LTC это линейный временной, код передаваемый через аналоговый аудио канал. Частота работы этого сигнала находиться в пределах звукового диапазона, поэтому этот сигнал легко воспринимается звуковым оборудованием и его можно воспроизвести на аудио системе. Звук, который вы услышите, будет схож со звуком, который издавали раньше DialUP модемы при подключении к интернету. Т.к. и в первом и во втором случае передаётся цифровой сигнал по аналоговому каналу.
Для генерации LTC сигнала необходимо, либо звуковая карата с балансными аудио выходами, либо таймкод LTC генератор. Самый распространенный разъем, который используется для LTС, это звуковой XLR коннектор, так как этот разъем имеет три пина, что необходимо для передачи балансного сигнала, по мимо этого разъем имеет замок фиксатор, что делает его более надежным. Так же в звуке используется балансный 1/4 Jack разъем , который так же имеет три пина для передачи сигнала. Некоторые производители для передачи, приема LTC, так же используют этот разъем, что вполне допустимо.
Стандартные звуковые карты с mini-Jack выходами плохо подходят для работы с линейным таймкодом, по причине того, что звуковые выходы у таких карт не балансные. Что бы понять, почему это важно, давайте разберем основные принципы и различия балансного и небалансного типа сигнала.
Небалансный (так же его называют несимметричный, линейный ) сигнал передаётся по двум проводам: один провод сигнал, другой - земля. Данный способ передачи сигналов отличается исключительной простотой реализации, однако не способен противостоять помехам на физическом уровне.
Балансный сигнал использует для передачи три провода: два сигнала НOT и COLD (прямой и инверсный) и третий провод земля. Электрическое сопротивление сигнальных проводов по отношению к земле сбалансирован (то есть равен), что нашло отражение в название. Сигналы по двум проводам балансной линии передаются в противофазе с равной амплитудой относительно земли.
Операционный усилитель на балансном входе устройства вычитает из прямого сигнала инверсный, в результате помехи, одинаково наведенные на две фазы такой линии, вычитается, а полезный сигнал увеличивается по амплитуде в два раза.
В сравнении с небалансным подключением балансное имеет два основных преимущества, обусловленное его техническими особенностями.
Первое преимущество - возможность передавать аналоговый и цифровой сигнал без существенных искажений на значительное больше расстояние. Это, прежде всего, обусловленно в два раза большей разностью потенциалов между прямым и инверсным сигналом балансной линии в сравнении разностью потенциалов между землёй и единственным сигналом не балансной линии. Если небалансное подключение позволяет получать стабильный сигнал без существенных искажений на расстояниях, на практике не превышающих 15-20 метров, то при балансном подключении фактически длина линии может достигать до 200м.
Вторая особенность, тесно связанная с первой - лучшая в сравнении с небалансным подключением помехоустойчивость, которая достигается такими факторами как, анализом наведены шумов на две линии сигналов в противофазе.
Большинство внешних звуковых карт имеет балансные выходы что позволяют более качественно работать с передачей линейного таймкода, так же эти карты позволяют полноценно работать с двумя или более каналами аудио и при этом на отдельном канале работать с LTC, что не возможно со встроенными двух-канальными картами. На некоторых профессиональных звуковых картах есть даже отдельные входы и выходы под LTC. К примеру, многоканальная карта Motu 828x. С этими портами работает дополнительная программа, которая устанавливается вместе с драйверами. Она позволяет настроить резерв временного кода. В таком режиме звуковая карта работает как «мост», но если на входе исчезает код времени, то карта автоматически генерирует свой код с текущим временем.
Так как LTC это цифровой сигнал передаваемый по аудио интерфейсу, то коммутируется он при помощи балансных аудио кабелей, но здесь появляются свои особенности с передачей цифрового сигнала по аудио каналу. График SMPTE не синусоидальный как у аудио сигнала, а квадратный, т.к. сигнал кодируется в бинарной системе. На небольших расстояниях тип сигнала не принципиален. При больших длин аудио кабеля, появляются такие факторы как ёмкость кабеля и его индукция. Чем это плохо? А тем, что квадратная форма сигнала становиться синусоидальной и смещается фаза восхождения сигнала. Это грозит тем, что сильно изменённый SMPTE код попросту не будет читаться принимающим устройством или будет не стабилен и часть кадров будет теряться, а как следствие этого синхронизация будет не корректная.
То же самое происходит, если LTC сигнал пропустить через звуковой пульт или аудио сплиттер. Многие специалисты не до конца понимая принципиальное отличие звукового сигнала от LTC, наивно полагают, что с цифровым сигналом SMPTE можно работать точно так же, как и с обычным аналоговым сигналом. Что является грубейшей ошибкой. Так как LTC это импульсный сигнал с абсолютно другими характеристиками. К примеру, если подать с одинаковым уровнем LTC и аналоговый сигнал, то SMPTE будет “звучать” в два раза громче и на звуковых пультах нормальный уровень LTC будет приниматься как перегруженный, что является нормой, потому что это цифровой сигнал. В таких случаях “специалисты” понижают уровень генерируемого LTC сигнала, тем самым понижая качество помехоустойчивости линии.
Так как LTC это цифровой сигнал, для него очень важен такой параметр, как громкость. Так как громкость в аналоговом формате задаёт цифровую амплитуду между логическим нулём и единицей. Поэтому стоит очень внимательно следить за уровнем выходного сигнала SMPTE со звуковой карты. Рабочий уровень LTC это от 0dB до +2dB, если уровень сигнала опустить значительно ниже, то TimeCode либо вообще не будет определяться принимающими устройствами, либо будет не стабилен. Часто по не внимательности, на рабочем компьютере опускают общий рабочий уровень звуковой карты в системе, тем самым падает не только сигнал аудио каналов, но и SMPTE. Добавьте к этому еще генерацию со встроенной звуковой карты, аудио сплиттре или звуковой пульт который делит LTC сигнал и вы получите изрядно “потрепанный” LTC сигнал, который может доставить вам ряд не удобств при синхронизации.
Так как LTC сигнал может воспроизводиться как аудио дорожка (как вы помните, этот сигнал так изначально записывался и воспроизводился с магнитной ленты), то этот LTC сигнал, так же зависим от скорости воспроизведения. Если скорость воспроизведения будет выше или ниже изначальной, при которой LTC был записан, то по итогу изменяется и скорость потока данных. Что в конечном итоге неизбежно влияет на качество синхронизации. Некоторые устройства могут компенсировать незначительные изменения в скорости воспроизведения, но если скорость LTC таймкода выходит за пределы допустимых границ, то либо устройство начинает терять кадры, либо определять не корректное время, что в любом случае привод к потери синхронизации.
И так давайте подведем итог и еще раз определим те факторы, от которых зависит качество LTC сигнала:
- Использование для генерации и передачи сигнала не балансные звуковые карты и коммутацию. Для обеспечения более устойчивого сигнала к помехам, необходимо использование профессиональных балансных звуковых карт и LTC генераторов.
- Низкий уровень LTC сигнала. Цифровой LTC сигнал зависим от громкости воспроизведения или генерации. Нормальный диапазон LTC сигнала от 0dBu до +2dBu.
- Использования для усиления и деления LTC сигнала, звуковое оборудование. А именно звуковых сплиттеров и звуковых микшерных пультов. Которые в последствии искажают квадратную форму сигнала в синусоидальную звуковую форму.
- Измененная скорость воспроизведения LTC аудио дорожки, которая отличается от оригинальной скорости, при которой таймкод был записан.
После этого напрашиваешься вопрос, а что же тогда использовать для деления и усиления LTC сигнала? На первый взгляд может показаться, что нарушения правил корректной работы с LTC вызван, отсутствием соответствующий технических решений на рынке, но это не так. Так как LTC один из самых старейших протоколов в направлении синхронизации, то производители так же трудились над созданием специального оборудования для работы с этим интерфейсом.
К примеру Brainstorm SR-112 Distripalyzer. Это многофункциональное устройство, которое позволяет исправлять наведенные помехи на LTC линиях. Исправлять искажения и приводить форму SMPTE сигнала до квадратного формата. На цифровом уровне делить LTC сигнал на двенадцать потребителей. Генерировать таймкод, а так же отображать текущее время.
Так же, одно из самых часто используемых устройств, при работе с таймкодом это Rosendahl mif4. Это универсальное таймкод устройство которое предназначено для анализа, конвертирования и генерирования таймкода через разные физические интерфейсы. Давайте более подробно разберем его возможности и как его можно использовать при синхронизации.
Первая его особенность в том, что mif4 может принимать таймкод через MIDI, LTC, USB и SDI интерфейсы.
При подключении к компьютеру, mif4 определяется как простейшее миди устройство. Которое можно использовать для программной генерации таймкода или его приёма. Благодаря этому, mif4 можно использовать, как таймкод виджет для световых и видео пультов.
Вторая полезная функция, это автоматическое конвертирование и генерация таймкода на выходные порты устройства. Вы можете через USB с компьютера генерировать таймкод и этот таймкод будет ретранслироваться на MIDI и LTC выходы. Так же это работает и с другими источниками. Если вы получаете таймкод на LTC вход, то mif4 ретранслирует его на USB, MIDI и LTC выход. Если подать таймкод на MIDI вход, устройство его продублирует на LTC, MIDI и USB.
Третье преимущество, это возможность mif4 генерировать свой собственный таймкод на все выходы устройства. Параметры генерации можно задать вручную, через панель управления устройства или при помощи внешних MMC (MIDI Machine Control) сообщений.
Четвертая особенность, это анализ таймкода и его скорости воспроизведения. Как мы выше уже говорили, не постоянная и не оригинальная скорость воспроизведения, так же может влиять на качество генерации. mif4 показывает такие ошибки, что очень удобно при поиске отклонений в генерации таймкода.
Пятая функциональная особенность, это возможность исправления искаженного сигнала. Если на устройство приходит слишком низкий уровень сигнала LTC или он искажён наведенными помехами, то клиент попросту не увидит таймкод. В таких случаях между принимающим устройством и линией LTC достаточно установить mif4, который способен прочитать самый плохой сигнал, исправить его и отдать клиенту нормальный LTC.
На схеме приведен простейший пример, как можно использовать в вашей системе mif4 для исправления сигнала и разделения его на несколько клиентов.
Так же допустимо использование профессиональных звуковых карт со встроенным процессором. Как пример можно снова привести звуковую карту MOTU 828x. На основе встроенного процессора можно организовывать маршруты между входами и выходами картами. Я часто использую такие карты для разделения LTC сигнала на несколько клиентов, так как после настройки, такие карты полностью автономны и для их работы не нужен компьютер. И к тому же у звуковых карт такого класса, обычно очень большие динамические диапазоны работы входов и выходов, у MOTU 828x верхний диапазон составляет +20dB. Это значит что такая звуковая карта с легкостью справиться с “перегруженным” цифровым LTC сигналом. Так же если нужно сгенерировать LTC сигнал для нескольких клиентов, то можно не делить один сигнал на на несколько, а сразу с многоканальной звуковой карты генерировать необходимое количество LTC сигналов. Преимущество такого способа в том, что в вашей рабочей схеме синхронизации, уходит промежуточный элемент, что безусловно увеличивает надежность системы.
Порой приходиться работать на проектах, где необходимо передать сигнал синхронизации на довольно большое расстояние, больше чем 200 метров позволенного аналоговой балансной линией. В этом случае необходимо использовать дополнительное оборудование и технологии передачи данных. Можно воспользоватьтся такими звуковыми протоколами передачи данных, как DANTE, MADI или AVB, но тогда для этого вам на понадобиться отдельный звукоинженер, который сможет вам поднять такую сеть и следить за ней во время проекта. В общем такие методы очень редко применяются, в силу не оправданности технологии.
Или вы можете использовать специализированные технические решения для этих целей. К примеру KISSBOX TC2TR. Кстати это была первая компания, которая сделала поддержку протокола RTP-MIDI в своих технических решениях. KISSBOX TC2TR позволяет конвертировать LTC в MTC и передавать сигнал по протоколу RTP-MIDI через сеть.
В этом случает вы можете либо уже генерировать с шоу сервера таймкод через RTP-MIDI в сеть и принимать его на контроллер KISS-BOX, либо вообще использовать два устройства KISSBOX, что бы передать или принять LTC. В этом случае, в зависимости от того используете ли вы Ethernet кабель, оптоволокно или WiFi, то вы можете передать ваш LTC сигнал на расстояние более чем 200 километров.
Ну и как мы уже говорили ранее, используя протокол RTP-MIDI мы можем транслировать протоколы синхронизации нескольким клиентам. Это преимущество, так же применимо и к оборудованию KISSBOX. Имея один источник, вы можете доставить LTC сигнал нескольким клиентам сразу.
