About Modular Synth 6화 : VCA (feat.엔벨롭)

옥자/매니저
2019-11-08
조회수 5119


이번 화는 VCA 모듈에 대해 이야기해 볼 텐데요, 본격적인 설명에 앞서 VCA가 뭔지 정말 단순하게 설명해 볼게요. (너무 단도직입..)

*현재 사용하고 있는 여러 음향 장비들에 장착된 다양한 디자인의 볼륨 노브와 페이더. 왼쪽 상단부터 시계방향으로 오디오 믹서, 베이스 앰프, 라디오, 스피커 앰프, 카세트 플레이어.


굳이 모듈러신스가 아니어도 앰프, 믹서, 라디오, 스피커, 전자악기 등등.. 주변에서 흔히 볼 수 있는 여러 음향 장비에서 흔히 볼 수 있는 이 볼륨노브.

올리면 볼륨이 커지고, 내리면 작아집니다. 아주 단순한 기능입니다. 

그러면 저 노브를 오른쪽, 왼쪽 혹은 위, 아래로 왔다 갔다 반복하면 볼륨이 커졌다가, 작아졌다가 하겠죠? 

이게 VCA의 기본적인 기능입니다. VCA는 통과하는 신호의 강도를 변경할 수 있습니다.

하지만 중요한 포인트는 신호의 강도를 변경하기 위해 손으로 직접 노브를 돌리지 않아도 됩니다. 입력되는 CV신호가 이 역할을 합니다.


(Feat. 엔벨롭)

VCA에 대한 이야기를 본격적으로 하기 전에 ‘엔벨롭 제네레이터’라는 모듈에 대해 잠시 언급해야 할 것 같은데요, 엔벨롭은  VCA모듈의 사용에 있어 꼭 필요한 기본 모듈이기 때문입니다.

엔벨롭에 대해서는 ‘14화(엔벨롭 & Function Generator)에서 자세히 다룰 예정이기 때문에 아주 간단히 설명하고 넘어가도록 할게요. 


Modulation Source 

제가 이전화”About Modular Synth 5화 : 오실레이터와 LFO(2편) - LFO”에서 이야기 했던 “모듈러신스의 가장 큰 재미이자 핵심 요소는 모듈레이션이다 ”라는 내용을 기억 하시나요? 

엔벨롭은 시스템에서 이러한 다양한 변조를 만들 수 있는 소스(Modulation Source)로 사용할 수 있습니다. 


참고로, 모듈레이션 소스는 크게 아래 4가지 타입으로 분류할 수 있는데요,

1. 엔벨롭 제네레이터 (Envelope Generators : 14화에서 더욱 자세히..) 

2. LFO (Low Frequency Oscillators : 지난 5화 참고)

3. 랜덤 소스 (Random Sources : 13화에서 자세히..)

4. 퍼포먼스 컨트롤러 (Performance Controllers : 14화에서 자세히..)

일반적인 패칭에서 엔벨롭은 이 4가지 중 가장 많이 사용하는 모듈레이션 소스 입니다.


EGs (Envelope Generators)

이러한 엔벨롭 제네레이터는 모듈에 생명을 불어넣는 아주 기본적인 모듈이라고 할수 있습니다. 엔벨롭이 어떤 모듈에 패칭이 되는지에 따라 음의 길이, 음량, 음색, 음의 높낮이 등 무궁무진한 변조를 할수 있습니다.

*k

*다양한 엔벨롭 제네레이터 모듈들. 왼쪽부터  Doepfer의 'A-140', Frequency Central의 'System X Envelope', Intellijel의 'Dual ADSR', Tiptop Audio의 'Z4000 VC-EG'.


엔벨롭 제네레이터 모듈에 게이트 또는 트리거 신호가 입력되면 엔벨롭이 생성되어 아웃단으로 출력됩니다.

*Attack, Decay, Sustain, Release / 그림 출처 : libremusicproduction.com


엔벨롭은 일반적으로 0V에서 시작하여 최대 레벨까지 상승 후 시작된 위치로 되돌아갑니다. 

이 한 사이클을 단계별로 이름하여 A,D,S,R이라고 부릅니다.

모듈에 따라  A,D,S,R 중 측정단계가 생략되기도 하며 디자인이 천차만별이지만 중요한 공통점은 “0->상승->최대레벨->하강(0)”의 사이클로 움직인다는 것입니다. 

또 일부 EG는 이러한 전압의 사이클 패턴을 생성할 수 있는 자동 반복 기능을 장착하고 있어서 이 사이클 스위치를 열면 트리거 신호가 입력되지 않아도 엔벨롭이 생성됩니다.

역시 글로 설명하니 복잡해 보이지만 중요한 포인트는 "엔벨롭 모듈은 전압의 상승과 하강의 사이클 패턴을 생성하며 이를 모듈레이션 소스로 사용할 수 있다." 정도로만 기억해 주셔도 충분 할 것 같습니다. (자세한 설명은 14화에서...)

엔벨롭에 대한 설명은 이쯤에서 접어두고 다시 VCA에 대한 설명을 이어가겠습니다.


VCA(voltage controlled amplifier)

VCA 모듈은 IN 단자(노란색 네모)에 레벨을 변조하고 싶은 신호를 입력하고 VCA를 통해 레벨이 변조된 신호가 OUT 단자(빨간색 네모)로 출력되는 비교적 간단한 구조입니다.

*다양한 VCA 모듈들. 왼쪽부터 Intellijel의 'Quad VCA', Mutable instruments의 'Veils', ALM Busy Circuits의 'ALM009 - Tangle Quartet', Doepfer의 'A-132-3'.


“VCA(Voltage Controlled Amplifier)”라는 이름을 풀어서 한번 생각해 볼까요?

’Voltage Controlled’ : 맨 처음에 이야기했던 볼륨을 높였다 낮췄다 할수 있는 `손`의 역할처럼 외부에서 입력되는 CV를 사용하여 출력되는 신호의 크기를 결정할 수 있음을 의미합니다. 외부 CV는 엔벨롭제네레이터, LFO등을 예로 들 수 있습니다.

CV 입력단자(파란색 네모)에 이러한 외부 CV를 입력합니다. CV입력 단자 옆에 짝지어 있는 노브가 있다면(없는경우도 있다.) 입력되는 CV의 양 조절 노브 입니다.

.

*이 단자에 입력되는 CV의 전압이 높으면 = 볼륨이 커지고(출력되는 신호의 강도가 세진다.) CV의 전압이 낮으면 = 볼륨이 작아진다.(출력되는 신호의 강도가 작아진다.)

 

'Amplifier’ : 신호의 레벨을 높일 수 있는 증폭기, 혹은 앰프를 의미하지만, 실제로는 대부분 레벨을 줄이거나 ‘Attenuate(감쇠)’ 하는 기능을 합니다.(VCA를 ‘Voltage Controlled Attenuator’ 라고도 하는 이유입니다.)

일반적으로 입력 CV가 최대 값에 도달하면 입력 신호와 출력 신호의 레벨이 동일한 ‘유니티 게인(Unity gain : 보통 오디오 믹서에서 0dB의 상태)’이 됩니다. 


VCA 모듈에는 레벨 또는 게인 컨트롤이 있는 경우가 많습니다. 

이 노브(연두색 네모)를 올리면 외부 CV 없이도 VCA가 ‘오픈’됩니다. (만일 CV 입력에 게이트 소스를 넣었는데 음이 안 끊어 지고 미세하게 들린다면 먼저 게인 레벨이 올라가 있는 건 아닌지 확인해 봐야 합니다.)

하지만 모듈에 따라 CV 입력에 패칭이 되면 이 노브가 입력 신호의 게인 레벨이 아닌, 입력되는 CV의 양 조절로 바뀌는 경우도 있습니다. (두 번째 모듈의 경우)


대부분의 패치에는 노트의 음량을 조정하기 위해 하나 이상의 VCA가 포함되어 있습니다. VCA는 볼륨을 제어해 음의 길이를 끊어주는 기본적인 기능 말고도 패치 중간에 유용하게 사용되는데, 예를 들어 트레몰로 또는 비브라토 효과의 강도, 또는 한 VCO가 다른 VCO를 얼마나 강력하게 변조하는지와 같은 변조의 ‘depth’를 컨트롤 할 수 있습니다. 

VCA는 정말 많은 용도로 쓰이고 있는 모듈 중 하나이기 때문에 유저들은 “절대로 VCA를 만족할 만큼 많이 가질 수는 없다”고 이야기하기도 합니다. (비단 VCA뿐이 아니겠지만..)

일반적으로 많은 제조업체가 단일 모듈에서 두 채널 이상의 VCA를 제공하는것도 이 때문입니다.

또 VCA를 ‘Gates’ 혹은 ‘Valves(밸브)’라고 부르기도 한다는데 이는 VCA를 통해 흐르는 무언가를 통제하고 조절한다는 물리적인 비유입니다. (이전화에서 CV에 대해 이야기 할때 제가 수도꼭지에 비유했던것과 비슷합니다.)

VCA를 다양한 용도로 사용할 수 있지만, 결론적으로 VCA를 통한 변조는 모두 같은 원리입니다. 신호가 세기가 커졌다 작아졌다 하는 `진폭`을 변조하는 것인데요, 

이러한 변조를 AM(amplitude modulation)이라고 합니다.


지금까지 설명한 VCA 모듈의 기능을 동영상을 통해 확인해 보겠습니다.



Control voltage 대비 Output levels

VCA모듈의 전압에 대한 이야기를 해볼께요. VCA는 0~8V와 같은 특정 범위의 CV를 수용하도록 설계되었습니다.

일반적으로 최대 CV를 수신하면 감쇠도 증폭도 없는 유니티 게인에서 신호를 통과합니다.

그러나 CV 입력에 패치 된 모듈(엔벨롭 제네레이터 등)은 0~10V와 같은 다른 전압을 사용할 수 있는데, VCA가 이렇게 수용 범위보다 높은 전압에 반응하는 방식은 모듈마다 다릅니다. 

입력 CV가 더 높아지더라도 8V에서 유니티 게인에 도달하고 더 이상 신호를 증폭하지 않는 VCA도 있고, 8V에서 유니티 게인에 도달하고 CV가 그 이상 10V까지 올라가면 그 만큼 신호가 더 증폭되는 VCA도 있습니다.

(이를 정확히 확인하려면 제조업체에 문의하거나 오실로스코프를 사용하여 직접 테스트하는 방법도 있지만, 보통은 매뉴얼을 보면 확인이 가능합니다.)

VCA가 신호를 단순히 감쇠하는 것이 아니라 실제로 증폭하더라도, 결국 전원 공급 장치의 한계에 의해 제한될 수 있습니다.

예를 들어, 유로랙은 -12~+12V 전원 공급 장치를 사용합니다. 대부분의 모듈에 사용되는 칩의 실제 한계는 신호가 10V에 도달하면 신호를 제한하거나 ‘클립’합니다.

엔벨롭의 피크부분에서 찢어지는 듯 소리가 왜곡된다면 아마도 이 한계에 도달했을 가능성이 큽니다. 이런 경우 VCA로 들어오는 신호를 감쇠하거나 VCA에 연결된 CV를 감쇠합니다. (일부 VCA는 특정 레벨 이상의 신호를 `증폭`할 수 없습니다.)


VCA는 일반적으로 패칭에 필요한 기본 요소이며 그다지 많은 컨트롤이 필요하지 않기 때문에 VCA기능에 다른 기능이 추가된 결합형 VCA도 있습니다.

다양한 디자인의 VCA들을 한번 살펴보겠습니다.


결합형(Combo) VCA

1.엔벨롭 제네레이터 + VCA

*왼쪽부터 Harvestman의 'Double Andore mkll', WMD/SSF의 ADSRVCA, Endorphin.es의 'Grand Terminal’


2.LFO + VCA

*AJH Synth mini mod dual LFO + VCA

이러한 형태는 자체 LFO가 결합되어 있기 때문에 음악적인 효과를 주기에 상당히 편리하게 사용할 수 있을것 같은데요,

예를들면 모듈레이션 휠 이나 비슷한 류의 컨트롤러를 이 VCA의 CV입력에 패치 합니다. 그러면 그 컨트롤러의 전압이 올라갈때만 자체 LFO가 출력이 되고, 전압이 내려가면 출력이 안되겟죠? 이 VCA 출력을 VCO, VCA, VCF 등 다른 모듈에 패치 하면 이 모듈의 LFO로 비브라토, 트레몰로, 혹은 와우패달과 같은 효과를 만들 수 있습니다. (조금 헷갈리시는 분들은 제가 말한 경로를 다시 한번 천천히 생각해 보세요. 패칭을 머릿속으로 그려보는 것도 많은 도움이 됩니다.)


3.VCF + VCA 

필터 + VCA는 또 하나의 클래식한 조합이기도 합니다.

*왼쪽 부터 Dave Smith Modular의 ‘DSM01’, Frequency Control의 'Vogue VCF/VCA’, Verbos Electronics의 ‘Amplitude & Tone Controller’


패닝 VCA

두 개의 VCA를 함께 패치하여 스테레오 패닝 회로를 만들 수 있습니다. 

두 채널의 VCA 출력을 각각 L,R 패치하고 VCA1과 VCA2의 레벨을 반대로 만들어 주면 되는데요, 조금 복잡해 보일 수 있지만 VCA1에 입력되는 CV를 반전시켜 VCA2에 넣어주면 됩니다. (CV의 반전에 대해서는 ‘15화 로직(Logic)모듈’에서 다시 이야기해 보겠습니다,)

이러한 패닝 컨트롤이 회로적으로 미리 연결돼있는 듀얼 VCA 모듈 몇 가지를 소개해 보겠습니다.

*왼쪽 부터 Intellijel의 'Azimuth ll', ACL의 'VC Panning Amplifier' Cwejman의 'VCA-2p Panning VCA’,SSF의 ‘UltraHeterodyne’, Happy Nerding의 ‘3x VCA' : 특히 해피 너딩 '3x VCA'는 세 개의 VCA 각각에 대해 내장된 유틸리티 믹서와 동등한 기능을 갖추고 있어 유용하다.



이번화 에서는 VCA의 기능과 모듈에 대해서 알아봤습니다.

다음 7화에서는 또 다른 베이직 모듈인 VCF에 대한 설명을 이어 가도록 하겠습니다.!



23 6

계좌번호 : KB국민은행 194601-04-263479 옥토모 |  PAYPAL : octomodularsynth@gmail.com | 문의 : +82) 070 8065 7075 | Email : octomodularsynth@gmail.com  데모룸 주소 : 서울시 은평구 통일로 596 2F 옥토모 & 모듈라서울 운영본부 

상호 : 옥토모 | 대표 : Lim Yong Ju | 사업자등록번호 : 876-44-00338 | 사업소재지 : 경기도 고양시 일산동구 경의로 25-37 201-409 | 통신판매업신고번호 : 제 2018-고양일산동-0441호 | 개인정보책임자 : Lim Yong Ju | 호스팅 제공자 : (주)아임웹