LAKE LM 44 - cyfrowy procesor sterujący

Technika cyfrowa pozwala również na względnie prostą i scentralizowaną obsługę skomplikowanych systemów scenicznych, a dzięki obrazowaniu modyfikacji na wykresach widać po prostu dokonane zmiany. Czymże byłyby procesory, nawet te najbardziej skomplikowane, gdyby nie genialni programiści, a jednocześnie matematycy, którzy ożywiają miniaturowe kontrolery i zmieniają cyfrowy język dla nich zrozumiały na analogowe podejście zrozumiałe dla człowieka? Można by tak roztrząsać temat w nieskończoność, a tak naprawdę, w związku ze wstępem, chciałbym przybliżyć Czytelnikom procesor sterujący, który jest zaawansowany i cyfrowo i programistycznie, a mianowicie

LAKE LM 44

LAKE to firma o pochodzeniu australijskim, która zaistniała dzięki połączeniu sił dźwiękowców oraz matematyka-programisty. Od roku 2009 firma jest częścią Lab.Gruppen, która kontynuuje rozwój marki LAKE, najpierw integrując tę technologię ze swoimi wzmacniaczami mocy, a obecnie produkując nowe urządzenia, będące znów stricte procesorami systemowymi. Przykładem tego może być procesor LM 44, który jest jednym z następców kultowego, wycofanego już z produkcji, Dolby Lake’a.

WYGLĄD

Obudowa procesora jest typową konstrukcją rack o wysokości 1U. Przednią płytę stanowi odlewany profil, w którym wykonano uchwyty transportowe o charakterystycznym kształcie, dobrze znanym użytkownikom wzmacniaczy Lab.Gruppen. Pozostałe części wykonane są z blachy stalowej. Całość obudowy została polakierowana na czay matowy kolor. Na płycie czołowej znajduje się wyłącznik zasilania. Nie jest on wyłącznikiem sprzętowym, bowiem procesor po włożeniu wtyczki kabla zasilającego do gniazda pozostaje w stanie stand by. Załączenie oraz wyłączenie procesora następuje po przyciśnięciu i przytrzymaniu wyłącznika, co zapobiega przypadkowemu wyłączeniu.

W centralnej części przedniej płyty umieszczono mały wyświetlacz graficzny, który obrazuje stany pracy procesora oraz umożliwia modyfikacje części ustawień. Do zmiany podglądu podstawowych odczytów służy przycisk METER, zaś do wejścia oraz wyjścia z wybranych ustawień procesora odpowiednio przyciski MENU oraz EXIT.

Dodatkowo wokół wyświetlacza umieszczono sześć przycisków, których funkcje zmieniają się dynamicznie, w zależności od funkcji wyświetlanych na wyświetlaczu. Do wyboru parametrów zastosowano obrotowy enkoder, którego gałka umieszczona jest po prawej stronie wyświetlacza.  Na przednim panelu umieszczono również osiem wskaźników wysterowania w formie pięciopunktowych linijek LED, wraz z podświetlanymi przyciskami MUTE.

Procesor dysponuje czterema wejściami i wyjściami analogowymi oraz ośmioma wejściami i wyjściami cyfrowymi AES/EBU, więc dlaczego tylko osiem wskaźników, dodatkowo podzielonych świecącą białą kreską? Konfiguracja ta wynika z dwóch podstawowych trybów pracy procesora, których liczba kombinacji wejść i wyjść zawiera się w liczbie osiem.

Z TYŁU

Na tylnej płycie procesora umieszczone są wszelakie gniazda przyłączeniowe. Cztery wejścia analogowe wykonane są w formie żeńskich gniazd XLR, zaś cztery analogowe wyjścia w formie męskich XLRów. Wyjścia oraz wejścia cyfrowe AES/EBU zrealizowane są na gnieździe DB24. Dodatkowo zamontowano dwa gniazda RJ45, służące do sterowania procesorem lub grupą procesorów pracujących w sieci oraz do obsługi sieci Dante.

Procesor został również wyposażony w dwa wejścia i dwa wyjścia GPIO, wykonane w formie gniazda DB9. Za pośrednictwem wejść GPIO można sterować trzema funkcjami procesora, takimi jak  Protective Mute, Standy i Preset Recall. Wyjścia mogą sprzętowo sterować innymi urządzeniami w przypadku wyciszenia, stanu Standby, Fault oraz Ready.

Ostatnim w zestawie gniazd przyłączeniowych jest gniazdo sieci zasilającej, w formie typowego gniazda komputerowego, jednak z tą różnicą, że wtyczka oraz gniazdo zasilania wyposażone jest w zatrzask zapobiegający przypadkowemu wyszarpnięciu.

W ŚRODKU

Po odkręceniu pokrywy obudowy widać, że na konstrukcję tego skomplikowanego urządzenia składają się trzy płyty drukowane. Pierwsza, główna płyta, zajmuje w zasadzie cały obszar dna obudowy. Stanowi ona główny obwód elektroniczny, jak również element montażowy gniazd sygnałów wejściowych i wyjściowych. Wprawdzie takie rozwiązanie utrudnia ewentualny serwis, jednak zmniejsza konieczność tworzenia połączeń przewodami. Co do serwisu, nie wykona go byle kto, gdyż procesor wykonany jest w technologii SMD oraz BGA, a naprawa takich układów wymaga precyzji i oczywiście niezbędnej wiedzy. Na płycie głównej znajduje się przede wszystkim procesor DSP firmy Texas Instruments oraz procesor sterujący Spartan firmy XILINX.

Za zasilanie urządzenia odpowiada moduł zasilacza impulsowego, wykonanego w konwencjonalnej technice przewlekanej. Na trzeciej płytce umieszczony jest wyświetlacz z układami sterującymi oraz klawiatura przedniej płyty. Konstrukcja wewnętrzna jest bardzo przemyślana, a montaż automatyczny obwodów drukowanych sprawia, że jest bardzo estetyczna i solidna.

OBSŁUGA

LAKE LM 44 jest, jak wspomniałem wcześniej, urządzeniem bardzo rozbudowanym i w związku z tym niemożliwe, lub co najmniej bardzo utrudnione, byłoby programowanie filtrów czy crossovera za pomocą przycisków na panelu urządzenia. Dlatego też, aby mieć dostęp do pełnej "oferty" LM 44, nie obejdzie się bez komputera i dedykowanego do obsługi wszystkich procesorów serii LAKE oprogramowania Lake Controller, które jest dostarczane razem z urządzeniem.

Natomiast korzystając z wyświetlacza i manipulatorów na panelu czołowym mamy wpływ na ustawienia m.in. routerów wejściowych i wyjściowego, czułości, opóźnień (delay), polaryzacji i limiterów oraz ustawień dotyczących całego procesora, typu Frame Reset, Latency Match czy GPIO Configuration.

Oczywiście, procesor można po prostu wcześniej zaprogramować do pracy w różnych konfiguracjach i zapisać te ustawienia w presetach, które szybko przywołuje się potem w zależności od używanej aplikacji.

TRYBY PRACY

Procesor zaprojektowany jest do pracy w dwóch podstawowych trybach. Pierwszym i domyślnym jest tryb, który nosi nazwę Mesa-EQ. Konfiguruje on procesor w formie czterech równorzędnych torów lub, jak to określa producent, modułów (Modules). Drugi nosi nazwę Contour. W tym modzie utworzone są dwa tory (moduły), których sygnały mogą być rozdzielone na w sumie 6 torów wyjściowych, w różnorakich konfiguracjach.

Domyślnie jest to układ 2 na 3, czyli dwa wejścia, z których każde ma trzy wyjścia, dzielone przez crossover na pasmo niskie, średnie i wysokie. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, aby sygnał z jednego wejścia był wysłany nawet na wszystkie 6 wyjść, z tym że wtedy drugiego modułu nie da się już wykorzystać (więcej napiszę przy opisie trybu Contour).

W zależności od wybranego trybu pracy zmienia się podział wskaźników wysterowania na przedniej płycie procesora. I w tym miejscu jest odpowiedź na pytanie, dlaczego wskaźników jest osiem. W modzie Mesa-EQ mamy do dyspozycji cztery moduły, tj. cztery wejścia i cztery wyjścia, zaś w modzie Contour dwa moduły, tj. dwa wejścia i sześć wyjść. Suma sygnałów wejściowych i wyjściowych wynosi osiem i stąd taka liczba wskaźników.

KONFIGURACJA

LM 44 ma wewnętrzny zegar taktujący, a w zasadzie dwa zegary, które pozwalają na konwersję częstotliwości próbkowania cyfrowych sygnałów wchodzących, na wyjściu zaś możemy określić częstotliwość sygnału w zakresie od 44,1 do 192 kHz. Procesor może być też taktowany sygnałem zewnętrznym, którego częstotliwość może być automatycznie rozpoznawana za pomocą funkcji Auto Detection. W bloku konfiguracji istnieje też możliwość skonfigurowania wejść oraz wyjść analogowych jako wiszących lub uziemionych, w celu wyeliminowania ewentualnych pętli masowych w systemie.

Schemat blokowy przepływu sygnału w obu trybach pracy - Mesa-EQ i Contour - prezentują ilustracje powyżej. Warto zwrócić uwagę, że w całym łańcuchu audio jest aż 5 miejsc, w których sygnał może podlegać zmianie poziomu i/lub wyciszeniu. Sygnały z wejść fizycznych, tj. 4 analogowych, 8 AES3 i 4 z sieci Dante, można przyporządkowywać do wejść poszczególnych modułów za pomocą routerów wejściowych. Jest ich 8, przy czym w trybie Contour wykorzystuje się pierwsze 4, a w Mesa-EQ wszystkie 8.

Co ciekawe, każdy z routerów wejściowych ma w sumie 4 wejścia priorytetowe, do których można podłączyć 4 różne sygnały, w kolejności od "najważniejszego" do "najmniej ważnego". Wybranie funkcji "Autodetect" sprawi, że router odczytuje sygnał z wejścia o najwyższym priorytecie, a przypadku braku sygnału (lub jeśli ma on niewłaściwy format) "poszukuje" właściwego sygnału na kolejnym pod względem ważności wejściu i - jeśli znów nic tam nie znajdzie - kolejnym, itd. Można też wybrać na jednym z wejść priorytetowych opcję "Force", czyli "na sztywno" przyporządkować je do któregoś z fizycznych wejść. Będzie ono zawsze aktywne, niezależnie od tego czy będzie tam sygnał o odpowiednim formacie, czy nie.

Dzięki wejściom priorytetowym, jeśli np. podamy ten sam sygnał w formie sygnału cyfrowego i analogowego i skonfigurujemy router, aby na jedno z jego wejść podawany był sygnał AES3, a na inny sygnał analogowy, uzyskujemy redundancję połączeń z procesorem, tak że w razie jakiegoś problemu z dostarczeniem sygnału jednego formatu (np. cyfrowego) procesor automatycznie wybierze sygnał podany w innym formacie (np. analogowy). Wejścia analogowe mają najniższy priorytet, co oznacza, że nie można sygnału cyfrowego - w formacie AES3 lub Dante - przypisać do wejścia routera o niższym priorytecie, jeśli "wyżej" przypisany jest już sygnał analogowy.

I na koniec tego tematu: z menu na panelu czołowym nie możemy konfigurować wejść Dante (analogi i AESy są dostępne) - musimy skorzystać z programu Lake Controller. Pierwszy z pięciu punktów, w którym możemy regulować poziom sygnału (o czym wspominałem wcześniej), jest właśnie w routerach wejściowych. Dla kanałów analogowych istnieje możliwość wyboru czułości - 12 dBu lub 26 dBu - zaś dla sygnałów zdigitalizowanych cyfrowego trymowania w zakresie od -100 do +15 dBu, w krokach co 0,1 dB.

MESA-EQ

Po skonfigurowaniu routerów wejściowych można dokonać ustawień w obrębie czterech równorzędnych modułów w domyślnej konfiguracji Mesa-EQ. Każdy z czterech modułów wyposażony jest w mikser sygnałów wejściowych. Za jego pomocą można wybrać, z których wejść (routerów wejściowych) pobierzemy sygnał dla danego modułu, jeżeli zaś będzie ich więcej niż jeden (w sumie mamy do dyspozycji aż 8), to można ustawić ich proporcje za pomocą "suwaków" poziomów sygnałów każdego z wejść w mikserze wejściowym - jest to drugi punkt, gdzie możemy dokonywać tejże regulacji. Trudno sobie co prawda wyobrazić, gdzie i jak moglibyśmy wykorzystać możliwość zmiksowania aż 8 różnych sygnałów podanych później na wejście danego modułu.

Trzeba jednak pamiętać, że routery wejściowe mają skonfigurowane wyjścia tak samo dla wszystkich modułów, tak więc jeśli chcemy mieć możliwość pracy z 4 różnymi sygnałami (w każdym module inny), musimy dysponować minimum 4 routerami (wejściami). Dlaczego jest ich więc aż 8? Ano zapewne dlatego, że inny procesor z rodziny, słynny Dolby Lake, oferuje możliwość pracy z aż 8 modułami w trybie Mesa-EQ, a więc żeby w pełni wykorzystać możliwość obróbki 8 niezależnych sygnałów musimy mieć możliwość podpięcia innego sygnału dla każdego z ośmiu modułów - stąd 8 routerów i 8 sygnałów w mikserze wejściowym.

A że soft we wszystkich procesorach jest z dużym prawdopodobieństwem taki sam albo "zbudowany" na bazie tego, który był pierwszy (czyli Dolby Lake’a), toteż wszystkie procesory, nawet takie, którym to "do szczęścia nie jest potrzebne", oferują to samo, co rozbudowany "Dolbiak".

Wróćmy do modułów w trybie Mesa-EQ. Sygnały w każdym z modułów mogą podlegać korekcji. Do wyboru mamy korektory parametryczne i/lub graficzne. Korektor graficzny jest 28 pasmowy (tercjowy). W przypadku korektora parametrycznego mamy do dyspozycji filtry półkowe dolno- i góoprzepustowy oraz pasmowe, w których regulować możemy częstotliwość graniczną/środkową, wzmocnienie/tłumienie oraz nachylenie.

Drugim rodzajem jest filtr pasmowy o niesymetrycznym nachyleniu charakterystyki, zwany Mesa, w którym regulujemy oczywiście tłumienie/wzmocnienie, częstotliwość graniczną dolną i nachylenie dolnej części charakterystyki oraz częstotliwość graniczną góą, również z nachyleniem.

Liczba dostępnych warstw korektorów, zwanych EQ Overlays, w jednym module wynosi osiem i nie muszą on być jednego typu (mogą być i parametryczne i graficzne), a domyślnie mamy jedną warstwę korektora parametrycznego i jedną graficznego. Każdy moduł dysponuje aż 256 filtrami, które można rozdysponować pomiędzy wszystkie aktywne warstwy.

Po co takie "zamieszanie" z tymi warstwami? Wszak zmiany dokonane w jednej warstwie mają swój skutek (czyli wpływają na wynikową charakterystykę) w pozostałych warstwach, przynajmniej dopóty, dopóki dana warstwa jest aktywna? No, i właśnie tu jest pies pogrzebany. Możemy sobie bowiem np. zaprogramować kilka (jak już wiemy, maksymalnie 8) różnych ustawień korekcji dla tego samego sygnału i potem, wyłączając (bypass) lub włączając (insert) daną warstwę, szybko zmieniać korekcję sygnału.

Warstwy mogą się też przydać, jeśli korzystamy z dużej liczby filtrów, powiedzmy kilkudziesięciu - trudno sobie wyobrazić wtedy możliwość ich sterowania w jednej warstwie (a więc na jednym ekranie), zwłaszcza jeśli posługujemy się netbookiem czy tabletem z ekranem o małej przekątnej. Możemy sobie wtedy posegregować filtry na kilku warstwach i szybko, przechodząc z jednej do drugiej, kontrolować parametry poszczególnych filtrów w o wiele bardziej czytelnym układzie. O korekcji można pisać jeszcze wiele, ale przecież to nie podręcznik obsługi - myślę, że te kilka zdań dobrze naświetlają możliwości, jakie w tej materii oferuje LAKE LM 44.

W każdym module Mesa-EQ zawarty jest blok delay, pozwalający na wprowadzenie opóźnień sygnału na wejściu, jak i na wyjściu. Opóźnienie wejściowe reguluje się od 0 do 1.800 ms, zaś wyjściowe od 0 do 100 ms. Moduł zawiera również blok filtrów góo- oraz dolnoprzepustowych, z których można również stworzyć filtr pasmowoprzepustowy o symetrycznym lub niesymetrycznym nachyleniu charakterystyki.

Możemy wybrać spośród filtrów Bessela, Butterwortha czy Linkwitz-Rileya o nachyleniu charakterystyki od 6 do 24 dB/okt. Daje nam to więc "na upartego" możliwość skonfigurowania crossovera niejako "na piechotę", gdyż tryb Mesa-EQ takiego bloku nie oferuje (ale też i nie po to ten tryb został stworzony).

I już na końcu mamy kolejną możliwość regulacji poziomu sygnału oraz wyboru, na które wyjścia (fizyczne) sygnał zostanie wysłany. Co ważne, sygnał może docierać na wyjścia nie tylko "przechodząc" przez moduły, ale również bezpośrednio z wybranej grupy wejść do wybranej grupy wyjść, czyli na zasadzie przelotki.

CONTOUR

Drugim trybem pracy procesora LAKE LM44 jest tryb Contour, który oferuje dwa moduły, z których sygnał może być rozdzielony na 6 wyjść. W modzie Contour sygnał wejściowy może być stworzony z sygnałów czterech routerów wejściowych (a nie ośmiu, jak w przypadku Mesa-EQ). To zapewne również wynika z możliwości procesora Dolby Lake, który może mieć aż 4 moduły w trybie Contour, stąd konieczność zapewnienia czterech różnych sygnałów na wejściu.

W czterokanałowym mikserze wejściowym mamy do dyspozycji regulację czułości każdego z aktywnych wejść. Każdy moduł jest wyposażony w korektory parametryczne oraz graficzne, działające na identycznej zasadzie, jak w modzie Mesa-EQ. W trybie Contour jest również blok opóźnień (delay), z tą różnicą, że regulowane jest w nim opóźnienie sygnału na wejściu (np. dla całego systemu strefowego), ale także na każdym z torów wyjściowych (dla wyrównania czasowego pomiędzy poszczególnymi głośnikami w zestawie - o czym piszemy szerzej w jednym z artykułów w tym numerze - przyp. red.).

Jeśli zaś chodzi o wyjścia, to tutaj już zaczynają się tzw. "schody". W zależności o tego, jaki rodzaj modułu wybierzemy (czego dokonamy tylko za pomocą Lake Controller), możemy uzyskać rozmaite konfiguracje, od "zwykłej" 1 × 1 (korzystając z tzw. wyjść Aux, pełnopasmowych, bez crossovera) do nawet 1 × 6. Domyślnie jest to 1 × 3 (dla każdego z modułów), czyli każdy moduł dysponuje klasycznym crossoverem trójpasmowym, z wyborem trybu filtra (Bessel, Butterworth, Linkwitz-Riley). Możemy też skorzystać z filtrów o liniowej fazie, czyli filtrów FIR, które - oprócz liniowej fazy - oferują również bardzo duże nachylenie zboczy..

Przy wyborze rodzajów modułów trzeba jednak pamiętać, że jeśli w module A wybierzemy więcej niż 3 wyjścia, moduł B zostanie uszczuplony o tyle wyjść, ile jest ich więcej od 3 w module A. Czyli jeśli zaprogramujemy moduł A jako 1 x 6, modułu B nie będziemy mogli "odpalić" w ogóle, a jeśli konfiguracja modułu A będzie 1 x 5, dla modułu B pozostanie nam tylko jedno wyjście Aux.

Co do szczegółów konfiguracyjnych odsyłam do Instrukcji użytkowania, bo to bardzo obszey temat, ale jak widać LM44 oferuje możliwość dokonywania różnorakich konfiguracji, przy czym rodzaje modułów można mieszać (jeśli w module A zastosujemy crossover z filtrami FIR, w module B możemy równie dobrze też wybrać FIRy, jak i tradycyjny crossover, albo tylko wyjścia pełnopasmowe Aux).

Co ciekawe, każde wyjście również dysponuje korektorem, działającym w obrębie jego pasma, którym możemy dodatkowo wpływać na kształt wynikowej charakterystyki filtru crossovera. Na końcu każdego z wyjść, oprócz regulacji poziomu sygnału, również mamy możliwość przypisania sygnałów do wyjść fizycznych oraz "przelotu" sygnałów bezpośrednio z wyjść routerów wejściowych na wyjścia sprzętowe.

Trzeba jeszcze wspomnieć, że zarówno w trybie Mesa-EQ, jak i Contour procesor oferuje na każdym wyjściu limiter, a w zasadzie dwa limitery: szczytowy i RMS, z możliwością regulacji progu zadziałania, kształtu kolana charakterystyki oraz parametrów czasowych: attack i release.

PODSUMOWANIE

O LM 44 można by jeszcze pisać sporo. Ot, choćby o możliwości zapisywania ustawień, grupowania modułów, konfigurowania sieci, wskaźnikach sygnałów dostępnych na wyświetlaczu urządzenia i wiele, wiele innych (nie wspominając o funkcjach, jakie oferuje Lake Controller). Trzeba by jednak poświęcić na to większość, jeśli nie całość tego numeru, a na taki luksus nie mogę sobie pozwolić. Myślę jednak, że udało mi się przedstawić najważniejsze cechy procesora, a gwoli podsumowania jeszcze raz to, co najistotniejsze.

LM 44 firmy LAKE to nowoczesny, rozbudowany procesor głośnikowy. Oferuje możliwość pracy w dwóch podstawowych trybach: Mesa-EQ oraz Contour. Domyślnym trybem pracy LM-a czterdziestego czwartego jest Mesa-EQ, co jest podyktowane obecnością na jego pokładzie czterech wejść i wyjść analogowych. Taka konfiguracja sprzętowa pozwala na prostą obsługę czterech modułów zawartych w tej konfiguracji, bez udziału wejść i wyjść cyfrowych.

Ten tryb pracy, pomimo "twardego" podziału procesora na cztery moduły, jest dość uniwersalny, gdyż można za jego pomocą realizować różne konfiguracje nagłośnień. Jest on przeznaczony w zasadzie dla systemów aktywnych, zawierających własne krosowery. Świetnie sprawdzi się przy projektach wykorzystujących systemy 2 + 2 czy 2 + 1, gdzie trzeba zasilić dwa aktywne zestawy (klastry) szerokopasmowe oraz pojedynczy subbas (bądź klaster subbasów) lub dwa subbasy (klastry) stereo.

Tryb pracy Contour jest całkowicie innym modem, gdyż służy on do sterowania zestawami nie zawierającymi w swej konstrukcji crossoverów. Stosowanie tego trybu pracy w pełni jest jednak nieco utrudnione, jeśli chcemy operować tylko sygnałami analogowymi, gdyż LM 44 nie dysponuje wystarczającą liczbą wyjść analogowych, potrzebnych do obsłużenia sześciu sygnałów. Mamy oczywiście możliwość sterowania zestawów za pomocą wyjść cyfrowych. Nadmienię tutaj, że do trybu Contour stworzony jest bliźniaczy procesor LAKE LM 26, który dysponuje właśnie dwoma wejściami i sześcioma wyjściami analogowymi, ale to tak na marginesie.

Procesor może też operować sygnałami przesyłanymi za pomocą sieci Dante, która coraz śmielej sobie poczyna w sferze urządzeń live. Z kolei dołączone oprogramowanie Lake Controller umożliwia proste i wręcz intuicyjne (no, może oprócz wyboru rodzajów modułów w trybie Contour, gdzie bez instrukcji się nie obejdzie - ale ostrzegam, znalezienie w niej tych informacji nie jest łatwym zadaniem) sterowanie jednym procesorem, jak również systemem wielu procesorów.

Każdy, kto kiedykolwiek miał do czynienia z kultowym już chyba Dolby Lake’m, bez trudu odnajdzie się w nowym LM 44. Ze sprzętowego punktu widzenia to w zasadzie połowa Dolby Lake’a w jego najbardziej "wypasionej" wersji, ale za to za mniejszą kwotę. A możliwości, jak widać, wciąż potężne. Tego, kto miał więc do czynienia ze "starym, dobrym" Dolby Lake’m, chyba nie muszę już dłużej przekonywać o niewątpliwych walorach LM 44, a kto nie miał okazji pracować na procesorach spod szyldu LAKE, ten… niech wreszcie spróbuje…

Marek Kozik

Więcej informacji o LM 44 oraz innych urządzeniach marki LAKE na stronie: lake.labgruppen.com oraz polskiego dystrybutora: www.musicinfo.pl.