Noise floor és SNR: mennyire tiszta a jel?

Röviden

A noise floor (alapzaj) az a zaj, ami akkor is szól, amikor semmi nem szól. Az SNR (jel-zaj viszony) azt mutatja, mennyivel hangosabb nála a hasznos jel. Nem az számít, hogy mennyire halk a zaj, hanem hogy milyen messze van tőle a jel.

Mit látsz a képen?

A bal felső kék doboz az alapzajt mutatja: egy kitalált készülék gombjai a zaj forrásait sorolják, a bemenettől a kábelekig. Mellette a narancs doboz az SNR-t írja le, egy példával: jel −12 dBFS (decibel a digitális maximumhoz), zaj −72 dBFS, a különbség 60 dB.

Középen ugyanaz a két hanghullám kétszer szerepel. Balra alig van alattuk zaj, jobbra egy vastag narancs sáv lóg alattuk, ami a hullámok közti szünetet is kitölti. Alul balra a zajt okozó hibák listája, jobbra a javítás sorrendje. A narancs figyelmeztető sáv a legfontosabbat mondja: a gain nemcsak a jelet, hanem a már jelen lévő zajt is felhúzza.

Hogyan működik?

Minden eszköz ad egy kis saját zajt. Az alapzaj ezek összege: a mikrofon self-noise (saját zaj) értéke, a preamp (előerősítő) sistergése, a szoba zúgása, a számítógép ventilátora. Digitálisan dBFS-ben mérjük, analóg eszközön gyakran dBu (0,775 V-hoz mért decibel) egységben.

Képzeld el, hogy egy zsúfolt kávézóban beszélgetsz. A háttérzsivaj az alapzaj. Ha a barátod halkan beszél, nem érted. Ha közelebb hajol, ugyanakkora zsivaj mellett is tisztán hallod. A zsivaj nem lett kisebb, csak a hangja került messzebb tőle. Pont ezt méri az SNR.

A gain (erősítés) ezen nem segít. Amit a mikrofon már felvett, azt egyben erősíti: a hangot és a zajt is. Az arány csak akkor javul, ha a forrás erősebb lesz a zajhoz képest, vagy a zaj forrását szünteted meg.

Az adatlapokon szereplő SNR-t óvatosan hasonlítsd össze. A gyártók más-más módon mérik, például szűrve vagy szűretlenül, más referenciaszinthez. Két érték csak akkor vethető össze, ha ugyanúgy mérték őket. Ha nem derül ki, a saját füled és egy csendfelvétel többet mond.

Mélyebben: melyik zaj számít?

A zajok nem egyszerűen összeadódnak, hanem a leghangosabb dönt. Ha két egyforma erős zajforrásod van, együtt csak kb. 3 dB-lel hangosabbak. Ha az egyik 10 dB-lel erősebb a másiknál, a gyengébb szinte nem is számít. Ezért először mindig a legnagyobb zajforrást keresd meg.

Zajforrás	Hogy ismered fel	Mit tehetsz
Szoba, ventilátor, utca	Zúgás, suhogás, változó háttér	Kapcsold ki, menj közelebb a mikrofonhoz
Előerősítő	Egyenletes sistergés, nő a gain-nel	Ne tekerd a gombot a legvégéig
Mikrofon saját zaja	Halk sziszegés közeli, halk forrásnál	Nézd meg az adatlapon, válassz csendesebbet
Földelés, kábel	Mély zúgás vagy zizegés	Szimmetrikus kábel, más konnektor

A digitális rendszer saját zaja 24 biten olyan mélyen van, hogy otthon szinte soha nem ez a szűk keresztmetszet. Szinte mindig a szoba vagy az analóg lánc zajos.

Csináld így

1. Rakd rendbe a forrást: a mikrofon legyen közel, és jó irányba nézzen.
2. Csendesítsd a szobát: ventilátor, hűtő, ablak.
3. Állítsd be a gain staging (szintezés a láncban) szerint a szinteket, hogy a csúcsok egészséges tartalékkal maradjanak a plafon alatt.
4. Ha sistereg, próbálj másik mikrofont vagy előerősítő-bemenetet.
5. Nézd át a kábeleket. A balanced (szimmetrikus) kábel jobban ellenáll a ground loop (földhurok) okozta zúgásnak és az interference (zavarjel) hatásának.
6. Noise reduction (zajcsökkentés) csak a legvégén jöjjön, finoman.

Próbáld ki

Vegyél fel tíz másodperc csendet a szokásos beállításaiddal. Nézd meg a sáv meter (szintmérő) kijelzőjén, hol áll a csend. Aztán mondj egy mondatot szokásos hangerővel, és jegyezd fel a csúcsot. A kettő különbsége a mostani SNR-ed.

Most menj feleakkora távolságra a mikrofontól, és vedd lejjebb a gaint, amíg a csúcs ugyanoda ér. Mérd újra a csendet. Az alapzaj lejjebb került, mert kevesebb erősítés kellett. A csendes részt halkra állított fülhallgatón felhangosítva a különbséget hallod is.

Kevés pénzből

• Közelebb a mikrofonhoz. Ez a legolcsóbb zajcsökkentés: a hang erősebb lesz, a gaint lejjebb veheted.
• Éjjel vagy hétvégén vegyél fel. Kevesebb forgalom, kevesebb szomszéd.
• Laptop akkumulátorról. Ha kihúzott töltővel eltűnik a zúgás, a töltő okozta.
• Az olcsó előerősítő a gomb felső harmadában zajosabb. Inkább a forrás legyen hangosabb, mint hogy a végéig tekerd.
• Ingyenes zajcsökkentő. Sok program tud zajmintából dolgozni: kijelölsz egy csendes részt, és abból tanulja meg a zajt. Kis mértékben használd.

Mikor ne?

• Ne a fülhallgatót tekerd fel, hogy a zajt meghalld. Ha közben megszólal a dal eleje, az a hallásodnak árthat. A sáv hangerejét emeld, a fülhallgatót hagyd halkan.
• Ne zajszűrj ott, ahol a zaj a hangulat része. Egy élő felvétel szobahangja vagy egy analóg szintetizátor halk sistergése néha kell a karakterhez.
• Ne javíts a hangkártya beállításán, amíg a szoba zúg. Előbb a nagyobb zajforrás, különben nem hallod, mit változtattál.

Gyakori hibák

• A halk zajt jó jelnek hiszed. Ha a jel is halk, a távolság kicsi, és a zaj később előjön.
• Kompresszor után lepődsz meg. A kompresszor a halk részeket felhozza, a szünetekben megszólal a zaj.
• Erős zajszűrővel javítasz. A túlhúzott zajszűrő „víz alatti”, csipogó mellékhangot hagy.
• Mindig a mikrofont okolod. Előbb kapcsold ki a ventilátort és cserélj kábelt.

Kapcsolódó témák

• Bit depth: 16, 24 vagy 32 bit float? A digitális rendszer saját zajpadlója és a bitek kapcsolata.
• Dither és noise shaping: mikor kell a végén? Szándékos, halk zaj, ami egy csúnyább hibát takar el.
• Preamp gain vagy fader: melyik mit állít? Hol érdemes erősíteni, hogy a zaj ne nőjön feleslegesen.
• Ground loop vagy interference: honnan jön a zúgás? A mély zúgás két gyakori oka és a megoldásuk.
• VU meter vagy peak meter: mit mutat? Melyik mérőn nézd a szinteket, amikor az SNR-t méred.