Структура аналогового микшерного пульта

 

Консоли или микшерные пульты, различаются по конструкции, характеристикам и возможностям реализации. Диапазон форматов простирается от компактных пультов с 4-каналами до 96-канальных широкоформатных аналоговых консолей (и даже больше).

 

 

Рис. 6. Аналоговая консоль Focusrite: 72 входа и 48 выхода

 

Пультов существует великое множество, но любой из них содержит, как минимум, входную ячейку и мастер-секцию.

 

Входная ячейка

Рис. 7. Панель входов и выходов аналогового пульта «Soundcraft FX16»

Секция входов состоит из определенного количества входных каналов (ячеек) — монофонических и стереофонических. Как правило, количество входных каналов кратно двум. Вход каждого моноканала обычно оформлен двумя гнездами: для микрофона (тип XLR) или линейного источника сигнала (TRS или RCA).

Конденсаторные микрофоны (и некоторые «активные» динамические микрофоны), требуют фантомного питания, и большинство консолей размещают кнопку включения 48 V на входах XLR. Рекомендуется совершать подсоединение микрофонов «при отключенном» фантомном питании.

 

 

Рис. 8. Вид кнопки включения фантомного питания с 1-8 каналы и предварительного усиления Gain пульта «Soundcraft FХ16»

Регуляторы коэффициента усиления входного сигнала – gaincontrol или trim, позволяют усилить или ослабить уровень звукового сигнала на входе консоли, так, чтобы не случилось клиппирования (для цифрового сигнала) и добавления нежелательных искажений (для аналогового).

После предварительного усиления в цепи сигнала может не совсем очевидное устройство: фазовращатель. Затем сигнал может быть подан на фильтры для ограничения его полосы и устранения нежелательных составляющих. В дорогих профессиональных пультах встречается полный набор: для обрезки НЧ, для обрезки ВЧ, с перестраиваемыми частотами среза. Но чаще всего, применяется простейший однокнопочный фильтр, обрезающий, как правило, только НЧ-составляющие ниже 80 или 100 Гц, с частотой спада 12 дБ на октаву.

Следующий элемент — это регулятор панорамы (PAN). Эта функция позволяет изменять положение монофонического сигнала, направляя его либо к левому, либо к правому выходу мастер шины. Таким образом создается эффект «псевдостерео». Кстати, если до панорамного регулятора сигнал был монофоническим, то после изменения состояния панорамы он станет стереофоническим.

Еще один элемент входной ячейки в большинстве микшеров это возможность вывода одной из версий сигнала через выход direct. Эти выходы появились в связи с потребностью записывать каждый канал источников пульта отдельно. Внутри консоли они идут сразу после входного каскада. На этом этапе сигнал обеспечен линейным уровнем громкости, но на него еще не влияют ни фейдеры, ни кнопки mute, ни эквалайзеры или какие-либо другие процессы в консоли. Типичное использование сигнала с direct выходов предполагает наличие рекордера на концерте, для осуществления многоканальной записи и в дальнейшем повторного сведения, только уже в студийных условиях.

В случае необходимости применения каких-либо внешних приборов обработки в тракт пульта встроены специальные insert ( от англ. – вставка, врезка) гнезда, которые расположены после предусилителя. Данный интерфейс представляет собой одновременно вход (англ.return – «возврат») и выход (англ. send – «посыл») канала. Встречаются подобные гнезда не только во входных ячейках пульта, но и в подгруппах, и в мастер-секции. Также возможно перемещение разрыва, с помощью специального переключателя, в различные точки тракта.

 

 

Рис. 9. Insert кабель Y-образный

Блок обработки

 

После манипуляций с посылами сигнала на внешнее устройство обработки, путь пролегает через эквалайзер (в некоторых высококачественных моделях, как студийных, так и концертных, есть собственные процессоры динамической обработки: компрессор, гейт, которые также срабатывают в определенной точке тракта. В типичной аналоговой консоли, возможности обработки сигнала заканчиваются на эквалайзере, и гибкость этого этапа может меняться в зависимости от финансовых и конструктивных возможностей. Есть следующие виды встроенных эквалайзеров:

 

 

Рис. 10. Трехполосный полупараметрический эквалайзеа аналогового микшерного пульта «Soundcraft FX16»

- полочный фильтр (shelf) - самый распространенный. Он встречается в Hi-Fi технике и в конструкции простых консолей. Полочный эквалайзер обычно имеет две ручки регулировки: одна настраивает высокочастотную составляющую, а другая – низкочастотную.

- параметрический эквалайзер – подходящий вариант для селективной, или хирургической обработки сигнала. Он более тонкий в настройках и сложный. Самый классический вариант этого типа эквалайзеров содержит элемент регулировки усиления или ослабления сигнала на фиксированной частоте, и с фиксированной полосой пропускания (определяющей диапазон затрагиваемых частот).

 

Блок распределения

 

Эта часть также называется Routing (маршрутизация). Сигналы после усиления, частотной и динамической обработки, поступающие с ячеек на последующие цепи, снимаются с двух точек схемы: часть сигналов снимается до фейдера, а часть - после. Как правило, все сигналы, которые идут в главный микс и на обработки снимаются после фейдера. Сигналы же, снимаемые до фейдера - это те, что поступают на сценические или студийные мониторы. Для того чтобы баланс мониторов не зависел от возможного изменения баланса в зале или в главном миксе.

 

 

Рис. 11. Регуляторы посылов AUX аналогового пульта «Soundcraft FX16»

В этом блоке также находятся посылы на шины AUX. Полное название этих сборных шин и соответствующих им выходов – Auxiliary Sends (дополнительные посылы). Со временем это название разделилось и укоротилось и в пультах часто встречается как AUX, так и Sends.

В теории посылы AUX существуют для отправки сигнала на дополнительные устройства обработки, общие для всех каналов в пульте. Уровень сигнала, посылаемого на эффекты, регулируется индивидуально. Это, как правило, происходит после регулирования фейдера. На практике посылы используются звукорежиссерами в основном для сценического мониторинга. А для этого существуют специальные переключатели Pre/Post.

Практически последний путь прохождения сигнала по тракту пролегает через подгруппы и выходную маршрутизацию. Посредством подгрупп осуществляется промежуточное, до главного микса, суммирование нескольких сигналов. Устройство ячейки подгруппы не имеет принципиальных отличий от обычной входной ячейки. Как правило, здесь те же эквалайзеры, только обычно попроще, регуляторы AUX, панорамные регуляторы, и т.д. В больших консолях также предусмотрены групповые «Insert» - ы для внешних процессоров, таких как компрессор и некоторые из них могут принимать линейные входы каналов для возврата с эффектов.

В дорогих пультах, как правило, студийных, встречаются и так называемые "виртуальные подгруппы". В индивидуальных канальных ячейках таких пультов, вместо переменных резисторов-фейдеров, уровень сигнала регулируется управляемыми усилителями - VCA [2]. Сами фейдеры вырабатывают только управляющий электрический сигнал для VCA. При этом становится возможным объединить VCA нескольких ячеек в одну группу, и сигналом одного фейдера управлять усилением сразу нескольких ячеек. Одна из ячеек назначается ведущей - master, а остальные - ведомыми, slave. При этом, естественно, сохраняются и все индивидуальные регулировки уровня, т.к. все управляющие сигналы, поступающие на VCA индивидуальной ячейки, просто складываются. Иногда такой способ еще называют "VCA Group".

В дополнение к стандартным средствам управления уровнем и режимами отключения и соло, цифровые консоли позволяют в ряде случаев группировку дополнительных элементов управления, таких как панорама, посылы или переключатели инвертирования фазы. В то же время, группировка контроллеров не изменяет исходный путь сигнала, поэтому невозможно отправить группу каналов на процессор.

Для масштабных широкоформатных выступлений созданы были специальные аудиоподгруппы, которые обычно называют матрицей микширования. Это, собственно, часть микшерного пульта со своим независимым микшером для выходов. Матричная система работает в основном также, как и AUX посылы, но входы матриц работают от аудиоподгрупп и основных выходов. Обычно матричных выходов 4, но иногда бывает 8. Эти отдельные выходы матрицы, как правило отправляются на отдельный кластер громкоговорителей, или на другие устройства, где требуется специальное объединение сигналов, допустим на сценические мониторы, наушники для музыкантов, громкоговоритель в фойе и т. д.

 

Мастер секция

 

Казалось бы, основная функция мастер-секции - просуммировать сигналы и выдать финальный стереомикс. Но в любом пульте имеется много узлов, которые не относятся ни к одной его части "персонально", а являются общими для всего пульта. Вот все эти узлы обычно и сосредоточены в мастер-секции. Прежде всего, это главный сумматор, мастер-фейдер, гнёзда разрывов Master insert и основной стереовыход с измерителем уровня.

Если в ячейках стоит одна многофункциональная кнопка - Cue [3] или Solo, то в мастере есть возможность переключения её режимов - PFL, AFL, SIP и т.д.

PFL (от англ. pre-fader listen - «пре-фейдерное прослушивание») - установлен на каждом входном канале практически любой консоли, независимо от размеров. Этот режим позволяет не деструктивно контролировать уровень сигнала без изменений на выходах, также прослушивать уровень канала с закрытым фейдером, в общем является важным инструментом для оптимизации усиления, и решения неисправностей со звуком. Минус в том, что не удается прослушать положение источника в стереобазе, а также подключаемые источники через шину AUX.

AFL (от англ. after-fader listen – «пост-фейдерное прослушивание») - имеет сходные функции с PFL, но как правило связан с каналами выхода, а не входа. AFL берется из точки тракта - пост-фейдер, что позволит проверить реальный уровень сигнала выходящего из пульта. Одна незначительная разновидность в области AFL называется solo -in-front (или SIF), основой которого является смесь AFL канала(ов) плюс пониженный уровень стереовыхода консоли. По сути это подчеркивает выбранные AFL каналы в контексте общего микса.

Ещё одна непременная часть серьёзного концертного или студийного пульта - переговорное устройство Talkback. Как правило, предусматривается возможность подключения к нему только одного микрофона с регулировкой его громкости и возможностью выбора "точки назначения". Это может быть главный выход, мониторные линии, и т.д. и т.п.

 

Виды пультов

 

Современные микшеры классифицировать исходя из различных принципов.

Вот некоторые из них:

1. По принципу действия – аналоговые и цифровые;

2. По сфере применения – концертный основной (FOH), концертный мониторный, студийный, вещательный (эфирные)

3. По конструкционным особенностям – «split» и «in-line»;

4. По виду исполнения – дискретные и монолитные;

5. По количеству входных и выходных каналов (8, 16, 24, 32 и т.д.).

Разберем различия пультов по конструктивным особенностям.

Ранние консоли имели отдельные входы и возможность контролировать усиление входных каналов. Входная секция была в левой стороне консоли, в то время как возвраты с внешних устройств обработки, мастер секция или мониторинг были справа. Из-за такого раздельного расположения подобные конфигурации получили название «split». В сплит-консолях также присутствуют фейдеры группы, - это выходы к мультитрековому рекордеру. Можно соединить несколько каналов в одну группу и записать их потом в один трек. Групповой фейдер будет контролировать общий уровень выходного сигнала. Выходы для записи и выходы мониторинга полностью самостоятельны. Эти консоли наиболее популярны в домашних и полупрофессиональных студиях, а также в концертной практике.

Чтобы преодолеть эксплуатационную непрактичность в консолях, в качестве альтернативного решения, была разработана первая in-line консоль. Такие микшерные пульты по строению более сложные, но гибкие в управлении и требуют меньшего физического пространства. Пульты такой структуры предназначены для звукозаписи, в силу чего менее известны в широких кругах. Как следует из самого названия (от англ. in-line – «в линию»), сам процесс звукозаписи как - бы "вытянут в линию". Канальная ячейка такой структуры состоит из двух обычных ячеек, включённых последовательно, друг за другом. Есть некое неудобство в управлении таким пультом - на канале рядом могут находиться и фейдер для мониторинга, и фейдер для записи на рекордер. Сигнал, пришедший на первую ячейку (к примеру, микрофонный), обрабатывается и поступает на вход одного из каналов записывающего устройства, а сигнал, воспроизведённый рекордером (как правило, этого же канала), поступает на вторую, где он обрабатывается в процессе сведения для получения финального микса. Естественно, при этом в каждой "физической" ячейке всё присутствует в двух экземплярах: два эквалайзера, два фейдера, и т.д. и т.п. Но это только в теории, а на практике с целью удешевления, многие фирмы конструируют часть узлов совмещёнными. Например - один эквалайзер, переключаемый туда-сюда, или постоянно включенный частью в одну половину ячейки, частью - в другую. Аналогично и с AUX, и с некоторыми другими узлами. Только микрофонный вход всегда один. Этот способ позволяет избежать проблем с коммутацией. Из-за больших возможностей In-Line пульты и стоят гораздо дороже.

Рассмотрим пульты по сферам их применения. Концертные микшерные пульты (или пульты FOH, front of house пульты) предназначены для проведения концертных мероприятий (Live-шоу). Как правило, имеют большое количество входных каналов, несколько подгрупп, дополнительных посылов и т.д. Концертные пульты должны быть более прочные и надежные в эксплуатации, так как предполагают постоянную транспортировку с мероприятия на мероприятие. В отличие от студийных пультов рядовые концертные микшеры имеют более худшие показатели по параметрам искажений, уровню шумов и т.д., но в то же время имеют более низкую стоимость. В аналоговых концертных микшерах редко можно встретить встроенную динамическую обработку и качественную пространственную обработку, поэтому концертному звукорежиссеру приходилось подключать внешнее «навесное» оборудование.

 

 

Рис. 12. Концертный FOH микшер MIDAS Venice U32

 

Мониторные микшерные пульты предназначены для решения задач, связанных с созданием нескольких миксов для музыкантов. Это нечто, вроде огромной матрицы микширования («Mix Matrix»), только выполненное как самостоятельное устройство и с гораздо большим количеством выходов. Используются, как правило, на концертах с большим количеством исполнителей или с большими составами групп. Стоит отметить, что специализированные мониторные пульты довольно редко можно встретить, таковыми могут называться даже небольшие по размерам пульты, там, где не все возможности обработки присутствуют, но они должны обеспечивать возможность создания дополнительных миксов.

 

 

Рис. 13. Мониторный микшер «Crest AudioX 20RM»

 

Студийные микшеры или микшеры для записи музыки, это практически те же пульты, которые используют при озвучивании концертов, за исключением того, что, во-первых, они должны иметь максимально качественные характеристики по параметрам сигнал/шум, количество искажений. Также желательно иметь побольше разъемов insert на разных уровнях тракта: от индивидуальных секций, до мастер-секци..

 

Рис. 14. Студийный микшер «Solid State Logic»

 

Эфирные пульты - это в некотором смысле был особый класс устройств, предназначенный в первую очередь для коммутации источников звуковых сигналов, но не для создания программ эфиров. Программы поступали на вход эфирного микшера уже в сформированном и обработанном виде. Источниками сигналов для микшерных пультов являлись цифровые звуковые станции на основе универсальных или специализированных компьютеров. Также источниками могли быть проигрыватели компакт-дисков и мини-дисков, DAT- магнитофонов, а также телефонные гибриды.[4] Непременным атрибутом эфирного микшера также являлись микрофонные секции с возможностью подачи фантомного питания. На канал микрофона обычно поступал голос диктора, который в эфире должен был звучать приятно и без заметных дефектов. Для этого использовался внешний голосовой процессор.[5] Помимо всего, такой микшерный пульт должен был обладать полным набором необходимых интерфейсов: телефонным интерфейсом для связи с аппаратной, возможностью автоматического отключения мониторных акустических систем при включении микрофона и световой индикацией выходов программы в эфир. Эквалайзеры здесь как правило не нужны, поскольку входные сигналы полностью готовы бывали для передачи в эфир.

 

Рис. 15. Эфирный пульт «Dateq BCS50»