Thunderbolt ja FireWire -äänikortit

Thunderbolt on usein perusteltu valinta, kun kanavia tarvitaan paljon, kun järjestelmää halutaan laajentaa ketjuttamalla useampi äänikortti samaan tietokoneeseen tai kun halutaan tietyn valmistajan DSP-pohjainen ekosysteemi. Thunderbolt välittää tietokoneen PCI Express -väylää, ja Thunderbolt 3:n ja 4:n kaistanleveys on 40 Gbit/s. Äänelle tämä on runsaasti, sillä USB 2.0 -tasoinenkin yhteys siirtää kymmeniä kanavia.

Käytännössä valintaa ohjaavat useimmiten ominaisuudet: etuasteiden määrä, laatu ja tyyppi, DSP-prosessointi, linjatasoiset liitännät ulkoisille laitteille, verkkoliitännät ja immersiivisen monitoroinnin tuki. Moni valmistaja on sijoittanut laajimmat mallinsa Thunderbolt-liitäntäisiksi, mutta vastaavia ominaisuuksia löytyy myös USB-äänikorteista. USB-äänikortti toimii useammissa tietokoneissa, joten se voi olla joustavampi valinta, jos äänikorttia käytetään eri koneiden kanssa. Osa moderneista äänikorteista tukee sekä Thunderboltia että USB:tä.

Ei automaattisesti. Latenssi eli viive riippuu ennen kaikkea ajureista, äänikortin toteutuksesta ja DAW-ohjelmiston puskurikoosta, ja hyvin toteutettu USB-äänikortti voi olla yhtä nopea kuin Thunderbolt-malli. Alle 10 ms:n kokonaisviive on tyypillisesti toimiva, 3-6 ms tuntuu responsiiviselta, ja 10-15 ms:n jälkeen viive alkaa haitata soittamista.

Suurin käytännön ero syntyy usein DSP-prosessoinnista. Kun kuuntelumiksaus ja pluginit ajetaan äänikortin omalla prosessorilla, ne ohittavat tietokoneen puskurin. Äänittäjä voi silloin kuulla itsensä efektien kanssa hyvin pienellä viiveellä, vaikka DAW-ohjelmiston puskuri olisi suuri. Ilman efektejä samaan päästään äänikortin suoralla monitoroinnilla.

Toimii monissa tapauksissa, mutta tuki kannattaa tarkistaa kahdesta suunnasta: tietokoneessa on oltava Thunderbolt-portti, ja valmistajan on tuettava Windowsia kyseisellä mallilla. Esimerkiksi Universal Audion Thunderbolt-Apollot toimivat valmistajan mukaan sekä Macissa että Windowsissa Thunderbolt 3- tai 4-portissa, kun taas Audientin Horizon-sarja on tarkoitettu vain macOS:lle.

Windows-tietokoneiden Thunderbolt-toteutukset vaihtelevat. USB4-portti tukee Thunderbolt 3 -laitteita vain, jos tietokoneen valmistaja on toteuttanut tuen, joten portin tyyppi kannattaa tarkistaa koneen teknisistä tiedoista. Osa äänikorttivalmistajista julkaisee myös listoja testatuista tietokoneista ja emolevyistä.

Liitin on sama, mutta tavallinen USB-C-portti ei tue Thunderbolt-laitteita. Thunderbolt-äänikortti tarvitsee Thunderbolt-portin tai Thunderbolt 3 -yhteensopivan USB4-portin. Maceissakaan kaikki USB-C-portit eivät ole välttämättä Thunderbolt-portteja, joten portin tyyppi kannattaa tarkistaa. Osa uusista äänikorteista toimii sekä Thunderbolt- että USB-yhteydellä, jolloin sama laite toimii myös tavallisessa USB-portissa, mahdollisesti pienemmällä kanavamäärällä.

Thunderbolt-versiot ovat taaksepäin yhteensopivia, eli Thunderbolt 3 -äänikortti toimii myös Thunderbolt 4- ja 5-porteissa. Vanhemmissa Thunderbolt 1- ja 2 -laitteissa on Mini DisplayPort -liitin, ja ne liitetään uudempiin tietokoneisiin sovittimella. Kaapeliksi kannattaa valita sertifioitu Thunderbolt-kaapeli, sillä kaikki USB-C-kaapelit eivät siirrä Thunderbolt-signaalia.

Monen Thunderbolt-äänikortin mukana ei toimiteta Thunderbolt-kaapelia. Käytäntö vaihtelee valmistajittain ja malleittain: osa äänikorteista toimitetaan ilman kaapelia, kun taas osa sekä Thunderboltia että USB:tä tukevista malleista toimitetaan yhteensopivan USB-C-kaapelin kanssa. Myyntipakkauksen sisältö kannattaa siksi tarkistaa tuotetiedoista, ja sopivat kaapelit löytyvät Thunderbolt-kaapeleista.

Thunderbolt 4 -kaapeli toimii myös Thunderbolt 3 -laitteiden kanssa. Passiiviset kaapelit siirtävät täyden 40 Gbit/s:n nopeuden noin 0,8 metrin pituuteen asti, ja pidemmät kaapelit ovat tyypillisesti aktiivisia. Kaapelin pituus kannattaa mitoittaa sen mukaan, sijaitseeko äänikortti pöydällä tietokoneen vieressä vai esimerkiksi räkissä kauempana.

DSP-prosessori ajaa plugineja ja kuuntelumiksauksia äänikortissa, jolloin ne eivät kuormita tietokonetta eivätkä kasvata kuunteluviivettä. Hyöty näkyy erityisesti äänitysvaiheessa: laulaja voi kuulla itsensä kompressorin ja kaiun kanssa ja kitaristi soittaa vahvistinmallinnuksen kautta ilman tietokoneen puskurista johtuvaa viivettä. Osassa järjestelmistä käsittelyn voi myös tallentaa raitaan jo äänitysvaiheessa.

Miksausvaiheessa nykyiset tietokoneet ajavat monesti suuren määrän natiiviplugineja, ja monet DSP-pluginit ovat saatavilla myös tietokoneen suorittimella toimivina versioina. DSP-äänikortti on siksi ennen kaikkea työnkulkuun liittyvä valinta. DSP-kapasiteetti on rajallinen ja vaihtelee malleittain, ja DSP-pluginit toimivat tyypillisesti vain saman valmistajan laitteissa. Jos äänitys tehdään pääosin ilman efektejä, suora monitorointi voi riittää.

Etuasteen tuloimpedanssi eli kuorma, jonka etuaste asettaa mikrofonille, vaikuttaa erityisesti dynaamisten mikrofonien ja nauhamikrofonien taajuusvasteeseen ja lähtötasoon. Kondensaattorimikrofonit ovat aktiivisen lähtöasteensa ansiosta tyypillisesti vähemmän herkkiä. Matalampi tuloimpedanssi voi tummentaa ja tiivistää ääntä, kun taas korkeampi tuloimpedanssi voi avata ylätaajuuksia. Ero on usein hienovarainen, mutta sillä voi muokata sointia jo äänityksen aikana.

Osassa äänikorteista tuloimpedanssi on säädettävä. Esimerkiksi Universal Audion Unison-etuasteet muuttavat impedanssiaan, vahvistusrakennettaan ja piirin käyttäytymistä valitun etuaste-emulaation mukaan, ja Audientin Horizon 8P:ssä on säädettävä tuloimpedanssi.

Linjatasoinen äänikortti sopii studioon, jossa mikrofonisignaali vahvistetaan jo erillisillä mikrofonietuasteilla tai analogisella mikserillä ja äänikortilta tarvitaan ennen kaikkea muuntimia ja runsaasti tuloja ja lähtöjä. Samoja liitäntöjä käytetään ulkoisten kompressorien, taajuuskorjaimien ja efektilaitteiden kytkemiseen DAW-ohjelmiston inserteiksi sekä analogiseen summaukseen, jossa raidat summataan tietokoneen ulkopuolella.

Monikanavaisissa linjatasoisissa malleissa liitännät ovat usein DB25-liittimiä, joista jokaisessa kulkee kahdeksan balansoitua kanavaa. Ne kytketään multikaapeleilla patchbayhin tai suoraan laitteisiin, mikä pitää kaapeloinnin hallittavana. Jos studiossa on jo äänikortti, lisäkanavia voi hankkia myös erillisillä AD/DA-muuntimilla, jotka liitetään äänikorttiin digitaalisesti.

Yleisin tapa on ADAT-liitäntä, jonka kautta äänikorttiin voi liittää esimerkiksi kahdeksan kanavan mikrofonietuasteen. Yksi ADAT-kaapeli siirtää kahdeksan kanavaa 44,1-48 kHz:n näytetaajuudella ja neljä kanavaa 88,2-96 kHz:n näytetaajuudella. Digitaalisesti kytketyt laitteet tahdistetaan samaan kelloon joko ADAT-signaalin tai erillisen word clock -kytkennän kautta.

Thunderbolt mahdollistaa lisäksi useamman äänikortin ketjuttamisen. Esimerkiksi Universal Audion ja Audientin järjestelmiin voi valmistajien mukaan yhdistää enintään neljä äänikorttia, jotka toimivat tietokoneen kannalta yhtenä kokonaisuutena. Verkkoaudiota tukevissa malleissa laajennus onnistuu myös Dante- tai AVB-verkon kautta, jolloin lisälaitteet voivat sijaita eri tiloissa.

Dante ja AVB ovat verkkoaudioprotokollia, joilla äänikanavat siirretään laitteiden välillä verkkokaapelilla. Studiossa tämä tarkoittaa, että esimerkiksi äänitystilan etuasteet, tarkkaamon äänikortti ja livemikseri voidaan yhdistää samaan verkkoon ja kanavat reitittää ohjelmistosta ilman fyysisiä kaapelimuutoksia. Pitkät etäisyydet ja myöhemmät laajennukset ovat näin helpompia toteuttaa.

Audinaten kehittämä Dante on laajasti käytössä livetuotannossa, broadcastissa ja kiinteissä asennuksissa, ja se toimii tavallisissa gigabit-verkkokytkimissä. AVB perustuu IEEE-standardeihin ja vaatii AVB-yhteensopivat kytkimet tai laitteisiin sisäänrakennetut kytkimet. AVB:n Milan-profiili parantaa eri valmistajien laitteiden yhteensopivuutta. Protokollat eivät ole suoraan yhteensopivia keskenään, ja niiden yhdistämiseen tarvitaan muunnin, jollaisia löytyy digitaaliformaatti- ja verkkomuuntimista. Valintaa ohjaa usein se, kumpaa järjestelmää muu laitteisto jo käyttää.

Kaiuttimilla tehtävä immersiivinen miksaus vaatii äänikortilta ennen kaikkea riittävästi monitorilähtöjä. Esimerkiksi Dolby Atmos -musiikkistudioissa yleinen 7.1.4-kokoonpano tarvitsee 12 lähtöä ja 9.1.6-kokoonpano 16 lähtöä. Lisäksi kunkin kaiuttimen taso ja viive kalibroidaan tyypillisesti kuuntelupisteeseen, ja koko kaiutinjärjestelmän äänenvoimakkuutta on käytännöllistä säätää yhdellä säätimellä. Osa äänikorteista hoitaa nämä tehtävät ohjausohjelmistossaan, ja muuten tarvitaan monikanavainen volume- ja monitoriohjain.

Immersiivisen miksauksen voi aloittaa myös kuulokkeilla, sillä Dolby Atmos Renderer ja osa DAW-ohjelmistoista tarjoavat binauraalisen kuuntelun. Kaiutinjärjestelmä on kuitenkin tyypillinen vaatimus ammattimaiselle Atmos-miksaukselle, ja sen rakentaminen vaatii myös tilan suunnittelua ja akustointia.