MIXANDO AO VIVO COM VCA’S INTRODUÇÃO Até há pouco tempo, mesas de mixagem ao vivo equipadas com VCA eram raramente vistas fora do mundo glamoroso dos grandes shows e turnês de rock. Não é surpresa que, ainda hoje, muitos operadores e técnicos não tenham posto as mãos em um mixer VCA e que a tecnologia envolvida ainda seja largamente incompreendida. Este texto pretende oferecer uma explicação simples da operação e das vantagens de se usar VCA em uma mesa de mixagem. Naturalmente, nem todos os fabricantes implementam essa tecnologia da mesma maneira. Neste texto, examinaremos os princípios aplicados nas mesas Allen & Heath ML Series (atualmente os modelos ML3000, ML4000 e ML5000 oferecem este recurso). A sigla VCA significa Voltage Controlled Amplifier ou amplificador controlado por voltagem. Um VCA é um dispositivo eletrônico (circuito integrado) que repassa o sinal de áudio após ter seu ganho controlado por uma voltagem DC externa. O nome em si pode ser de pouca ajuda, quando aplicado a mesas de mixagem, já que ele induz o aspirante a usuário a imaginar para onde vai essa voltagem e de onde vem o controle em vez de pensar no benefício que pode obter. Se alguém tivesse imaginado alguma sigla como SGF (sistema de gerenciamento de faders), talvez o conceito fosse mais amplamente compreendido hoje. As mesas de mixagem não necessitam usar VCA’s para misturar sinais, mas eles ajudam! VCA’s são uma forma simples de controle remoto, capazes de ajudar o operador a "equilibrar" grupos complexos de canais de entrada no mix de saída ou nos diversos "mixes" auxiliares pós-fader. GRUPOS DE ÁUDIO SÃO ÓTIMOS Antes de entrarmos nos grupos VCA, vamos relembrar porque gostamos de usar os grupos de áudio normais. A vantagem de poder misturar sinais a partir de um grupo de faders localizados centralmente é bastante óbvia: as mãos do técnico podem permanecer próximas à seção master da mesa onde se acham os botões de saída AFL e os medidores. O técnico pode precisar "equilibrar" a mistura de alguns canais de entrada que muitas vezes se acham a grande distância entre si, no painel da mesa. Ao mesmo tempo, depois de combinados em um grupo, os sinais podem ser processados ao mesmo tempo através de um compressor/limitador, por exemplo, ou enviados a um canal de um gravador. Foi por estes motivos que os grupos de áudio foram criados. ENTÃO, POR QUE SE IMPORTAR COM GRUPOS VCA? Se os grupos de áudio são tão úteis, por que então se importar com grupos VCA? A resposta é que ambos os tipos possuem diferentes atributos, que os tornam apropriados para tarefas distintas. As páginas a seguir delineiam alguns aspectos que diferenciam os dois tipos de grupos de canais de áudio. CONTROLANDO ENTRADAS PARA L COM GRUPOS DE ÁUDIO Tradicionalmente, o único modo de controlar uma coleção de canais de entrada de um mix era direcioná-la para grupos de áudio: um para mono, dois para estéreo e três para arranjos LCR (esquerda/centro/direita). Isto significa que os sinais dos canais do grupo deveriam ser endereçados às vias internas compartilhadas do mixer (sub bus) na seção master central da mesa e a soma destes canais poderia ser controlada pelos faders de grupo e pelos controles de pan (veja o diagrama 1).
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AP4810
VCA Mixing Consoles: • • • • • • •
ML5000 32/40/48 channels 4 stereo channels 16 aux sends 8 VCA groups 8 Audio groups Onboard VCA/mute automation 24 channel sidecar expansion
ML4000 24/32/40/48 channels 2 stereo channels 12 aux sends 8 VCA groups 8 Audio groups Programmable VCA/mute automation • 24 channel sidecar expansion • • • • • •
ML3000 24/32/40 channels 2 stereo channels 8 aux sends 8 VCA groups 4 Audio groups Programmable VCA/mute automation • Links to other MLs • • • • • •
Diagrama 1
Este tipo de disposição é necessário nos casos em que o grupo precise ser interrompido por um processador, como por exemplo, um compressor/limitador, noise gate ou por algum efeito como delay, e seja desejável manter a integridade coletiva do sinal do grupo separadamente do "mix" (por exemplo, fornecer uma pista separada para um gravador ou injetar um sinal separado em um grupo específico de caixas). Essas condições específicas envolvem a necessidade de canais de saída separados da console, assim como todo o circuito de direcionamento necessário. COMO O VCA É APLICADO DENTRO DA CONSOLE Uma console (mesa de mixagem) equipada com VCA’s tem canais de entrada especiais, que respondem a uma voltagem "remota" de controle (na realidade, isto é feito acrescentando-se um circuito integrado – o amplificador controlado por voltagem – a cada canal). Este tipo de circuito foi usado intensivamente em aparelhos como compressores/limitadores e noise gates onde o circuito integrado amplificador é controlado por uma voltagem relacionada ao seu sinal de entrada – ou às vezes por algum sinal externo. Cada canal do mixer é equipado com um dispositivo VCA que substitui o circuito convencional de fader, mostrado no diagrama 2. Seu nível é controlado por uma voltagem DC variável, que é injetada na porta de controle do VCA, conforme mostrado no diagrama 3. Por exemplo, o sinal pode ser ajustado para estar "totalmente desligado ou inexistente" quando uma voltagem de -5V for aplicada e para estar "totalmente ligado ou presente" quando receber uma voltagem de 0 V. O sinal passa pelo VCA em vez de passar pelo fader. Ou seja, ao contrário das mesas não equipadas com VCA, nenhum sinal de áudio passa pelo fader. Uma vantagem disto é que os faders equipados com VCA não apresentam os problemas que podem acometer os faders convencionais, como ruídos severos e perda de sinal quando a superfície resistiva começa a deteriorar-se devido a desgaste pelo uso.
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➤ Setting up VCA Groups
➤ Snapshot Memories and Automation We are probably all familiar with programming channel mutes into the console memory system, great for simple recalling of different channel on/off settings according to band or scene. Level automation of an analogue console can be achieved either with motorised faders or VCAs under computer control. This feature is technically complex and costly and relegated to only the more expensive live or theatre consoles. It is beyond the scope of this article. However, there is another aspect of snapshot memory automation on the VCA equipped console that opens up a host of new possibilities making the job of mixing easier for the operator of the more complex production. The VCA assignments could be stored and recalled from the snapshot memories meaning that which channels are affected by a group master fader can be changed on a scene by scene basis. You could assign one VCA group as ‘solo’ and therefore always use this fader to balance the lead sound regardless of which channel takes the solo part. Simply step through pre-programmed memories. This feature is provided on the ML Series where the channel mutes and/or VCA assignments can be stored in 128 memories. On ML5000 there is an onboard snapshot manager. The ML3000 & ML4000 use the ML Series archiver software for PC - available free from our website. Snapshot changes can also be linked to external sequencers and controllers via MIDI further automating the process. The result is sophisticated show control without costing the earth. ➤ Do VCAs Degrade the sound? Audio signals in a VCA console pass through a VCA circuit even when they are not assigned to any VCA groups. Like anything else in the signal path, the VCA
VCA for the real world
It's a simple process to set up VCA groups on ML Series consoles: 1. Press EDIT GROUP (or 'ASSIGN' on ML3000) - the key flashes. 2. Press MUTE on the master group you want to edit - it flashes. 3. Press the channel MUTE keys to assign or remove them from the group. 4. Check which channels are assigned by checking the channel SAFE/EDIT led's (individual group led's on ML5000 and ML4000 channels, one led to indicate any group assignment on ML3000). 5. Press the next master to edit. Press EDIT GROUP when finished to return to exit edit mode. Further information on assigning, checking and using VCA groups can be found in any ML Series user guide - available on www.allen-heath.com.
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devices do colour the sound to some extent, though modern high-quality parts certainly have negligible effect compared to the early designs which tended to suffer from thermal tracking problems and restricted dynamic range. It is worth remembering that using audio groups means routing a signal through the group circuitry which will also colour the sound to some degree. Audio group faders can also become noisy with wear and tear. The Allen & Heath ML series use the latest industry standard VCA devices. These components were selected following extensive listening tests and were chosen for their proven audio quality.
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The VCA bells and whistles
image. For example you could check how the stereo drum mix fits into the full PA mix. The application of PFL is not so obvious as it mixes all the assigned channel pre-fade signals into the headphones, a potential ‘mess’ of sound! However, consider a ‘radio mic’ group. Selecting VCA PFL lets the operator quickly check signal presence and quality of all the active radios before bringing the group into the mix. It can help save the day by catching that buzzing or crackling source before going live.
➤ VCA for the real world Why has Allen & Heath entered the VCA mixer arena? By introducing a VCA range we are seeking to bring previously exclusive technology to as wide a customer base as possible. We have wanted to do this for many years, but we have had to wait patiently until the rising quality and falling costs of VCA devices made it possible to build VCA mixers at a price that our customers can justify paying. Our experience with VCAs began in the early 1980s when we were asked to retrofit them to a number of Syncon and Sigma recording consoles. Our first off-the-shelf VCA desk was the GS3V, a project studio mixer which we began producing in 1991. Back in the mid-nineties, when we began working on the live VCA range concept that was to become the ML series, we quickly concluded that we did not want to simply add VCAs to an existing design. Each aspect of a console’s feature set interacts with every other aspect, so by introducing VCAs into the equation, we had to re-evaluate all the other features in order to come up with a rounded package. We really wanted to keep the group/aux swapping feature that users have found so useful in the GL series. The essence of this concept is that by swapping one or more aux masters on to group master controls, the engineer can get benefits such as full 100mm faders, mutes and inserts for their aux mixes. This is ideal in flexible rental or installation applications where a single desk might be used for front-of-house, monitoring or combined roles. We quickly found that this asset was even more useful in a VCA mixer, as the VCA groups usually allow the engineer to use fewer audio groups, so more auxes can be swapped to the group masters. If there is one thing that customers on real world budgets hate, it is paying for functions that they are not using. The more benefit they can get from the available controls the better. The ML5000 was the first in the series and made its debut at PLASA 1999. Since then we have continued to design consoles that make VCAs available at ever lower price points, resulting in the ML4000 followed by the ML3000. The ML3000 is a particularly exciting product for us, as it is bringing VCAs and LCRplus to users such as community theatres, small churches and music bars for the first time. Speaking to engineers working in these venues, it is very clear that they are just as passionate about their work as the people behind the faders on stadium tours, and we believe that they have the knowledge and the desire to embrace the technologies that we want to offer them. 15
Diagrama 2
Diagrama 3
Pode-se acrescentar filtragem de ruído, como mostrado no diagrama 4. O benefício é uma vida mais longa do fader, graças à suavização dos ruídos e quedas de sinal típicas dos faders convencionais de áudio.
Diagrama 4
CONTROLANDO ENTRADAS PARA LR/LCR COM GRUPOS VCA Um fader pode controlar mais de um canal VCA – veja o diagrama 5:
Diagrama 5
Diagrama 6
3
6 ➤ A VCA group of input channels can be auditioned using after-fade listen (AFL)
5 The Benefits of Audio and VCA Groups
in-place - this allows the engineer to hear the balance of the group in the mix, pan pot positions are followed, so stereo imagery is heard. Not so common is the expensive facility to audition the assigned input channels using ‘remote control’ of the assigned input channels PFL - This can be extremely useful for checking a group of radio mics for example, before the group fader is pushed up.
2 ➤ You can send the group of signals out of the console to be used elsewhere, for example, a sub mix for recording. Say you are recording a show on one of the popular budget 8-tracks now available. You don’t have enough tracks to record every channel separately so you could record the lead sounds from the channel direct outputs and group the rest using the audio groups.
7 ➤ Channels can be assigned to the VCA groups using hard or soft switching. The advantage of the latter is that ‘snapshots’ or memories of the VCA group assignments can be stored and recalled by the console’s on-board computer or by an off-board controller via midi or RS232. Channels can be isolated from these changes of ‘scenes’ by making them ‘edit safe’. This can be combined with a soft muting system so the snapshots can contain both the VCA and Mute assignments.
3 ➤ You can mix the group into the matrix when creating a different balance for special feeds such as speaker fills and broadcast. A popular application for the matrix is to provide a stereo recording feed. Here, typical of the smaller venue, boosting some of the instrument groups above the main PA mix can compensate for the necessary lack of acoustically loud backline in the PA. The reality is that with a VCA equipped console fewer audio groups are needed as the level control function is given to the VCA groups with audio groups used only for insertion and matrix feeds. This further enhances the value of the ‘dual mode’ function on the ML Series where unused audio group masters can be reversed with the auxes to make better use of the controls for monitors and other aux applications.
8 ➤ A VCA group and an audio subgroup can be combined when you need both
10 ➤ A further benefit is the ability to filter out the fader interference and noise which would otherwise shorten the working life of the conventional audio fader. 11 ➤ Radio mics and monitors - in a show situation performers may be fitted with radio mics, fed to the monitor. Monitor sources are usually set pre-fade, but to avoid backstage noise being heard, they can be set post-fade. When a performer leaves the stage the fader can be pulled down - but if the engineers is riding an audio group fader rather than individual channel faders, the mic will be quiet in the house system but not in the monitors. VCA groups get around this by correctly affecting the post fade feeds to the monitors as well. Both types of grouping are important in live mixing. We know that no audio passes through a VCA group. This means that you cannot insert signal processing into such a group. Nor can you send the group signals elsewhere such as into the matrix mix. This is where the audio group has its key benefits: 1 ➤ You can insert signal processing such as compressors or EQ into a group of signals. A common application is a bunch of backing vocal channels sharing
The VCA bells and whistles
acts as a remote controller of the inputs. It provides a more logical control of the console gain structure back where it is needed, avoiding the distortion which would result with heavily driven audio groups cut back with low fader levels.
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level control and inserted processing. For example, you could route several backing singer channels to an audio group to insert some compression. The processed signal is returned to the main mix in the usual way. You could also assign those channels to a VCA group giving you complete level control back at the channels. This maintains the effects and multiple output balance as you adjust the VCA group fader. The audio group fader does not need to be adjusted and should be left at its '0' open position. 9 ➤ The signal path is short and clean, direct to the mix. The VCA group fader simply
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the same compressor where space, time, or budget do not allow one device per channel.
➤ The VCA bells and whistles Having understood how the VCA group works let’s now look at the controls you would typically find in this section of the VCA console. VCA Master Fader This is the main control. It affects the assigned channel post-fade but not pre-fade levels. Its normal ‘0’ position is clearly marked as a reminder of the usual starting and mix position. Some consoles provide a little LED indicator that lights when the fader is at or close to this position. The fader typically offers +10dB boost above ‘0’ but you should avoid boosting where possible. It is better to mix by cutting from ‘0’ rather than boosting. Remember that the channel VCA has a finite amount of boost available. VCA Mute On some consoles this acts as a master fader on/off switch. On other consoles, the ML Series included, this acts as a remote control to turn all the assigned channel mute switches on. Pressing a VCA master mute turns on all associated channel mutes conveniently muting all its sends including the prefade monitors. If you set the master fader to ‘0’ you could think of the VCA mute acting as another mute group for the console. VCA PFL/AFL Not all consoles offer this feature. At first it may seem strange to provide audio monitoring here as no audio passes through a VCA group. However, the master PFL/AFL switch simply acts as a remote control to turn on all the assigned channel PFL/AFL switches. The ML4000 and ML5000 include switching between PFL and AFL. AFL has the obvious benefit of letting the operator hear the contribution the assigned channels are making to the mix both in level and panned 13
As voltagens de vários canais podem ser somadas para controlar o mesmo VCA, como mostrado no diagrama 6. Isto demonstra como são criados os "grupos" em uma mesa equipada com VCA.
No diagrama 7, a saída de áudio do canal é enviada diretamente às linhas compartilhadas ("bus" em inglês) (no caso do exemplo, "busses" L, C e R). Note que somente um fader de grupo é necessário.
ANALOGIAS Mostramos aqui algumas analogias de fora do mundo do áudio, para você firmar melhor o entendimento do conceito VCA. Os leitores familiarizados com os antigos circuitos escolares de fonte/lâmpada/reostato (e os controles primitivos de iluminação em teatros) poderão lembrar-se que a luminosidade da lâmpada era controlada por um grande resistor, ligado em série com a lâmpada e a fonte de alimentação (diagrama 8). Várias lâmpadas podiam ser direcionadas através deste resistor (que era um fader com enrolamento gigante!). Este circuito é similar ao do grupo de áudio tradicional sem VCA (diagrama 9).
Diagrama 8: Circuito simples de reostato. Toda a corrente passa pelo reostato (fader).
Diagrama 9: Circuito simples de áudio com fader. Toda a corrente passa pelo fader.
4
➤ The Benefits of Audio and VCA Groups
5
4 B
C
MASTER 1
-5dB
-15dB
-5dB -25dB
The Benefits of Audio and VCA Groups
Levels within VCA Groups
A
You should now have an idea of the difference in operation between Audio and VCA groups. Here are some more points to consider in the operation of a VCAequipped console: 1 ➤ VCA controls post fader levels but not the pre-fade sends – monitor mixes done from FOH pre-fade auxiliaries are not affected. 2 ➤ Muting the VCA group will remotely turn on the mutes of channels assigned to it. ALL sends from the channel will be affected. The VCA groups act as additional mute groups. 3 ➤ The VCA group affects the channel level before its pan and routing controls meaning that only one fader is needed for creating stereo and LCR groups. Creating a conventional stereo audio group requires two faders, one panned left the other right into the mix, a quick way of using up the groups on your hard pushed non-VCA console. VCA groups neither have nor need pan controls of their own. 4 ➤ When the fader level of an audio group is changed, the balance of effects
A channel can be assigned to more than one VCA group. The effect of this is demonstrated in the example in Diagram 16. Here the channel is assigned to three VCA groups. With the positions set as shown the resulting audio output is –10dB. If any fader is right down then the resulting output is always fully off. Assigning a channel to more than one VCA group can provide very sophisticated control of the mix as described later
(e.g. reverb) in the mix that originated from the instruments / channels in that group (via the channel aux sends) will not follow the group fader movements unless the effect is returned to only that audio group. The problem occurs when an effect unit is shared by different groups of channels, (e.g. reverb on backing vocals and strings) which is returned to the stereo mix via input channels. In this situation if the backing vocals level is lowered in the mix by bringing the group faders back 3dB or so, the level of reverb on these vocals (the ‘wet’ signal) will remain unaltered and will therefore be too loud in the mix. This situation does not arise if a VCA group is used because when the VCA group fader is lowered, the post–fade auxiliary send to the reverb from the backing vocal input channels is also reduced - so the balance between ‘wet’ and ‘dry’ vocal is maintained. 5 ➤ Input channels may be controlled by more than one VCA master fader (in the
IN 0dB
10
+20 +15 +10 +5 0 -5 -10 -15 -20 -30 -40 off
CHANNEL
GROUP 1
GROUP 2
GROUP 3
+5 0 -5 -10 OUT -10dB
early days, assignment was often done by ‘thumbwheel’ switches, therefore multiple assignment was impossible.) This can be very useful – for example, different sections of backing musicians in a show could have their own VCA group fader, e.g. drums / percussion / keyboards & bass / rhythm guitars etc. All these sources could also be assigned to another VCA group, so the whole of the backing could be ‘trimmed’ for different pieces of music, while individual groups can be brought out and back into the mix as required. This overall VCA trim is referred to as a ‘Backing Master’. A VCA master fader that controls the whole mix is known as a grand master.
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Surgiu então o tiristor, um componente de estado sólido que usa uma voltagem de controle para controlar o nível de saída (Soa familiar? Veja o diagrama 10). Basicamente é disto que se tratam os controles tipo dimmer para lâmpadas. Uma vantagem é que o potenciômetro pode estar a alguma distância do circuito que maneja a saída (por exemplo, uma mesa de iluminação controla dimmers de lâmpadas localizados a muitos metros de distância. Ele funciona de modo similar ao controle VCA em uma mesa de mixagem – diagrama 11).
Diagrama 10: potenciômetro
fader
Diagrama 11: O chip VCA é controlado pela posição do fader. O sinal de áudio passa através do chip VCA.
ou
Tudo bem, você não domina a eletricidade a este ponto. Então, que tal encanamentos? Uma torneira é usada para controlar o fluxo (saída) de água através de um cano e vários canos podem ser direcionados a um cano mais largo antes que o fluxo seja enviado a outro local. O fluxo total deste grupo de canais agora pode ser controlado por uma válvula (uma grande torneira) neste último cano – diagrama 12. Isto é similar ao grupo de áudio tradicional, sem VCA, onde os canos menores são os canais, as torneiras menores são os faders de canal, o cano grande é o "bus" ou via compartilhada, e a válvula é o fader de grupo.
Diagrama 12
Se as torneiras nos tubos menores fossem substituídas por válvulas motorizadas, como as encontradas nos modernos sistemas centrais de aquecimento, e então ligadas por fios a um termostato, as válvulas individuais poderiam ser instaladas localmente, enquanto que o termostato atuaria como um controle remoto geral para os níveis fluindo através do sistema – diagrama 13. Aqui, o controle por termostato teria uma operação similar à do fader master em uma mesa, controlando um grupo de canais.
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➤ Analogies
➤ Levels within VCA Groups
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3 This is similar to the traditional non-VCA audio group where the taps in the small pipes are the channels, the small taps are the channel faders, the large pipe is the group buss and the valve is the group fader.
GROUP CONTROL
MIX BUSS
If the taps in the pipes were to be replaced with motorised valves like those in a modern central heating system and then wired back to a thermostat, the individual valves could still be set locally but the thermostat would act as a overall remote control for the levels flowing through the system - Diagram 13. Here the thermostat control would be similar in operation to the VCA master fader in a console controlling a group of channels
Levels within VCA Groups
Anologies
Ok, so you’re not that hot with electricity – how about plumbing? A tap (faucet) is used to control the flow (output) of water through a pipe – several pipes can be routed to a larger pipe before being sent elsewhere. The total flow of this group of channels can now be controlled by a valve (large tap) in this pipe - Diagram 12.
A VCA group is quite simply a means of remote controlling multiple inputs using a single group fader. This affects the signal level back at the channels and not within some additional mixing stage later in the console audio path. We need to understand that both the channel fader and the group fader affect the level just as they do when you are working with conventional audio groups. The voltage from both faders sum together to control the VCA. It may seem that if you raise both faders you get twice the level and that the more group faders assigned the greater the level, but the circuit is designed for the channel fader to be unaffected by any assigned group faders set to their marked ‘0’ on position. Operationally you could think of this as audio passing through two faders in series. However, no audio passes through these faders. The way we achieve this on the ML Series is to set the VCA to produce 0dB unity gain when the control voltage is 0V. This represents the signal passing through without change of level. With all assigned group faders up at their ‘0’ position they each provide 0V which of course sums to 0V total, no change in channel fader level. When a group is pulled back it produces a negative voltage thus attenuating the VCA. When it is pushed up to boost the signal to +10dB maximum it produces a positive voltage thus providing the VCA gain. This is why you should start with the VCA group faders set to their ‘0’ position when VCA mixing.
A
B
C
MASTER 1
0dB
-10dB
0dB
-20dB
VCA GROUP CONTROL
VCA GROUP
8
When using VCA groups, changing the master fader level affects all assigned faders equally (but they do not move). The example shown in Diagrams 14 & 15 show that by reducing the master fader level from 0dB to -5dB, levels in all assigned channels are reduced by that amount. 9
Diagrama 13
NÍVEIS DENTRO DE GRUPOS VCA De um modo simples, um grupo VCA é um meio de controlar remotamente múltiplas entradas usando um único fader de grupo. Isto afeta o nível do sinal nos canais e não dentro de algum estágio posterior de mixagem no caminho de áudio da mesa. É preciso entender que tanto o fader de canal quanto o fader de grupo afetam o nível do sinal, do mesmo modo como o fazem quando se trabalha com grupos convencionais de áudio. As voltagens de ambos os faders são somadas para controlar o VCA. Pode parecer que se você aumentar o nível de ambos os faders, obterá o dobro de nível, e que quanto mais faders de grupo forem acrescentados maior o nível obtido, mas o circuito é projetado para que o fader de canal não seja afetado por quaisquer faders de grupo que estejam ajustados na posição marcada com "0". Operacionalmente você poderia imaginar isto como um sinal de áudio passando através de dois faders ligados em série. Entretanto, nenhum áudio passa através destes faders. O modo como obtivemos isto nas mesas Allen & Heath ML Series foi ajustando o VCA para produzir ganho unitário de 0 dB quando a voltagem de controle for 0 V, significando que o sinal passa sem sofrer mudança em seu nível. Quando todos os faders de grupo estão na posição "0", cada um deles contribui com 0 V para a soma total, sem causar mudanças no nível do fader de canal. Quando um grupo é baixado (puxado para trás), ele produz uma voltagem negativa, atenuando assim o VCA. Quando ele é aumentado para reforçar o sinal até um máximo de +10 dB, produz uma voltagem positiva, induzindo assim um ganho no VCA. É por este motivo que, ao fazer sua mixagem em uma mesa A&H equipada com VCA’s, você deve iniciar com os faders de grupo na posição "0". Quando usamos grupos VCA, uma mudança no fader Master afeta igualmente a todos os faders vinculados (mas eles não se movem automaticamente). O exemplo mostrado nos diagramas 14 e 15 mostram que, quando se diminui o nível do fader Master de 0 dB para -5 dB, os níveis em todos os canais vinculados são reduzidos na mesma proporção.
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➤ Controlling inputs to LR / LCR with VCA Groups
➤ Analogies
3
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Analogies
VCA
VCA CH1
CHANNEL FADER
CH2 CH3
GROUP FADER
DC
To help you to get a firm grip on the VCA concept, here are some analogies from outside the realms of audio. For those of you familiar with the old supply / lamp / rheostat circuit from school (and early lighting controls in theatres) you will recall that the output from the lamp was controlled by a big resistor in series with the bulb and the mains supply (Diagram 8). Several lamps could be routed through this resistor (which was a giant wire-wound fader!). This circuit is similar to the traditional non-VCA audio group (Diagram 9).
FADER
RHEOSTAT
BULB
DC
SUPPLY
Controlling Inputs to LR/LCR with VCA Groups
One fader can control more than one channel VCA - Diagram 5.
The voltage from several faders can be summed together to control the same VCA as shown in Diagram 6. This is how the ‘Groups’ in the VCA equipped console are created. CHANNEL
PRE-FADE SENDS POST-FADE SENDS L R MAIN MIX C
PAN
Simple Rheostat Circuit. All current passes through the rheostat (fader).
OUTPUT INPUT
FADER
Simple Audio Fader Circuit. All current passes through the fader.
Then along came the thyristor, a solid state device which uses a control voltage to control the output level (sound familiar? Diagram 10). This is basically what is in the dimmer control for lamps. One advantage is that the control slider or pot can be some distance away from the circuit handling the output (e.g. a lighting desk controls lamp dimmers that are many metres away). This works in a similar way to the VCA control in a mixing console - Diagram 11.
VCA
6
BULB
VCA
DC
MASTER FADER
CHANNEL FADER
SUPPLY
Here in Diagram 7. The audio output from the channel is routed directly to the mix busses (in this case L, C, & R). But only one group fader is needed
ASSIGN
VCA GROUP
OUTPUT
INPUT FADER OR POTENTIOMETER VCA chip is controlled by fader position. Audio passed through the VCA chip.
DC VOLTAGE
7
Diagrama 14
Diagrama 15
Um canal pode ser vinculado a mais de um grupo VCA. O efeito disto é demonstrado no exemplo do diagrama 16. Aqui, o canal é vinculado a três grupos VCA. Com as posições ajustadas como mostrado, a saída de áudio resultante é -10 dB. Se qualquer dos faders estiver bem abaixo, a saída resultante será "totalmente desligado". Vincular um canal a mais de um grupo VCA pode permitir controle muito sofisticado do mix, como descrito adiante.
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➤ Controlling inputs to LR / LCR with Audio Groups
1 Controlling Inputs to LR/LCR with Audio Groups
Traditionally the only way to control a collection of input channels to a mix was by routing them to audio groups: one group for mono, two for stereo and three for LCR arrangements. This means that channel signals in the groups would be switched to a sub-buss in the central master section of the console and the sum of these channels could be controlled by ‘Group’ faders and pan controls - see Diagram 1. This arrangement is needed if the group is to be interrupted by a processor such as a compressor / limiter, noise gate, or an effect such as delay, and/or if it is desirable to keep the collective integrity of the group signal separate from the ‘mix’ (e.g. to provide a separate track on a recording device, or a feed to a specific speaker system). These requirements involve the need for separate output channels from the console and the necessary routing circuitry throughout.
Each mixer channel is fitted with a VCA device which replaces the conventional fader circuit shown in Diagram 2. It has its level controlled by a variable DC voltage which is fed to the control port of the VCA as shown in Diagram 3. For example, the signal may be adjusted between fully off with –5V applied, and fully on with 0V. The signal passes through the VCA instead of the fader. No audio passes through the fader as it does in the non-VCA consoles. One advantage of this is that VCA faders do not suffer from such severe noise and signal loss problems that conventional faders may have when wear and tear causes the resistive surface to deteriorate.
VCA AUDIO
AUDIO
AUDIO GROUP
CHANNEL PRE-FADE SENDS POST-FADE SENDS
DC SUBGROUP PAN
L R MAIN MIX C
PAN
CHANNEL FADER
CHANNEL FADER
MATRIX SEND
INSERT
ASSIGN
MASTER FADER
CHANNEL FADER
VCA AUDIO
AUDIO BUSS
FILTER
➤ How VCA is applied within the console The VCA equipped console has special input channels that will respond to a ‘remote’ control voltage (this is usually achieved by having a chip – the Voltage Controlled Amplifier – fitted to each channel). (This type of circuitry has been used extensively in the compressor / limiter or noise gate, where the amplifier chip is controlled by a voltage related to its input signal - or sometimes an external input). 4
Noise filtering could be added as in Diagram 4. The benefit is longer fader life, as the crackles and dropouts typical of the typical audio fader are smoothed out.
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Diagrama 16
OS BENEFÍCIOS DE GRUPOS DE ÁUDIO E DE VCA Agora que você já faz uma idéia da diferença de operação entre grupos de áudio e grupos VCA, veja alguns outros pontos a considerar na operação de uma mesa equipada com VCA: 1) O VCA controla os níveis pós fader, mas não as mandadas pré-fader. Deste modo, as mixagens de monitor feitas a partir dos auxiliares da mesa principal (FOH) não são afetadas. 2) Emudecer o grupo VCA aciona remotamente os comandos de mute de todos os canais associados a ele. Todas as mandadas do canal serão afetadas. Os grupos VCA atuam como grupos adicionais de mute. 3) O grupo VCA afeta o nível do canal antes dos controles pan e routing (direcionamento), significando que basta apenas um fader para criar grupos estéreo e LCR. Criar um grupo de áudio estéreo convencional exige dois faders, com os respectivos controles pan totalmente para a direita e para a esquerda, o que é um modo rápido de consumir os grupos disponíveis em sua mesa não-VCA, e utilizada até seu limite. Os grupos VCA não possuem nem necessitam de controles pan próprios. 4) Quando o nível do fader de um grupo de áudio é alterado, o equilíbrio no mix dos efeitos (por exemplo, reverb) gerados pelos instrumentos/canais naquele grupo (via mandadas dos auxiliares de canal) não seguirão os movimentos do fader de grupo, a menos que o efeito seja retornado ("Volta") apenas para aquele grupo de áudio. Os problemas surgem quando uma mesma unidade de efeito é compartilhada por diferentes grupos de canais (por exemplo, reverb nos vocais de apoio e nas cordas), que voltam ao mix estéreo através de canais de entrada. Se o nível dos vocais de apoio for baixado no mix, através de uma redução de, digamos, 3 dB no nível dos faders de grupo, o nível do efeito reverb nestes vocais (o sinal "molhado") permanecerá inalterado, ficando portanto alto demais no mix. Essa situação não acontece quando se usa um grupo VCA porque, quando o fader do grupo VCA é diminuído, as mandadas auxiliares pós-fader enviadas ao reverb pelos canais dos vocais de apoio também são reduzidas – deste modo, o equilíbrio entre os vocais "com" e "sem" efeito é mantido. 5) Os canais de entrada podem ser controlados por mais de um fader mestre VCA (no passado, a vinculação era feita por meio de um botão giratório, portanto era impossível fazer vinculações múltiplas). Esta característica pode ser muito útil – por exemplo, diferentes seções de músicos de apoio em um show – como bateria/percussão/teclados e baixo/guitarras ritmo etc – podem ter seu próprio grupo de faders VCA. Todas estas fontes também podem ser vinculadas a um outro grupo VCA, de modo que todo o acompanhamento pode ser "afinado" para diferentes músicas, enquanto que grupos 8
ALLEN&HEATH Contents
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➤ Introduction Page
Introduction
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Controlling Inputs to LR/LCR with Audio Groups
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Controlling Inputs to LR/LCR with VCA Groups
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Analogies
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Levels within VCA Groups
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The Benefits of Audio and VCA Groups
Not long ago VCA-equipped live mixing consoles were seldom found outside the glamorous world of big shows and stadium rock tours. It is hardly surprising that many engineers have yet to get their hands on a VCA mixer, and that the technology is still widely misunderstood. This booklet is intended to offer a simple explanation of the operation and advantages of using VCA in a mixing console. Of course, not all console manufacturers do it the same way. This article looks at the principles applied within the Allen & Heath ML Series consoles (the ML3000, ML4000, and ML5000 currently offer this asset). The acronym VCA stands for Voltage Controlled Amplifier, an electronic device that passes audio signal with its gain controlled by an external DC voltage. The name itself can be rather unhelpful when applied to consoles, as it forces the aspiring user to think about where the voltage is going and where the control is coming from, not what they can achieve. If someone had come up with an acronym like FMS (Fader Management System) instead, maybe the concept would be more widely understood today.
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The VCA Bells and Whistles
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VCA for the real world
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Mixing consoles do not need to use VCAs to mix signals – but it helps! VCAs are simply a form of remote control fitted to enable the operator to ‘balance’ complex groups of input channels in the output mix or post fade aux mixes.
➤ Audio groups are great Before we get on to VCA groups, let’s remember why we like to use regular audio groups. The advantage of being able to mix from a centrally located group of faders is fairly obvious; the engineer’s hands can stay around the master section of the console, where the output AFL buttons and metering are. The engineer might need to ‘balance’ the mix of some input channels that are many feet apart across the entire mixing surface. Also, once summed together into a group, the combined signals can be processed together, for example, passed through a compressor / limiter, or sent to a channel of a recorder. These are the reasons that audio groups came about.
➤ So why bother with VCA groups? If audio groups are so useful, why bother with VCA groups? The answer is that both types of groups have different assets that make them suited to performing distinct tasks. The following pages will highlight some of the things that set them apart: 2
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individuais podem ser removidos e retornados ao mix conforme necessário. Este ajuste geral dos VCA’s é chamado de "Backing Master", algo como "Mestre do Acompanhamento". Um fader mestre VCA que controle todo o mix é conhecido como "Grand Master". 6) Um grupo VCA e canais de entrada podem ser inspecionados usando-se o recurso "escuta pós-fader" (AFL) – isto permite ao operador ouvir o equilíbrio do grupo no mix e, como as posições dos controles pan são seguidas, ouve-se a imagem estéreo do grupo. Mais incomum é o recurso dispendioso de inspecionar os canais de entrada vinculados usando "controle remoto" do PFL (escuta pré-fader) dos canais de entrada vinculados. Isto pode ser extremamente útil para verificar um grupo de microfones sem fio, por exemplo, antes que o fader de grupo seja aberto. 7) Canais podem ser endereçados aos grupos VCA por meio de chaves físicas ou software. A vantagem deste último está nos snapshots, ou memórias para endereçamento de grupos VCA, que podem ser armazenados e chamados do processador interno da mesa ou por controladores externos via midi ou porta RS232. Canais podem ser isolados destas mudanças de cena por meio do recurso edit safe e podem ser combinados com um sistema de emudecimento via software, de modo que os snapshots contenham as vinculações de VCA e as de mute. 8) Um grupo VCA e um subgrupo de áudio podem ser combinados quando você necessitar tanto de controle de nível quanto de processamento inserido. Por exemplo, você pode direcionar vários canais dos cantores de apoio para um grupo de áudio para inserir um pouco de compressão. O sinal processado é retornado ao mix principal do modo habitual. Você também pode vincular aqueles canais a um grupo VCA, o que lhe dá um controle total do nível nos próprios canais. Isto manterá o equilíbrio dos efeitos e das múltiplas saídas quando você ajustar o fader do grupo VCA. O fader do grupo de áudio não precisa ser ajustado, e deve ser deixado na posição aberta, ou "0". 9) O caminho do sinal é curto e limpo, direto para o mix. O fader do grupo VCA atua simplesmente como um controlador remoto das entradas. Isto fornece um controle mais lógico da estrutura de ganho da mesa, no lugar onde ele é necessário, evitando a distorção resultante de grupos de áudio com altos níveis sendo cortados por faders ajustados em níveis baixos. 10) Um outro benefício é a possibilidade de filtragem de interferências e ruídos dos faders, evitando assim o encurtamento da vida dos faders convencionais de áudio. 11) Microfones e monitores sem fio – durante um show, os artistas podem estar equipados com microfones sem fio, que são injetados no monitor. Fontes de monitoração geralmente são ajustadas pré-fader, podendo alternativamente ser ajustadas para operação pós-fader, para evitar que ruídos do backstage sejam ouvidos. Quando um músico sai do palco, o fader pode ser fechado. Entretanto, se o operador da mesa estiver usado um fader de grupo de áudio em vez de faders de canais individuais, o microfone estará silenciado no mix principal, mas não nos monitores. Grupos VCA contornam isto ao afetar corretamente também as mandadas pós-fader para os monitores. Ambos os tipos de agrupamento são importantes em uma mixagem ao vivo. Sabemos que nenhum grupo de áudio passa através de um grupo VCA. Isto significa que você não pode inserir processamento de sinal em um grupo como este. Tampouco é possível mandar os sinais do grupo a outro lugar, como um matrix mix. É aqui que o grupo de áudio tem seus principais benefícios: 1) Pode-se inserir processamento de sinal, como compressores ou EQ, em um grupo de sinais. Uma aplicação comum é ter uma quantidade de canais de vocal de apoio compartilhando o mesmo compressor em situações em que espaço, tempo ou o orçamento não permitam dispor-se de um processador por canal. 9
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mixing LIVE with VCAs
2) Você pode mandar o grupo de sinais para uso externo, por exemplo, uma sub mixagem para gravação. Digamos que você esteja gravando um show em um dos populares gravadores de 8 pistas e baixo custo, disponíveis atualmente. Como você não dispõe de pistas suficientes para gravar cada canal separadamente, poderá gravar os sons de solo das saídas diretas de canal, e agrupar os demais canais usando os grupos de áudio. 3) Você pode mixar o grupo em uma matriz, quando criar um equilíbrio diferente para mandadas especiais, como as feitas para aplicações de side fills e de Broadcast. Uma aplicação popular para a matriz é fornecer sinal para gravação em estéreo. Neste caso, típico de locais menores, aumentar alguns dos grupos de instrumentos acima do mix principal do PA pode compensar a falta de um backline acusticamente alto no PA. A realidade é que se necessita de muito menos grupos de áudio em uma mesa equipada com VCA’s, já que a função de controle de nível fica por conta dos grupos VCA, com os grupos de áudio sendo usados somente para inserir efeitos e para mandadas por matriz. Isto valoriza ainda mais a função "dual mode" das mesas A&H ML Series, onde os masters de grupos de áudio não utilizados podem ser revertidos para auxiliares, permitindo que tais controles sejam mais bem aproveitados como mandadas para monitor e outras aplicações usando mandadas auxiliares. CONTROLES TÍPICOS DA SEÇÃO VCA Depois de termos compreendido como funciona um grupo VCA, examinemos agora os controles tipicamente encontrados nessa seção da mesa VCA. VCA MASTER FADER Este é o controle principal. Afeta o nível dos canais pós-fader vinculados, mas não o dos canais préfader. Sua posição normal "0" é claramente marcada para servir como um lembrete da posição inicial e da mix costumeira. Algumas mesas oferecem um pequeno LED indicador, que se ilumina quando o fader está próximo ou exatamente nesta posição. O ganho fornecido pelo fader é tipicamente de +10 dB acima da posição "0", mas sugerimos que evite aplicar este reforço sempre que possível. É sempre preferível cortar (atenuar) a partir do ponto "0" do que reforçar. Lembre-se que o canal VCA tem uma quantidade finita de reforço disponível. VCA MUTE Em algumas mesas este controle atua como uma chave liga/desliga do fader mestre. Em outras, inclusive na Allen & Heath ML Series, ele age como um controle remoto para ligar as chaves de mute de todos os canais vinculados. Acionar um VCA master mute faz emudecer todos os canais associados e todas as respectivas mandadas, incluindo os monitores pré-fader. Se ajustar o master fader em "0", você pode imaginar que o VCA mute age como outro grupo de mute para a mesa. VCA PFL/AFL Nem todas as mesas oferecem este recurso. Em princípio pode parecer estranho oferecer monitoração de áudio quando nenhum áudio passa através do grupo VCA. Entretanto, a chave mestra PFL/AFL age simplesmente como um controle remoto para ligar todas as chaves PFL/AFL vinculadas. As mesas ML4000 e ML5000 incluem chaveamento entre PFL e AFL. AFL tem o benefício óbvio de permitir que o operador ouça a contribuição dos canais vinculados ao mix, tanto em nível quanto em sua imagem estéreo (controle pan), permitindo verificar, por exemplo, como o mix em estéreo da bateria encaixa-se no mix geral do PA. A aplicação de PFL não é tão óbvia, já que ela mistura todos os sinais pré-fader dos canais vinculados para a saída de fones. Entretanto, considere um grupo de microfones sem fio. Selecionar VCA PFL permite ao operador verificar rapidamente a presença e a qualidade do sinal de todos os rádios ativos, antes de juntar o grupo ao 10
mix. Isto pode permitir que você "salve o dia" ao identificar a fonte daquele zumbido ou de ruídos antes de mandar o sinal ao ar. CONFIGURANDO GRUPOS VCA Configurar grupos VCA nas mesas da Série ML é um processo simples: 1) Pressione EDIT GROUP (ou "ASSIGN" na ML3000) – a tecla pisca. 2) Pressione MUTE no Master Group que você pretende editar – o LED correspondente pisca. 3) Pressione as teclas MUTE para vincular ou removê-los do grupo. 4) Verifique quais canais estão vinculados verificando o LED SAFE/EDIT do canal (LED’s de grupos individuais nos canais da ML5000 e ML4000, um LED para indicar qualquer vinculação a grupos na ML3000). 5) Pressione o próximo master a editar. Pressione EDIT GROUP quando terminar, para voltar ao modo de edição. Você encontra maiores informações sobre a vinculação, verificação e uso de grupos VCA em qualquer dos manuais do usuário das mesas Allen & Heath ML Series – disponíveis em www.allenheath.com. MEMÓRIAS INSTANTÂNEAS E AUTOMAÇÃO Hoje, estamos todos provavelmente familiarizados com a programação de mute de canais no sistema de memória da mesa, um recurso ótimo para chamar diferentes ajustes on/off de canais, conforme a banda ou a cena. A automação dos níveis (volume) de uma mesa analógica pode ser obtida ou por meio de moving faders ou de VCA’s controlados por computador. Este recurso é tecnicamente complexo e dispendioso, sendo usado somente nas mesas mais sofisticadas e caras, usadas em shows ao vivo ou em teatros, e está fora do objetivo deste texto. Entretanto, há um outro aspecto na automação da memória instantânea de mesas equipadas com VCA que abre uma grande gama de novas possibilidades, facilitando o trabalho do operador de áudio em produções mais complexas. As vinculações de VCA poderiam ser salvas e recuperadas da memória instantânea, significando que os canais afetados por um fader mestre de grupo poderiam ser mudados cena a cena. Você poderia designar um grupo VCA como "solo" e então sempre usar este fader para equilibrar o som do solo, independente de qual canal contenha a parte do solo. Bastaria simplesmente percorrer as memórias pré-programadas. Este recurso está presente nas mesas da série ML, onde os mutes de canal e as vinculações de VCA podem ser salvas em 128 endereços de memória. Na ML5000 há um gerenciador de memória instantânea. As ML3000 e ML4000 usam o software de armazenamento ML Series – que pode ser baixado gratuitamente de nosso site na Internet. Mudanças na memória instantânea também podem ser vinculadas a seqüenciadores externos e a controladores MIDI, aprofundando ainda mais a automação do processo. O resultado é um controle sofisticado do show, sem custar os olhos da cara. VCA’s DEGRADAM O SOM? Os sinais de áudio em uma mesa com VCA passam através de um circuito VCA mesmo que não estejam vinculados a qualquer grupo VCA. Como tudo mais no caminho do sinal, o dispositivo VCA acrescenta coloração ao som até um certo ponto, embora componentes modernos e de alta qualidade certamente tenham um efeito desprezível quando comparados aos projetos pioneiros desta área, que tendiam a sofrer problemas por variações térmicas e de faixa dinâmica restrita. Vale a pena lembrar que usar grupos de áudio significa direcionar um sinal através dos circuitos do grupo, os quais por sua vez também vão acrescentar colorações ao som, até certo ponto. Os faders do grupo de áudio também podem tornar-se barulhentos devido ao desgaste por uso. As mesas Allen & Heath ML Series usam os circuitos integrados VCA mais modernos e de padrão mais alto 11
disponíveis no mercado. Estes componentes foram selecionados após testes de audição intensivos, e escolhidos por sua qualidade de áudio comprovada. VCA PARA O MUNDO REAL Por que a Allen & Heath entrou na arena dos mixers com VCA? Nossa intenção, ao apresentarmos uma linha utilizando VCA’s, foi levar tecnologias antes consideradas como exclusivas a uma base de consumidores tão ampla quanto possível. Desejamos durante muitos anos desenvolver este projeto, mas foi necessário esperar pacientemente até que a crescente qualidade e os custos decrescentes dos dispositivos VCA tornassem possível construir consoles VCA a um preço de aquisição que os consumidores pudessem pagar. Nossa experiência com VCA’s começou no início dos anos 80 quando éramos solicitados a adaptá-los em um número de mesas de gravação Syncon e Sigma. Nossa primeira mesa VCA construída em série foi a GS3V, um mixer para project studios cuja produção foi iniciada em 1991. Em meados dos anos 90, quando começamos a trabalhar no conceito da linha de mesas VCA para apresentações ao vivo, que se tornaria a Série ML, concluímos rapidamente que não queríamos simplesmente acrescentar VCA’s a algum projeto pré-existente. Cada aspecto dos recursos de uma mesa interage com todos os outros, portanto, ao introduzir os VCA’s na equação, tivemos que reavaliar todos os outros recursos, de modo a termos um pacote bem equilibrado no final. Nós realmente queríamos manter o recurso de reversão entre grupos/auxiliares, tão apreciado pelos consumidores da série GL. A essência deste conceito é que, ao reverter um ou mais aux masters para atuarem como controles group master, o operador se beneficia com recursos como os faders de 100 mm, mutes e inserts para suas mixagens auxiliares. Isto é ideal em empresas flexíveis de locação ou instalação de equipamentos onde uma única mesa pode ser usada para a mixagem principal (FOH), para monitoração ou desempenhar um papel duplo. Descobrimos rapidamente que este recurso era ainda mais útil em um mixer VCA, já que os grupos VCA usualmente permitem que o técnico use menos grupos de áudio, portanto mais auxiliares podem ser convertidos para masters de grupo. Se há uma coisa que os consumidores que trabalham com orçamentos do mundo real odeiam é pagar por recursos que eles não vão usar. Quanto mais benefícios puderem obter dos controles disponíveis, melhor. A ML5000 foi a primeira da série, tendo estreado na PLASA 1999. Desde então continuamos a projetar mesas que tornam os VCA’s acessíveis em níveis de preço ainda mais baixos, resultando na ML4000, seguida pela ML3000. A ML3000 é um produto particularmente excitante para nós, já que está trazendo VCA’s e LCRplus pela primeira vez a usuários como teatros comunitários, igrejas, casas de culto e bares com música. Conversando com operadores atuando nestes locais, fica perfeitamente claro que eles são tão apaixonados por seu trabalho quanto as pessoas por trás dos potenciômetros em turnês de grande porte, e que eles possuem o conhecimento e o desejo de abraçar as tecnologias que queremos oferecer-lhes. & Allen & Heath Limited Kernick Industrial Estate Penryn – Cornwall TRI 0 9LU – UK Tel: +44 (0) 870-755-6250 Fax: +44 (0)870-755-6251 Info: www.allen-heath.com
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