[You can find the English version of this article following this link/Podéis encontrar la versión en inglés de este artículo es este enlace: https://zitroztr.wordpress.com/2017/06/29/designing-a-mixer-the-formula-sound-ff6-2-by-barry-penaligon ]
Hola a todos de nuevo.
Estoy especialmente contento por poder ofrecer este artículo que es una traducción directa (disculpad algún posible error; traducir a altas horas de la madrugada puede no dar los mejores resultados) de una información que me hizo llegar el gran Barry Penaligon, del que ya pudimos disfrutar de un artículo acerca de la historia de Formula Sound (en castellano aquí: https://zitroztr.wordpress.com/2017/06/09/historia-de-formula-sound-cortesia-de-barry-penaligon y en inglés aquí: https://zitroztr.wordpress.com/2017/06/09/a-brief-history-of-formula-sound-by-barry-penaligon ) en una de mis entradas anteriores en este mismo blog.
No sé si os ocurrirá lo mismo, pero a medida que iba traduciendo el texto, me iba encariñando más y más con este GRAN mezclador. Sinceramente, creo que si te gusta el mundo del audio, de las cabinas y/o del «pinchaje», seguramente disfrutarás de esta entrada; insisto en que NO la he escrito yo, sino que simplemente me he limitado a traducirla.
Un atento saludo, y mi especial agradecimiento a Barry.
Diseñando un mezclador: el FF6.2
PUNTO DE PARTIDA
El FF6.2 ( http://www.funktion-one.com/products/ff62-dj-mixer/ ) comenzó a gestarse a resultas de una conversación con Funktion One; estábamos hablando sobre la FF6000, y mencionamos que Formula Sound estaba trabajando en un nuevo mezclador. Se sugirió que quizá sería interesante hacer un modelo sucesor de la FF6000 ( http://www.funktion-one.com/products/ff6000-dj-mixer/ ) y cómo debería ser un nuevo mezclador Formula Sound/Funktion One.
Mike Igglesden sería la cabeza visible en Funktion One; creé algunos diseños preliminares y mantuvimos un par de reuniones en Funktion One. David Bruml y John Newsham de Funktion One asistieron a esas conversaciones.
Desde el principio debía tratarse de un sucesor de la FF6000: una mesa de mezclas de montaje en sobremesa con los conectores en el panel superior [no en el trasero como en la mayoría de las Formula Sound], como en la FF6000. Comentamos sobre lo que nos gustaba y lo que no en la FF6000 y concluimos que el bucle de efectos debería salir del diseño.
La ya famosa FF-6000, predecesora de la FF6.2
Tenía la visión de una mesa de mezclas que pudiese utilizarse tanto para crear música (en un “home studio”) como para actuaciones en directo, así que le incorporamos un compresor en los canales 1 y 2 y los buses auxiliares. Pensé que el compresor sería útil no sólo para la mezcla de sonido en casa sino también para un segundo o tercer micrófono.
Funktion One pensaba que una ecualización de 4 bandas hecha a medida de sus altavoces sería una buena idea; además, previamente les habíamos mostrado un filtro variable en frecuencia sobre el que ya habíamos trabajado, y Mike vio que unos filtros paso alto y paso bajo variables en frecuencia serían un buen añadido a la mesa. Me di cuenta de que una ecualización de 4 bandas necesitaría más espacio que las 7 unidades de rack de la FF6000, y acordándome de la System 2000 decidí que deberíamos hacer un diseño de 8 unidades de rack.
Habíamos personalizado algunas FF6000 con una ecualización total (“full kill”), y a Funktion One les gustó cómo respondía este tipo de ecualización, así que acordamos que la ecualización de cuatro bandas debería responder a lo mismo.
Intuíamos que tener micro en el mezclador estaba bien, pero sería más recomendable mantenerlo con ecualización de 3 bandas; si no, se podría diseñar el módulo de salida similar al de la FF6000 sin el bucle de efectos. Mike pensó que un vúmetro de 12 LEDs estaría bien, así como una monitorización que fuese seleccionable a pre o post ecualización.
Así que hice un boceto de un panel frontal de 8 unidades de rack, con canales con selección de entrada A/B, control de ganancia, ecualización de 4 bandas, vúmetros de 12 LEDs, filtros paso alto y paso bajo de frecuencia variable desconectables, CUE, faders de 60 mm y envíos a dos buses auxiliares. Canales 1 y 2 con compresor seleccionable, y canales 3 a 6 con asignación a los lados A o B del crossfader.
El módulo de salida consistía en master, conmutador de insert, salida de cabina, balance de cabina, conmutador mono para la salida de cabina, ajuste de curva de fader, volumen de auxiliares 1 y 2, salida de auriculares y micro de mesa como en la FF6000 (micro con 3 bandas de ecualización). Los vúmetros serían similares a los de la FF6000.
Durante un tiempo me perseguía la idea de que la salida de zona debería ser remoteable (como debería ser en un distribuidor de zonas); el DJ normalmente no quiere tener que preocuparse de ajustar el nivel de audio de una zona específica, así que tener una control de zona que se pudiese montar en esa misma zona parecía una buena idea; por eso no hay control de volumen de zona en la FF6.L.
Hubo unas cuantas pruebas sobre cómo debía ser la distribución del panel frontal; tras algunas conversaciones, la asignación a bus auxiliar se modificó de un fader rotativo y un conmutador a dos conmutadores. Originariamente los canales 1 y 2 iban a tener un conmutador de apagado (mute) pero finalmente se eliminó del diseño.
PANEL DE CONEXIONES
Partimos de un panel de conexiones que era muy similar al de la FF6000. Posteriormente quitamos el conmutador de RIAA/Line de la parte trasera, de modo que los canales estéreo serían RIAA o línea mediante el conmutador A/B. También cambiamos la entrada de línea en los canales 1 y 2 en los conectores RCA por entradas balanceadas mediante conector jack.
Se habló de la posibilidad de incorporar un panel de faders desmontable como en la FF6000, pero pensé que la distribución debería ser un poco más tradicional, con el crossfader bajo los faders, y que deberíamos volver a un chasis de aluminio anodizado, así que eso fue lo que hicimos, sin panel de faders desmontable. La intención en esta fase del diseño era que EL MEZCLADOR FUESE DE COLOR MORADO.
Estas conversaciones duraron alrededor de tres meses, pero ya teníamos definidas las prestaciones y características de la mesa de mezclas y podía comenzar a trabajar en el diseño. Parte de él ya estaba prácticamente definido, porque mecánicamente la base y el panel de conexiones serían similares a los de la FF6000. El panel frontal sería de aluminio anodizado sin panel de faders desmontable, pero sí conservaría la estética de la FF6000. Las placas PCB se montarían verticalmente sobre el panel frontal (como en todos nuestros mezcladores), y los módulos de entrada serían parejas de placas PCB de los cuales el izquierdo sería la parte tradicional (entradas) y el derecho incorporaría los filtros HF y LF de frecuencia variable y el vúmetro de 12 LEDs del canal.
Había dibujado el panel frontal con una mezcla de botones rectangulares y redondos, muy en la línea de lo que habíamos hecho con la FF6000 (selección de entrada A/B rectangular, preescucha con botón circular) para ofrecer la mejor estética posible; así, los botones de los filtros paso alto y paso bajo son redondos para distinguirlos de los de buses auxiliares y de asignación de crossfader. Esos botones están retroiluminados por LED (como en la FF6000), y originariamente iban a tener 3 ó 4 colores, a sugerencia de Funktion One (los habituales rojo y verde, y además amarillo y posiblemente azul). Produjimos varios prototipos con esos botones LED multicolor, pero ambos (Formula Sound y Funktion One) llegamos a la conclusión de que era mejor dejarlos en el clásico rojo/verde.
ELECTRÓNICA
Mientras estábamos trabajando en el diseño exterior del mezclador, yo andaba pensando cómo obtener el mejor sonido. La inclusión de los filtros paso alto y paso bajo de frecuencia variable incrementaría el consumo de corriente (más corriente y potencialmente mayor ruido), así que decidí que necesitaría 4 líneas de tierra. Serían una para las conexiones de entrada y salida otra para las señales de audio a través del mezclador, otro para las señales que no fuesen de audio, y otra para los circuitos de control (filtros de frecuencia variable y control remoto de volumen de zona).
Empecé a diseñar los módulos de entrada de los canales 1 y 2. No vi ningún motivo para cambiar el cable plano flexible para llevar la señal y la alimentación entre placas PCB, así que asigné las señales a los cables del bus flexible y vi que necesitaríamos un bus de 34 pistas.
Era evidente que con un diseño de 8 unidades de rack sería difícil diseñar las PCBs con componentes discretos en ese espacio (a diferencia de los componentes de montaje superficial, SMD). No queríamos asumir ningún riesgo por no utilizar componentes discretos (porque nuestros productos siempre han sido fáciles de reparar), así que intenté ver si aumentando la densidad de componentes aún podíamos utilizarlos. Vi que utilizar PCBs secundarias (“hijas”) me permitiría usar esos componentes discretos y meterlos todos en las PCBs.
Dibujé los circuitos que necesitaría para los canales 1 y 2, identificando dónde se necesitaría nueva circuitería, y dónde se reutilizaría de algún otro diseño. La ecualización con atenuación total sería una versión de 4 bandas de la que ya teníamos de 3 bandas en unas cuantas FF6000 y FSM-600 personalizadas que ya habíamos fabricado anteriormente, e iría en una placa secundaria. Funktion One especificó las frecuencias, calculé los valores de los componentes y construí la ecualización en esa placa “hija”.
Quería mantener los micros en un bus separado de micros porque no estaba seguro de que los micros de los canales 1 y 2 fuesen a ser internos. También necesitaba una monitorización separada de pre y post ecualización. Estos dos requisitos implicaban señales conmutables de micro/línea y salida de monitores pre/post EQ; en ambos casos la conmutación era similar, pero no se podía adaptar a los conmutadores que ya teníamos; necesitaríamos o bien relés o bien conmutación mediante transistores FET. A pesar de que ya habíamos utilizado relés en la FF6000 para el bucle de swap, nunca me pareció la mejor solución, así que decidí que sería mejor usar conmutación por FETs. [Nota sobre el bucle de swap/de delegación/de conmutación/loop swap, del manual de la FF6000: «LOOP SWAP – Este conmutador permite la asignación del procesador de efectos; por ejemplo, si se estaba utilizando un solo procesador, conectado a FX1 (asignado desde el XF-A), se podría utilizar en el bucle loop 2 (asignado desde XF-B) simplemente pulsando el botón Loop Swap. Los colores rojo y verde de sus LEDs también conmutan como recordatorio de que la asignación swap está seleccionada»]
En 2009 revisé la conmutación del bus de micros en la PM-100 para utilizar conmutación mediante FET, así que decidí adaptarlo en una placa auxiliar para usarlo para señales estéreo. Este tipo de conmutación se podía activar con el conmutador de entrada A/B para micro/línea, y con el de pre/post EQ, así que resolvía ambos problemas a la vez.
La PM-100 en configuraciones de 8 y 4 canales
Los integrados disponibles comercialmente para los vúmetros LED se habían vuelto obsoletos, así que decidí utilizar un vúmetro de 12 LEDs basado en transistores en las entradas. Esta forma de implementarlo tiene la ventaja de que utiliza una sola corriente para todos los LEDs en serie, a diferencia de las corrientes en paralelo, así que la corriente utilizada es menor. La PM-80R utiliza este diseño, así que lo reutilicé para los vúmetros.
Originariamente todos los LEDs serían rectangulares de 5×2 mm, pero Ian McDonald (Formula Sound) pensaba que los LEDs circulares ofrecían mejor aspecto. Ya estábamos utilizando LEDs circulares en la PM-80R. Tras una breve conversación con Funktion One, estuvieron de acuerdo y nos quedamos con la idea de los LEDs circulares (excepto para el Mute).
Los filtros paso alto y paso bajo de frecuencia variable estaban basados en un circuito que habíamos desarrollado hacía algunos años, pero uno de los componentes ya no estaba disponible, así que tuve que empezar prácticamente desde cero con un nuevo diseño. La frecuencia de los filtros varía mediante un potenciómetro, con una resistencia digital se ajusta un control digital, pero manteniendo la señal en analógico, así que utilizamos esa resitencia digital o “digi-pot” para variar la frecuencia de los filtros HF y LF MANTENIENDO LA SEÑAL EN EL DOMINIO ANALÓGICO EN TODA LA CADENA de audio.
El compresor está basado en el de la FSM-600, a pesar de que éste opera sobre las entradas de micro y línea de los canales 1 y 2. Decidí que sacaría los controles de umbral y compresión fuera del mezclador, para que el usuario pudiese cambiar los ajustes (como en una sala, no en un directo).
El resto de circuitos de entrada son muy similares a los de la FF6000; el circuito de micro es idéntico.
Los canales estéreo 4-6 están basados en los canales 1 y 2 pero sin compresor, sin conmutador FET de micro de bus, con asignación A/B y la entrada Línea/Micro se sustituye por RIAA/Línea. La entrada de phono se ha puesto en un módulo independiente porque cabe la posibilidad de utilizar otro circuito RIAA en el futuro.
Con la sección de entradas ya diseñada, comencé con las salidas. Consisten en 4 PCBs montadas verticalmente y un PCB para vúmetros montado horizontalmente tras el panel frontal (la FF6000 tiene 4 PCBs + display).
La placa del micro de mesa y de auriculares es muy similar a su equivalente en la FF6000. La única diferencia real es la ecualización de 3 bandas en el micro en lugar de la de 2 bandas de la FF6000. La selección pre/post ecualización es… bueno, eso, simplemente conmuta los FET pre o post EQ de los canales de entrada a través del bus plano. Esto fue lo más fácil de diseñar porque básicamente era una copia de la FF6000. Me gustaría mencionar que en 2011 cambié el controlador de auriculares en la FF6000 a uno basado en transistores (también lo cambié en la FSM-600 y en la PM-100), porque el integrado que estábamos utilizando en los circuitos anteriores había cambiado su rendimiento. CUALQUIERA CON UNA FF6000 ANTERIOR PUEDE OBTENER DE FORMULA SOUND UNA PEQUEÑA PCB QUE SE INSERTA EN EL ZÓCALO DEL CIRCUITO INTEGRADO si notan que la salida de auriculares no suena todo lo bien que debería. El controlador de auriculares basado en transistor es tan bueno como cualquier salida de auriculares que he monitorizado, así que lo he vuelto a utilizar.
Las salidas balanceaas en la FF6.2 son ligeramente mejores que en la FF6000. El CMRR (common mode rejection ratio) es un poco mejor porque está sintonizado individualmente en cada salida balanceada. La salida de zona se controla de la misma forma que se controla remotamente en el ZMR80; la ganancia de un operacional (no es un VCA) se modifica para ajustar el volumen desde un panel remoto.
El bus de micro tiene un conmutador en la base del mezclador para que el usuario pueda enrutar los micros de los canales 1 y 2 hacia la cabina o hacia fuera de ella; de nuevo sólo es accesible internamente (again its only accessible on set up).
La mayoría del resto de PCBs de salida son circuitos que ya se utilizaron en la FF6000. El ajuste de curva de crossfader es el mismo.
El vúmetro está basado el el display de la FSM-600. Actualmente estoy rediseñándolo utilizando el vúmetro de 12 LEDs basado en tansistores que usé en las entradas. El motivo de utilizar originariamente el circuito integrado de la FSM-600 era la falta de espacio, pero me las he apañado para meterlo dentro del PCB, aunque conllevase utilizar algún componente SMD.
La fuente de alimentación iba a ser la misma que la de la FF6000, pero el primer prototipo mostró que el consumo de corriente era muy elevado, así que tuve que diseñar una nueva placa PCB para la fuente; no era especialmente complicado, pero el diseño de la PSU puede afectar al suelo de ruido. Sin embargo, la nueva placa para la PSU estaba bien.
La FF6.2 tiene dos PCBs por cada entrada, así que tenemos el doble de placas de entrada que en cualquiera de nuestras mesas anteriores. Además, las propias PCBs tienen placas secundarias. Las placas de salida también tienen placas adicionales, así que LA COMPLEJIDAD DE ESTE MEZCLADOR ES SIGNIFICATIVAMENTE MAYOR QUE CUALQUIER OTRO QUE HAYAMOS FABRICADO HASTA AHORA.
PRIMEROS DISEÑOS
El primer prototipo desveló algunos problemas mecánicos que fueron corregidos fácilmente, así como algunos problemas eléctricos; algunos de ellos eran sencillos de resolver, pero había dos problemas de ruido (inicialmente pensábamos que era sólo uno, pero degeneró en tres problemas en paralelo)
Inicialmente pensamos que el ruido era simplemente un problema de toma de tierra, y que encontrando dónde estaba lo resolveríamos fácilmente. Nuestro primera análisis daba a entender que dicho problema estaba en la salida, así que desmontamos las entradas y bajamos a tierra la señal tas la primera etapa de salida: encontramos rápidamente que el punto de masa para la salida estaba en un lugar incorrecto, y lo corregimos.
Sin embargo, cuando volvimos a conectar las entradas, el ruido reapareció. Tras investigar bastante (sobre todo a base de prueba y error; los niveles de ruido de bajo volumen son difíciles de rastrear), nos dimos cuenta de que las resistencias que llevan el audio al bus tenían pistas que eran demasiado largas, y actuaban como antenas, capturando ruido. Redujimos su longitud y el nivel de ruido mejoró en la mayoría de los ajustes, pero cuando se tenía seleccionada la entrada RIAA, era demasiado alto. De nuevo encontramos la causa: una pista que era demasiado larga en el módulo de phono, y reduciendo su longitud finalmente obtuvimos el nivel de ruido que estábamos buscando.
Mientras estábamos buscando el origen del ruido en el primer prototipo, nos dimos cuenta de que el mezclador se estaba calentando más de lo que esperábamos; demasiado caliente para ser aceptable, y la única solución era un par de ventiladores, uno a cada lado del mezclador.
La mayor parte del trabajo sobre los prototipos la hizo Ian McDonald de Formula Sound. Los filtros de frecuencia variable y el control remoto de zona utilizan un control digital de resistencia que nos permite mantener la señal en analógico pero empleando un control digital. Ian McDonald escribió los programas de los controladores PIC tanto del filtro como del panel remoto.
ESTÉTICA
Mientras estábamos trabajando sobre los prototipos, Funktion One estaba diseñando la parte estética del panel frontal. Les enviamos una selección de botones para que eligiesen. Funktion One proporcionó un diseño frontal impresionante que seguramente no se nos habría ocurrido a nosotros, poniendo el etiquetado de entrada en una columna cerca de las salidas, y simplificando así el texto para las entradas. El tipo de letra elegido le da al mezclador una estética radicalmente distinta. Funktion One nos dijo su elección de los knobs (que fue precisamente la que más nos gustaba a nosotros) y eso completaba la estética del mezclador.
Mientras Funktion One estaba acabando la estética, comenzó el debate sobre cómo debíamos bautizar esta nueva mesa de mezclas. Nuestra sensación es que debía haber alguna relación con la FF6000; “FF” SE HABÍA ELEGIDO ORIGINALMENTE PARA DENOTAR “FORMULA FUNKTION”, así que estaba asumido que tendría el prefijo “FF”.
Se barajaron nombres como “FF600”, “FF60”, y no recuerdo bien quién sugirió “FF6.2” (lo que recuerdo vagamente es una conversación sobre el nombre con Ian), pero todos acordamos que “FF6.2” sonaba bien para este mezclador.
Originariamente EL FRONTAL IBA A SER MORADO DE METAL ANODIZADO, pero no encontramos un morado adecuado, así que optamos por el tradicional negro.
PRIMERAS UNIDADES
Las primeras unidades de producción se ensamblaron y se enviaron a Funktion One para evaluarlas y probarlas con uso real. Salieron a la luz algunos problemas técnicos, un problemilla en la fuente de alimentación y un ruido que sólo aparecía en algunas unidades. Hicimos muchos cambios para mejorar el nivel de ruido, y cada vez ese problema de ruido volvía a aparecer. Finalmente nos dimos cuenta de que el cableado se podía mover durante el transporte y acababa cerca del transformador. Simplemente, se sujetó el cable y asunto solucionado.
Pero el problema de la fuente de alimentación era también difícil de identificar. Inicialmente pensamos que era por el arranque de la PSU, y efectuamos algunos cambios que parecían solucionarlo, pero el problema reaparecía aleatoriamente. Finalmente descubrimos que uno de los reguladores tenía una protección a cierta combinación de corriente y voltaje, así que una ligera reducción en la tensión fue suficiente para resolver este último problema.
Las pruebas de campo de Funktion One proporcionaron muy buenas críticas en el mezclador, especialmente con los filtros de frecuencia variable y con la calidad de audio en general.
Comenzamos a entregar la FF6.2 a finales de 2016, y seguidamente la FF4.2, y las versiones rotatorias de la FF6.2 y FF4.2 este mismo mes (junio de 2017).
PRECIO Y SEGMENTO
El precio de la FF6.2 se fijó despueś de diseñar el mezclador; no había estado pendiente del coste en la fase de diseño (simplemente, me centré en el diseño y el rendimiento). Cuando dicha fase de diseño acabó, hallé la suma del coste de los componentes y la construcción, y me quedé ligeramente sorpendido de que fuese tan alta. El precio de venta refleja lo que cuesta construir una mesa de mezclas en Inglaterra.
La FF6.2 tiene un aspecto ligeramente diferente a los anteriores mezcladores de Formula Sound, pero echando un vistazo más en profundidad a la cadena analógica de señal, o a las placas PCB montadas verticalmente usando componentes discretos, es inconfundiblemente un mezclador Formula Sound. Cuando escuchas su calidad de audio y lo utilizas por primera vez, te das cuenta de que tiene todo lo que se puede esperar de una mesa de mezclas Formula Sound.
¿Y cómo es la FF6.2 en comparación a los mezcladores anteriores de Formula Sound? La calidad de sonido con equipamiento de test/referencia es ligeramente mejor. La ecualización es con atenuación total; todos nuestros mezcladores anteriores (a excepción de algunas FSM-600 y FF6000 personalizadas) tenían una ecualización menos agresiva, así que la FF6.2 suena diferente. A algunos puede que no les guste la ecualización de 4 bandas, pero estoy convencido de que a cualquiera que le guste la System 2000 le gustará la ecualización de la FF6.2. Los filtros PA/PB de frecuencia variable funcionan realmente bien, aunque, como tantas cosas, es cuestión de gustos si se quiere utilizar o no.
La ya famosa System 2000 en una configuración personalizada de 7 canales (no configurada así por Formula Sound)
Actualmente el circuito de phono es el mismo que el de la mayoría de nuestros mezcladores anteriores, incluso hasta en la PM-80, pero tengo un nuevo diseño que -creo- ofrecerá un comportamiento un poquito mejor. Muchos puede que digan que la PM90 suena ligeramente distinta; puede ser porque la PM-90 incorpora un filtro de rumble.
La FF6.2 se ha diseñado y construido para durar lo mismo que cualquiera de nuestras anteriores mesas; nos hemos visto obligados a utilizar unos pocos componentes SMD, pero los hemos limitado a partes donde no había más remedio (bien por espacio o bien por disponibilidad de los componentes), pero la mesa sigue siendo fácilmente reparable y el mantenimiento es sencillo.
Con la FF6.2 ya acabada, pienso en lo siguiente que vendrá; creo que aún queda sitio para mejorar en el diseño de los mezcladores analógicos. Me gustaría crear un mezclador que ofrezca el mejor rendimiento con vinilos, y tengo algunas ideas para conseguirlo. Tengo también algunas ideas para un circuito de micro ligeramente mejor, y también para una etapa de salida aún mejor; ambas mejoras serían pequeñas e incluso difíciles de apreciar, pero CREO FIRMEMENTE Y QUIERO INTENTAR CREAR UN MEZCLADOR TAN BUENO COMO FÍSICAMENTE SEA POSIBLE (medido con equipamiento de test).
La FF6.2 es el mezclador que es gracias a la colaboración entre Formula Sound y Funktion One; el diseño electrónico está totalmente hecho por Formula Sound, pero la estética, la ecualización a 4 bandas y los filtros de frecuencia variable se los debemos a Funktion One y en particular a Mike Igglesden. Juntos hemos creado una mesa soberbia con un sonido espectacular.
AÑADIDO POR MÍ:
Tengo que comprobar si los modelos finales de la FF6.2 corresponden a las imágenes anteriores (sacadas principalmente de Thomann UK, si mal no recuerdo), o si se incorporaron los pulsadores transparentes que ya se han empezado a incluir en las PM-100; me suena que alguna foto de FF6.2 con ellos he visto alguna vez. Aquí una imagen de mi nueva PM-100, que los traía de serie:
Zitro 