Техническое оборудование для систем управления звуком

Важная задача современной техники звукоусиления — акустическое покрытие площади больших культурных центров (например, драматических и оперных театров, концертных и спортивных залов). Для каждого из этих центров требуется определенный комплект собственного оборудования, который зависит от размера и статуса зала.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ.

Распределитель входных сигналов (коммутационная панель) требуется для работы с большим числом линий от источников сигналов больших систем, поскольку постоянное подключение к входам микшерного пульта не оправдано экономически и затрудняет мониторинг и управление. Источники подключаются к входам микшерного пульта (или пультов) через распределительную панель заранее, до начала любого события (в ряде случаев и во время события). В больших системах часто должна предусматриваться возможность работы более чем со 100 микрофонными линиями. Только небольшое число линий должно иметь прямое соединение с микшерными пультами.

В состав стойки, содержащей входную распределительную панель, часто входят блоки питания конденсаторных микрофонов.

Если микрофоны предполагается использовать для радиои телевизионных трансляций или если поступающие с микрофонов сигналы предназначены для озвучивания других частей здания, применяют усилители-распределители. В большинстве случаев они распределяют сигнал низкого уровня максимум для четырех пользователей. Число микрофонных усилителей-распределителей, а иногда и распределительных трансформаторов, зависит от числа микрофонов, используемых во время представлений. Обычно их бывает от 20 до 30, но порой может быть и до 60.

Выходы всех передающих линий и звукозаписывающих устройств (кроме микрофонных линий) подводятся к входной распределительной панели. В определенных случаях (для микшеров с переключаемыми входами) некоторые студийные магнитофоны, а также часто используемые микрофоны подключаются к микшерным пультам непосредственно. Входная распределительная (коммутационная) панель нередко дополняется произвольно подключаемыми микрофонными фильтрами или частотными корректорами для устранения искажений тембра или положительной обратной связи в цепях некоторых микрофонов перед подачей их сигналов на микшерный пульт, поэтому если сигналы во время представления перераспределяются, не потребуется изменять подключение фильтров.

В связи с большим числом источников звука входные распределительные панели часто выполняются в виде шнуровых коммутационных панелей.

В настоящее время используются многокаскадные цепи коммутации и распределения цифровых сигналов с компьютерным управлением. Для коммутации часто используемых источников (например, в театрах) применяют все чаще шинные группы и параллельные или матричные коммутаторы.

МИКШЕРНЫЕ ПУЛЬТЫ.

В соответствии со схемой звукоусиления после входной распределительной панели располагается один или несколько микшерных пультов. Один из таких пультов находится в центральной аппаратной {аппаратной звукового мониторинга). Если имеется несколько микшерных пультов, то помимо прочего они используются для предварительного микширования или для работы со звукозаписывающими устройствами, в том числе для согласования уровней записываемых сигналов и записи программы. Второй микшерный пульт часто размещают в зале, в наиболее акустически репрезентативном месте. Здесь окончательно контролируется баланс выходного сигнала, поскольку оценить акустическое состояние и общее качество звука возможно только в самом зале. (Эксперименты с управлением выходным сигналом с помощью одной или нескольких «искусственных голов» не дали желаемого эффекта.).

Микшерный пульт в зале особенно необходим, если представлению предшествует лишь небольшая репетиция и при этом используются большое число микрофонов и сложная система размещения громкоговорителей. Такие условия характерны для залов универсального назначения. В небольших залах, которые обслуживает несколько человек, управлять всем представлением можно с помощью находящегося в зале микшерного пульта.

Недавно на репетициях драматических спектаклей или во время музыкальных представлений начали пользоваться мобильными звуковыми микшерами, размещаемыми в зале. Подобные устройства могут потребоваться и в концертных залах — в особых случаях (например, при исполнении электронной музыки) пульт должен устанавливаться без прокладки дополнительных кабелей.

На очень больших представлениях специальный пульт для мониторинга размещают непосредственно на сцене. Оркестрам и вокально-инструментальным группам часто требуется микшерный пульт вблизи сцены для установления баланса между исполнителями.

Звуковые микшерные пульты, которые используют в малых и средних залах универсального назначения и устанавливают в аппаратной, а управляют звуком в зале, обычно имеют от 24 до 32 входов. Эти входы в ряде случаев можно переключать для согласования с высокои низкоомными источниками. Входные цепи имеют предусилители, контроллеры уровня и часто фильтры для согласования сигналов.

Увеличение числа каскадно соединенных усилителей, возможное, например, при последовательном соединении нескольких многоступенчатых микшерных пультов, угрожает недопустимым падением отношения сигнал-шум на выходе системы.

Этот недостаток исключен в современных автоматизированных микшерных пультах, в которых общая регулировка уровня звука осуществляется только во входной ступени пульта, хотя уровни в отдельных ступенях регулируются индивидуальными регуляторами. Для этого во входной ступени устанавливают усилитель, управляемый напряжением, цифровой контроллер уровня или резисторный блок с оптоэлектронным управлением. Эти микшерные пульты должны быть оборудованы специальными цепями для групповых выходов.

Такие микшерные пульты (многие из них полностью цифровые) обеспечивают программируемое управление, что позволяет, например, предварительно устанавливать величину затухания и, если применяются соответствующие распределительные устройства и управляемые фильтры, назначать пути прохождения сигнала и частотные характеристики.

ФИЛЬТРЫ.

Фильтры, влияющие на амплитудно-частотную характеристику передаваемых звуковых сигналов, относятся к классическим средствам обработки звука. Две основные области применения фильтров:

оптимизация тембра в рассматриваемом месте приема;

подавление частот положительной акустической обратной связи.

Оптимизация тембра осуществляется в зависимости от конкретной области применения системы. Например, сбалансированная частотная характеристика во всем частотном спектре может быть желательной для высококачественных систем, предназначенных для передачи музыки. Но для улучшения разборчивости в системах, предназначенных только для передачи речи, целесообразно снижение уровня в области низких частот и подчеркивание определенных формантов в области примерно 2 кГц. Совсем другие требования предъявляются к оптимизации тембра для сценического мониторинга. В больших системах звукоусиления фильтры устанавливают в различных точках. Для управления частотной характеристикой микрофонов и подавления основных частот положительной обратной связи их обычно устанавливают во входном канале микшерного пульта. Однако основная регулировка электроакустической частотной характеристики, которая требуется для компенсации линейных искажений, определяемых местом установки громкоговорителей и акустикой помещения, выполняется с использованием так называемых фильтров адаптации к помещению, которые включаются перед усилителями мощности.

Фильтры почти всегда уменьшают максимально возможный уровень звука. Поэтому при разработке системы необходимо вводить соответствующие резервы мощности.

Существуют два основных типа фильтров: пассивные и активные. Пассивные фильтры работают без дополнительного электропитания, поэтому они не дают возможности усилить уровень и не уменьшают отношение сигнал-шум.

Активные фильтры, которые более широко распространены, имеют меньшие размеры, они дешевле, в настоящее время такие фильтры используются преимущественно в студийном оборудовании.

Еще одна отличительная особенность фильтров — влияние демпфирования на их частотную характеристику. Различают фильтры с постоянной величиной q и фильтры с неизменной полосой частот .

Используются различные конструкции фильтров, выбор определяется их стоимостью, уже имеющимся оборудованием и тем, насколько они просты или сложны в применении.

Недавно появились микропроцессорные устройства, получившие название контроллеры обратной связи, которые вводят частотно-зависимое затухание в характеристику при таких проявлениях положительной обратной связи, как изменения тембра, эффекты реверберации и флуктуации уровня звука. Автоматические фильтры включают в отдельные микрофонные каналы, они позволяют увеличить запас устойчивости к возникновению положительной обратной связи до 15 дБ .