کلیپینگ چیست؟

اگر وارد دنیای آهنگسازی یا میکس و مسترینگ شده باشید، مطمئناً تا کنون کلمه کلیپ یا کلیپینگ (clipping) به گوشتان خورده است. کلیپینگ، پدیده‌ای معمولاً ناخوشایند است که می‌تواند کیفیت آثار موسیقی شما را کاهش دهد یا حتی آنها را غیرقابل استفاده کند. در این مطلب، قصد داریم به‌شکلی بسیار اجمالی و کوتاه، این پدیده را به شما معرفی کنیم و دلایل رخ دادن آن در یک سیگنال صوتی را نیز مورد بررسی قرار دهیم.

برای این که بتوانید پدیده کلیپینگ را به‌شکلی بهتر درک کنید، خوب است که درکی کلی از کارکرد سیستم‌های الکترونیکی صوتی داشته باشید.

سیگنال صوتی با عبور از یک مبدل صوتی همچون میکروفون یا پیکاپ ساز، به سیگنال الکترونیکی و در واقع، یک ولتاژ AC یا جریان متغیر تبدیل می‌شود. برای این که سیگنال صوتی را با شدتی بیشتر بشنویم، باید این ولتاژ AC را به‌گونه‌ای افزایش دهیم و برای انجام این کار، با استفاده از تقویت‌کننده‌ها یا امپلیفایرهایی ویژه، مؤلفه‌ای موسوم به گین (gain) را در این سیگنال افزایش می‌دهیم. اما دامنه و شدت سیگنال صوتی در حال انتقال در یک زنجیره سیگنال، بسته به منبع انرژی آن دارای محدودیتی مشخص است. این محدودیت یا مرز، با نام ریل ولتاژ شناخته می‌شود که در تصاویر زیر، با خطوط نقطه‌چین سبز رنگ به نمایش درآمده است. زمانی که دامنه و شدت سیگنال از این خطوط عبور کند، پدیده مورد بحث ما یعنی کلیپینگ رخ می‌دهد.

در تصاویر زیر، دو موج سینوسی به نمایش درآمده است که موج اول، درون مرزهای ریل ولتاژ باقی می‌ماند و موج دوم، از این مرزها عبور می‌کند. همانطور که مشاهده می‌کنید، موج دوم با عبور از ریل ولتاژ در قسمت خطوط آبی به‌نوعی بریده شده است و بخشی از آن، از بین رفته است.

یک مهندس صدا در زمان تنظیم و راه‌اندازی سیستم ضبط موسیقی، باید آن را به‌گونه‌ای تنظیم کند که سیگنال هنگام ضبط و پخش دچار کلیپینگ نشود؛ زیرا این پدیده علاوه بر این که کیفیت اثر نهایی را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد، می‌تواند به سیستم پخش، یعنی هدفون یا اسپیکر مانیتورینگ نیز صدمه بزند. پس باید مراقب این مسئله باشید تا هزینه‌ای که برای خرید یکی از بهترین بهترین هدفون‌های بازار یا یک اسپیکر استودیویی تراز اول صرف کرده‌اید، با یک بی‌احتیاطی به هدر نرود.

زمانی که سیگنال به نقطه کلیپینگ می‌رسد، اسپیکری که در حال پخش آن است، لحظه‌ای بی‌حرکت می‌شود؛ زیرا یک سیگنال کلیپ‌شده تا زمانی که از ریل ولتاژ بهینه خود عبور کرده است، یک ولتاژ با جریان مستقیم یا DC محسوب می‌شود. عبور جریان مستقیم از سمت امپلیفایر به اسپیکرها، باعث می‌شود که تمامی توان یک امپلیفایر نه صرف به حرکت درآوردن سیم‌پیچ اسپیکر، بلکه تنها انتقال حرارت به آن و داغ شدن سیم‌پیچ شود. به عبارت دیگر، زمانی که یک سیگنال کلیپ‌شده در حال عبور از امپلیفایر به سمت اسپیکر است، اسپیکر بازدهی صد درصدی در تولید انرژی به دما دارد!

موارد زیر، نکاتی درباره پدیده کلیپینگ هستند که دانستن آنها می‌تواند به شما در درک بهتر این پدیده کمکی شایان کند:

• هر سیگنال کلیپ‌شده‌ای می‌تواند به یک اسپیکر صدمه بزند. در واقع، مهم نیست که کدام‌یک از اجزای زنجیره سیگنال، آن را دچار کلیپینگ کند؛ زیرا در هر صورت، زمانی که یک سیگنال به این شکل به یک اسپیکر برسد، می‌تواند به آن آسیب بزند. این آسیب حتی زمانی که امپلیفایر در شدت صدایی بالا تنظیم نشده است نیز ممکن است رخ دهد.
• مدارهای داخلی محافظ اسپیکرهای مانیتورینگ معمولاً قادر به تشخیص کلیپینگ در یک سیگنال صوتی نیستند و نمی‌توانند از اسپیکر در برابر آسیب‌های ناشی از این پدیده محافظت به عمل آورند.
• اگر یک اسپیکر قدرت تحمل توان بیشتری را نسبت به امپلیفایری که به آن متصل است داشته باشد، ممکن است که امپلیفایر به‌دلیل قدرت پایین خود، سیگنال را دچار کلیپینگ کند و به این شکل، به اسپیکر صدمه بزند. به عبارت دیگر، حتی اتصال یک اسپیکر به یک امپلیفایر با قدرتی بسیار پایین نیز می‌تواند باعث آسیب دیدن آن شود.
• توان ورودی قابل تحمل ذکرشده در مشخصات فنی یک اسپیکر، تنها در شرایطی که یک سیگنال بدون کلیپینگ به آن وارد شود معتبر است.

منبع: Mackie
مترجم: امیر تولی