Universal Audio - Äänikortit

Äänikortti eli audio interface toimii liitäntänä ja rajapintana instrumenttien, mikrofonien ja studiolaitteiden sekä tietokoneen tai mobiililaitteen välillä. Sen etuasteet vahvistavat mikrofonin heikon signaalin, AD-muunnin muuntaa analogisen äänen digitaaliseksi tallennusta varten ja DA-muunnin palauttaa tietokoneen äänen analogiseksi studiomonitoreille ja kuulokkeille. Lisäksi äänikortti tyypillisesti syöttää phantom-virtaa kondensaattorimikrofoneille, ja siinä on instrumenttitulo kitaralle ja bassolle.

Tietokoneen sisäänrakennetussa äänipiirissä ei tyypillisesti ole XLR-mikrofonituloja, phantom-virtaa eikä balansoituja lähtöjä, ja sen muuntimet ja kuulokevahvistin on suunniteltu ensisijaisesti kuluttajakäyttöön. Äänikorttien ajurit on lisäksi suunniteltu matalan latenssin työskentelyyn. Tämä korostuu Windows-tietokoneissa, joissa DAW-työskentely nojaa tyypillisesti valmistajan ASIO-ajuriin.

Liitäntä kertoo ensisijaisesti, mihin laitteeseen äänikortti kytketään. USB-äänikortit ovat yleisin vaihtoehto. Ne toimivat lähes kaikissa tietokoneissa USB-kaapelilla, ja luokkayhteensopivina malleina ne toimivat usein myös tableteissa. Valikoima ulottuu yhden tulon kompakteista malleista kymmeniä kanavia siirtäviin räkkilaitteisiin. Thunderbolt-äänikortit liitetään tietokoneen Thunderbolt-porttiin, ja ne painottuvat ammattiluokkaan: suuriin kanavamääriin, DSP-prosessointiin ja usean äänikortin ketjuttamiseen. Thunderbolt ei kuitenkaan automaattisesti tarkoita pienempää latenssia tai parempaa laatua, sillä viive riippuu pääosin ajureista ja laitteen toteutuksesta ja äänenlaatuun vaikuttavat esimerkiksi mikrofonietuasteiden ja muuntimien laatu.

Mobiililaitteiden äänikortit on suunniteltu kytkettäviksi suoraan puhelimeen tai tablettiin, ja ne ovat tyypillisesti kompakteja ja kevyitä. Osa niistä toimii myös tietokoneen kanssa, jolloin sama laite palvelee sekä liikkeellä että kotistudiossa. Valinta kannattaa aloittaa siitä, mihin laitteeseen äänikortti ensisijaisesti kytketään ja kuinka monta kanavaa tarvitaan.

Sisääntulojen määrä riippuu siitä, montako lähdettä äänitetään yhtä aikaa. Yksi puhuja tai laulaja tarvitsee yhden mikrofonitulon ja laulu ja kitara samanaikaisesti kaksi tuloa. Stereona äänitettävä kosketinsoitin vie kaksi linjatuloa. Jos soittoa halutaan tallentaa ja muokata myös MIDI-tietona, soitin yhdistetään DAW-ohjelmistoon MIDI-yhteydellä, joka ei vie äänikanavia. Osassa äänikorteista on tätä varten 5-napaiset MIDI-liitännät, ja monet nykyiset kosketinsoittimet ja MIDI-koskettimistot kytketään MIDI-käyttöä varten myös suoraan tietokoneeseen USB-kaapelilla. Rumpujen mikitys voi yksinään viedä kahdeksan kanavaa tai enemmän, joten bändiäänityksessä tuloja tarvitaan usein 8-16.

Lähtöjen eli ulostulojen perustarve on kaksi linjalähtöä studiomonitoreille ja kuulokelähtö. Lisälähtöjä tarvitaan, kun soittajille tehdään omat kuulokemiksaukset, kun kuunnellaan useampaa kaiutinparia tai immersiivistä kaiutinjärjestelmää tai kun ulkoisia laitteita käytetään DAW-ohjelmiston inserteinä. Tarpeen kasvaessa ADAT-liitännällä varustettuun äänikorttiin voi myöhemmin lisätä kanavia erillisellä mikrofonietuasteella.

Etuaste vahvistaa mikrofonin signaalin linjatasolle, ja sen ominaisuudet korostuvat hiljaisilla lähteillä ja matalan herkkyyden mikrofoneilla. Keskeisiä ominaisuuksia ovat vahvistusvara, kohinataso ja se, kuinka suuren signaalin etuaste kestää ylikuormittumatta. Esimerkiksi Shure SM7B tarvitsee valmistajan mukaan puheella vähintään noin 60 dB vahvistusta. Jos vahvistusvara ei riitä, signaali jää matalaksi ja kohina korostuu, kun tasoa nostetaan jälkikäteen.

Nykyisten äänikorttien etuasteet ovat edullisissakin malleissa monesti teknisesti hyvällä tasolla, ja erot tulevat usein esiin vasta vaativissa tilanteissa, kuten hiljaisten akustisten soittimien äänityksessä ja äänenlaadullisesti erityisen vaativissa tuotannoissa. Osassa arvokkaammista äänikorttimalleista on lisäksi etuaste-emulaatioita tai säädettävä tuloimpedanssi, joilla sointia voi muokata jo äänitysvaiheessa. Jos äänikortin omat etuasteet eivät riitä, äänikorttiin voi liittää erillisen mikrofonietuasteen.

On, erityisesti silloin, kun soittaja tai laulaja kuuntelee itseään tietokoneen kautta. Latenssi eli viive on aika, joka kuluu signaalin kulkuun äänikortin tulosta tietokoneen kautta takaisin kuulokkeisiin. Viive syntyy pääosin muuntimista ja DAW-ohjelmiston puskurista, ja se on tyypillisesti muutamia millisekunteja. Alle 10 ms:n kokonaisviive on tyypillisesti toimiva, 3-6 ms tuntuu responsiiviselta, ja 10-15 ms:n jälkeen viive alkaa haitata soittamista. Esimerkiksi 128 näytteen puskuri vastaa 48 kHz:n näytetaajuudella noin 2,7 ms:n viivettä yhteen suuntaan.

Viivettä voi pienentää laskemalla DAW-ohjelmiston puskurikokoa, mikä kuitenkin kasvattaa tietokoneen kuormitusta. Toinen keino on äänikortin suora monitorointi, jossa tulosignaali ohjataan kuulokkeisiin ennen tietokonetta. DSP-prosessoinnilla varustetuissa äänikorteissa myös efektit voidaan ajaa äänikortissa ilman tietokoneen puskurista johtuvaa viivettä. Windowsissa matala latenssi edellyttää tyypillisesti valmistajan ASIO-ajuria.

USB-mikrofonissa etuaste ja muunnin on rakennettu mikrofoniin, joten se kytketään suoraan tietokoneeseen ilman erillistä äänikorttia. Yhden puhujan podcastiin, etäpalavereihin ja striimaukseen se on monesti toimiva ja yksinkertainen ratkaisu.

Äänikortti on perusteltu valinta, kun samaan aikaan tallennetaan useampi lähde, kun halutaan käyttää XLR-liitäntäisiä mikrofoneja tai kun studiomonitoreille tarvitaan balansoidut lähdöt. Äänikortin kanssa mikrofonia voi myös vaihtaa tai lisätä myöhemmin, kun taas USB-mikrofonissa etuaste ja muunnin ovat sidottuja mikrofoniin. Osassa USB-mikrofoneista on lisäksi XLR-lähtö, jolloin samaa mikrofonia voi käyttää myöhemmin myös äänikortin kanssa.

Useimmissa tuotannoissa 24 bitin bittisyvyys ja 44,1 tai 48 kHz:n näytetaajuus ovat vakiintunut valinta. 44,1 kHz on musiikin julkaisussa perinteinen näytetaajuus, ja 48 kHz on vakiintunut videossa ja broadcastissa. 24 bitin bittisyvyys antaa runsaasti dynamiikkavaraa, joten tasot voi jättää äänityksessä maltillisiksi ilman, että kohina korostuu.

Korkeampia näytetaajuuksia, kuten 96 kHz:iä, käytetään esimerkiksi äänisuunnittelussa, jossa ääntä venytetään tai sävelkorkeutta muutetaan, sekä osassa hi-res-julkaisuja. Niiden kuultava hyöty tavallisessa musiikkituotannossa on kiistanalainen. Lisäksi ne kasvattavat tiedostokokoja ja tietokoneen kuormitusta ja puolittavat ADAT-kanavien määrän. Osa äänikorteista tallentaa myös 32-bittisenä liukulukuna, mikä antaa lisävaraa odottamattomille tasopiikeille, kunhan DAW-ohjelmisto tukee formaattia. Analoginen tuloaste voi silti ylikuormittua.

Hinnan noustessa tulojen ja lähtöjen määrä tyypillisesti kasvaa ja esimerkiksi mikrofonietuasteiden ja muuntimien suorituskyky paranee. Mukaan tulee usein myös ominaisuuksia, kuten useampi kuulokelähtö, ADAT-, S/PDIF-, Toslink- tai verkkoliitännät, word clock -tahdistus, DSP-prosessointi ja kattavampi ohjausohjelmisto. Ammattimalleissa korostuvat lisäksi ajurien pitkäaikainen tuki, käyttötuntuma ja viimeistelyn laatu sekä rakenteen jämäkkyys.

Kotistudioon ja harrastekäyttöön tarkoitettujen äänikorttien hinnat alkavat noin 100 eurosta, ja nykyiset edullisetkin mallit ovat teknisiltä arvoiltaan monesti hyvällä tasolla. Siksi peruskäytössä tarvittavat liitännät ja ominaisuudet ratkaisevat usein enemmän kuin pienet erot teknisissä arvoissa. Budjetissa kannattaa huomioida koko ketju, sillä mikrofoni, kuulokkeet, studiomonitorit ja tilan akustiikka vaikuttavat lopputulokseen merkittävästi.