Dalla “vera impressione della direzione” di provenienza del suono alla quadrifonia:
3.5. AC BIASING E CURVE DI EQUALIZZAZIONE
(a) Brevetto US 2,113,219 (b) Foto dal manuale Fig. 3.4.3: Immagini del microfono RCA 44A.
(a) US 2,271,988
(b) RCA 77A
Fig. 3.4.4: Immagini del microfono RCA 77.
3.5 AC biasing e curve di equalizzazione
§44. Cenni sulla registrazione magnetica
Pilotando l’intensità di un campo magnetico con l’intensità di un segnale audio e applicandola ad un materiale magnetico, la magnetizzazione residua Br – quella che permane sul materiale dopo l’applicazione del flusso di campo – varia secondo una curva analoga a quella di Fig. 3.5.3 (a).
Durante la registrazione il nastro scorre sul traferro, il quale interrompe il circuito magnetico di un nucleo ad alta permeabilità circondato da una bobina; questa bobina è attraversata da
una corrente proporzionale all’intensità del segnale audio e che produce un campo molto intenso trasferito sulla porzione di nastro che in quel momento si affaccia al traferro. Il segnale cambia in ampiezza da un istante al successivo in modo che ogni elemento del nastro ‘vede’ e ‘ricorda’ una diversa ampiezza e polarità di magnetizzazione quando passa di fronte al traferro,
magnetizzandosi in maniera analoga a quella mostrata nella Fig. 3.5.1 (a).
(a) Registrazione (b) Riproduzione Fig. 3.5.1: Percorso del flusso in una testina magnetica.
Durante la riproduzione il processo è simile ma inverso: il segnale che arriverà alla bobina verrà inviato ad un circuito di amplificazione. Il flusso magnetico emanato dal nastro registrato favorisce il percorso ad alta permeabilità attraverso il nucleo. Il componente utile a visibile nella Fig. 3.5.1 (b) passa attraverso la bobina, inducendo una tensione al terminale della bobina proporzionale a dφ/dt. Tuttavia parte del flusso del nastro si perde, il componente b viene cortocircuitato sul traferro, mentre la parte c si disperde sulla base del nastro23.
§45. L’AC bias
Come possiamo vedere nella Fig. 3.5.3 (a), la magnetizzazione residua che determina la registrazione magnetica non ha un andamento lineare. Questo fatto determina una distorsione del segnale, che da subito è stata oggetto di studio al fine di poter essere corretta.
L’introduzione di un segnale sinusoidale (una corrente alternata) ad alta frequenza in fase di registrazione permette di ‘raddrizzare’ la curva di magnetizzazione (vedi Fig. 3.5.2). Il segnale di AC bias, sommandosi al segnale in ingresso, lo fa ricadere completamente nella zona di linearità della curva di magnetizzazione, rendendola, di fatto, lineare (si veda Fig. 3.5.3).
L’introduzione dell’AC bias è esemplare di come un’innovazione si presenti contemporanea-mente (e non) in diverse persone e in diverse parti del mondo, all’insaputa gli uni degli altri. Fra il 1936 e il 1939 presso i Bell Telephone Laboratories troviamo Dean Wooldridge che studia la teoria della registrazione magnetica e, quando si accinge a depositare un brevetto sull’AC bias da lui ‘scoperto’, si accorge che nel 1927 era già stato assegnato a Carlson e Carpenter un brevetto24 depositato nel 1921 che illustra sostanzialmente lo stesso principio e in cui al
23Immagini tratte da Camras, Magnetic Recording Handbook, p. 38.
24Si tratta di Carlson, “Radio telegraph system”. Notizie sulla vicenda si possono trovare in McKnight, AC Bias
3.5. AC BIASING E CURVE DI EQUALIZZAZIONE
(a) Segnale (b) BIAS (c) Campo composto inviato in registrazione
Fig. 3.5.2: Il segnale in ingresso (a), il bias ad alta frequenza (b) e il risultato registrato sul supporto (c).
(a) Br vs H (b) Azione del BIAS
(c) Con BIAS
Fig. 3.5.3: Magnetizzazione residua vs campo applicato (Br vs H) per un nastro con strato di ossido di ferro gamma con Hci = 260 e Br = 1000 (a). Azione del bias ad alta frequenza. La somma fra il segnale utile in ingresso e il bias non udibile generato dal registratore porta il primo fuori della zona di non-linearità della magnetizzazione residua (b). Caratteristica di input-output (magnetizzazione residua vs campo applicato) quando viene usato il bias (c).
sistema di registrazione da loro utilizzato, il telegraphone, viene applicato un “campo magnetico alternato possibilmente ad alta frequenza”.
Marvin Camras, in un articolo del 1985, nel cammino a ritroso alla ricerca di chi per primo abbia scoperto cosa sembra trovare sempre qualcuno che ha già “saccheggiato”25 le cose da scoprire. Una conferma di quel lento cammino lungo una serie di migliorie, anche se segnato da ‘piccole’ svolte.
§46. Equalizzazione
Si può definire l’equalizzazione come il processo di amplificazione o attenuazione di determinate frequenze.
Vi sono tre tipi di equalizzazione che interessano il processo di scrittura e trascrittura dei documenti sonori. Ognuna di esse interviene sul suono in maniera diversa e per diverse necessità.
Il primo tipo, quello che potremo definire di pre-equalizzazione, viene inserito in fase di registrazione per migliorare le prestazioni del sistema. È un tipo di equalizzazione che bisogna compensare in riproduzione, intervenendo con una post-equalizzazione. L’abbiamo incontrato dalle prime registrazioni discografiche elettriche e lo incontreremo nella registrazione magnetica.
Il secondo tipo è parzialmente soggettivo e viene applicato, in fase di riproduzione del documento sonoro, per correggere tutte le alterazioni che si ritengono essere state introdotte durante la registrazione a causa di difetti meccanici come, ad esempio, particolari risonanze dei microfoni o delle trombe acustiche. Se adeguatamente sorretto da criteri filologici può servire nel tentativo di restituzione della sonorità ‘originale’26.
Infine il terzo tipo è totalmente soggettivo e riguarda gli interventi che l’ingegnere del suono, il fonico, il consulente musicale o chi per loro ritengono idonei per una registrazione ‘esteticamente’ corretta.
Le equalizzazioni del primo tipo devono, come abbiamo accennato, venir compensate in fase di riproduzione. Se, ad esempio, in registrazione amplifichiamo il segnale da1000 Hz con una curva che cresce6 dB per ottava verso l’acuto, dovremo attenuare in fase di riproduzione il nostro segnale da1000 Hz con una curva che decresce di 6 dB per ottava verso l’acuto per ottenere una risposta in frequenza piatta.
§47. Curve di equalizzazione
Nella registrazione su supporto magnetico due sono i problemi relativi all’equalizzazione: uno riguarda le caratteristiche elettriche del sistema, che ha limiti precisi da correggere, l’altro riguarda invece le caratteristiche dei segnali da registrare. In presenza di un segnale con una risposta in frequenza piatta non abbiamo alcun problema di equalizzazione, ma in presenza di un segnale come quello di un’orchestra, che ha una caduta di potenza attorno ai 4 kHz, ci troviamo nella condizione di sotto utilizzare il nostro sistema di registrazione, che può enfatizzare i suoni al di sopra di detta frequenza in fase di registrazione per arrivare al livello massimo e sfruttare quindi a pieno le sue possibilità. “Quando lo spettro di un suono è conosciuto è logico amplificare la perdita di frequenza prima di registrarlo, appiattendo lo spettro in registrazione in modo che tutte le frequenze siano equally likely to overload (ELO), sia cioè uguale (per tutte le frequenze) la probabilità di andare in sovraccarico. L’equalizzazione ELO [. . . ] è un forma di preenfasi e deve essere corretta durante la riproduzione con una opportuna postenfasi (deenfasi). Quando usata correttamente, questa pre e postequalizzazione migliora il rapporto segnale/rumore del sistema.”27.
§48. Preenfasi
In accordo con la teoria dell’ELO e con misurazioni effettuate su vari tipi suoni, si applica in fase di registrazione una curva di equalizzazione che enfatizzi le frequenze al di sopra dei 1000 Hz arrivando fino a 14 dB senza pericolo di distorsioni. Correggendo in fase di riproduzione questa curva si ottiene una notevole riduzione di hiss e rumore (si veda Fig. 3.5.4).
Per motivi molto simili, teoria dell’ELO e attenuazione dell’hum e di rumori a bassa frequenza, si amplifica il segnale attorno ai30 Hz fino a +7 dB28.
26Per una discussione sui criteri di restituzione del suono di una registrazione si vedano Orcalli, “Orientamenti ai documenti sonori” e i contributi di George Brock-Nannested riportati in bibliografia.
27In Camras, Magnetic Recording Handbook, p. 272.