Piski i dudnienia – sprzężenia akustyczne i walka z nimi cz.II

Wiemy już, jak walczyć ze sprzężeniami korygując akustykę pomieszczeń i odpowiednio rozmieszczając urządzenia systemu nagłaśniającego. A co, jeśli to niewiele dało? Tak, mamy jeszcze w zanadrzu kilka możliwości. Tym razem jednak będziemy musieli zaprząc do walki ze sprzężeniami elektronikę (co zresztą czasem bywa tańsze, niż adaptacja akustyczna pomieszczeń, a daje całkiem zadawalające rezultaty).

 

Broń nr 1 – korektor graficzny. Inaczej equalizer. Ci z nas, którzy pamiętają lata osiemdziesiąte i których marzeniem były wtedy osiągnięcia naszej rodzimej myśli technologicznej, czyli produkty Diory czy Radmora, wiedzą doskonale, co to equalizer. To taki rozbudowany regulator barwy dźwięku. Normalnie mamy zwykle pokrętła od regulacji basu i sopranu. Czasem odrębnie wprowadza się regulację tonów średnich. Korektor graficzny, to taki regulator barwy, który tych zakresów regulacji ma jeszcze więcej. Tamte wspominane z nostalgią były najczęściej pięciozakresowe (to jak na warunki domowego odsłuchu i tak dużo), ale te profesjonalne potrafią dzielić słyszalne pasmo częstotliwości (od niskich basów do najwyższych sopranów) nawet na 31 zakresów! To naprawdę sporo i to sprawia, że pojedynczy suwak potencjometru decyduje o podbiciu lub wyciszeniu bardzo wąskiego pasma częstotliwości. I tu uwaga – nazwa „korektor graficzny” bierze się stąd, że ułożenia suwaków poszczególnych potencjometrów (usytuowanych na płycie urządzenia w kolejności od najniższych do najwyższych dźwięków) obrazuje, graficznie, charakterystykę częstotliwościową urządzenia. Logiczne. No dobrze, ale co to ma wspólnego ze sprzężeniami? Ano sporo. Sprzężenia elektroakustyczne, jak już wiemy, mają tendencję do powstawania na ściśle określonych częstotliwościach (zdeterminowanych parametrami toru elektronicznego, parametrami głośników i geometrią pomieszczenia). Wystarczy więc tak pokombinować na suwakach dobrego, powiedzmy 31 punktowego korektora, by wyciąć akurat tę jedną czy dwie częstotliwości, na których mamy wzbudzenia, i po sprawie. Mówiąc inaczej – pozostawiamy suwaki większości częstotliwości w takich pozycjach, jak lubimy, ale ten, który odpowiada za pasmo, w jakim leży częstotliwość sprzężenia, obniżamy („ściszamy”). To często wystarcza. Co poniektóry czytelnik się tu oburzy, że jak to, że przecież okrawamy cały przekaz z tych częstotliwości. Racja, ale praktyka pokazuje, że najczęściej nie ma to wpływu na subiektywny odbiór jakości przekazu ani na stopień jego zrozumiałości. Proste? Proste. A jak to nie pomoże?

 

Jak nie pomoże korektor graficzny, to pomóc może urządzenie, zwane po angielsku „frequency shifter”. Kto zna troszkę angielski, ten, w zależności od wieku, zaczyna powoli rozumieć, czaić albo rozkminiać (albo nawet kapać, choć wątpię, żebym miał czytelników w tym wieku). Tak – przesuwanie widma sygnału, to zasada działania najbardziej popularnych, specjalizowanych eliminatorów sprzężeń. Jak to działa? W idei bardzo prosto! Otóż eliminator taki wpinamy gdzieś w tor sygnału (na przykład pomiędzy mikserem mikrofonowym, a wzmacniaczem mocy). Urządzenie to ma taką cechę, że sygnały na jego wyjściu są identyczne z tymi podawanymi na jego wejście z tą małą różnicą, że te wyjściowe są przesunięte o kilka herców w górę lub w dół w stosunku do wejściowych. Efekt? Dźwięki wytwarzane przez głośniki nie są identyczne z tymi, jakie dotarły do mikrofonów, nie „zgrywają się” idealnie i nie fazują, a to powoduje, że możemy dość znacznie podnieść wzmocnienie toru bez obaw o powstanie sprzężenia. Jasne jasne, uważny czytelnik ma rację – przecież to, co słyszymy z głośników, to po prostu nie to samo, co ktoś mówi, to dźwięki wyższe albo niże od oryginalnych! OK, ale jak różnica wynosi kilka herców, to nie wpływa to w żaden niemal sposób na to, jak odbieramy głos mówcy (pomijam osoby o słuchu absolutnym). No bo cóż to jest za różnica – 1 kHz czy 1,003 kHz00 Hz? Prawie żadna. O, już widzę innych spostrzegawczych, którzy podnoszą wagę trzech herców dla dźwięku o częstotliwości, powiedzmy, 30 herców. Tak, tu wysokość dźwięku byłaby już wyraźnie słyszalna, ale… do gitary basowej, organów kościelnych, kontrabasu czy fortepianu tego nie stosujemy po prostu. Do mowy, czyli do prezentacji, konferencji, szkoleń – tak, do muzyki najwyższej ani wysokiej jakości – nie.

 

Mamy coś jeszcze, jakąś inną możliwość? Mamy. To już śpiew najnowszych technologii. Cyfrowe procesory dźwięku. Współczesne urządzenia tego typu potrafią „na żywo” dygitalizować sygnały audio, rozkładać je na czynniki pierwsze, analizować i obrabiać, a potem z powrotem, po obróbce, składać do kupy i w czasie rzeczywistym, bez jakichkolwiek słyszalnych opóźnień dostarczać do głośników. W związku z powyższym mają one szereg niesamowitych zastosowań w obróbce audio i na co dzień są stosowane w realizacjach studyjnych, estradowych czy konferencyjnych (dziś żaden koncert żadnej gwiazdy POP nie odbywa się bez ingerencji w jej głos za pośrednictwem takiego procesora, o ile tylko gwiazda w ogóle śpiewa na żywo). Procesory dźwięku dodają pogłosy, echa, zmieniają barwę, likwidują albo nadają chrypkę, ale też czuwają nad sprzężeniami. Jeśli cyfrowy procesor dźwięku ma w sobie algorytm likwidacji sprzężeń, to zwyczajnie wykrywa on niespodziewane, nagłe wzrosty amplitudy sygnału na pojedynczych częstotliwościach, w ułamku sekundy identyfikuje je, jako sprzężenia i natychmiast, bardzo precyzyjnie, niemal punktowo, wycina szkodliwą częstotliwość z przekazu. A słuchacz? Słuchacz nawet nie wie, ba, nie domyśla się, że było coś na rzeczy.

 

No, to temat sprzężeń mamy po krótce omówiony. Szerzej zainteresowanych oczywiście zapraszam do nas, do AVISmedia. Bawimy się tymi klockami już dwadzieścia lat !

 

 

Reklamy

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

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.