Общие принципы звукоусиления в концертных
залах. Часть 3. Частотная коррекция акустики залов
Сергей Алехин
В предыдущей статье ("Звукорежиссер",
№1/1999) были рассмотрены способы достижения баланса уровня
звука между низкочастотными и высокочастотными секциями звукоусилительного
комплекса. Эта балансировка является первым этапом настройки звукотехнического
комплекса. Как уже отмечалось ранее, акустическое оформление залов,
в которых устанавливаются звукоусилительные комплексы, редко бывает
идеальным. Ровные твердые поверхности сцены и пола, бетонные или
кирпичные стены, элементы интерьера зала создают большие проблемы
для получения качественного звучания системы в таком зале. Для решения
этих проблем в состав звукотехнического комплекса помимо кроссовера,
необходимо включить ещё один прибор - эквалайзер, предназначенный
для коррекции амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) звукового
сигнала. Хотелось бы отметить, что коррекция амплитудно-частотной
характеристики звукового сигнала была применена еще на заре звукозаписи
с появлением звукового кино, как попытка компенсировать несовершенство
тогдашних микрофонов. Первые конструкции имели возможность ограниченного
управления амплитудно-частотными характеристиками звукового сигнала
(ВЧ-НЧ). Это был единственный способ коррекции звука до тех пор,
пока Питер Бэксендол (Peter Baxandall) не разработал устройство
"эквалайзер" (EQ, equal - выравнивать), ставшее в последствии широко
распространенным и популярным.
Эквалайзер, подключенный между микшерным пультом и кроссовером
системы (см. рис.1), назовем главным эквалайзером звуковоспроизводящей
системы. Главный эквалайзер является связующим звеном между звучанием
звукотехнического комплекса и звучанием помещения. Его главной функцией
является частотная коррекция помещения, так как именно помещение,
а вовсе не правильно спроектированный и сбалансированный звукоусилительный
комплекс, вносит наибольшие искажения в звучание. Однако искажения,
вносимые звуковоспроизводящей системой, тоже могут быть значительными.
Рис.1
При проектировании звукотехнического комплекса в качестве главного
эквалайзера системы, как правило, используется графический эквалайзер.
Графический эквалайзер - это многодиапазонный корректор амплитудно-частотных
характеристик электрических звуковых сигналов. Границы полного диапазона
частот, в котором осуществляется коррекция АЧХ, определяются диапазоном
частот, воспринимаемым слухом человека. Нижней границей этого диапазона
являются звуковые колебания с частотой около 20 Гц, а верхней -
около 20 кГц. Графический эквалайзер, в зависимости от его точности,
определяемой шириной одной полосы, может содержать различное число
диапазонов, в которых производится установка значений амплитудно-частотной
характеристики. При ширине полосы, составляющей одну октаву, эквалайзер
будет содержать 10 полос, при ширине полосы в две трети октавы -
15 полос, а при ширине полосы в треть октавы - 30 или 31 полосу.
Чем большее число полос содержит графический эквалайзер, тем точнее
может быть подобрана его передаточная амплитудно-частотная характеристика,
а, следовательно, и амплитудно-частотная характеристика выходного
сигнала эквалайзера.
По установленным стандартам ISO (International Standards Organization)
октавные, 2/3 и третьоктавные эквалайзеры имеют свои центральные
регулируемые частоты. Значения этих частот для эквалайзеров с различным
числом полос приведены в таблице.
Полный диапазон регулировки частот эквалайзера в разных моделях
может составлять +12 дБ или +15 дБ. Как правило, эквалайзеры имеют
специальный переключатель, с помощью которого диапазон регулировки
сокращается до +6 дБ, что делает настройку эквалайзера более точной
и удобной при настройке звучания тракта звукоусилительного комплекса.
Как известно, амплитудно-частотная характеристика помещения, предназначенного
для озвучивания, должна быть линейной. Она не должна содержать пиков
и провалов, способных сказаться на результирующем звуке, получаемом
в помещении при помощи системы звукоусиления.
Рассмотрим практические методы коррекции амплитудно-частотной характеристики
системы звукоусиления в помещении при помощи главного эквалайзера.
1. Характеристику звучания основной системы звукоусиления с учетом
влияния помещения можно настроить с помощью контрольной фонограммы.
В качестве подобной фонограммы можно использовать высококачественный
компакт-диск с записью музыки, звуковой баланс которой хорошо известен.
Опираясь на это звучание, можно по слуховой памяти выстроить амплитудно-частотную
характеристику главного эквалайзера. Однако для того, чтобы настраивать
эквалайзер таким способом, необходимо иметь стабильную слуховую
память и очень хорошо помнить звучание контрольной фонограммы.
2. Попросите кого-нибудь произносить в микрофон, установленный
на сцене, какие-либо фразы. Выведите систему на максимальную громкость
и слушайте частотные призвуки. При помощи регулировки эквалайзера
добейтесь естественного звучания голоса говорящего. Те частоты,
на которых система будет "звенеть", должны быть ослаблены эквалайзером,
так как именно на этих частотах возможно возбуждение системы звукоусиления.
3. Следующий метод основан на применении генератора розового шума.
Розовый шум представляет собой сумму колебаний со всеми частотами
звукового диапазона и имеющими равномерное энергетическое распределение
по всему спектру. Расположите контрольный микрофон где-нибудь в
середине помещения, направив его в сторону сцены. Установите систему
звукоусиления на максимально возможный уровень громкости, при котором
она не будет возбуждаться. Затем подключите в этот канал генератор
розового шума. В этой ситуации распределение призвуков помещения
очень просто обнаружить, если включать генератор розового шума на
короткий промежуток времени и слушать звук, остающийся в помещении
после его выключения. Настраивая главный эквалайзер, необходимо
добиться исчезновения призвуков до тех пор, пока не появится возможность
установить в системе требуемый уровень громкости.
4. Спектральный состав шумов очень трудно определять на слух, поэтому
для нижеописанного метода настройки необходим анализатор спектра.
Анализаторы спектра - специальные измерительные приборы, позволяющие
наглядно определить спектральный состав звукового сигнала. Как и
эквалайзеры, они могут содержать от 10 октавных полос до 31 третьоктавной
полосы. Для индикации среднего уровня спектральных составляющих
в каждой из полос на спектроанализаторах часто применяют линейки
светодиодных индикаторов, что делает их похожими на многоканальные
индикаторы уровня. По показаниям анализаторов спектра очень легко
восстановить связь между звучанием и его спектральным составом,
что позволяет точно выполнять требуемую коррекцию амплитудно-частотной
характеристики тракта звукоусилительного комплекса при помощи главного
эквалайзера. На вход анализатора спектра подключается измерительный
микрофон, который устанавливается в середине помещения. В тракт
звукоусилительного комплекса включается генератор розового шума.
Теперь при помощи главного эквалайзера необходимо скорректировать
амплитудно-частотную характеристику помещения и системы звукоусиления,
добиваясь её линейности, при возможно максимальном уровне громкости
(см. рис. 2, 3).
Рис.2
5. Для этого метода настройки необходим анализатор спектра с памятью
и измерительная фонограмма, записанная на компакт-диске. Вместо
измерительной фонограммы можно использовать любую качественную запись,
звучание которой хорошо известно. Сначала спектроанализатор подключается
непосредственно к выходу CD-проигрывателя. Включив подходящий участок
фонограммы, снимите показания анализатора спектра и запомните их.
Затем, установив в центре зала измерительный микрофон, подключенный
к спектроанализатору, включите тот же фрагмент записи через звукоусилительный
комплекс с максимальным уровнем громкости, и снова снимите показания
анализатора спектра. Сравнив между собой эти показания, можно очень
точно определить изменение спектрального состава, вносимое помещением
и звукоусилительным комплексом. Если обнаружится, что усиление или
ослабление звука на какой-либо частоте составляет определенное число
децибел, легко можно компенсировать такое отклонение главным эквалайзером,
ослабив или усилив сигнал на той же частоте на такое же количество
децибел. Можно также просто пытаться компенсировать эту разницу
эквалайзером, постоянно сравнивая спектр получающегося сигнала с
исходным до тех пор, пока эти спектры не совпадут.
Рис.3
При проведении настройки звукоусилительного комплекса с помощью
анализатора спектра необходимо учитывать, что характеристика звучания,
будучи линейной в отношении измерительного микрофона, вовсе не обязана
быть линейной для слухового восприятия. При применении подобных
способов настройки в звучании системы будет ощущаться некоторый
недостаток высоких и низких частот, поэтому с помощью таких методов
можно определить лишь исходную позицию настройки главного эквалайзера
системы, наиболее удобную для дальнейшей, более тонкой настройки.
Так что, в конечном итоге, настройка все равно производится на слух,
а анализатор спектра - лишь удобный прибор для оценки акустической
характеристики звука, воспроизводимого данным звукотехническим комплексом
в данном помещении.
При настройке главного эквалайзера звукоусилительного комплекса
никогда нельзя забывать следующее:
- необходимо прекращать настройку полосы сразу после того, как
влияние нежелательного явления будет устранено;
- если во время настройки эквалайзера пришлось опустить все ручки
ниже среднего значения, равного 0 дБ, то лучше, сохраняя "картинку
эквализации", поднять все ручки эквалайзера вверх, расположив их
около средней линии (0 дБ), а регулятором уровня уменьшить выходной
сигнал;
- нельзя производить такие изменения уровня сигнала в одной из полос
эквалайзера, чтобы их затем приходилось компенсировать соответствующими
изменениями уровней в соседних полосах;
- желательно, чтобы огибающая кривая расположения ручек графического
эквалайзера была относительно плавной и не имела резких пиков или
провалов;
- желательно ограничиваться уровнями регулировки полос главного
эквалайзера в пределах ±3 дБ относительно среднего значения 0 дБ.
Подведем итог - после балансировки низкочастотных секций акустических
систем звукоусилительного комплекса с высокочастотными секциями
и настройки главного эквалайзера системы, звукоусилительный комплекс,
установленный в конкретном помещении, можно считать настроенным.
В следующих публикациях мы рассмотрим вопросы временной коррекции
акустики помещений, а также технологию настройки и озвучивания больших
залов.
«625»
«Звукорежиссер»
«ТТК»
