sul bus solo parte del segnale originario, attenuandone quindi il livello di immissione sul bus.

Alla questione in oggetto ci sono due risposte tipiche:

“Porti tutti i fader alla loro posizione neutra (zero dBu), compreso il fader del master, poi regoli i guadagno di ciascun canale in modo tale da avere in uscita il mix desiderato.”

oppure

“Visualizzi il segnale PFL, indipendente quindi dallo stato del fader, e regoli ciascun guadagno in modo tale che l’amplificazione sia ottimale tenendo presente il reale livello in ingresso durante l’esecuzione (tipicamente superiore) e lasciando per questo un sufficiente ipotetico margine prima della distorsione, anche in funzione dell’headroom dei preamplificatori. Quindi, alzato quanto basta l’uscita master, inizi ad alzare i fader ottenendo in mix desiderato.”

Al termine della prima procedura  avremo generalmente tutti i fader allineati nella loro posizione neutra.

Al termine della seconda, invece, avremo generalmente i fader posizionati in punti diversi, non allineati.

Premesso che in un modo o nell’altro il suono esce, e che il mix bene o male si fa, ci sono tuttavia diversi aspetti da considerare. Ciascuno di questi è più o meno importante rispetto agli obiettivi che si vogliono raggiungere e fa si che ci siano dei pro e dei contro in ciascuna due modalità sopra descritte.

Ottimizzare il rapporto segnale/rumore (S/R o S/N):
ciascun componente nella catena audio induce un rumore di fondo (parliamo in generale, tenendo presente che la tecnologia e soprattuto il digitale portano ad alzare sensibilmente tale rapporto rispetto i più vecchi sistemi analogici). Il rumore di fondo è innato (https://it.wikipedia.org/wiki/Rumore_termico) e riferibile a cavi e apparecchiature, e su di esso non si può agire se non acquistandoli di qualità (o lavorando in digitale, salvo avere poi altri tipi di problemi). L’unico modo di ottimizzare il rapporto S/R è quello di alzare il livello del segnale senza, ovviamente, mandare in disorsione lo stadio di preamplificazione. Oltre ad ottimizzare il rapporto S/R, si potrà godere anche dei benefici indotti dall’introduzione delle armoniche sul segnale, la tipica “colorazione” che ciascun tipo di amplificatore applica sul suono (bella o brutta dipende dai gusti!). Il guadagno, quindi, si alza per ottimizzare il rapporto S/R, indipendentemente dal livello di uscita desiderato e soprattutto non per fare il mix. C’è anche da dire che l’intervento dei fader ha un impatto quasi trascurabile sulla qualità del suono finale in quanto di fatto non applica alcun tipo di amplificazione, per cui non si ha ragione alcuna per dire che essi debbano attestarsi intorno alla loro posizione neutra, se non perché quella potrebbe essere la posizione giusta per il mix.

Avere un controllo preciso del fading:
il fader è sostanzialmente un dispositivo resistivo che riversa il segnale su uno o più canali di uscita (“bus”), in quantità inversa rispetto la resistenza che dinamicamente applica sul circuito. Rispetto l’escursione del cursore, di lunghezza diversa a seconda del mixer (da 40mm a 120mm), solitamente la resistenza applicata non è lineare ma segue una curva logaritmica. C’è un punto dell’escursione detto “sweet spot” intorno al quale ad ogni piccolo movimento segue una piccola variazione di resistenza e, quindi, piccoli cambiamenti di invio del segnale sul bus. Più ci si allontana e più i cambiamenti di resistenza sono elevati e, quindi, con piccoli spostamenti del cursore si hanno grandi cambi di livello sul bus. Questo comportamento viene descritto graficamente da linee più o meno intense intorno al cursore. Restare intorno allo “sweet spot” potrebbe quindi essere desiderabile, poiché si ha maggiore controllo sulle dinamiche e di solito ci si muove tra i +5dB e i -5dB, sufficienti ad assecondare il livello durante l’esecuzione sonora. Va da se, quindi, che se il fader deve restare intorno a quel punto è necessario che i guadagni si adattino, indipendentemente da quanto bene o male siano settati nella loro funzione di preamplificazione.

Ottimizzazione dei guadagni in una catena audio (dalla sorgente allo stadio finale)

nell’ottimizzazione del rapporto S/R rispetto una generica catena audio, è consigliabile amplificare quanto prima il segnale nel suo percorso, portandolo ai livelli nominali di funzionamento (es. +4dBu in uno stadio di preamplificazione, tipicamente segnati sui mixer con la lettera “U” – Unit Gain o con il simbolo “0” – 0dBu ). Volendo cioè ottenere un incremento di volume di X dB rispetto l’ingresso, in una catena dove sono presenti preamplificatore, equalizzatore e uscita, è conveniente alzare quanto più vicino ad X (magari X stesso) nello stadio di preamplificazione, tenendo tutti gli altri guadagni ad 1, piuttosto che applicare guadagni in maniera distribuita sui tre stadi. E’ abbastanza banale, pensandoci bene: a partire dalla sorgente va ottimizzato il rapporto S/R, fino alla fine del percorso!

si procede alla stessa maniera seguendo i device della catena

quando si è arrivati allo stadio finale  (parliamo quindi dei finali di potenza a cui sono collegate le casse acustiche), inviando su un canale un segnale rosa o una sinusoide a 440Hz (La) o un segnale puro ad 1 kHz, con livelli di guadagno settati come descritto prima e livelli di fader al valore neutro, così pure sul livello del master bus, vanno alzati i livelli di guadagno degli amplificatori fino:

  • al raggiungimento del massimo valore sotto il clip e si lascia così il guadagno. Durante il concerto se il livello di pressione sonora è eccessivo si agisce sul fade del master out.
  • alternativamente, al raggiungimento del livello di pressione sonora desiderata, avendo a disposizione un fonometro per la misura. In questo caso il valore neutro sul master bus ci da il valore desiderato dell’uscita. Questa ultima pratica, per quanto mai utilizzata, è fondamentale affinché lo spettacolo mantenga il livello di pressione sonora impostato nel rispetto della soglia indicata dalla normativa.
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