VCA - ovládáme hlasitost

Syntezátory: mýtus, nebo hračka? Nahlas nebo ještě hlasitěji.

Na dnešní cestě útrobami syntetizéru určíme tónu hlasitostní průběh i celkovou hlasitost a přes efektovou jednotku jej vyprovodíme k výstupu, aby mohl zvukař naši skvělou hru zprostředkovat dychtivému publiku.

V generátoru kmitočtu VCO jsme vyrobili tón, ve filtrech VCF jsme z něj ořezali nadbytečné barevné frekvence, kde se ale určí, jaký bude mít tón hlasitostní průběh? O to vše se postará finální člen elektrického řetězce
VCA – napěťově řízený zesilovač.

Zesilovač VCA (voltage controlled amplifier)

Proč je zesilovač až poslední, a proč v řetězci není na konci třeba filtr? V principu je celkem jedno, jestli se napřed bude upravovat hlasitost a potom dojde k ořezání barvy filtrem, nebo se procesy budou odehrávat v opačném pořadí. Každý elektrický obvod ale produkuje šum. V praxi je tedy užitečnější, když je zesilovač zařazen jako poslední, aby při úplném zeslabení došlo k omezení výstupního šumu na minimum.

Některé nepříliš zdařilé produkty, které toto pravidlo nectily, by mnohdy mohly konkurovat nedalekým říčním splavům.

Zesilovač, nebo zeslabovač?

Elektrotechničtí odborníci prominou, ale tato poněkud provokativní otázka je z hlediska principu syntetizérů namístě. Blok VCA skutečně slouží v principu „pouze“ k zeslabení tónu. Jedná se o jednoduchý obvod, který buď tón propouští tak, jak byl ve VCO a VCF vyprodukován, nebo jej zeslabuje. Na některých starších syntetizérech bylo ovládání hlasitosti ve VCA označeno jako Attenuator (obvod pro redukci signálu).

Ovládání úrovně signálu se ve VCA děje pomocí řídících signálů, které se přivádějí na jeho napěťové vstupy. Tak lze dosáhnout požadovaného tvaru amplitudy tónu (hlasitostního průběhu – EG) nebo tremolla (periodické změny hlasitosti – LFO). Princip fungování VCA je znázorněn na obrázku VCA – princip funkce. Hudebník příliš parametrů k nastavení VCA nemá; ony ani nejsou třeba. Pojďme si je popsat:


VCA a jeho ovládací prvky

Obrázek VCA a schéma syntetizéru znázorňuje napěťově řízený zesilovač s jeho parametry tak, jak se nachází ve většině syntetizérů. Volume (Level, Gain, Attenuation) je parametr, pomocí něhož se nastavuje hlasitost jednotlivých zvuků. Některé rejstříky je třeba mít tišší (pady, strings), jiné naopak hlasitější (lead a ostatní sólové). K celkové hlasitosti nástroje slouží jiný ovládací prvek, jehož nastavení se se zvukem do paměti neukládá.

Key Follow (Key Track) - pomocí tohoto prvku se dá nastavit vliv klaviatury na hlasitost. Někdy je třeba nižší tóny zesílit na úkor vyšších, nebo naopak. Podle toho, která klávesa byla na klaviatuře stisknuta, se může měnit hlasitost výsledného tónu. Tento ovládací prvek na starších subtraktivních syntetizérech většinou nebyl, ale např. u FM syntézy je naprosto nezbytný, jak si ukážeme v jedné z příštích kapitol našeho seriálu.

Modulační a kontrolní vstupy VCA

ADSR + LFO: Na tento napěťový vstup se posílá signál, který má vliv na změnu hlasitosti VCA. Většinou jde o výstupní napětí z EG (k vytvoření obálky – hlasitostního průběhu tónu) nebo LFO (pro simulaci tremolla). Nastavení těchto dvou modulačních zdrojů je samozřejmě nezávislé. U syntetizérů s dynamickou klaviaturou je možné řídit hlasitost i pomocí dynamiky hry.

CV: je napěťový vstup, na něž se posílá napětí z klaviatury. Tento signál umožňuje parametru Key Follow ovládání hlasitosti podle toho, která klávesa je stisknuta.

Po vzniku MIDI už potřeba napěťového ovládání zanikla a pro řízení VCA z klávesnice, jiného syntíku nebo počítače se používala MIDI data. Poslední dobou ale dochází k renesanci analogových syntetizérů a některé znovu nabízejí
i možnost analogového ovládání.

Efektová jednotka

V prvních dřevních syntetizérech se tento blok vůbec nenacházel a klávesoví mágové byli odkázáni na externí krabičky (chorus, flanger, wah-wah, distortion), velké krabice (pásková echa, pružinové haly) i almary zvící metrákových skříní (leslie bedna). Jak ale miniaturizace elektronických součástek pokročila, začali výrobci vybavovat své nástroje i efektovou jednotkou, pomocí níž šel zvuk obohatit a klávesák nemusel zaměstnávat četu svalnatých stěhováků. Další nespornou výhodou integrované efektové jednotky je uložení jejího nastavení spolu
se zvukem do paměti nástroje.

Podrobného popisu efektové jednotky netřeba, protože se u různých nástrojů značně liší a většina muzikantů jednotlivé efekty zná z jejich stomp, rackových nebo virtuálních verzí. Jen heslovitě:
Modulační efekty: chorus, phaser, flanger, tremollo, eq, wah-wah, distortion, ring moduator, leslie – zapojují se většinou do série (do cesty signálu)
Prostorové efekty: echo, hall – používají se zejména v paralelním zapojení (efekt se k signálu přimíchává)

VCA a efekty Korgu Polysix

Obrázek Korg Polysix – VCA a efekty ukazuje část panelu s ovládacími prvky jednoho z nejpopulárnějších analogových subtraktivních syntetizérů této japonské firmy, který se dočkal i několika návratů v podobě virtuálních instrumentů pro PC i Mac.

Přímé ovládání VCA spočívá pouze v přepínači Mode, který umožňuje vliv EG (je vlevo dole) na hlasitost. Druhou možností je rovný tón bez náběhu i dozvuku. Otočným přepínačem Attenuator jde nastavit hlasitost programu ve 2dB krocích.

Efektová jednotka Effects nabízí tři varianty modulačních efektů. Chorus, Phaser a Ensemble (jakási plnější varianta chorusu). Dnes se může jevit vybavení efektové jednotky trošku usměvné. Uvědomíme-li si ale, že Polysix (1981) byl jedním z prvních syntetizérů s efektovou jednotkou a s možností uložit nastavení zvuku, jednalo se tehdy o obrovský skok pro hudební lidstvo.

Příště

Celou cestu, kudy putoval náš rodící se tón, už jsme si tedy prosvištěli. Příště se vrhneme na pomocné obvody EG (ADSR) a LFO. Něco si i povíme o dalších možnostech a hejblatech, pomocí nichž může klávesák svou hru značně oživit.

VCA - princip funkce
VCA a schéma syntetizéru
Korg Polysix - VCA a efekty