Piski i dudnienia – sprzężenia akustyczne i walka z nimi

Jednym z problemów, jakie na potykamy nagłaśniając pomieszczenia i otwarte przestrzenie z użyciem mikrofonów, jako źródeł sygnałów, są spięcia (albo inaczej sprzężenia) akustyczne. Czym jest takie sprzężenie, każdy z was chyba wie doskonale i każdy pewnie nie raz był owego efektu świadkiem. Niemal zawsze, kiedy ekipa uruchamiająca gdzieś nagłośnienie stara się wszystko dobrze wyregulować, da się raz lub więcej razy podczas owej regulacji usłyszeć charakterystyczny pisk dobywający się z głośników. Tak, to o tym zjawisku mowa.

Jak powstaje sprzężenie akustyczne? Jest ono efektem oddziaływania fali dźwiękowej wytwarzanej przez głośniki na membranę mikrofonu. W takiej sytuacji mamy do czynienia z tzw. sprzężeniem zwrotnym, a więc z sytuacją, w której sygnał wyjściowy układu (w tym wypadku właśnie dźwięk z głośników) jest jednocześnie sygnałem pobudzającym wejście układu (czyli właśnie mikrofon). Jeśli sprzężenie jest dostatecznie silne, wówczas wystarczy niewielkie pobudzenie (nawet szum otoczenia albo sygnał szumu wzmacniacza), by układ si wzbudził i zaczął generować samoistnie ten głośny, nieprzyjemny dźwięk. Rozumiecie – niewielki najpierw dźwięk dobywający się z głośnika dochodzi do mikrofonu. Mikrofon „zbiera” go i przekazuje do wzmacniacza. Wzmacniacz wzmacnia i doprowadza do głośnika. Potem głośnik odtwarza go, tyle że już z większa mocą, niż pierwotnie. Ten głośniejszy sygnał znów dociera do wzmacniacza. I tak dalej wiele razy w bardzo krótkim czasie, aż robi się naprawdę głośno.

Można zapytać, od czego zależy częstotliwość (innymi słowy wysokość) dźwięku generowanego w sprzężeniu akustycznym. Tu w grę wchodzi kilka parametrów, a najważniejsze, to charakterystyka głośnika (głośników), charakterystyka mikrofonu (mikrofonów), geometria rozlokowania głośników i urządzeń oraz geometria samego pomieszczenia (lub układ istotnych z punktu widzenia akustyki elementów przestrzeni otwartej – np. ściany budynków). Ważne jest to, że generalnie układy podatne na wzbudzanie ”sprzęgają” na konkretnych, powtarzalnych w danych warunkach częstotliwościach. Ważne to, bo to ułatwia nieco walkę z tymi „piskami” i „buczeniami”.

No właśnie – czy można jakoś z tymi sprzężeniami walczyć? Oczywiście, że tak. Pierwsza, podstawowa metoda, to przemyślane rozlokowanie przetworników. Chodzi o to, by możliwie najdalej umieścić głośniki od mikrofonów i na dodatek głośniki skierować tak, by ich membrany „nie patrzyły” na mikrofon. To absolutna podstawa, ale to rzecz nie zawsze możliwa.  No bo jeśli mamy, powiedzmy, sale audytoryjną i jest tam kilka rzędów krzeseł na których siedzieć mają słuchacze (a więc obowiązkowo musza być w polu największego oddziaływania głośników), ale też trzeba czasem jednemu czy drugiemu z tych słuchacza dać do ręki mikrofon bezprzewodowy, żeby wyraził swoją opinię albo wątpliwość w kwestii prelekcji, to co? Spokojnie, ciągle nie jesteśmy bez szans. Po pierwsze, i to też całkiem oczywiste – odpowiednio regulujemy tor. Tak ustawiamy czułości wejść mikrofonowych i wzmocnienie wzmacniaczy, by jakość nagłośnienia była dobra (czyli nie za cicho), ale też by to wzmocnienie układu (a więc ta głośność) nie było tak duże, żeby do sprzężenia chciało dojść. To często jest możliwe, szczególnie, jeśli warunki akustyczne samego pomieszczenia nie są jakieś fatalne (czyli jeśli nie za wiele jest w pomieszczeniu twardych, gołych powierzchni doskonale odbijających dźwięki). Jest tak, bo to właśnie dźwięki odbite, pasożytnicze względem jakości nagłośnienia, podbijają nam wartość sprzężenia zwrotnego i powodują powstawanie spięcia akustycznego. No więc regulujemy tor i, o ile możliwe, staramy się poprawić akustykę wnętrza. Wykładzina na posadzce, kotary na oknach, sufit podwieszany (najlepiej ten z dziurkami) jeśli się da, tapicerowane meble – to wszystko ułatwi nam walkę ze sprzężeniami akustycznymi i pozwoli słuchaczom delektować się treścią wykładu, a nie denerwować się jakimiś przeraźliwymi piskami (ewentualnie, w przypadku niemożności delektowania treścią się przez wzgląd na treść, pozwoli na ucięcie sobie drzemki bez ryzyka drastycznego, stresującego wybudzenia).

A jak to wszystko nic nie da? Jak okaże się, że albo ciągle jest za cicho, albo od razu zaczyna piszczeć? Nadal mamy wiele możliwości, ale teraz do dzieła musi wkroczyć specjalistyczna, w tym celu zaprojektowana elektronika. Ale o tym już w kolejnym wpisie, jak dobrze pójdzie, to już za tydzień J

Reklamy

Dobór głośników do systemu nagłośnienia – cz.I

Kiedy wiemy już, co chcemy nagłośnić (jaki obiekt) i określiliśmy już spodziewaną funkcjonalność systemu, to, by uzyskać pełne zestawienie sprzętu, jaki musimy nabyć, musimy jeszcze dobrać same zestawy głośnikowe. W zasadzie nie jest to zbyt trudne zadanie, jednak to właśnie na tym etapie zdarzają się nam spore błędy.

Zacznijmy od tego, że w instalacjach typu Public Address, a więc takich, w których najważniejsze funkcje, to przekazywanie komunikatów słownych i/lub rozgłaszanie muzyki tła, stosujemy obowiązkowo głośniki wyposażone w transformatory dopasowujące (inaczej mówiąc, to po prostu głośniki przeznaczone do instalacji 100V). Tak jest – głośniki estradowe stosujemy na estradzie, głośniki domowe (w tym Hi-Fi), jako element domowego sprzętu do odsłuchu muzyki, a głośniki „radiowęzłowe” w instalacjach PA. To znaczy gdzie? Wyliczę ponownie: w sklepach, marketach i hipermarketach, w restauracjach, w hotelach, w biurowcach, w halach magazynowych i produkcyjnych, w niektórych salach konferencyjnych, w obiektach sportowych, na otwartym terenie (z wyjątkiem estrady), w ogrodach, w instalacjach obejmujących muzyką tła całe domy jednorodzinne (ale nie w instalacjach kina domowego, czy do stereofonicznego odsłuchu muzyki w wysokiej jakości). Także w szkołach, przedszkolach, kościołach, na dworcach i w wielu innych, podobnych obiektach.

Jak dobierać? Wybór zaczynamy od określenia typu zestawu głośnikowego (na tym etapie parametry nie są jeszcze istotne, parametrami zajmiemy się później). To, jakiego typu zestawów głośnikowych potrzebujemy, zależy głównie od tego gdzie, na jakiej powierzchni, albo w jaki sposób mają one być zainstalowane. I tak, jeśli idzie o to kryterium, głośniki radiowęzłowe podzielić można na:

T-105

– sufitowe – najlepsze do wszelkich pomieszczeń, w których zainstalowano sufity podwieszane – dostępne w wersjach o różnym wzornictwie, ale i o różnych parametrach elektroakustycznych,

T-775H

– ścienne – dobry wybór do pomieszczeń biurowych, klas szkolnych, niewielkich magazynów, na korytarze i klatki schodowe niewyposażone w sufity podwieszane – niektóre z nich charakteryzują się podwyższonymi parametrami elektroakustycznymi,

T-200C

– zwieszane – wyposażone w zawiesie – typowo montowane do stropów i do ich elementów konstrukcyjnych, znajdują zastosowanie w sklepach, hipermarketach, halach produkcyjnych, przeznaczone do względnie wysokich pomieszczeń,

T-770A

– projektorowe – w kształcie walca z odpowiednim uchwytem, dające się kierować w wymaganym kierunku, czasem dwugłośnikowe (dwustronne) – najczęściej stosowane w garażach, na parkingach, w halach magazynowych, na zewnętrznych ścianach obiektów handlowych,

T-703

– kolumny głośnikowe – szczególny typ zestawów głośnikowych, w których w jednej obudowie zabudowanych jest kilka głośników tego samego typu, jeden nad drugim. Specyfika kolumn polega na wysokiej kierunkowości (maczugowata charakterystyka kierunkowa), co predestynuje je do systemów, w których dość precyzyjnie chcemy kierować dźwięki rozgłaszane z miejsc zainstalowania głośników i tam, gdzie w innym wypadku istniałoby spore ryzyko zdudniania się przesuniętych w czasie dźwięków pochodzących z różnych punktów. Szczególnie dobrze sprawdzają się w obiektach sakralnych, na otwartych przestrzeniach, w sporych salach wykładowych bez sufitów podwieszanych. Uwaga – często mianem kolumn określane są wielodrożne zestawy głośnikowe do odsłuchu muzyki w wysokiej jakości. Jest to określenie błędne. Kolumna głośnikowa, to n takich samych głośników w jednej obudowie umieszczonych jeden nad drugim,

T-720A

– tuby głośnikowe – to zestawy głośnikowe, w których, dzięki odpowiedniej konstrukcji, uzyskano bardzo wysokie wartości skuteczności. Oznacza to, że tuby potrafią zagrać o wiele głośniej od innych zestawów głośnikowych dysponując taką samą mocą sygnału elektrycznego doprowadzonego do zestawu. Niestety, nic za darmo. Wysoka skuteczność tub wiąże się ze znacznym, a nawet czasem bardzo znacznym zawężeniem ich pasma przenoszenia. Stąd większość tub, tych o najwyższych wartościach skuteczności, nadaje się jedynie do rozgłaszania przekazów słownych lub sygnałów syren, a nie bardzo nadają się do rozgłaszania muzyki. Wyjątkiem są tu dość drogie tuby tzw. muzyczne, w których zastosowano pewien kompromis pomiędzy wzrostem skuteczności, a zawężeniem pasma.

T-300

– głośniki ogrodowe – niezastąpione w przypadku nagłaśniania ogrodów, parków, placów zabaw itp. Są to zestawy głośnikowe ze stylizowaną obudową, najczęściej imitujące kamienie, doskonale wkomponowujące się w zieleń i nie zakłócające harmonii naturalnego otoczenia (bywają też inne, np. w kształcie zwierząt lub grzybków – te nadają się na place zabaw). Warto jej stosować w ogrodach przydomowych, bo zapewniają tam wspaniałą równomierność nagłośnienia, a możliwość włączania i wyłączania poszczególnych głośników powoduje, że muzyka (lub ulubiony program radiowy) jest słyszalna tam, gdzie chcemy.

Inny, oczywisty podział, to wyróżnienie głośników wewnętrznych i zewnętrznych. Sprawa nie wymaga komentarza. Nadmienię tylko, że głośniki opisywane jako zewnętrzne, mogą, rzecz jasna, być stosowane w pomieszczeniach zamkniętych.

Oprócz cech konstrukcyjnych znaczenie przy doborze głośników mają oczywiście parametry elektroakustyczne, zwłaszcza moc (w technice 100V powiązana z impedancją), pasmo przenoszenia i skuteczność. Spore znacznie może mieć oczywiście także estetyka wykonania. O tych zagadnieniach przeczytać będzie można w kolejnym wpisie tego bloga.

Nagłaśnianie zamkniętych obiektów sportowych – walka z pogłosem

W ostatnich latach wiele samorządów zdecydowało się na wybudowanie nowych obiektów rekreacyjno-sportowych. Najbardziej popularne, to kryte pływalnie, sale gimnastyczne czy sale widowiskowo-sportowe. Nic dziwnego, to wyjście na przeciw oczekiwaniom lokalnych społeczności, które zdają sobie sprawę, że dostęp do nowoczesnych, dobrze wyposażonych obiektów sportowych, to jeden z warunków budowania nowoczesnego społeczeństwa. Współczesne projekty wymienionych obiektów, obok wyposażenia mającego zagwarantować odpowiednie możliwości uprawiania sportu lub aktywnego wypoczynku, przewidują także montaż różnych instalacji technicznych i elektronicznych. Jedną z nich jest system nagłośnienia typu PA (Public Address) Trzeba powiedzieć, że, choć instalacje PA są już standardem w obiektach sportowych, to jednak bardzo często sprawiają inwestorom spore kłopoty. Jest tak, ponieważ obiekty tego rodzaju, zarówno istniejące, jak i projektowane, charakteryzują się bardzo niekorzystną akustyką. Główną przyczyną większości niepowodzeń jest zbyt długi czas pogłosu. Niesprzyjające wartości tego parametru powodują współbrzmienie dźwięku bezpośredniego wraz z szeregiem dźwięków pochodzących z odbić, co w drastyczny sposób obniża zrozumiałość przekazów słownych rozgłaszanych przez system nagłośnienia. W skrajnych przypadkach bywa, że, mimo zainstalowania wysokiej klasy sprzętu, nie da się zrozumieć słów wypowiadanych przez komentatora imprezy sportowej na sali gimnastycznej, czy instruktora pływania na basenie. To poważny problem i dobrze jest, jeśli inwestor zdaje sobie z niego sprawę już wtedy, gdy obiekt jest projektowany. Faza projektu, to najlepszy moment na to, by pomyśleć o odpowiedniej korekcji akustyki pomieszczenia. Polega ona na pewnych modyfikacjach architektury obiektu, zwłaszcza na wprowadzaniu do trudnych akustycznie pomieszczeń specjalnych ustrojów dźwiękochłonnych, które, pochłaniając energię akustyczną, odpowiednio modelują charakterystykę pogłosową pomieszczenia. Ważny jest także właściwy dobór materiałów wykończeniowych wnętrza. Korekcja taka, choćby przez wzgląd na konieczność dokonania odpowiednich obliczeń, musi być przedmiotem pracy wykwalifikowanego akustyka. Sugestie i wnioski przez niego sformułowane należy uwzględnić na dalszym etapie prac projektowych związanych z architekturą obiektu. Odrębną sprawą pozostaje właściwa konfiguracja systemu PA tak, aby zapewnił realizowanie wszystkich wymaganych przez inwestora funkcji. Tu zastanowić się należy nad takimi sprawami, jak to, czy system ma objąć tylko pomieszczenie główne obiektu, czy może także pomieszczenia dodatkowe (komunikacje, szatnie, sauny, fitness itp.). Odpowiedzieć trzeba sobie także na pytanie, czy traktujemy cały obiekt, jako jedną strefę nagłośnienia, czy chcemy podzielić nagłaśniany obszar na kilka stref, do których będzie można niezależnie kierować przekazy muzyczne i komunikaty słowne. Inne kwestie, to rodzaje źródeł dźwięku obecnych w systemie, możliwość rozgłaszania programów lokalnych i ogólna funkcjonalność (czyli to, do czego tak naprawdę system będzie służył). Powyżej w znacznym skrócie przedstawiono zagadnienia, na jakie należy zwrócić uwagę budując system PA w obiekcie sportowym. Ich specyfika sprawia, że dla inwestora nieodzowne staje się zwrócenie się o pomoc do jednej z firm profesjonalnie zajmujących się projektowaniem i dystrybucją systemów nagłośnienia. Da to gwarancję, że system spełni oczekiwania, nie zawiedzie złą jakością dźwięku i zapewni realizację wszystkich wymaganych funkcji.