Системные контролеры

Системные контроллеры 

 

Устройства и системы  обработки звукового линейного  сигнала делятся на приборы динамической обработки - звуковые компрессоры и  лимитеры, в том числе ламповые, приборы частотной обработки - эквалайзеры и кроссоверы, а также цифровые устройства обработки, в которых совмещены функции всех перечисленных

устройств - системные контроллеры.

 

Описание устройств динамической обработки звукового сигнала - компрессоры, лимитеры, гейты

 

Сегодня существует множество  приборов для динамической обработки  звуковых сигналов - это компрессоры, пороговые ограничители (гейты), экспандеры, левеллеры, лимитеры и т.д. Легко заблудиться в таком ассортименте. Возникает множество вопросов о том, как и в каких ситуациях использовать каждый конкретный прибор.

 

Устройства динамической обработки сигналов используют в  художественных целях или для  получения качественного звука.

 

Указываемые для наиболее распространенного сейчас носителя - компакт-диска - параметры, например, динамический диапазон в 96 дБ, не совсем верны. Это так для сигналов максимальной амплитуды, но реальные же звуковые сигналы  обладают довольно большим пик-фактором, так что от 96 дБ остается менее 80 дБ.

Учитывая, что в цифровых трактах сильно ухудшается качество сигнала при уменьшении амплитуды. Сигнал с уровнем -60 дБ передается лишь 6ю разрядами цифрового кода. При  этом существенно портится звучание. Итак мы видим, что динамический диапазон компакт-диска на самом деле существенно меньше, чем 96 дБ. А вот динамический же диапазон живых сигналов обычно много больше. Для этого и используются данные устройства.

 

Кроме того, существуют мешающие сигналы: шумы в паузе, посторонние  сигналы, фоны и шипения и т.п. При этом необходимо автоматическое управление уровнями сигналов, то есть в применение устройств их динамической обработки.

 

Все эти устройства делятся  на два класса: по взаимосвязи их коэффициента усиления и уровня входного сигнала.

Если увеличение уровня входного сигнала уменьшает коэффициент  передачи, то это компрессор и его  разновидности (лимитер, левеллер, "дакер", и др).

Если же увеличение входного сигнала увеличивается коэффициент  передачи устройства, то это экспандер  или гейт.

 

Компрессор и  его производные 

 

Название прибора от английского "to compress" - сжимать. Это приспособление служит для сжатия динамического диапазона исходного сигнала.

 

Его основные параметры: степень  компрессии (ratio), порог срабатывания (threshold), а также время срабатывания (attack) и время восстановления (release).

 

Степень компрессии - это  величина приращения входного сигнала  деленная на величину вызванного им приращения выходного сигнала. (выражаются в децибелах)

По реакции на входной  сигнал компрессоры делят на две  группы:

1. устройства с ручным  управлением параметрами компрессии 

2.автоматизированные (с определенной  степенью автоматического управления).

 

В первых все динамические параметры задаются оператором, что  обеспечивает свободу в выборе, для  получения определенных художественных результатов. Компрессор может изменить звучание до неузнаваемости. В иностранной  литературе этот тип иногда носит  название «creative» - «творческий».

 

Автоматизированные компрессоры  делятся на два класса: RMS, и, "не-RMS".

 

"Не-RMS" - это компрессоры с обычным детектором (пиковым) и одним или несколькими наборами предустановок (пресетов): разных сочетаний времен срабатывания attack и восстановления release. Один

вариант предустановок обычно используется для обработки одного типа сигналов, и лишь в этом случае функционирование такого компрессора  будет хорошим. Ведь каждый сигнал имеет  особый динамический параметр и эти параметры могут отличаться для различных звучаний. Сочетание параметров, подходящих для одного звучания, для другого малопригодно.

 

Лимитер

 

Это не отдельный вид компрессоров, а один из частных случаев функционирования компрессора. Лимитирование от компрессирования отличается степенью компрессии ratio. Для первого достаточно перевести регулятор в положение «ratio = бесконечность:1», и независимо от увеличения входного сигнала уровень сигнала на выходе не увеличится.

Компрессоры, имеющие определенную автоматизацию динамики работы не могут быть использованы в качестве лимитера.

 

Левеллер 

 

Еще разновидность RMS-компрессора  – это левеллер. Основное его  отличие -  большие постоянные времени  детектора (до 10 с.)

 

Экспандер и гейт

 

Экспандер (от английского "to expand" - расширять, растягивать), то есть это прибор противоположный компрессору. У него чем громче входной сигнал, тем громче выходной. Есть две его разновидности: "экспандер вверх" (upward expander) и "экспандер вниз" (downward expander).

Основное их отличие в  характере реакции на входной  сигнал. "Экспандер вверх" обрабатывает сигналы, расположенные выше порога его срабатывания, делает громкие еще более громкими. В звукорежиссерской практике он почти не используется (лишь гитарный "бустер").

 

Гейт (от английского gate - клапан, ворота). Основное предназначение гейта - фильтр сигналов малого уровня, не пропускающий их на выход. Гейт в чем-то схож с экспандером.

Если в "экспандере вниз" установим «ratio = 1:бесконечность», то он заработает как гейт. Гейт имеет два состояния: открытое и закрытое. В моменты attack и release он переходит из одного в другое.

 

Звуковой компрессор - лимитер - гейт

 

Звуковой 2-х канальный  компрессор и гейт, собранный по аналоговой схеме. В последней модели есть функция «алгоритм автоматической регулировки времени атаки и восстановления компрессора», входы и выходы дублируются балансными разъемами. В приборе есть все нужные функции: регулировки порогов, степени сжатия, времени атаки и восстановления, работа в режиме стерео, функция "мягкое колено", индикаторы работы хорошо читаются, есть регуляторы уровней по входу и по выходу, и инсерты - разрывы цепи управления компрессором для функционирования в режиме де-эссирования или построения канала приоритета.

 

Двухканальный компрессор/левеллер/лимитер

 

В установленных схемах контроля предусматриваются аналоговые компьютеры, которые непрерывно оценивают входной  сигнал и проверяют параметры  управления. Это позволяет функционировать  почти незаметно, не смотря на динамические свойства программы.

Модель способна функционировать  в стереорежиме или в режиме двухканального моно. В случае двухканального моно есть два независимых друг от друга канала, обрабатывающих монофонические сигналы. В стереорежиме возможна организация связи между каналами лишь по управляющим сигналам контроля уровня или дополнение их одновременным управлением компрессией. Панель на лицевой стенке прибора показывает входной и выходной уровни или степень понижения усиления. Все потенциометры оснащены фиксаторами для немедленного и точного возвращения в нейтральное положение. На панели также находится переключатель скорости слежения за уровнем Leveling Speed (быстро/медленно), и кнопка для выключения пикового лимитера. Основные рабочие уровни задаются одним из следующих значений –10dBV, +4dBu или +8dBu. На задней стенке - разъем RJ-11, который служит для управления аппаратурным обходом прибора удаленно. Эффект задержки басов отсутствует, выделяются ударные низкочастотные звуки, которые улучшают общее звучание музыки. Сфера применения быстродействующего левеллера расширена.

 

Уменьшенные искажения звука  в режиме контроля уровней. Выделяют три следящие схемы для контроля уровня, компрессии и ограничения  амплитуды. Правило регулировки  уровня создается с учетом того, как человек воспринимает громкое  звучание в течение долгого времени. Соответствующая схема удерживает постоянный выходной уровень с точностью  до 1 dB если входной меняется  на 20 dB. Процесс довольно медленный и оказывает минимальное влияние на меняющиеся фрагменты программы.

 

С применением схемы FDL повышается способность левеллера к аккуратной и незаметной на слух работе.

Так как левеллер идентифицирует разницу между изменениями НЧ- и ВЧ-сигналов, время атаки схемы при работе с басами будет пропорционально увеличиваться по сравнению с подобным параметром для высокочастотных колебаний. Следовательно, исключаются эффекты «задержки» или «накачки» в средних и высоких частотах, которые проявляются, например, из-за влияния динамических параметров ударных басовых звуков на характеристики обработки средних

и высоких частот программного материала.

 

Технические параметры

 

Вход  - разъем: трехконтактное гнездо XLR, 1-земля, 2-горячий, 3-холодный

Тип: Бестрансформаторный, дифференциальный, серво-балансный пассивный,

радиочастотный фильтр четвертого порядка 

Импеданс: 22кОм балансный, 11кОм небалансный 

Номинальный уровень: +8dBu +4dBu -10dBV (-7.8dBu)

Максимальный входной  уровень: +27dBu +25dBu +10.8dBV (+13dBu)

Коэффициент ослабления синфазного сигнала 

>90dB/100Hz, >70dB/1kHz, >50dB/20kHz

 

Цифровой системный контроллер

 

Эти приборы еще иногда называют "Управление системами  звукоусиления"- это сверхновые цифровые устройства, явление пяти  последних  лет, когда модули распределения  и управления звуковым сигналом для  всех стали доступны. В модулях  распределения обычно есть многоканальная обработка сигнала, и частотную (кроссовер, эквалайзер, режекторный фильтр), и динамическую (компрессор, гейт, экспандер), и фазово-временную (линии задержки, корректоры фазы).

Системные контроллеры - это  класс устройств разных по уровню и производителям, созданных на базе сильнейших процессоров, АЦП/ЦАП высочайшего  качества, с применением новейших программ-алгоритмов обработки сигнала, кроме того программы постоянно  улучшаются.

 

Звуковые процессоры - это  системные контроллеры, модули распределения, отличающиеся функциональностью, и  стоимостью. Как правило подобные устройства применяют в прокатной и концертной деятельности, когда необходимо очень быстро и точно отладить звук в зале, или в старом зале, чтобы больше этим не заниматься.

 

Однако такие процессоры удобны и при использовании в  системах звукоусиления и оповещения Public Address , а также при работе в студии.

 

Обычный системный контроллер может помочь звукооператору:

1. Легко и наглядно  разделить сигнал на 2-3 полосы  частот. Настроить частоты, как  и на любом аналоговом кроссовере.

2. Ограничителями на каждом  из 4...8 выходов выставить уровни, ограничения высоты сигнала, независимо  от уровня входного сигнала,  что является основным отличием  цифровых контроллеров от аналоговых  ограничителей. При этом не  слышно щелчков и  других  характерных признаков, возникающих  при работе аналогового ограничителя.

Это лишь неполный перечень функций системных контроллеров.

Более того, в отличие  от аналоговых устройств, в системных  контроллерах можно точно установить, какие именно частоты вырезаются или добавляются, какие конкретно значения задаются времени атаки, удержания, восстановления компрессора, порога гейта, компрессора и ограничителя.

 

Дисторшн (англ. distortion — искажение) — звуковой эффект, достигаемый искажением сигнала путём его «жёсткого» ограничения по амплитуде, или устройство, обеспечивающее такой эффект. Наиболее часто применяется в музыкальных жанрах хард-рок, металл и панк-рок в сочетании с электрогитарой. Иногда этим термином обозначают группу однотипных звуковых эффектов (овердрайв, фузз и прочие), реализующих нелинейное искажение сигнала. Их также называют эффектами «перегруза», а соответствующие устройства — «искажателями».

 

Помимо электрогитары  эффект применяют и с другими  инструментами, например с бас-гитарой. Для бас-гитар применяются особые «искажатели», поскольку «искажатели» для гитар, в большинстве случаев, портят басовый звук. Альтернативный вариант обработки бас-гитары заключается в использовании обычного «искажателя» и смешении чистого и обработанного сигналов в равной пропорции. «Искажатели» применяют также для обработки вокала и смычковых инструментов.

 

Эффект дисторшн, как компонент, присутствует в синтезаторах, эффект-процессорах и компьютерных программах для обработки звука.

Дилэй (англ. delay) или эхо (англ. echo) — звуковой эффект или соответствующее устройство имитирующее чёткие затухающие повторы (эхо) исходного сигнала. Эффект реализуется добавлением к исходному сигналу его копии или нескольких копий, задержанных по времени. Под дилэем обычно подразумевается однократная задержка сигнала, в то время как эффект «эхо» — многократные повторы. По принципу действия схож с ревербератором и отличается от него лишь временем задержки, которое должно быть не менее 50-60 мс.

Гармонайзер (англ. harmonizer) — звуковой эффект или соответствующее устройство. Устройство получения данного звукового эффекта представляет собой наиболее интеллектуальную разновидность сдвига высоты питч-шифтер. Поэтому гармонайзер является весьма сложным цифровым прибором, эффективно работающим со всеми типами сигналов: монофоническими, полифоническими, перкуссией и сустейном.