EMUTE-MUSIIKKITEKNOLOGIASIVUSTO
Emute

Mikseri

Kirjoittanut Juha Sipilä | 18.11.2014

Mikseri on yksi audiotekniikan keskeisimmistä työkaluista. Miksereitä on lukematon määrä erilaisia, erikokoisia, ja eri käyttötarkoituksiin tehtyjä. Pienimmillään se voi olla esimerkiksi syntetisaattorin signaalitiessä oleva äänigerenaattorien summamikseri, laajimmillaan taas äänitysstudion suuri konsoli. Tämä artikkeli keskittyy äänitys- ja miksauskäyttöön tarkoitetun mikserin toimintojen ja rakenteen tarkasteluun.

Analogiset ja digitaaliset mikserit

Lähestulkoon kaikki mikserit rakentuvat samojen toimintaperiaatteiden mukaisesti. Aina 1980-luvulle saakka kaikki mikserit perustuivat analogiseen elektroniikkaan. Analogisessa mikserissä signaalia reititetään ja muokataan vaihtosähkönä. Tämä asettaa omat rajoituksensa muun muassa säätimien sijoittelulle. Audiosignaalin laadun kannalta on edullista sijoittaa säätimet samaan järjestykseen kuin signaalitiessä, jolloin myös signaalitie pysyy mahdollisimman lyhyenä. Tämän seikan vuoksi analogiset mikserit ovat rakenteeltaan hyvin paljon toistensa kaltaisia, ja niinpä yhden mikserin hallinta auttaa ymmärtämään nopeasti myös muiden miksereiden käyttöä.

Kaikki analogiset mikserit ovat rakenteeltaan hyvin paljon toistensa kaltaisia. Niinpä yhden mikserin hallinta auttaa ymmärtämään nopeasti myös muiden miksereidenkäyttöä.

Myös monet digitaaliset mikserit ja niiden ohjelmistoversiot noudattavat säätimien sijoittelun suhteen samoja periaatteita kuin analogiset edeltäjänsä. Digitaalimikserissä audio ei kulje vaihtosähkösignaalina, vaan sitä käsitellään numeerisessa muodossa bitteinä. Tämän johdosta digitaalisessa mikserissä säätimet voitaisiin sijoitella täysin vapaasti halutulla tavalla, ja luoda vaikkapa kokonaan uudenlainen käyttöliittymä. On kuitenkin varmasti järkevää pysytellä perinteikkäämmässä käyttöliittymässä. Tällä tavoin käyttäjien ei tarvitse opetella jokaisen mikserin käyttöä erikseen, vaan uuden mikserin käyttöönotto sujuu luontevasti ja helposti.

Mikserin tehtävät

Vielä 80-luvulla mikseri vei suurimman osan äänitysstudion tarkkaamon lattiapinta-alasta. Nykyaikaisessa äänituotannossa ei välttämättä tarvita enää suuria konsoleita. Mikserit ovat sulautuneet osaksi sekvensseriohjelmistoja. Ne mikserien toiminnot joita ei voida suorittaa sekvensseriohjelman sisällä, hoidetaan edelleenkin miksereillä, tai sitten räkkiin asennettavilla laitteilla. Esimerkiksi mikrofonietuvahvistimia ja kokonaisia kanavalohkoja on mahdollista hankkia räkkilaitteina. Oheisen kuvan Avid C|24 on Pro Tools -ohjelman mikserikontrolleri. Audiosignaalit eivät kulje sen kanavalohkoissa, vaan kontrollerilla ainoastaan ohjataan sekvensseriohjelman mikseriä. 

Entisaikaan tarkkaamon keskipiste oli suuri analoginen mikseri. Se toimi koko äänitys- ja äänentoistojärjestelmän keskuksena. Sen kautta kerättiin signaalit mikrofononeilta, vahvistettiin ne linjatasolle ja reititettiin edelleen nauhureille. Myös nauhureilta palaavat signaalit tuotiin mikserille ja reititettiin kuunteluun. Mikserissä säädettiin signaalien väliset balanssit, ja muokattiin äänenväriä sekä dynamiikkaa. Siihen kytkettiin kaiut ja muut efektilaitteet. Myös muusikoiden kuulokemonitoroinnit rakennettiin usein samalla mikserillä. Lopuksi tietysti kaikki raidat miksattiin valmiiksi stereomasteriksi. Seuraavassa kuvassa näkyy tamperelaisen Studio JJ:n analoginen Amek Hendrix -mikseri.

Mikserin perustehtävät

  • Kahden tai useamman audiosisäänmenon yhdistäminen yhteen audioulostuloon.
  • Signaalien äänenvoimakkuuden säätäminen signaalitien eri osissa.
  • Signaalien panorointi stereokuvassa.
  • Signaalien äänenvärin muokkaaminen ekvalisaattorilla.
  • Signaalien reitittäminen monitorointiin, esimerkiksi kuulokekuunteluun tai lavamonitoreille.
  • Signaalitasojen mittarointi.

Dynamiikkaprosessorit

Dynamiikalla tarkoitetaan signaalin hiljaisen ja voimakkaan osan välistä suhdetta, ja sitä mitataan desibeleillä. Dynamiikkaa voidaan muokata erilaisilla dynamiikkaprosessoreilla, joita ovat kompressori, limitteri, ekspanderi, ja kohinasalpa eli noise gate. Niitä saattaa löytyä suurista analogimiksereistä sekä digitaalimiksereistä, jolloin ne ovat usein sisäänrakennettuina kanavalohkoissa. Tämä helpottaa signaalireititystä, kun erillisiä dynamiikkaprosessoreita ei tarvitse kytkeä signaalitiehen. Sekvensseriohjelmien miksereissä dynamiikkaprosessointi hoidetaan yleensä plugareilla.

Dynamiikalla tarkoitetaan signaalin hiljaisen ja voimakkaan osan välistä suhdetta, ja sitä mitataan desibeleillä.

Reason-ohjelman mikserin dynamiikkalohkossa on käytettävissä sekä gate/ekspanderi että kompressori. Kohinasalpa ja ekspanderi laajentavat dynamiikkaa, ja niitä käytetään signaalin hiljaisten osien (esimerkiksi vuotoäänien) vaimentamiseen. Ekspanderissa on yleensä hieman enemmän säädettäviä parametreja kuin kohinasalvassa, ja näin se saadaan toimimaan hieman pehmeämmin ja huomaamattomammin. Kohinasalpa toimii terävämmin. Kompressori supistaa dynamiikkaa pienentämällä voimakkaita signaalitasoja. Sitä käytetään voimakkuuserojen tasoittamiseen. Sen avulla esimerkiksi laulaja saadaan pysymään paremmin paikallaan äänikuvassa, ja hiljaisetkin osat saadaan nostettua miksauksessa kuuluville.

Dynamiikkaprosessoreista voit lukea lisää artikkeleista "Prosessointi, osa 3 - Kompressori ja limitteri", sekä "Prosessointi, osa 4 - Gate ja ekspanderi".

Taajuuskorjaimet

Taajuuskorjain eli ekvalisaattori on varmasti yksi tärkeimmistä miksaajan työkaluista. Sen avulla voidaan muokata signaalin taajuusvastetta (eli säätää äänenväriä) siten, että kaikki miksattavat elementit saadaan sovitettua keskenään samaan miksaukseen. Esimerkiksi matalilla taajuuksilla joudutaan yleensä tekemään raitojen välillä kompromisseja; kaikkien raitojen matalat taajuudet eivät yleensä sovi soimaan yhtä aikaa tukkimatta äänikuvaa. Reason-ohjelman mikserin ekvalisaattorilohkossa on itse asiassa kuusi erilaista taajuuskorjainta. Tutkitaanpa tarkemmin.

Alipäästösuodin (LPF)

Ylimpänä ekvalisaattorilohkossa on alipäästösuodin (Low Pass Filter eli LPF). Nimensä mukaisesti se päästää säädettävää rajataajuutta matalammat taajuudet läpi, ja vaimentaa näin ollen korkeita taajuuksia. Tätä suodinta käytettäessä kannattaa muistaa soitinten ylä-äänessarjat, jotka jatkuvat pitkälle perustaajuuden yläpuolelle. Ylä-äänekset ovat tärkeitä soittimien ominaissoinneille, ja vain harvoin niitä halutaan vaimentaa. Joskus miksauksessa on kuitenkin tarpeen rajata soittimen taajuuskaistaa myös diskanttipäästä, esimerkiksi sovitettaessa sähkökitararaitoja toisiinsa.

Ylipäästösuodin (HPF)

Seuraava filtteri on ylipäästösuodin (High Pass Filter eli HPF). Tämä on edellistä huomattavasti monikäyttöisempi suodin, jolla saadaan kätevästi rajoitettua signaalin bassovastetta. Esimerkiksi matalataajuiset ilmastointi- ja muut hurinat saadaan tehokkaasti vaimennettua hyötysignaalin taajuuksien alapuolelta. Lähestulkoon kaikkien miksereiden mikrofoniesivahvistimissa on ylipäästösuodin. Jotkut valmistajat käyttävät siitä nimitystä "low-cut filter", eli bassoleikkuri.

Hyllykorjaimet ja parametriset korjaimet

Ekvalisaattorilohkossa seuraavana olevat taajuuskorjaimet ovat niin sanottuja hyllykorjaimia ja parametrisia korjaimia. Ne jakautuvat eri taajuuskaistoihin seuraavasti:

  • HF = High Frequency (korkeat taajuudet)
  • HMF = High Mid Frequency (yläkeskitaajuudet)
  • LMF = Low Mid Frequency (alakeskitaajuudet)
  • LF = Low Frequency (matalat taajuudet)

Hyllykorjaimet

HF- ja LF-ekvalisaattorit ovat hyllykorjaimia. Nimitys johtuu korjauskäyrän taajuusvasteesta, joka on malliltaan hyllyn muotoinen. Hyllykorjainta käytettäessä valitaan ensin rajataajuus (jonka ylä- tai alapuolelle korjain vaikuttaa) hertseinä [Hz] tai kilohertseinä [kHz]. Toisella säätimellä valitaan korostuksen tai vaimennuksen määrä desibeleinä [dB].

Puoliparametrinen taajuuskorjain

Bell-kytkimellä edellä mainittu korjain muuttuu puoliparametriseksi ekvalisaattoriksi, niin sanotuksi kellokorjaimeksi (Bell). Nimi johtuu jälleen korjauskäyrän taajuusvasteen muodosta, joka on nyt kellomainen. Taajuussäädin säätää nyt korjaimen keskitaajuutta, eli sitä taajuutta jolla korjaimen vaikutus on suurimmillaan.

Täysparametrinen korjain

HMF- ja LMF-ekvalisaattorit ovat täysparametrisia korjaimia. Ne ovat säädöiltään kaikista tarkimpia ekvalisaattoreita. Samoin kuin puoliparametrisissa korjaimissa, voidaan säätää korjattavaa taajuutta [Hz], ja korjauksen määrää [dB]. Kolmas säädin eli Q-arvo vaikuttaa kellokäyrän leveyteen. Korjain voi siis vaikuttaa leveään taajuuskaistaan, tai sitten hyvinkin kapeaan taajuuskaistaan.

 

Taajuuskorjaimista voit lukea lisää artikkelista "Prosessointi, osa 2 - Taajuuskorjaimet".

Insert-liitäntä

Kanavalohkon insert-liitäntään voidaan kytkeä erilaisia signaaliprosessoreita. Englanninkielinen termi insert tarkoittaa suomeksi "väliin liittämistä". Insert-kytkennän avulla kanavalohkon signaali voidaan tuoda mikserin ulkopuolelle, reitittää jonkin ulkoisen prosessorin läpi, ja palauttaa jälleen takaisin mikserin sisälle kanavalohkoon.

Yleensä insert-liitäntään kytketään signaaliprosessoreita, joiden halutaan vaikuttavan vain yhteen kanavaan kerrallaan. Tällaisia ovat esimerkiksi dynamiikkaprosessorit (kompressori, limitteri, ekspanderi, kohinasalpa), taajuuskorjaimet ja -suotimet, sekä exciterit ja enhancerit.

Insert-liitäntä sijaitsee mikserin signaalitiessä yleensä ennen taajuuskorjainta. Prosessori kytketään insert-liitäntään insert-kaapelilla, jonka toisessa päässä on 6.3 mm stereoplugi, ja toisessa päässä kaksi monoplugia. Yhdessä insert-liitännässä on siis sekä ulostulo että sisäänmeno samassa liittimessä. Mikäli liitäntään ei kytketä mitään, jatkaa signaali matkaansa kanavalohkossa suoraan taajuuskorjaimelle.

Sekvensseriohjelmien miksereissä insert-kytkentää käytetään kanavakohtaisten plugarien kytkemiseen. Oheisen kuvan Pro Tools -ohjelman mikserikanavan inserttiin on kytketty taajuuskorjain-plugari (EQ4B).

Apulähdöt

Apulähdöt, eli "auxit" tai "sendit" (Auxiliary Sends) toimivat kanavalohkojen sisäänrakennettuna toisena mikserinä. Niitä käyttäen on mahdollista jakaa kanavalohkon signaali, ja reitittää se erillisen ulostulon kautta esimerkiksi efektilaitteelle tai soittajien kuulokemonitorointiin.

Oheisen kuvan Record-ohjelman mikserissä on kahdeksan apulähtöä. Kanavalohkosta voidaan kytkeä jokainen lähtö yksitellen päälle tai pois, ja lisäksi säätää lähdön taso (Level-säädin). Jos esimerkiksi 1-apulähtö olisi kytketty kaikuefektin sisäänmenoon, voitaisiin tasosäätimillä säätää kanavakohtaisesti kaiun määrää. Esimerkkikuvassa olisi tällöin vähiten kaikua kolmannen kanavan signaalissa, sillä sitä syötetään kaikuun vähemmän kuin muita kanavia.

Apulähtöjen eli aux-lähtöjen avulle signaali voidaan jakaa ja reitittää master-lähdön lisäksi esimerkiksi efektilaitteelle tai soittajien monitorointiin.

 

Pre- ja Post-Fader

Apulähtöjä käytettäessä on tärkeätä hahmottaa, sijaitseeko lähtö signaalitiessä ennen kanavaliukusäädintä (Pre-fader) vai sen jälkeen (Post-fader). Suuremmissa miksereissä käyttäjä pystyy kytkimellä valitsemaan lähdön sijainnin. Efektisyötöissä (kuten edellä mainitussa kaikuesimerkissä) käytetään post-fader-kytkentää. Tällöin myös kanavaliukusäädin vaikuttaa apulähdöstä lähtevän signaalin tasoon, ja tehtäessä esimerkiksi loppuhäivytys vaimenee signaali myös kaikuefektistä.

Sen sijaan monitorimiksauksia tehtäessä käytetään pre-fader-kytkentää. Tällöin esimerkiksi kuulokemonitoroinnissa signaalin taso ei muutu, vaikka äänittäjä säätäisi kanavaliukusäätimillä tarkkaamokuuntelun balanssia.

Ryhmät

Ryhmät (Subgroups) helpottavat laajojen miksauksien hallintaa. Ne mahdollistavat sisäänmenokanavien signaalien loogisen ryhmittelyn ryhmäkanaviin. Esimerkiksi kaikki rumpumikrofonit voidaan ryhmitellä yhteen ryhmäkanavaan yhden ryhmäliukusäätimen taakse. Tällä tavoin miksaaja voi säätää koko rumpusetin balanssia suhteessa muihin soittimiin yhdellä liukusäätimellä (muuttamatta rumpukanavien välistä balanssia).

Kuvitellaan tilannetta, jossa miksattavana on muiden raitojen lisäksi neljä taustalauluraitaa (kuvassa sisäänmenot 3-6). Kuvan sisäänmenot 1-2 ovat muita raitoja, jotka reitittyvät suoraan master-bussiin. Kanavaliukuja käyttäen neljä taustalauluraitaa voidaan miksata sopivaan balanssiin keskenään. Kun ne sen jälkeen reititetään samaan ryhmään (kuvassa ryhmä 1),  voidaan taustalaulujen balanssia suhteessa muihin raitoihin säätää yhdellä ryhmäliukusäätimellä. 

Ryhmittelykytkimet

Mikäli mikserissä on ryhmäkanavat, on sisäänmenokanavissa ryhmittelykytkimet. Niiden avulla valitaan mihin ryhmään kanavalohkon signaali halutaan reitittää (kuvassa Sub Assign 1-2 ja 3-4). Yksi vaihtoehto on reitittää se suoraan master-liu'ulle (kuvassa Main Mix).

Ryhmäliukusäätimet

Ryhmäliu'ut (kuvassa Sub 1-4) on sijoitettu master-liu'un (Main Mix) viereen. Kuvan mikserissä on neljä ryhmää, ja näin ollen myös ryhmäliukuja on neljä. Ryhmäliu'uille kootut signaalit voidaan reitittää edelleen master-liu'ulle (Sub Assign to Main Mix L/R).

Audiosekvensserien mikserit

Myös useimmissa sekvensseriohjelmissa on mahdollista ryhmitellä ja reitittää kanavia. Ryhmäkanavien käyttö helpottaa laajojen miksausten hallintaa. Lisäksi se mahdollistaa ryhmäkohtaiset signaaliprosessoinnit, esimerkiksi rumpukanavien yhteisen kompressoinnin.

Esimerkiksi Pro Tools -ohjelmassa ryhmäkanavana toimii Aux Input -kanava. Sille valitaan sisäänmenoksi jokin mikserin sisäinen signaalireitti eli bus, ja ulostuloksi master-ulostulo. Vastaavasti kaikilta niiltä mikserikanavilta, joilta signaalit halutaan reitittää kyseiselle ryhmäkanavalle, valitaan ulostuloksi sama bus.

Mikserin lohkorakenne

Mikserin käyttö helpottuu kun huomaa, että se jakautuu lohkoihin. Suurin osa miksereistä rakentuu siten, että signaalit tuodaan mikserin tulokanaviin vasemmasta ylälaidasta. Sieltä signaalitie kulkee kanavassa ylhäältä alaspäin kanavaliu'ulle (fader) saakka. Kanavaliu'uilta signaalit etenevät sisäisiä signaalireittejä (bus) pitkin kohti mikserin master-lohkoa, joka on yleensä oikeassa reunassa. Master-lohkosta tämä kanavalohkoilta summautunut signaali etenee edelleen mikserin ulostuloliitäntöihin, jotka ovat yleensä master-lohkon kohdalla mikserin takapaneelissa.

Sisäänmenoliitännät

Kanavalohkon yläreunassa (tai mikserin takapaneelissa) on sisäänmenoliittimet signaalin tuomiseksi mikseriin. Mikrofoneista saatavat mikrofonitason signaalit vaativat yleensä paljon vahvistusta. Ne kytketään mikrofonisisäänmenoihin, joissa käytetään yleensä XLR-liittimiä (kuvassa ylempi liitäntä). Tätä osaa mikseristä kutsutaan myöskin mikrofonietuvahvistimeksi.

Useimmissa miksereissä on myös mahdollista syöttää XLR-liittimen kautta käyttöjännite esimerkiksi kondensaattorimikrofonille tai aktiiviselle DI-boksille. Tämä niin sanottu phantom-jännite on 9-52 voltin tasajännite. Kannattaa huomata, että kaikki mikrofonit eivät kestä rikkoutumatta phantom-syöttöä. Erityisesti nauhamikrofonien kanssa on syytä olla varovainen. Asia kannattaa tarkistaa mikrofonin käyttöohjeesta. Edellä mainitusta syystä mikserissä on yleensä kytkin phantom-jännitteen kytkemistä varten. Kytkin saattaa olla kanavakohtainen, tai se saattaa vaikuttaa useamman kanavan ryhmiin tai jopa koko mikserin sisäänmenoihin. Kytkimen merkintänä voi olla esimerkiksi "Phantom" tai 48V.

Syntetisaattorit, rumpukoneet ja muut vastaavat signaalilähteet toimivat linjatasolla. Nämä eivät tarvitse niin paljon vahvistusta kuin mikrofonitason signaalit, päinvastoin signaalia saatetaan jopa joutua vaimentamaan yliohjaussärön estämiseksi. Linjatasoiset signaalit kytketään mikserin linjasisäänmenoihin, jotka on toteutettu normaalisti 6.3 mm jakeilla (yllä olevassa kuvassa XLR-liittimen alla oleva liitäntä). Joissain miksereissä käytetään myös RCA-liittimiä (alla olevassa kuvassa).

Sisäänmenolohko

Signaalitien alussa olevalla Gain-säätimellä (joissain miksereissä Trim) säädetään signaalin taso optimaaliselle linjatasolle. Tämä on tärkeää sen vuoksi, että tästä eteenpäin mikserin signaalitie on suunniteltu toimimaan linjatasolla. Signaali säröytyy mikäli sen taso on liian suuri. Analogisissa miksereissä liian pieni signaalitaso aiheuttaa signaalin peittymisen pohjakohinaan. Digitaalimiksereissä liian pieni signaalitaso taas aiheuttaa kvantisointisäröä. Toisin sanoen Gain-säätö tehdään teknisistä syistä. Varsinaisen miksauksen tasonsäädöt tehdään kanavalohkon alareunankanavaliukusäätimillä (fader).

Gain-säätö tehdään teknisistä syistä. Varsinaisen miksauksen tasonsäädöt tehdään kanavaliukusäätimillä.

Reasonin mikserissä on lisäksi mahdollista säätää insert-pisteen, sekä dynamiikka- ja taajuusprosessoreiden keskinäistä järjestystä signaalitiellä (signal path).

Katso myös