Tahu Audio: Stereo | Hackaday

Dalam seri kami sesekali memetakan audio dan teknologi Hi-Fi, kami telah melewati pada tingkat teknis komponen utama dari pengaturan audio rumah. Dalam tamasya terakhir kami ketika kami melihat kabel, kami meninggalkan Anda dengan janji mencakup instrumentasi, tetapi sekarang saatnya untuk penyimpangan singkat ke topik lain: stereo. Ini adalah kata yang sangat terkait dengan Hi-Fi sehingga “stereo” adalah kata alternatif untuk hampir semua sistem musik, tetapi apa artinya sebenarnya? Apa yang membuat rekaman stereo, dan bagaimana itu sampai di telinga Anda?

Dari Kereta London Barat, Ke Audio 3D

Kereta uap melewati stasiun, dari kejauhan dalam warna hitam dan putih
Pengemudi kereta Great Western Railway ini tidak tahu bahwa dia sedang membuat sejarah audio.

Seperti yang akan Anda ketahui, rekaman mono menggunakan satu mikrofon dan satu saluran, sedangkan rekaman stereo menggunakan dua mikrofon yang merekam saluran kiri dan kanan secara bersamaan. Ini kemudian diputar ulang melalui sepasang speaker, dan hasilnya adalah rasa bidang spasial bagi pendengar. Instrumen tampaknya berasal dari posisi relatifnya saat direkam, dan perasaan berada dalam pertunjukan ditingkatkan.

Rekaman stereo seperti yang kita tahu pertama kali disempurnakan sebagai salah satu dari banyak penemuan yang dikreditkan ke Alan Blumlein, kemudian bekerja untuk EMI di London. Kami memiliki salah satu film demonstrasi stereonya di “Trains at Hayes”, difilmkan dari laboratorium EMI yang menghadap ke Great Western Railway, dan menampilkan serangkaian kereta uap yang melintasi bidang pandang dengan bidang suara stereo yang sesuai. Karyanya meletakkan dasar-dasar perekaman stereo, termasuk konfigurasi mikrofon dan apa yang akan menjadi standar untuk perekaman audio stereo pada disk dengan saluran di sisi berlawanan dari alur 45 derajat.

Lebih Dari Sekedar Campuran

Di depan itu, rekaman stereo hanya memberikan informasi posisi kiri-kanan, dan dengan demikian dapat dibuat dari serangkaian trek mono dengan menyesuaikan posisinya dalam campuran stereo. Misalnya, sebuah band dapat menempatkan gitar bass sebagian besar di saluran kiri dan gitar utama di kanan, dengan drummer dan vokalis sama di kedua saluran untuk menempatkannya di tengah. Dengarkan “Yellow Submarine” sepenuhnya digeser.

Di era modern, rekaman stereo sejati mengambil jauh lebih banyak daripada intensitas relatif suara yang berbeda, merekam web kompleks perbedaan waktu dan fase suara termasuk di kebisingan latar belakang. Jadi rekaman stereo yang dibuat dari campuran rekaman mono paling baik disebut sebagai pseudo-stereo karena tidak memiliki informasi fase yang memberikan rekaman stereo begitu dalam.

Dalam dek pita analog atau rekaman vinil, saluran stereo direkam secara terpisah sebagai trek pita atau sisi berlawanan dari alur. Sementara itu dalam sistem audio digital saluran kiri dan kanan tiba sebagai bitstream baik dari sumber i2S yang disisipkan seperti pemutar CD, atau dari algoritme dekompresi misalnya pemutar MP3 atau perangkat lunak streaming internet. Namun ada satu tempat di mana Anda masih sering menemukan sumber stereo yang menggunakan sistem pengkodean analog, yaitu radio FM. Ini fitur sistem di mana siaran utama dalam mono, tetapi informasi stereo secara terpisah dikodekan pada transmisi pada frekuensi yang tidak terdengar untuk decoding di penerima.

Benteng Terakhir Stereo Analog

Semua informasi dalam siaran stereo FM, direpresentasikan sebagai spektrum.  Di atas audio di sebelah kiri adalah nada pilot 19kHz, kemudian sinyal perbedaan stereo dimodulasi pada pembawa 38kHz.
Semua informasi dalam siaran stereo FM, direpresentasikan sebagai spektrum. Di atas audio di sebelah kiri adalah nada pilot 19kHz, kemudian sinyal perbedaan stereo dimodulasi pada pembawa 38kHz. Wollschaf (CC BY-SA 3.0).

Untuk keperluan siaran FM, saluran kiri dan kanan digabungkan menjadi jumlah, atau L+R yang mewakili komponen mono, dan perbedaan antara saluran, atau LR. Ini dengan cepat dihasilkan menggunakan rangkaian op-amp langsung. L+R dimodulasi sebagai audio yang Anda dengar pada penerima mono, sedangkan LR dikodekan secara terpisah sebagai sinyal sideband ganda 38 kHz di luar jangkauan audio. Sebuah nada pilot 19 khz ditambahkan antara pita audio dan informasi stereo, dan dalam demodulator ini digunakan dengan pengganda frekuensi untuk memberikan nada 38 kHz untuk mendemodulasi komponen perbedaan LR. Ini kemudian ditambahkan dan dikurangi dari sinyal mono untuk membangun kembali saluran kiri dan kanan. Sistem ini berasal dari proposal Zenith dari awal 1960-an, dan tetap digunakan di seluruh dunia hingga saat ini.

Ada berbagai macam teknik pemrosesan sinyal untuk meningkatkan pengalaman stereo atau menghasilkan efek stereo. Salah satu contohnya adalah Dolby Atmos, dan Anda akan mendengarnya bekerja di banyak game komputer dan film. Semua keajaiban digital ini bukan satu-satunya cara untuk bermain dengan stereo, proyek tahun 1970-an favorit adalah ekspander stereo. Perangkat ini bekerja dengan mengurangi sejumlah kecil kiri dari kanan dan sebaliknya, memiliki efek mengurangi proporsi L+R dan meningkatkan proporsi LR pada output. Di hari-hari DSP murah ini, beberapa audio profesional bergerak ke arah pengkodean Mid/Side yang serupa.

Binaural, Semuanya Ada di Telinga

Mikrofon studio kepala tiruan untuk perekaman binaural.  EJ Posselius, CC BY-SA 2.0
Mikrofon studio kepala tiruan untuk perekaman binaural. EJ Posselius, CC BY-SA 2.0.

Ada satu bagian terakhir dari teka-teki stereo, yang mungkin Anda perhatikan jika Anda pernah menemukan rekaman yang digambarkan sebagai “binaural”. Rekaman stereo umumnya dimaksudkan untuk dimainkan kepada pendengar menggunakan sepasang speaker, dalam situasi ideal di mana pembicara dan kepala pendengar membentuk titik-titik segitiga sama sisi. Dengan cara ini setiap telinga mendengar sesuatu dari kiri dan kanan, dengan sisi mana telinga yang paling dekat menjadi dominan dari keduanya.

Dalam perekaman binaural, setiap saluran ditujukan hanya untuk satu telinga, sehingga dirancang untuk didengarkan pada sepasang headphone. Rekaman binaural sering dibuat dengan mikrofon yang dirancang untuk meniru karakteristik akustik kepala manusia dengan mikrofon yang ditempatkan di saluran telinganya, dengan tujuan menghasilkan ilusi bidang audio terarah dunia nyata. YouTube penuh dengan contoh, dan kami telah memilih lintasan pusat kota London ini untuk memberi Anda gambaran.

Jadi, apakah Anda seorang penggemar audio atau puas dengan speaker toko dolar termurah, kami harap Anda menikmati perjalanan kesetiaan tinggi kami ke dunia audio dua saluran. Nantikan lebih banyak lagi, karena kami akan kembali dengan yang lain di seri Know Audio ini.