Статьи

29 Октября 2004 /

Линейные массивы


Оглавление обзора

  • Линейные массивы

  • Линейные массивы ALA фирмы Apogee Sound

  • Активный линейный массив компании Audio Performance

  • Линейные массивы от компании BMS Electronik

  • Линейные массивы компании d&b

  • Линейный массив нового поколения TARGET от фирмы Duran Audio

  • Линейные массивы компании Dynacord

  • X-Line Сompact от компании Electro-Voice

  • HK Cohedra Линейные массивы второго поколения

  • Серия VerTec от компании JBL

  • Линейные массивы компании L-ACOUSTICS

  • Линейные массивы компании Meyer Sound

  • LUNARAY от компании OHM

  • Акустическая система QSA-210 фирмы Qube Audio

  • Новая серия PN-PNX от компании Renkus-Heinz


  • 1. Практика построения кластеров

    В последние годы в России появилось много новых систем звукоусиления, однако получаемые результаты не всегда соответствуют затраченным средствам. Это становится очевидным, когда на концертах зарубежных артистов демонстрируются великолепные возможности привозимого звукового оборудования. Причина кроется в том, что редко кто владеет достаточным набором знаний и опыта, необходимых для правильной установки и настройки звуковых систем.


    Достижением последнего десятилетия стали системы звукоусиления для больших концертных площадок, реализующие принцип когерентного сложения звуковых волн от множества близко расположенных источников и формирующие заданное звуковое поле. В этих звуковых системах открылись совершенно новые возможности переноса звуковой энергии в пространстве. В этой статье мы рассмотрим основные законы построения и настройки таких систем. Для того чтобы понять их революционный характер, рассмотрим этапы развития систем звукоусиления концертной площадки.


    1979 год. Изучив рекламные проспекты, техничеcкий персонал группы <Воскресенье> купил пару 15" громкоговорителей Selestion и изготовил новые акустические системы. В связи с тенденциями того периода колонка была заглушена детским матрацем и даже снабжена фазоинверсной трубой. Чуть позже конкуренты из группы <Аракс> заказали НИКФИ проект акустической системы будущего. Изготовленный образец представлял собой экспоненциальный рупор длиной два метра. На испытания новинку пришлось везти в микроавтобусе с открытыми задними дверьми, потому что устье рупора не помещалось в салон. Первая же нота бас-гитары, воспроизведенная рупором, показала катастрофическую хлипкость конструкции и дребезжание всех деталей. Рупор пришлось распилить.


    1980 год. Dynacord олимпийской поставки. Для нашей страны это был первый концертный звукоусилительный комплекс, отвечающий требованиям всех жанров. Акустические системы, начиная с низкочастотных рупоров и заканчивая кольцевыми твиттерами, были снабжены американскими динамиками. Комплекс был рассчитан на озвучание залов средней величины. Диапазон частот 80 Гц:16 кГц, низкий уровень искажений - это был прорыв для своего времени. Через какое-то время престижные рестораны страны стали оборудоваться копиями этих акустических систем.


    1991 год. Metallica и AC/DC в Тушино. Никогда еще в истории озвучания открытых пространств в России не было такой мощной и качественной звукоусилительной системы. 200 киловатт акустических систем MT-4 производили неизгладимое впечатление на всем пространстве от сцены до микшерного пульта, однако уже на расстоянии в 50 метров качество звучания значительно падало. Для компенсации потери звукового давления на удалении от сцены были установлены дополнительные сооружения с акустическими системами.


    1993 год. Концерт Майкла Джексона в Лужниках. Внушительных размеров туровая звуковая система Clair Brotders S-4 series, заслужившая в 1985 награду за техническое совершенство. Эти мощные и качественные подвесные акустические системы воплотили новейшие технологические приемы своего времени. На примере этого оборудования было хорошо видно, что при взаимодействии большого количества звуковых источников возникает заметная интерференция. Площадь одновременно излучающих громкоговорителей была столь велика, что на близком расстоянии от звуковой системы любой отрывистый звук воспринимался как продолжительный. Этот эффект, очень похожий на гейт-реверб, обусловлен индивидуальным запаздыванием в приходе звука от группы громкоговорителей, начиная с самого ближнего и заканчивая самым дальним. По этой же причине ровная частотная характеристика отдельной акустической системы в результате интерференции между соседними громкоговорителями становится неоднородной для разных направлений.


    Классическим решением проблемы интерференции является создание радиальных кластеров, где для каждой акустической системы определяется свой сектор пространства. Наиболее популярная серия акустических систем такого типа - KF850 фирмы EAW.


    2. Анализ работы радиальных кластеров

    К началу 90-х стали очевидны недостатки радиальных кластеров:


    Рис. 1

    1. Профессиональные звуковые системы строятся на базе мощных громкоговорителей. К сожалению, диапазон частот эффективной работы отдельного громкоговорителя не превышает 10 октав, что вынуждает разбивать звуковой диапазон на три полосы и объединять три типа громкоговорителей в одном кабинете. В свою очередь, акустические системы должны объединяться в кластеры для обеспечения необходимой акустической мощности. В каждом диапазоне частот в процессе суммирования звукового давления акустических систем кластера звуковое поле искажается интерференцией между излучателями (рис. 1). Оказалось, что сложение и вычитание звуковых волн не подчиняется стройной архитектуре кластера, а звуковое поле при перемещении по залу меняется от места к месту. Настройка звуковой системы в зоне около микшерного пульта не гарантирует такое же качество звучания на остальной площади.

    2. Будь то электромагнитные или звуковые волны, направленные свойства излучателя зависят, прежде всего, от его габаритов и длины излучаемой волны. Для низкочастотных звуковых волн размеры акустической системы намного меньше длины звуковой волны, и направленность отсутствует. Для высоких частот даже размеры отверстия драйвера создают значительную направленность, и приходится принимать специальные меры для расширения диаграммы направленности. В области средних частот направленность акустических систем растет по мере увеличения частоты.

    3. Для кластеров большой мощности приходится увеличивать количество рядов акустических систем по вертикали, что приводит к возникновению дополнительной интерференции в вертикальной плоскости. При перемещении от кластера в сторону зала ощущаются широкие частотные зоны избыточного звукового давления в области средних частот. На высоких частотах становится заметным запаздывание прихода звука от разных акустических систем кластера.

    4. Очень часто при расчетах опускается важнейшая особенность акустических систем для радиальных кластеров - это переменная ширина диаграммы направленности. Несмотря на гарантированную равномерность звукового давления в рабочем секторе пространства, важным параметром является поведение акустической системы за пределами этого сектора. Звук, излучаемый за пределы рабочего сектора, достигает слушателя в виде реверберации, портит АЧХ соседних громкоговорителей интерференцией или синфазно добавляется к акустической мощности соседних кабинетов и повышает эффективность кластера.



































    Таблица 1.
    Конфигурация системы Частота, Гц
    100 200 400 630 1000 3150
    Измеренный индекс направленности
    акустической системы KF750
    2,4 3,2 11,2 18,1 23,7 38,5
    Утечка мощности за пределы сектора 35 ? 35°, % 93 90 65 45 28 1,5

    Рассмотрим акустическую систему KF750 фирмы EAW. Диаграмма направленности акустической системы составляет 35 ? 35°, индекс направленности Q для этого сектора должен составить 33. На самом деле, он зависит от частоты и показан в таблице 1 для ряда частот. Индекс направленности для излучателя, не имеющего направленности, равен единице. По уменьшению реального индекса направленности видно, что происходит утечка звуковой энергии за пределы рабочего сектора. Для отдельного громкоговорителя утечка акустической мощности за пределы рабочего сектора 35 ? 35о равна от 1,5% на частотах выше 3 кГц, 33% на частоте 1000 Гц, 66% на частоте 400 Гц и 90% на частоте 200 Гц. Объединение акустических систем в радиальный кластер с целью покрытия широкого горизонтального сектора существенно меняет эффективность системы на разных частотах. В таблице 1 указано, какой резерв мощности может быть сфокусирован в нужном направлении при построении кластера.


    Из таблицы видно, что на частотах ниже 400 Гц имеется большой запас акустической энергии, который при построении кластера синфазно добавляется к излучению соседних кабинетов и создает избыток давления 6:10 дБ по сравнению с высокими частотами. Этот простой пример показывает, почему появляется нехватка высоких частот, когда собирается кластер. В когда-то популярных акустических системах Flashlight фирмы Turbosound эта неприятная особенность доведена до предела.


    3. Новый принцип, новые кластеры

    Решением проблемы интерференции кластера стал принципиально новый подход к суммированию звука от многих излучателей, расположенных как внутри одного кабинета, так и в группе соседних кабинетов. Этим подходом оказалось применение давно работающего в радиотехнике принципа когерентного сложения волн близко расположенных источников. Существует несколько способов реализации этого принципа.


    Компактные линейные массивы небольшой мощности

    Такие массивы выполняются в виде вертикально вытянутого корпуса с размещенными на передней плоскости громкоговорителями. Имеется встроенный цифровой процессор для вычисления индивидуальной передаточной функции каждого громкоговорителя. Коррекция с помощью многоканального усилителя обеспечивается для каждого громкоговорителя системы.


    AXYS выпустила линейку громкоговорителей Intellivox, представляющих собой активные звуковые колонки высотой от 1,3 до 4,9 м. В модели Intellivox-7sym размещены шестнадцать широкополосных 4" громкоговорителей. Акустическая система обеспечивает управляемую вертикальную диаграмму направленности шириной от 6 до 14° на частотах выше 1000 Гц с возможностью отклонения направления излучения от -16 до +16° по вертикали.


    EAW не осталась в стороне, выпустив двухполосную систему DSA250, применяющую процессор и 16 каналов усиления для управления восемью парами низкочастотных динамиков и восемью высокочастотными излучателями. Разделение спектра на две полосы позволило разместить громкоговорители на оптимальном для каждого диапазона расстоянии. По сравнению с широкополосными излучателями диапазон углов управления диаграммой направленности увеличился в несколько раз. Акустическая система позволяет формировать вертикальную диаграмму направленности от 15 до 120°, регулируя направление излучения в диапазоне вертикальных углов +30°.


    Концертные линейные массивы

    Сейчас всякий уважающий себя производитель акустических систем выпускает кабинеты этого типа. Линейный массив состоит из вертикальной колонны акустических систем, количеством не менее четырех. Основным способом настройки звукового поля таких массивов является придание линейному массиву кривизны в вертикальной плоскости. Дополнительным средством коррекции звукового поля может быть плавное изменение усиления с краев массива.


    Фазированные точечные источники

    Для озвучания пространства на расстоянии от 10 до 200 метров EAW выпустила серию акустических систем KF900. Принцип фазированного точечного источника реализован в большом слоеном радиальном кластере, где каждый слой акустических систем обслуживает свой частотный диапазон. В результате моделирования, измерения на месте и оптимизации формируется передаточная характеристика каждого излучателя и выстраивается точное распределение акустической мощности в пространстве. Для того чтобы на 8 кГц получить уровень 90 дБ на расстоянии 256 метров, система, с учетом затухания в воздухе, должна развивать звуковое давление 162 дБ/1 м, не превышая при этом допустимый уровень громкости на зрительских местах на расстоянии 15 метров.


    Горизонтальный арочный массив

    Первопроходец технологии линейных массивов фирма L-Acoustics представила радиальный кластер из четырех кабинетов серии ARCS. Высокочастотная секция выполнена с применением технологии формирования фазового фронта в виде горизонтальной дуги размером 22,5°. При установке четырех смежных кабинетов в горизонтальный кластер формируется непрерывный волновой фронт шириной 90°, исключающий интерференцию между соседними кабинетами.


    4. Особенности работы линейных массивов

    Наибольший опыт в работе с разными звуковыми системами и акустическими условиями залов имеют туровые звукоинженеры. Однако когда ставится задача создания сложного кластера, инженер склоняется к проверенной туровой технологии. Если возникнут вопросы взаимодействия отдельных громкоговорителей, туровый инженер ответит, что созданные для работы в кластере громкоговорители будут работать в любом случае. Если поднимется вопрос об интерференции, то ответом будет <так было всегда>. Практический опыт турового инженера не позволяет ему проанализировать все факторы, учитываемые при создании акустической системы. Для устранения пробела в предсказании поведения нового типа кластера рассмотрим теоретические особенности работы линейного массива.


    Впервые термин <линейный массив> применил Гарри Олсон в 1957 году в книге . В ней он утверждал, что линейные массивы полезны в случаях, когда звук должен преодолевать большие расстояния. Это происходит из-за свойства линейных массивов обеспечивать высокую направленность в вертикальной плоскости. Это свойство отлично работает для вертикального ряда ненаправленных излучателей. В горизонтальной плоскости массива ничего не меняется в сравнении с одиночным излучателем. Для сложения звукового поля ненаправленных излучателей расстояние между ними не должно превышать ?/2 излучаемой волны. Таким образом, для работы массива на высоких частотах требуется уменьшать расстояния между отдельными излучателями. Если увеличивать расстояние между соседними ненаправленными излучателями свыше ?/2, то сначала появятся вторичные лепестки диаграммы направленности, их величина будет расти и, в конце концов, направленные свойства массива исчезнут. Этот принцип использовался и ранее, однако зависимость направленности от частоты и появление интенсивных боковых лепестков диаграммы направленности ограничивали частотные свойства таких систем речевым диапазоном. Существует также распределение амплитуды и фазы сигнала на громкоговорителях в соответствии с функцией Бесселя. Основной недостаток такого линейного массива - пониженная излучаемая мощность, а для применения функции Бесселя количество излучателей должно быть равно пяти. Этого количества явно недостаточно для большинства случаев.


    Поведение линейных источников

    Математические модели для предсказания диаграммы направленности бесконечной цепи излучателей существуют более 70 лет. В последние годы были созданы компьютерные модели, позволяющие предсказать частотную характеристику системы в конкретной точке пространства. Эти модели просто суммируют комплексные величины звукового давления от всех излучателей. Вот как это делается.


    Рис. 2 Геометрическая конструкция линейного источника

    Линейный источник (рис. 2) можно смоделировать как ряд бесконечно малых отрезков, распределенных вдоль линии l. Акустическое давление от источника будет представлять собой сумму акустических давлений каждого отрезка, с учетом расстояния r, угла наблюдения ?, амплитуды A и фазы ?. Важной характеристикой излучателя является функция направленности R(?), которая определяется, как величина звукового давления в направлении под углом ?, соотнесенная с максимальным звуковым давлением. Если принять допущения, что мы измеряем в дальней зоне, а линейный источник имеет постоянную амплитуду и фазу по всей длине, то уравнение направленности будет иметь вид:



    Рис. 3 Полярные диаграммы линейного источника постоянной амплитуды

    Рис. 4. Графическое представление функции

    На рис. 3 показаны диаграммы направленности линейного массива постоянной амплитуды и фазы в зависимости от отношения длины массива и длины волны. Эти диаграммы широкие для малых отношений l/?. С увеличением этого отношения растет направленность, и появляются боковые лепестки и нули. Как можно видеть, боковые лепестки имеют значительный уровень. Бороться с ними можно, осуществляя затенение, или меняя распределение амплитуд вдоль массива таким образом, чтобы к краям массива амплитуда уменьшалась. Рассмотрим распределение амплитуды, показанное на рис. 4.


    Мы видим, что амплитуда возбуждения линейного источника снижается на краях линейного излучателя, что сглаживает характер интерференции между крайними зонами излучателя. Диаграммы направленности затененного массива показаны на рис 5. Главный лепесток диаграммы стал шире, чем в случае одинаковой амплитуды, а боковые лепестки диаграммы значительно уменьшились.


    Рис. 5 Полярные диаграммы затененного массива

    Линейный и криволинейный массивы

    Можно предположить, что линейный массив излучателей одинаковой амплитуды и фазы обеспечивает желаемую диаграмму направленности, однако в реальности звуковое поле далеко от равномерного. На высоких частотах диаграмма направленности сужается настолько, что становится бесполезной для покрытия аудитории. Естественно желание исправить положение, придав массиву кривизну для расширения диаграммы направленности. Как можно видеть из рис. 6, диаграмма направленности выравнивается для разных длин волны.


    Рис. 6. Диаграммы направленности линейного источника кривизной 60°

    В зависимости от того, какое звуковое давление нужно создать для озвучивания дальней зоны, массиву придается форма дуги малой кривизны вверху и максимальной внизу. Как правило, не применяются углы больше 5° между соседними кабинетами по причине появления провалов в распределении высоких частот.


    На рис. 7 показаны диаграммы направленности J-образного массива, для условий равной амплитуды звукового давления прямолинейной части АL и криволинейной части АC линейного массива, где длина вертикального участка L = 2 м, радиус криволинейной части R = 1 м, отрезок дуги ? = 60°.


    Рис. 7 Полярные диаграммы направленности J-массива, где L = 2 м, R = 1 м, ? = 60° , и АL = АC = 1

    5. Ближнее и дальнее поля линейных источников

    Важность исследования звукового поля линейного источника связана с тем, что форма канала распроcтранения звука одинакова для всех частот в ближнем поле, но различна в дальнем поле. Дистанция, где свойства звукового поля переходят из ближней зоны в дальнюю, зависит от частоты. В результате, мы имеем оба типа звукового поля, в зависимости от частоты, что приводит к разному частотному балансу, в зависимости от точки наблюдения. Характеристики излучения линейных массивов в дальнем поле хорошо исследованы. Однако в реальных условиях, когда длина массива значительна по сравнению с расстоянием до точки наблюдения, поведение массива становится сильно зависимым от частоты. Много было написано о дальнем и ближнем полях у линейных массивов. Подразумевается, что линейный массив создает цилиндрическую волну, и на определенном расстоянии эта волна трансформируется в сферическую. Это расстояние dв, называемое критическим, определяет границу зоны ближнего и начало дальнего поля:


    , где dв и Н в метрах, F в кГц.


    Из этой формулы следуют три вещи:



    1. Выражение квадратного корня показывает, что для частот меньших, чем 1/3H, не существует ближнего поля. Если взять массив высотой 4 м, то для частот ниже 80 Гц массив будет излучать сразу в дальнее поле.

    2. Для частот выше, чем 1/3H, размер зоны ближнего поля почти пропорционален частоте.

    3. Зависимость от размера массива H не линейная, а квадратичная.

    Рис. 8. Излучаемое поле линейного источника AD высотой H. В ближнем поле звуковое давление уменьшается на 3 дБ с удвоением дистанции, в дальнем - на 6 дБ.

    Рис. 8 показывает разрез излучаемого поля. Звуковое давление имеет значительную величину лишь в заштрихованной зоне (ABCD + конус за пределами BC).


    Рис. 9 показывает изменения критического расстояния от частоты для плоского линейного источника высотой 5,4 м. Все это показывает, что ближнее поле может простираться очень далеко. Для линейного массива высотой 4 м точка перехода из ближнего поля в дальнее будет 100 м для 10 кГц, 10 м для 1 кГц, и 1 м для 100 Гц. При движении из дальнего поля в сторону излучателя мы обнаружим, что на высоких частотах звуковое давление растет более медленно, чем на низких, и на расстоянии 1 м разница достигает 20 дБ для частот 100 Гц и 10 кГц. Кроме этого, падение звукового давления в ближней зоне на 3 дБ с удвоением дистанции является лишь общей тенденцией, с отклонениями от этого закона, достигающими +2 дБ.


    Рис. 9. Изменение критической дистанции и угла расхождения в дальнем поле на разных частотах для линейного массива высотой 5,4 м

    Такое поведение звукового давления показывает, что у прямолинейных однородных линейных массивов отмечается значительное изменение частотной характеристики при изменении расстояния от излучателя до наблюдателя. При смещении линии наблюдения, начинающейся в середине линейного массива, вверх или вниз к краю линейного массива, критическая дистанция удваивается, с соответствующим уменьшением звукового давления в ближней зоне.


    6. Зоны Френеля в линейном массиве

    Многое в поведении линейных массивов становится понятнее, если применить теорию Френеля к звуковым волнам. Рассмотрим прямой, линейный, непрерывный и равнофазный линейный источник. Для определения воздействия такого источника на слушателя, начертим сферические поверхности с радиусами, отличающимися на ?/2 (рис. 10 и 11).


    Первый радиус равен расстоянию от слушателя до массива.


    Возможны два случая.


    1. Первая зона присутствует. Внешние зоны попеременно в фазе и противофазе к первой зоне. Их размеры примерно равны, и они компенсируют друг друга. Можно рассматривать только самую большую, основную, зону и не учитывать внешние. Можно считать, что звуковое давление первой зоны представляет звуковое давление всего линейного источника. Это показано на рис. 10. Пример поведения частотной характеристики по оси на разных расстояниях от массива показан на рис.12.

    2. Первая зона отсутствует, и почти никакого звука не излучается на слушателя. Это проиллюстрировано на рис. 11. Пример частотной характеристики массива в положении ниже массива, на разных расстояниях, показан на рис. 13. Заметим, что рисунки 10 и 11 соответствуют лишь одной длине волны. С увеличением длины волны размер зон увеличивается, и первая зона может увеличиться до размера массива. Используя метод Френеля, можно рассчитать звуковое поле в любой точке. Очевидно, что граница между ближним и дальним полями определяется соотношением между размером первой зоны Френеля и длиной массива. Интересно, что для выпуклого массива (рис. 14) эта дистанция отодвигается, а уровень звукового давления для слушателя, находящегося на оси массива, падает. Еще одно замечание касается диаграммы направленности. Диаграмма направленности предполагает измерение в дальнем поле, откуда источник звука видится в качестве точки. Для таких протяженных источников, как линейный массив, метод Френеля позволяет более точно рассчитать звуковое давление в ближней зоне.




    Рис. 10. Наблюдатель смотрит на линейный источник. Справа, боковой вид. Круги с центром в точке наблюдения О, с шагом в 1/2 длины волны. Области пересечения источника АВ показаны слева. Так определяются зоны Френеля.
    Рис. 11. Наблюдатель О больше не находится перед линейным источником. Соответствующие зоны Френеля показаны на виде спереди. Доминантные зоны отсутствуют, и локальные зоны взаимно компенсируют друг друга.




    Рис. 12. Частотная характеристика на разных дистанциях
    Рис. 13. Линейный источник высотой 3,6 м. 4,5 метра под нижним концом массива

    7. Аспекты практической реализации линейного массива

    Высокочастотная часть

    Наиболее эффективным высокочастотным излучателем остается компрессионный драйвер в совокупности с рупором. Посмотрим, какие ограничения накладывает теория линейных массивов на возможности применения компрессионных драйверов. Размеры драйверов таковы, что условие размещения соседних излучателей на расстоянии меньшем, чем ?/2 излучаемой волны, не выполняется. Другой выход - это рассмотреть драйвер с рупором как вертикально ориентированный линейный источник. Располагая в кабинете ряд рупоров друг над другом, можно имитировать линейный источник. Важно оценить, насколько отличие радиальной волны рупора от плоской влияет на работу массива (рис. 15).








    Рис. 14.
    Рис. 15. Геометрия рупора,
    где ? - погрешность волнового фронта
    Рис. 16. Линейный массив из четырех элементов длиной L и пробелов ? с каждого конца

    Другим аспектом применения линейных массивов являются пробелы между соседними кабинетами. Если расположить линейные источники таким образом, чтобы пробел между излучателями составлял не более 20% общей длины массива, то образующиеся по этой причине боковые лепестки диаграммы направленности будут находиться в допустимых пределах (рис. 16).


    Сформировать вертикальный фронт звуковой волны можно, применяя специальные переходные камеры перед рупором. Еще в 70-х годах JBL выпустил твитер, в котором комбинация внутреннего тела и внешнего корпуса формировали переходную камеру между мембраной и прямоугольным излучающим отверстием. Этот твитер обеспечивал диаграмму направленности 22 ? 120°. Как известно, типовые рупоры (Манта-Рэй) не обеспечивают вертикального фронта волны на выходе рупора. Однако можно отступить от этого правила, если погрешность волнового фронта не превышает четверти длины волны. Выполнение условий формирования почти плоского фронта волны позволяет на большом расстоянии слышать один или два драйвера. Высокая направленность драйверов на высоких частотах позволяет звуку эффективно преодолевать большие расстояния. Еще один важный фактор, который приходится учитывать в настройке системы, это необходимость компенсации затухания в воздухе, которое на частоте 10 кГц начинает сказываться уже с 10 метров.


    Среднечастотная часть

    Для средних частот применяются или громкоговорители с переходной камерой для выравнивания вертикального волнового фронта, или более мелкие громкоговорители, размещаемые вертикально. Такой прием позволяет выполнить условие работы линейного массива. В случае симметричного размещения высокочастотной и среднечастотной секции линейного массива возникает проблема сопряжения работы излучателей на один рупор. Для случая отдельных рупоров, размещаемых рядом друг с другом, возникает сдвиг фаз между полосами при наблюдении с разных горизонтальных углов, однако появляется больше возможностей расширить горизонтальную диаграмму направленности.


    Низкочастотная часть

    Низкочастотная часть всегда была элементом массива, потому что расстояние между соседними кабинетами не превышало половины длины волны. Размещение низкочастотных громкоговорителей вертикальным массивом лишь увеличивает направленность излучения в вертикальной плоскости, повышает равномерность звукового поля по длине зала и уменьшает реверберацию. Есть только одно неудобство линейных низкочастотных массивов - это слишком ненаправленные свойства акустических систем, что приводит к излучению значительной доли мощности позади них. Meyer Sound для компенсации излучения в заднюю полусферу применяет дополнительные громкоговорители, размещенные на задней плоскости акустических систем, что позволяет создать кардиоидную форму диаграммы направленности низкочастотных кабинетов.


    Расходящееся затенение

    Рис. 17.

    Некоторые линейные массивы сконструированы таким образом, что они не нуждаются в амплитудном затенении. Эти массивы собраны так, что позволяют формировать узкую диаграмму направленности в верхней части массива и широкую диаграмму в нижней. Обычно это достигается переменным углом между соседними кабинетами. Иногда для озвучания на коротких дистанциях это достигается применением АС с широкой диаграммой направленности. У плоского излучателя площадь облучаемого пространства мало меняется с расстоянием. У криволинейного звуковая энергия растекается на быстро увеличивающуюся с удалением от излучателя площадь пространства. В результате звуковое давление быстро падает с расстоянием.


    Почему важно не применять амплитудное затенение? В случае, когда сопрягаются два волновых фронта с разным звуковым давлением, на их стыках появляется неоднородность. Участки с разным давлением образуют самостоятельные зоны и ощущаются на слух как разнесенные громкоговорители, с появлением задержанного сигнала и дополнительной интерференцией. Расходящееся затенение формирует волновой фронт постоянной амплитуды и переменной кривизны, что исключает появление задержанных артефактов. На рис. 17 показано, как формируется волновой фронт постоянного давления, но разной кривизны. Обратите внимание, для дуги малой кривизны используются KF760. Для нижних секций, образующих дугу большой кривизны, используются KF761, с другими характеристиками высокочастотной секции. Если без затенения не обойтись, то рекомендуется не превышать разницы в уровнях соседних колонок более, чем на 3 дБ.


    8. Заключение

    В этой статье была предпринята попытка разобраться в феномене линейных массивов. Был показан способ сложения звуковых волн от множества источников, позволяющий избежать появления противофазных зон и задержанных сигналов от удаленных на разное расстояние от слушателя громкоговорителей линейного массива. Согласно теории Френеля, сигнал от удаленных громкоговорителей не исчезает, он просто вычитается при суммировании сигналов соседних громкоговорителей. В нужной точке пространства на нас смотрит первая зона Френеля, расположенная на поверхности линейного массива, ее размер и определяет, сколько звука будет послано в эту точку. Было также показано, что в чистом виде прямые массивы не применяются, потому что в этом случае стабильное звуковое поле (дальняя зона) формируется очень далеко, обычно за пределами зала. Придание линейному массиву кривизны позволяет выровнять поведение его частотной характеристики. Существует множество практических требований к линейному массиву, что привело к появлению различных конструкций акустической системы. После увлечения копланарными конструкциями начали появляться модели с несимметричным расположением высокочастотной секции, были сделаны попытки расширить горизонтальную диаграмму направленности, появились дипольные варианты низкочастотных секций с кардиоидной диаграммой направленности. Большое значение имеет компьютерное обеспечение, позволяющее моделировать поведение массива в разных условиях. Есть надежда, что, как и с персональными компьютерами, стоимость оснащения линейных массивов <интеллектом> снизится до такого уровня, что акустические системы, выполненные по принципу линейного массива, войдут в повседневную жизнь, а не будут лишь демонстрацией мастерства на высокобюджетных мероприятиях.




    Источник: Pinspot.RU

    20 Сентября 2004 /

    Сценические микрофоны компании Shure

    Продукция компании Shure включает в себя широкий спектр сценических микрофонов, охватывающий разнообразные конструктивные решения и все ценовые категории.
    читать...(902)

    20 Сентября 2004 /

    Сценические микрофоны компании Sennheiser

    В идеале звук на сцене не должен уступать студийному, конструкция сценических микрофонов должна быть очень надежной, а цена - доступной... Среди других производителей к этому идеалу наиболее близко подошла, пожалуй, немецкая компания Sennheiser, один из признанных мировых лидеров в разработке и производстве микрофонов.
    читать...(839)

    20 Сентября 2004 /

    Сценические микрофоны компании SD Systems

    Голландская компания SD Systems выпускает высококачественные миниатюрные конденсаторные и динамические микрофоны для озвучивания самых разнообразных акустических музыкальных инструментов.
    читать...(1010)

    20 Сентября 2004 /

    Сценические микрофоны фирмы Schoeps

    Микрофоны торговой марки Schoeps знамениты прецизионностью, высоким качеством и надежностью. Они отличаются неповторимой нейтральностью и чистотой звучания. За 55 лет своего существования компания Schalltechnik Dr.-Ing.
    читать...(1025)

    20 Сентября 2004 /

    Сценические микрофоны компании Samson

    Линейка микрофонов фирмы Samson очень разнообразна: от речевых/вокальных (для музыкантов с ограниченным бюджетом) до вокальных и инструментальных, по качеству ни в чем не уступающих сценическим микрофонам профессионального класса.
    читать...(870)

    20 Сентября 2004 /

    Сценический микрофон NT3 компании Rode

    Стильный и современный конденсаторный микрофон Rode NT3, разработанный для студийных, сценических и любых других видов работ, собран на базе наиболее высококачественных компонентов.
    читать...(618)

    20 Сентября 2004 /

    Вокальные микрофоны компании ProAudio

    Фирма ProAudio выпустила ряд профессиональных динамических вокальных микрофонов, сущест-венно подняв планку качества, но не цены, - от недорогих, бюджетного уровня, до высококлассных, с применением абсолютно новых технологий и оригинальных технических решений.
    читать...(679)

    20 Сентября 2004 /

    Сценический вокальный микрофон Neumann KMS 105

    KMS 105 обеспечивает великолепную звукопередачу голоса и "ноймановский" звук в системах звукоусиления. Благодаря суперкардиоидной частотно-независимой диаграмме направленности и низкому уровню собственного шума, KMS 105 отлично сочетается с системами In-Ear мониторинга.
    читать...(849)

    20 Сентября 2004 /

    Концертные микрофоны Nady Systems

    Микрофоны серии Starpower фирмы Nady Systems представляют собой сочетания последних дос-тижений современных технологий и оптимального отношения "цена/качество".
    читать...(675)

    ...