Введение
Устройство, используемое для смешивания звука.
Микшерный пульт или консоль – это электронное устройство для смешивания аудиосигналов, используемое в системах звукозаписи и воспроизведения, а также в системах усиления звука. Входы пульта включают микрофоны, сигналы от электрических или электронных инструментов, или записанные звуки. Микшеры могут управлять аналоговыми или цифровыми сигналами. Модифицированные сигналы суммируются для получения комбинированных выходных сигналов, которые затем могут быть транслированы, усилены через систему усиления звука или записаны. Микшерные пульты используются в различных областях, включая студии звукозаписи, системы оповещения, системы усиления звука, ночные клубы, вещание и постпродакшн. Типичное, простое применение объединяет сигналы от микрофонов на сцене в усилитель, который управляет одним набором акустических систем для аудитории. Диджейский микшер может иметь всего два канала для смешивания двух проигрывателей. На крошечной сцене кафе может быть установлен шестиканальный микшер, достаточный для двух гитаристов-вокалистов и перкуссиониста. Микшер на ночной сцене для рок-музыки может иметь 24 канала для смешивания сигналов от ритм-секции, ведущей гитары и нескольких вокалистов. В профессиональной студии звукозаписи микшерный пульт может иметь до 96 каналов. Консоли, используемые для живого звука, могут иметь еще больше каналов, некоторые из них – до 384 входных каналов. На практике микшеры выполняют не только смешивание сигналов. Они могут обеспечивать фантомное питание для конденсаторных микрофонов; панорамирование, которое изменяет кажущееся положение звука в стереофоническом поле; фильтрацию и эквализацию, позволяющие звукоинженерам усиливать или ослаблять выбранные частоты для улучшения звука; компрессию динамического диапазона, позволяющую инженерам увеличивать общую громкость системы или канала, не превышая динамические ограничения системы; маршрутизацию, для отправки сигнала с микшера на другое устройство, например, систему звукозаписи или в контрольную комнату; и средства мониторинга, посредством которых один из нескольких источников может быть направлен на акустические системы или наушники для прослушивания, часто без влияния на основной выход микшера. Некоторые микшеры имеют встроенные электронные эффекты, такие как реверберация. Некоторые микшеры, предназначенные для живых выступлений в небольших помещениях, могут включать в себя встроенный усилитель мощности.
Терминология
Микшерная консоль также известна как аудиомикшер, аудиоконсоль, микшерный пульт, звуковой микшер, звуковая панель или просто как пульт или микшер.
Структура
Аналоговый микшер разделен на функциональные секции. Некоторые из наиболее важных функциональных секций подразделяются на подсекции.
Основные элементы управления входом
Первый регулятор в верхней части входной полосы обычно является регулятором настройки уровня или усиления. Входной/предусилитель подготавливает сигнал от внешнего устройства, и этот регулятор контролирует степень усиления или ослабления, применяемую к входному сигналу для приведения его к номинальному уровню для обработки. Из-за высоких коэффициентов усиления (около +50 дБ для микрофона) именно на этой стадии возникает большая часть шума и помех. Сбалансированные входы и разъемы, такие как XLR или телефонные разъемы, специально подключенные как сбалансированные линии, снижают проблемы с помехами. Микрофон, подключенный непосредственно к усилителю мощности, не обеспечит достаточный уровень сигнала для управления громкоговорителями, поскольку сигнал микрофона слишком слаб; сигнал микрофона нуждается в предусилителе для усиления, чтобы он был достаточно сильным для усилителя мощности. Для некоторых очень сильных линейных сигналов сигнал, подключенный к микшеру, может быть слишком сильным и вызывать искажения звука (клиппинг). Для слишком сильных сигналов можно использовать аттенюатор (пад) на 15 дБ или 20 дБ для их ослабления. Как предусилители, так и аттенюаторы, а также органы управления, связанные с ними, доступны во входной секции большинства микшерных консолей. Аудиоинженеры обычно стремятся добиться оптимальной структуры усиления для каждого канала. Чтобы получить хорошую структуру усиления, инженеры обычно увеличивают усиление настолько, насколько это возможно, прежде чем возникнут искажения звука; это помогает обеспечить наилучшее соотношение сигнал/шум. Микшерная консоль может иметь точки подключения вставки после каскада входного усиления. Они обеспечивают подключение отправки и возврата для внешних процессоров, которые воздействуют только на сигнал отдельного канала. Эффекты, работающие на нескольких каналах, подключаются к вспомогательным шинам (ниже).
Помощная маршрутизация передачи
Вспомогательный канал разделяет входящий сигнал и направляет его на вспомогательную шину, которую затем можно направить на внешние устройства. Вспомогательные каналы могут быть как пре-фейдерными, так и пост-фейдерными: уровень пре-фейдерного сигнала задается регулятором вспомогательного канала, а пост-фейдерный сигнал зависит также от положения канального фейдера. Вспомогательные каналы могут отправлять сигнал на внешний процессор, например, ревербератор, а возвращаемый сигнал направляется через другой канал или выделенный вспомогательный возврат. В этом случае обычно используются пост-фейдерные каналы. Пре-фейдерные вспомогательные каналы могут обеспечить музыкантам на сцене микс для мониторов (который они слышат через мониторные колонки, направленные на исполнителей, или внутриканальные мониторы); этот микс, таким образом, не зависит от основного микса, создаваемого фейдерами. Большинство звуковых консолей для прямой трансляции передают звук через программные каналы. Большинство консолей имеют 3-4 программных канала, хотя некоторые предлагают больше возможностей. При нажатии кнопки выбранного канала звук отправляется на соответствующее устройство или передатчик. Программа 1 обычно представляет собой прямой эфир, то есть то, что слышат слушатели. Другие программные каналы могут передавать сигнал на один или несколько компьютеров, используемых для редактирования или воспроизведения звука. Еще один программный канал может использоваться для отправки звука в наушники ведущих, если они ведут трансляцию из удаленного места.
Уравнение каналов
Дальнейшие элементы управления каналом влияют на эквализацию сигнала, раздельно ослабляя или усиливая определенный диапазон частот. Самые простые и недорогие микшеры могут иметь только регулировки низких и высоких частот. Большинство микшеров среднего и более высокого класса оснащены регулировками низких, средних и высоких частот, а также дополнительными регуляторами среднего диапазона (например, низких средних и высоких средних частот). Многие высококлассные микшерные консоли имеют параметрический эквалайзер на каждом канале. Некоторые микшеры имеют общий эквалайзер (графический или параметрический) на выходе для управления тональностью общего микса.
Система сигнализации
Система предварительного прослушивания позволяет оператору слушать один или несколько выбранных сигналов, не влияя на основные выходы консоли. Звукорежиссер может использовать функцию предварительного прослушивания, например, чтобы подготовить звукозапись к началу песни, не допуская, чтобы слушатели слышали эти действия. Сигнал с системы предварительного прослушивания подается на усилитель наушников консоли и может также быть доступен в виде линейного выхода, предназначенного для подключения системы мониторных динамиков. Термины AFL (After Fader Listen – прослушивание после фейдера) и PFL (Pre Fader Listen – прослушивание до фейдера) используются для обозначения того, контролируется ли уровень сигнала для данного входа соответствующим фейдером. Консоли с функцией предварительного прослушивания имеют выделенную кнопку на каждом канале, обычно обозначенную как Cue, AFL, PFL, Solo или Listen. При включенном предварительном прослушивании на нескольких каналах через систему предварительного прослушивания слышится их микс. Solo in place (SIP) – это связанная функция на продвинутых консолях. Обычно она управляется кнопкой Cue, но в отличие от Cue, SIP влияет на выходной микс, отключая все каналы, кроме тех, которые находятся в режиме Solo. SIP полезен при настройке микшера и устранении неполадок, поскольку позволяет оператору быстро отключить звук всех каналов, кроме регулируемого. Например, если у звукоинженера возникли проблемы с клиппированием на входе, он может использовать SIP, чтобы слышать только этот канал для диагностики и устранения проблемы. Случайное включение SIP во время выступления может привести к катастрофическим последствиям, так как будут отключены все каналы, кроме одного. Поэтому большинство консолей требуют от оператора предпринять осознанные действия для активации SIP.
Автобусы и субмикс
Каждый канал на микшере имеет регулятор громкости (фейдер), позволяющий регулировать уровень этого канала. Обычно это слайдеры на передней панели микшера, хотя в некоторых компактных микшерах используются поворотные регуляторы для экономии места. Сигналы суммируются для создания основного микса или объединяются на шине в виде подгруппы – группы каналов, которые затем добавляются целиком в финальный микс. Например, множество микрофонов для барабанов можно сгруппировать на одной шине, а затем пропорция барабанов в финальном миксе может регулироваться одним шинным фейдером. Шиной часто можно управлять как отдельным входным каналом, позволяя инженеру обрабатывать сразу целую группу сигналов. Например, используя пример барабанной установки, обработка на шине позволяет звукоинженеру пропускать весь барабанный набор через эффект компрессора для снижения нежелательных пиков сигнала, вместо того чтобы маршрутизировать каждый из 10 или более микрофонных сигналов барабанной установки по отдельности. Также могут быть предусмотрены вставки (insert points) для определенной шины или даже для всего микса.
Группы ВЦА
Некоторые консоли более высокого уровня используют усилители с управлением напряжением (VCA). VCA работают отчасти как подмикшер, но позволяют оператору управлять уровнем нескольких входных каналов одним фейдером. В отличие от подгрупп, подмикширование не происходит. Аудиосигналы с назначенных каналов остаются маршрутизированными независимо от настроек VCA. Поскольку подмикширование не создается, невозможно вставить обработку, например, компрессоры, в группу VCA. Кроме того, на большинстве консолей с VCA уровни вспомогательных посылов после фейдера подвержены влиянию мастер-фейдера VCA. Это обычно желательно, поскольку вспомогательные посылы после фейдера часто используются для эффектов, таких как реверберация, и посылы на эти эффекты должны следовать за изменениями уровня сигнала канала. При реализации на цифровой консоли та же функциональность может называться DCA или группой управления (CG), в зависимости от марки микшера.
Главные выходное управление
Главный пульт управления используется для регулировки уровня общего выходного сигнала микшера. Главный пульт управления на больших микшерах для живых выступлений или звукозаписи обычно включает в себя фейдеры подгрупп, главные фейдеры, регуляторы уровня главной вспомогательной шины микширования и регуляторы уровня возврата вспомогательных сигналов. На большинстве микшеров главный пульт – это фейдер. Однако на некоторых небольших микшерах для экономии места (и средств) вместо этого используются поворотные ручки. В типичной ситуации микширования звука вживую, когда группа выступает на площадке, состоящей из ритм-секции, солирующих инструменталистов и вокалистов, главный пульт управления позволяет звукорежиссеру контролировать громкость всей группы одним фейдером (для монофонических микшеров) или парой левого и правого фейдеров (для стереофонических микшеров). Фейдеры подгрупп и основного выхода часто расположены вместе на правой стороне микшера или, на больших консолях, в центральной секции, обрамленной блоками входных каналов. Маршрутизация матрицы также часто находится в этой главной секции, как и органы управления мониторингом наушников и локальных акустических систем. Пульт обратной связи позволяет звукорежиссеру общаться с артистами через их мониторы, наушники или внутриканальные мониторы. Генератор тестового сигнала может быть расположен в главной выходной секции. Возврат вспомогательных сигналов, например, сигналов, возвращаемых от внешних процессоров, обычно находится в главной секции.
Измерение
Обычно на микшере имеется один или несколько VU-метров или пиковых индикаторов для отображения уровней каждого канала, основных выходов и для индикации клиппинга сигнала на консоли. Звукорежиссер обычно регулирует усиление входных сигналов, чтобы получить максимально сильный сигнал без возникновения клиппинга. Установка максимально возможного усиления улучшает соотношение сигнал/шум. Большинство микшеров имеют как минимум один дополнительный выход, помимо основного микса. Это могут быть отдельные выходы шин или вспомогательные выходы, используемые, например, для отправки отдельного микса на сценические мониторы. Индикаторы уровней могут располагаться над входными и основными секциями, либо быть интегрированными непосредственно в них. Индикаторы могут быть аналоговыми (со стрелками) или цифровыми (со светодиодами). В цифровых индикаторах могут использоваться светодиоды разных цветов для обозначения наличия сигнала на входе канала, уровня звука (обычно за счет увеличения количества горящих светодиодов) и клиппинга, который может обозначаться светодиодом другого цвета. В одной из распространенных систем цветовой индикации зеленые светодиоды показывают наличие сигнала и его уровень, янтарные – приближение к клиппингу, а красные – сам клиппинг. Поскольку человеческое ухо воспринимает громкость логарифмически, элементы управления и индикаторы микшерных консолей почти всегда градуированы в децибелах – логарифмической системе измерения. Поскольку децибел является относительной величиной, а не абсолютной единицей измерения, индикаторы должны быть привязаны к номинальному уровню. Большинство профессионального аудиооборудования использует номинальный уровень +4 дБу, в то время как полупрофессиональное и бытовое оборудование обычно использует номинальный уровень -10 дБВ.
Маршрутизация и исправление аппаратных средств
Для удобства некоторые микшерные пульты включают в себя вставки, патч-бэй или патч-панель. Патч-бэи чаще встречаются в записывающих микшерах, чем в микшерах для живого звука. В системах звукоусиления на концертах кабели от микрофонов и инструментов на сцене обычно не подключаются напрямую к микшеру, так как это потребовало бы большого количества отдельных кабелей от сцены к микшеру. Вместо этого микрофонные и инструментальные кабели на сцене обычно подключаются к распределительной коробке (stage box) мультикорного кабеля, который идет от сцены к микшеру. Затем мультикор подключается к микшеру.
Отражение
Некоторые микшерные пульты, особенно предназначенные для вещания и работы со звуком вживую, имеют возможность зеркального дублирования двух пультов, делая оба пульта точными копиями друг друга с одинаковыми входами и выходами, одинаковыми настройками и одинаковой звуковой смесью. Существует две основные причины для этого: во-первых, в случае аппаратной неисправности, второй резервный пульт уже готов к работе и может быть быстро активирован (что особенно важно для прямых трансляций); во-вторых, это позволяет операторам организовать два идентичных рабочих места для микширования, одно – в зале (где звук будет микшироваться во время выступления), а другое – в другом месте в театре (например, рядом с вещательным оборудованием). Таким образом, если акустика в зале не оптимальна, можно запрограммировать микс в месте с лучшей акустикой, а предустановки (на фейдерах и регуляторах) будут доступны с пульта в зале во время выступления.
Цифровая и аналоговая
Продажи цифровых микшерных консолей резко возросли с момента их появления в 1990-х годах. К июлю 2005 года компания Yamaha продала более 1000 микшеров PM5D, и другие производители отмечают растущие продажи своей цифровой продукции. Цифровые микшеры более универсальны, чем аналоговые, и предлагают множество новых функций, таких как переконфигурация всей маршрутизации сигнала одним нажатием кнопки. Кроме того, цифровые консоли часто включают в себя возможности обработки сигнала, такие как компрессия, гейтинг, реверберация, автоматическое подавление обратной связи и задержка. Некоторые продукты можно расширить с помощью сторонних аудиоплагинов, добавляющих дополнительные инструменты для реверберации, компрессии, задержки и формирования тембра. Ряд цифровых микшеров включают в себя функции спектрографа и анализатора в реальном времени. Некоторые оснащены инструментами управления акустическими системами, такими как кроссоверная фильтрация и лимитирование. Цифровая обработка сигналов может выполнять автоматическое микширование для некоторых простых применений, например, в залах суда, на конференциях и панельных дискуссиях.
Задержка
Цифровые микшеры неизбежно вносят задержку, которая может варьироваться от менее 1 мс до 10 мс, в зависимости от модели микшера и используемых функций. Эта небольшая задержка не представляет проблемы для акустических систем, ориентированных на зал, и не всегда является проблемой для напольных мониторов, направленных на исполнителя, но может дезориентировать и вызывать дискомфорт при использовании внутриканальных мониторов, где исполнитель слышит свой голос естественным образом и электронно усиленным в ушах, но с задержкой в несколько миллисекунд. Каждое преобразование из аналогового в цифровой формат и обратно в цифровом микшере вносит вклад в общую задержку. Использование аудиовходов для подключения внешних аналоговых процессоров увеличивает задержку примерно вдвое. Дополнительная задержка может возникать при преобразовании форматов, например, из ADAT в AES3, а также на этапах цифровой обработки сигнала. Внутри цифрового микшера задержка может отличаться в зависимости от маршрутизации сигнала и объема используемой DSP-обработки. Назначение сигнала на два параллельных канала с существенно разной обработкой может привести к эффекту гребенчатого фильтра при их объединении. Некоторые цифровые микшеры оснащены встроенными средствами коррекции задержки для предотвращения подобных проблем.
Простота использования
Аналоговые консоли имеют ряд выделенных физических ручек, кнопок и фейдеров для каждого канала, что логично и привычно для поколений звукорежиссеров, обученных на аналоговых микшерах. Это требует больше физического пространства, но позволяет оперативно реагировать на меняющиеся условия выступления. Большинство цифровых микшеров используют технологии для уменьшения габаритов, что влечет за собой компромиссы в пользовательском интерфейсе, такие как единая общая область регулировки канала, которую можно выбрать только для одного канала одновременно. Кроме того, большинство цифровых микшеров имеют виртуальные страницы или слои, которые преобразуют банки фейдеров в отдельные элементы управления для дополнительных входов или для настройки эквалайзера или уровней посылов aux. Такая многослойность может быть запутанной для некоторых операторов. Многие цифровые микшеры позволяют внутреннее переназначение входов, чтобы удобные группы входов располагались рядом друг с другом на банке фейдеров, что может дезориентировать тех, кому необходимо изменить аппаратную коммутацию. С другой стороны, многие цифровые микшеры позволяют очень легко создавать микс на основе сохраненных данных. USB-накопители и другие носители информации используются для переноса данных о предыдущих выступлениях в новое место в портативном формате. По прибытии звукорежиссер просто подключает сохраненные данные к цифровому микшеру площадки и быстро вносит небольшие корректировки в локальную коммутацию входов и выходов, обеспечивая полную готовность к шоу в кратчайшие сроки. Некоторые цифровые микшеры позволяют редактировать микс в автономном режиме, что дает возможность технику использовать ноутбук для внесения запланированных изменений в шоу, сокращая время, необходимое для подготовки звуковой системы для артиста.
Качество звука
Как цифровые, так и аналоговые микшеры используют аналоговые микрофонные предусилители – схему с высоким коэффициентом усиления, которая повышает слабый сигнал от микрофона до уровня, оптимально соответствующего внутреннему рабочему уровню консоли. В цифровом микшере за микрофонным предусилителем следует аналого-цифровой преобразователь. В идеале, этот процесс тщательно спроектирован для аккуратной обработки перегрузок и клиппинга, обеспечивая при этом точную цифровую передачу сигнала. Перегрузки при дальнейшей обработке и микшировании цифровых потоков можно избежать, используя арифметику с плавающей точкой. Промежуточная обработка в более старых системах, использующих арифметику с фиксированной точкой, и финальный выход во всех цифровых системах должны контролироваться, чтобы избежать насыщения. Аналоговые микшеры также должны эффективно справляться с перегрузками и клиппингом на микрофонном предусилителе, а также избегать перегрузки микширующих шин. Шум присутствует на всех этапах работы аналогового микшера, однако грамотное управление усилением и понижение уровня неиспользуемых каналов до нуля минимизируют его слышимость. Цифровые схемы, как правило, более устойчивы к внешним помехам от радиопередатчиков, таких как рации и мобильные телефоны. Множество элементов электронной конструкции влияют на воспринимаемое качество звука, что затрудняет однозначный ответ на вопрос о преимуществах "аналогового микшера против цифрового". Опытные специалисты по организации живого звука согласны с тем, что выбор и качество микрофонов и акустических систем (обладающих изначально более высоким потенциалом для внесения искажений) оказывают гораздо большее влияние на окраску звука, чем выбор микшера. Стиль сведения и опыт звукорежиссера могут быть важнее марки и модели аудиоконсоли. Как аналоговые, так и цифровые микшеры успешно применяются при создании высококачественных концертных выступлений и студийных записей.
Дистанционное управление
С тех пор как эта возможность впервые появилась в 1990-х годах в контексте аналогового микширования в виде проводных пультов дистанционного управления для определенных цифровых процессов, таких как эквализация мониторных клиньев и изменение параметров во внешних ревербераторах, эта концепция расширилась и теперь проводные и беспроводные пульты дистанционного управления используются для управления целыми цифровыми микшерными платформами. Возможно настроить звуковую систему и микшировать звук с помощью ноутбука, сенсорного экрана или планшета. Компьютерные сети могут соединять цифровые компоненты системы для расширенного мониторинга и управления, позволяя звукорежиссеру вносить корректировки в удаленные устройства во время выступления. Использование технологии дистанционного управления позволяет уменьшить занимаемое место микшерным пультом и освободить пространство для зрителей.
Программные миксеры
Для записанного звука процесс сведения может выполняться на экране с использованием компьютерного программного обеспечения и соответствующего входного, выходного и записывающего оборудования. Традиционная большая панель управления микшерного пульта не обязательно используется. В программной студии может вообще отсутствовать физический микшерный фейдерный блок, либо имеется компактная группа моторизованных фейдеров, предназначенная для установки в небольшом пространстве и подключенная к компьютеру. Многие проектные студии используют такое экономичное решение, поскольку помещение для сведения в другое время может служить деловым офисом, медиаархивом и т.п. Программное сведение интегрировано в цифровую аудио рабочую станцию.
Приложения
Системы оповещения в школах, больницах и других учреждениях используют микшерный пульт для установки уровня микрофонов и добавления в микс записанных звуков, таких как музыка. Микшеры обычно оснащены элементами управления, помогающими минимизировать акустическую обратную связь. Большинство рок- и поп-групп используют микшерный пульт для объединения музыкальных инструментов и вокала, чтобы микс можно было усилить через звуковую систему ночного клуба. К числу самых качественных неофициальных записей живых выступлений относятся так называемые записи со звукорежиссерского пульта, полученные непосредственно с микшерного пульта. Радиовещание использует микшер для выбора аудиосигнала из различных источников, таких как CD-плееры, телефоны, внешние линии, предварительно записанная реклама и живые группы в студии. Эти пульты, часто называемые эфирными, обычно имеют меньше элементов управления, чем микшеры, предназначенные для живого или студийного сведения, отказываясь от регуляторов панорамы/баланса, эквалайзера и многоканального мониторинга/вспомогательных посылов в пользу селекторов сигнального и выходного каналов, поскольку в радиостудии почти все источники предварительно записаны или предварительно настроены. Диджеи, играющие музыку в танцевальном клубе, используют небольшой диджейский микшер для плавных переходов между треками, воспроизводимыми с источников, подключенных к микшеру. По сравнению с другими микшерами, используемыми в звукозаписи и живом звуке, диджейские микшеры имеют значительно меньше входов. Самые простые диджейские микшеры имеют всего два входа, хотя некоторые имеют четыре или более входов для диджеев, использующих большее количество источников. Эти источники могут включать в себя виниловые проигрыватели, CD-плееры, портативные медиаплееры или электронные инструменты, такие как драм-машины или синтезаторы. Диджейский микшер также позволяет диджею использовать наушники для предварительного прослушивания следующего трека и выбора нужной точки старта перед его воспроизведением. Диджеи хип-хопа, продюсеры и звукорежиссеры даба были одними из первых, кто начал использовать микшерный пульт как музыкальный инструмент. В 1970-х годах хип-хоп диджеи разработали технику одновременной регулировки фейдера и кроссфейдера микшера и манипулирования пластинками на проигрывателях, создавая уникальные ритмические скрэтч-эффекты. Музыканты, работающие в жанре шумовой музыки, могут создавать петли обратной связи внутри микшеров, создавая инструмент, известный как микшер без входов. Звуки, генерируемые микшером без входов, создаются путем подключения выхода микшера ко входному каналу и манипулирования высотой тона с помощью регуляторов микшера.