Настройка малых и средних залов.

 

Системы звукоусиления предназначены для того, чтобы донести чистый, прозрачный звук в правильном динамическом и частотном диапазоне с достаточной громкостью до всех слушательских мест, сделать прослушивание музыкальных и речевых программ возможно более комфортным, создать эффект присутствия.

 

По своему функциональному назначению залы, в которых устанавливаются системы звукоусиления, отличаются друг от друга. Например, на дискотеках основное внимание уделяется танцевальной площадке. Здесь главное создать равномерное звуковое поле над головами танцующих, воспроизвести весь динамический и частотный диапазон музыкальных программ, причем ограничений по мощности в используемых звукоусилительных системах практически не существует. В ресторанах и ночных клубах системы звукоусиления должны обладать некоторой универсальностью. Они должны транслировать с неизменным качеством фоновую, камерную, симфоническую, блюз, рок, диско и другую музыку, а также " живые" выступления музыкантов. Такой же универсальностью должны обладать системы звукоусиления и в концертных залах.

Каждый зал, в зависимости от его архитектурных особенностей и функционального назначения, требует индивидуального подхода при проектировании звукоусилительных систем. В данной статье предлагается рассмотреть особенности построения систем звукоусиления, исходя из размеров зала, а не от функционального назначения, предполагая, что данное помещение может использоваться как многоцелевое.

 

С увеличением пространства проблемы, связанные с обеспечением чистого, понятного (разборчивого) звука и необходимого уровня звукового давления, а значит и громкости воспроизведения музыкальных и речевых программ, растут. Это связано с тем, что чем дальше от источника звука (акустической системы звукоусилительного комплекса) находится слушатель, тем меньше уровень громкости воспроизводимой программы. В пространстве, в котором отсутствует реверберация, например на улице, уровень звукового давления уменьшается в два раза (на 6 дБ) при удалении от источника на двойное расстояние.

 

Вторая проблема, которая возникает при озвучивании помещения это реверберация, присущая каждому помещению. Если слушатель располагается вблизи акустической системы, то он находится в " прямом поле". Это поле, где звук, идущий от акустической системы, гораздо громче отраженного звука. При удалении от акустической системы звук, отраженный от пола, потолка и стен помещения, становится громче звука, приходящего непосредственно от нее.

 

Вот здесь и начинаются проблемы. В реверберационном пространстве всегда найдется точка, где отраженный звук сильнее, чем прямой. Надо отметить, что уровень звукового давления стремится

 

к постоянному значению в реверберационном (диффузном) поле, независимо от того, где находится слушатель. Расстояние от акустической системы, на котором уровни прямого и отраженного звука равны, называется " критическим расстоянием". Когда слушатель находится в реверберационном поле, то звук, который он слышит, япо большей части является отраженным от пола, потолка и стен помещения и лишь небольшая его часть идет непосредственно от акустической системы. Все эти отражения достигают ушей слушателя через слегка различающиеся промежутки времени, имея несколько больший уровень звукового давления, чем прямой звук. В результате для слушателя, находящегося в реверберационном поле, теряется разборчивость и прозрачность звука.

 

Проблему реверберационных полей можно решить двумя путями. Первый - это изменить форму и отделку отражающих элементов стен и потолка помещения. Но на практике изменить интерьер помещения таким способом практически невозможно. Второй путь - это правильно спроектировать звукоусилительный комплекс, чтобы он смог преодолеть проблему реверберационных полей в помещении.

 

Основное внимание при проектировании звукоусилительной системы, предназначенной для работы в конкретном помещении, следует уделять выбору акустических систем. Акустические системы с узкой диаграммой направленности иногда называют системами " дальнего боя" (это не стандартизированный технический термин, а профессиональный жаргон - Прим. ред). Термины " дальний бой", " ближний бой" характеризуют, как далеко акустические системы могут донести чистый, понятный звук. Это напрямую зависит от дисперсии. Для описания принципа построения таких систем можно взять пример из повседневной жизни. Представьте себе обычный шланг для полива. Вода в шланге подходит к насадке на его конце с постоянным давлением, а сама насадка определяет, как пойдет вода. Если насадка широкая, то вода далеко не польется, но если поменять насадку на более узкую или зажать конец шланга, вода польется значительно дальше.

 

То же самое происходит и со звуком. Например, если среднечастотный драйвер соединить с широкоугольным рупором, получится система " ближнего или среднего боя". Если же его соединить с узкоугольным рупором, то получится система " дальнего боя". Применяя рупорные системы с узкой диаграммой направленности можно решить проблему реверберации в помещениях среднего и большого размеров. Путем повышения уровня звукового давления прямого звука добиваются, чтобы материал музыкальных и речевых программ стал более понятным и разборчивым. Системы " дальнего боя" используются не только для повышения

уровня звукового давления, но также и для концентрации звука на удаленных от источника звука слушательских местах, при этом уровень звукового давления прямого звука будет выше уровня отраженного. А это и есть решение проблемы реверберационных полей.

 

Рассмотрим специфику озвучивания различных по размеру помещений и опишем звукоусилительные системы, которые могли бы использоваться в них.

 

Условно разделим рассматриваемые помещения в зависимости от их объема на три типа - маленькие с объемом до 300 м3, средние с объемом до 900 м3 и большие с объемом до 2700 м3. Надо отметить, что при такой разнице в размерах помещений мощности систем звукоусиления, необходимые для поддержания определенного уровня звукового давления (SPL) в реверберационном поле, будут значительно различаться. Рассмотрим простейший пример, где примем для удобства, что одинаковые звуковые системы будут работать в помещении с объемом 300 и 3000 м3. Если система звукоусиления мощностью в 100 Вт сможет обеспечить в маленьком помещении средний уровень звукового давления в 100 дБ, то для большого помещения потребуется в 10 раз больше мощности (примерно 1000 Вт) для получения того же уровня звукового давления в 100 дБ. Также требуемая акустическая мощность системы сильно зависит от того, какие музыкальные и речевые программы и как громко необходимо озвучивать в конкретном помещении. На рис. 1 показаны средние уровни звукового давления в некоторых типичных случаях. Уровень звукового давления при обычном разговоре на расстоянии 30 см равен примерно 70 дБ. У большинства людей уровень в 120 дБ вызывает болевые ощущения. Иногда на концертах рок-групп уровень звукового давления достигает 115-120 дБ и выше. В дальнейшем будем исходить из того, что заданным параметром в залах является звуковое давление в зоне слушательских мест, а расчету подлежит необходимая для обеспечения этого звукового давления акустическая мощность излучателей. Потребляемая электрическая мощность определяется при этом КПД и чувствительностью акустических систем.

 

 

Рис. 1

Если требуется озвучить относительно маленькое помещение с размерами 10м на 10м и высотой 3м (объем 300м3), то типовая установка акустических систем звукоусилительного комплекса, которая обычно хорошо работает, показана на рис 2. Для этого помещения из всего многообразия производимых в мире акустических систем желательно подобрать двухполосную акустическую систему прямого излучения с 12-дюймовым широкополосным динамиком и с соответствующими рисунку углами излучения по вертикали и горизонтали. мощность системы должна обеспечивать средний уровень звукового давления около 106 дБ, а в пике 116 дБ, тогда вокал и инструменты будут звучать чисто и неискаженно.

 

Для повышения угла рассеивания и звукового давления можно использовать более мощные 3-полосные акустические системы с 15-дюймовым низкочастотным динамиком и соответствующий им усилитель мощности, позволяющий достичь среднего уровня звукового давления 116 дБ и 126 дБ в пике. На рис. 3 показано, как соединяются между собой приборы, входящие в состав рекомендуемого звукоусилительного комплекса. Это соединение несколько неточно называется " monoural" -системой, которая в данном случае более практична, чем стереоинсталляция. При установке стереосистемы есть риск, что часть партий музыкального произведения будет на слышна одной стороне, а часть на другой, и только слушатели, сидящие посередине услышат все целиком. Если описанная выше система предназначена для постоянной установки в данном помещении, то лучше было бы подвесить акустические системы в местах, указанных на рис. 2.

 

 

Рис. 2

 

 

Рис. 3 (сверху) и рис. 5 (снизу)

 

 

Рис. 8

 

Для озвучивания среднего помещения размером 13 м на 15 м и высотой 4, 5 м можно, так же как и

 

в маленьком помещении, использовать широкополосные акустические системы, обеспечивающие указанные на рис. 4 углы излучения по вертикали и горизонтали. При этом мощность звукоусилительной системы должна обеспечивать средний уровень звукового давления 106 дБ и до116 дБ в пике. Для достижения более высоких уровней звукового давления (например, среднего 116 и 126 дБ в пике) в данном помещении лучше использовать двухполосную систему с активным разделением частот. Инсталляция такой системы для среднего помещения показана на рис. 6.

 

 

Рис. 4

 

Рис. 6

 

Эти системы имеют ряд преимуществ перед системами описанными выше:

 

- возможность регулировки угла наклона высокочастотной секции акустической системы под геометрию помещения и направить больше энергии в высокочастотном диапазоне на заднюю

стену помещения, что дает более однородный уровень звукового давления во всем помещении и повышает прозрачность звука и разборчивость речи.

 

Такая система обладает гибкостью для увеличения мощности в будущем.

 

Использование таких систем требует дополнительного прибора - электронного кроссовера. Этот прибор включает в себя электронные компоненты и поэтому называется активным кроссовером. Примерная амплитудно-частотная характеристика активного кроссовера показана на рис. 7.

 

Обычно активный кроссовер включается между выходами пульта и входами усилителей мощности (см. рис. 8), что делает систему " двухусилительной" (biamping) В двухусилительной системе усилители подключены непосредственно к низко- и высокочастотным секциям акустической системы. Двухусилительные системы имеют ряд преимуществ. Они более гибки в настройке, обладают более высоким КПД, а также снижают различимые на слух неприятные звуковые эффекты, связанные с перегрузкой усилителей (ситуации, которые время от времени возникают в любой, даже правильно спроектированной системе). При использовании таких систем уровень звука высокочастотных секций должен быть сбалансирован с уровнем звука низкочастотных секций. Один из самых простых способов достижения этого баланса следующий - " открыть" все усилители, повернув ручки усиления вверх, а на кроссовере уровень высоких частот " зажать", повернув регуляторы уровня вниз (если на кроссовере нет ручек регулировки уровня высоких и низких частот, то нужно использовать аттенюаторы на усилителях, работающих на высокочастотные секции акустической системы). Пока вы говорите или поете в микрофон, поворачивайте регуляторы уровня высоких частот на кроссовере вверх (открывайте усилители, работающие на высокочастотные секции акустической системы), пока не получите натурального звучания голоса. Баланс звука достигнут. Точную настройку баланса можно произвести, используя третьоктавный анализатор спектра, который покажет уровни низкочастотных и высокочастотных диапазонов в зоне звучания.

 

 

Рис. 7

 

 

Для озвучивания больших помещений размером примерно 15 м на 30 м и высотой 6 м (объем помещения 2700 м3) использование двухусилительной звуковой системы является практически единственным путем для достижения необходимого перекрытия звуковым полем всех слушательских мест, достижения необходимого уровня звукового давления и качества звучания музыкальных и речевых программ. Надо помнить, что большинство даже высококачественных широкополосных акустических систем, которые можно использовать в маленьких и средних по

размеру помещениях, не принесут хороших результатов. В звукоусилительной системе, показанной на рис. 9, используются две высокочастотные секции " ближнего" и " дальнего боя" на одну сторону.

 

 

Рис. 9

 

 

Как видно из этого рисунка, одна из высокочастотных секций направлена прямо на заднюю стену для того, чтобы заполнить звуковым полем заднюю часть помещения. Другая высокочастотная секция направлена немного вниз для того, чтобы заполнить звуковым полем пространство, между сценой и зоной, расположенной несколько дальше середины зала. Структурная схема соединения отдельных компонентов одного канала звукоусилительного комплекса показана на рис. 10.

 

 

Рис. 10

Так же, как и в случае со средним помещением, при использовании двухусилительной системы в большом помещении необходимо сбалансировать по уровню высокочастотные секции звукоусилительного комплекса с низкочастотными. Способ регулировки, не требующий измерительных приборов, это регулировка такого баланса " на слух". Сначала необходимо сбалансировать звук между высокочастотными и низкочастотными секциями акустической системы в дальней части помещения, используя методику, описанную выше для помещений средних размеров. При этом усилители, работающие на высокочастотные секции " ближнего боя", должны быть " закрыты". Затем нужно перейти в переднюю половину помещения и, " открывая" усилители, сбалансировать звук и в этой части помещения. Окончательный баланс в разных точках помещения можно произвести, используя регуляторы уровня на усилителях. Более точную настройку в разных точках зала лучше производить при помощи третьоктавного анализатора спектра, который покажет реальный баланс частот.

 

В этой статье были рассмотрены лишь основные особенности построения систем звукоусиления для помещений различных размеров, но все-таки относительно небольших. В следующих статьях мы рассмотрим особенности озвучивания больших концертных залов, вопросы применения систем звукоусиления в залах иного функционального назначения, а также вопросы, связанные с временной и частотной коррекцией архитектурных особенностей залов при помощи звукоусилительных комплексов.

 

(с)пасибо за статью: Журналу " Звукорежиссер" за январь 1999 года

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: