Горизонтальный массив: ответ на знакомый вопрос



Денис Коломиец,
www.arispro.ru




1Resized.jpg



Хотел бы начать свою статью с описания известной проблемы. Представим себе реальную рабочую ситуацию: вы — прокатчик, для работы у вас есть некий комплект акустических систем. Предположим, что состоит он из пары двухполосных кабинетов и пары сабвуферов. Для большинства площадок (свадьбы, банкеты, корпоративы и т.п.) его хватает, но вам подвернулся вариант отработать более крупное мероприятие.


Например, День города (городка, поселка, городского поселения — нужное подчеркнуть), который будет проходить, как принято, на центральной площади. И вот она, проблема: для этой работы технических возможностей вашего аппарата явно не хватает, то есть количества громкоговорителей недостаточно для того, чтобы обеспечить нормативный уровень звукового давления во всей слушательской зоне.


Чисто теоретически решить задачу, казалось бы, не так уж и сложно: нужно просто увеличить громкость и расширить диаграмму направленности звукоусилительного комплекта. И самый простой, лежащий на поверхности способ сделать это — удвоить количество АС. Если на время отставить в сторону финансовый аспект, то можно приобрести (взять в аренду, попросить на время у партнера — опять нужное подчеркнуть) еще один такой же комплект и установить его вместе со своим.


Представим, что вам определенным способом удалось решить вопрос расширения комплекта. Сабвуферы вы ставите рядом друг с другом (или один на другой), а широкополосные громкоговорители ставите рядом и чуть разворачиваете друг от друга, чтобы расширить зону покрытия. Выглядит этот вариант примерно так.


Что происходит со звуком в таких случаях, многие знают на своем опыте. Со сложением звуковой энергии на низких частотах между сабвуферами особых проблем не возникает: басы играют по-прежнему, просто их явно стало больше. А вот в СЧ/ВЧ диапазоне все не так хорошо, как хотелось бы: громче стало ненамного, а разборчивость заметно снизилась.



При этом звуковая картина «размазалась», а при перемещении по площадке явно слышна неравномерность в уровне громкости. Результат: вблизи сцены все более-менее слышно и понятно, а в середине площадки и особенно в последних рядах с басами все нормально, но слова уже не разобрать. В итоге заказчик остался не очень доволен вашей работой и на следующее мероприятие приглашает другого подрядчика.


В чем же проблема? Во всем виновата неприятная вещь под названием «интерференция». Она возникает между двумя (или несколькими) источниками волн и приводит к увеличению или уменьшению их результирующей амплитуды. В нашем случае источниками являются акустические системы, стоящие рядом. Ситуация осложняется еще и тем, что эти волны — звуковые и представляют собой не простой синусоидальный сигнал с постоянной частотой, а сложный комплекс из множества разных частот и гармоник.


На условной площадке, которую мы рассматриваем, происходит интерференция между двумя рядом расположенными колонками, а затем еще и между левым и правым порталами. Поскольку интерференционная картина зависит от разности фаз взаимодействующих волн, в АЧХ звукового поля возникают множественные «провалы» и «всплески», причем происходит это на разных частотах и в разных точках пространства.


Такая интерференция носит название неконтролируемой, а на практике  выражается в сильном снижении разборчивости звукового материала, а также неравномерности дисперсии. На низких частотах интерференция не сказывается так негативно, так как расстояние между соседними излучателями (сабвуферами) меньше длины воспроизводимых ими волн. Но в средне-высокочастотном спектре проблема проявляется особенно остро, ведь длина волны здесь гораздо меньше расстояния между рядом стоящими колонками. Для примера: длина волны на частоте 2 кГц равна 17 см, а расстояние между центрами ВЧ-драйверов – 25-30 см.



Итак, с причиной проблемы мы разобрались и теперь нужно понять, как ее устранить. Бесспорно, одним из вариантов решения будет применение вертикального линейного массива. Сегодня сложилось мнение, что линейный массив — это панацея буквально от всех бед. Однако это не так. Во многих случаях использование ЛМ является неоправданным и гораздо эффективнее использовать точечные источники звука.


В идеале нам нужен один точечный излучатель с достаточной мощностью, способный обеспечить требуемое звуковое давление на всей площадке — тогда он не будет подвержен интерференции. Реализовать это на практике вряд ли возможно, но создать систему звукоусиления, приближенную к этим параметрам, пробовали многочисленные производители профессиональной акустики.


На данный момент лишь немногим это удалось, причем с определенной долей компромиссов, без которых невозможно обойтись. Итальянская компания RCF находится в числе тех, кто реализовал такое решение на практике в 2013 году, и называется эта акустическая система TTP5-A. Производитель назвал свою систему сложно переводимым словосочетанием Point Source Array. Мы долго думали над переводом этого термина.



Общеизвестно, что совокупность множества однородных элементов, составляющих единое целое, принято называть массивом. Поскольку объединение кабинетов происходит в горизонтальной плоскости, то решено было обозначить тип системы как «горизонтальный звуковой массив». Чем же он так хорош для нашего условного прокатчика? Об этом по порядку… Главной задачей при создании громкоговорителя RCF TTP5-A было добиться такого расстояния между акустическими центрами отдельных источников звука, чтобы оно не превышало половины длины волны в рабочем диапазоне частот. Только в таком случае несколько громкоговорителей, объединенных между собой, будут эквивалентны единому звуковому источнику.


RCF   RCFRCF




На первый взгляд, TTP5-A – обычная двухполосная колонка с вуфером диаметром 15 дюймов и 2-дюймовым ВЧ-драйвером. Однако при более внимательном осмотре можно заметить, что глубина кабинета гораздо больше стандартной, а ширина задней стенки кабинета необычно мала. Это сделано для того, чтобы максимально приблизить центры ВЧ-динамиков соседних колонок друг к другу для сокращения расстояния между ними. Поскольку магнит мощного драйвера имеет диаметр около 140 мм, с учетом толщины стенок кабинета совместить их центры ближе, чем на 200 мм, не получится.


В результате верхнее значение частоты, до которого два излучателя соседних колонок будут работать как один точечный источник, составляет около 850 Гц. Пока просто примем этот факт к сведению и отложим его в сторону. Вторая, немаловажная причина увеличенной глубины кабинета TTP5-A —  большая длина ВЧ-рупора. Это обусловлено необходимостью создания его направленности в горизонтальной плоскости в очень малых пределах. Рупор в TTP5-A обладает направленностью 22,5° в горизонтальной плоскости и 60° в вертикальной. Благодаря этому выполняется условие, при котором звуковая энергия в области ВЧ будет излучаться в достаточно узком секторе и при этом не будет возникать интерференции со звуковым полем соседней колонки.



Углы трапециевидного кабинета TTP5-A рассчитаны таким образом, что если поставить рядом несколько громкоговорителей, выровнять их по фронту и плотно прижать друг к другу их боковые стенки, то вместе они образуют кластер, соответствующий единому точечному источнику звукового излучения. Некоторое пояснение, для которого мы вспоминаем об отложенном нами ранее факте о 850 Гц: ниже этого значения интерференция между несколькими громкоговорителями не происходит, так как расстояние между излучателями меньше длины волны, а выше — благодаря точному направлению звуковых волн с помощью ВЧ-рупоров. Ширина диаграммы направленности кластера по горизонтали будет зависеть от количества установленных кабинетов. Например, при использовании трех TTP5-A она составит 67,5°.



Модель TTP5-A является активной и помимо усилительного модуля содержит DSP, который осуществляет множество различных функций (разделение частотных полос, частотная коррекция, лимитирование, временная задержка). В зависимости от количества кабинетов в кластере и способа его установки (напольный стек или подвес) пользователю предлагается выбрать соответствующую предустановку настроек DSP, в которых оптимизирована эквализация в областях ВЧ и НЧ.  Суммарная мощность усилителей составляет 1600 Вт, АС развивает максимальное давление до уровня 138 дБ.



Система TTP5-A предназначена для работы в закрытых залах и на открытых площадках, в зависимости от количества элементов с ее помощью можно озвучить аудиторию от 500 до 1500 зрителей; годится она как для прокатной деятельности, так и для стационарных проектов. Высочайшее качество применяемых компонентов от динамических головок до выходных транзисторов позволяет использовать ее на мероприятиях и объектах самого высокого уровня.



Важной особенностью данной АС является возможность удаленного контроля и управления всеми ее параметрами по собственному протоколу RDNet посредством компьютера и специализированного бесплатного ПО, а также дополнительного контроллера RDNet.


Технические характеристики TTP5-A:


Диапазон воспроизводимых частот 45 Гц — 20 кГц; max SPL 138 дБ;
диаграмма направленности 22,5° х 60°;
неодимовые динамики: 15”(4”v.c.) + 2”(4”v.c.);
усилители мощности 1100+500 Вт (пр-во B&O Icepower);
защита – термо и RMS;
встроенный DSP;
встроенный RDNet;
габариты (в х ш х г): 986 х 458 х 646 мм;
вес 66 кг.


Ключевым достоинством TTP5-A является ее возможность объединения в кластеры горизонтального массива, эквивалентные единому источнику звука. Если вернуться к описанной вначале проблеме с озвучиванием условным прокатчиком мероприятия на условном Дне города N, то можно с уверенностью сказать, что применение TTP5-A в этом случае было бы эффективным решением задачи.



На расстоянии 50 метров от сцены расчетный максимальный уровень звукового давления составил бы около 105 дБ, что соответствует нормативному значению. В зависимости от ширины площадки можно выбрать  диаграмму направленности кластера по горизонтали 67,5 или 90 градусов. О том, как при этом у горизонтального массива RCF TTP5-A обстоят дела с интерференцией и разборчивостью, я сейчас расскажу подробнее на живом примере.



В ноябре 2013 года мы провели тестирование пришедших к нам на склад долгожданных новинок. Для тестирования мы выбрали комплект, который оптимален с точки зрения применения и удобства эксплуатации. Он состоит из шести кабинетов RCF TTP5-A и четырех активных сабвуферов RCF SUB8006-AS. Сабвуфер содержит два излучателя диаметром 18 дюймов, усилитель 2500 Вт и развивает звуковое давление до 141 дБ.  
Для прослушивания был выбран театрально-концертный зал подольского ДК «Октябрь» вместимостью 850 мест (без учета балкона на 610 мест).



Театрально-концертный зал подольского ДК «Октябрь»



Мы решили сымитировать рабочую ситуацию, когда нет возможности подвесить кабинеты и оттого удобнее и быстрее установить акустические системы по краям авансцены. Сабвуферы поставили на торцы, по паре с каждой стороны. На них поочередно установили сателлиты, располагая их рядом и последовательно соединяя между собой. Для этого сверху и снизу каждого кабинета есть специальные встроенные выдвижные замки. Собранный кластер (с диаграммой 67,5° х 60°) направили в зал таким образом, чтобы минимизировать отражения от боковых стен.


4.jpg



Согласно рекомендации производителя установили для TTP5-A пресет под номером 3, соответствующий трем кабинетам, установленным в напольный стек.
Сателлиты были включены через штатный кроссовер, встроенный в сабвуфер. Мы решили использовать частоту раздела 90 Гц. Забегая вперед, расскажу, что в попытках сделать звучание аппарата еще лучше мы экспериментировали и с другими пресетами, и с настройками различных эквалайзеров и фильтров.



5.jpg   6.jpg



Однако выяснилось, что именно рекомендованный пресет — самый оптимальный по тональному балансу. Наилучшей настройкой кроссовера оказался вариант на 90 Гц. Звуковоспроизводящий тракт, который мы использовали при тестировании, включал MacBook Pro + iTunes, консоль DiGiCo SD11 + многоканальный аудиоинтерфейс DiGiCo UB-MADI. 


Воспроизводились фонограммы с музыкальными треками различных жанров в формате WAV, а также «живой» голос через цифровую радиосистему beyerdynamic TG1000 с динамическим капсюлем TG V70w. Все присутствующие на тестировании отметили, что произошло  ровное и гладкое слияние звучания соседних громкоговорителей в СЧ/ВЧ диапазоне. Спектральный баланс звуковой картины абсолютно не изменялся при изменении положения слушателя в зале.


Каждый кластер TTP5-A играл очень разборчиво, представляя собой единый звуковой источник, не подверженный негативному влиянию интерференции. Звучание комплекта можно охарактеризовать как ясное и комфортное, с присущей RCF мягкостью в области верхней середины. Голос и инструменты передавались внятно, чисто и без искажений даже на предельной мощности. Уровня звукового давления было вполне достаточно для воспроизведения любой музыки, от популярных жанров до хард-рока.


Итак, благодаря весьма важной и полезной функции объединения громкоговорителей в горизонтальный массив модель RCF TTP5-A имеет большие перспективы. В качестве инструмента для решения проблемы интерференции звуковая система на основе TTP5-A будет очень удобна, эффективна и востребована в прокатном бизнесе, а также в клубных и театральных инсталляциях для озвучивания аудитории длиной до 50 м.


Остается только добавить, что производитель выпустил множество сопутствующих аксессуаров для монтажа и транспортировки TTP5-A, что, несомненно, станет хорошим подспорьем при работе с этой системой.
Предлагаем посмотреть видеосюжет о тестировании RCF TTP5-A.


Понятие и критерии естественной эквализации музыкальных сигналов

Понятие и критерии естественной эквализации музыкальных сигналов

Дмитрий Таранов –  кандидат технических наук по специальностям «Акустика» и «Радиотехника» (ИРТСУ 2014), практикующий студийный звукоинженер, автор учебного пособия длявысших учебных заведений «Основы сведения музыки. Часть 1. Теория»

Андрей Жучков о том, что ему интересно

Андрей Жучков о том, что ему интересно

Имя и фамилия Андрея Жучкова значатся в титрах более чем 40 художественных и 2000 документальных фильмов, ему доверяют свои голоса лучшие российские актеры, а режиссеры точно знают, что он ювелирно сделает достоверный или самый необыкновенный эффект для фильма. 

Новая серия радиосистем FBW A

Новая серия радиосистем FBW A

Компания FBW представляет серию A – профессиональные радиосистемы начального ценового сегмента с большим выбором приемников и передатчиков в диапазоне частот 512 – 620 МГц.
Все модели предлагают высокий уровень сервисных возможностей. Это 100 частотных каналов, наличие функции AutoScan, три уровня мощности передатчика 2/10/30 МВт, три уровня порога срабатывания шумоподавителя squelch.  Доступны два вида ручных радиомикрофонов A100HT и A101HT, отличающихся чувствительностью динамического капсюля.

Universal Acoustics  в МХАТе имени Горького. Длительный тест акустических систем  российского производства

Universal Acoustics в МХАТе имени Горького. Длительный тест акустических систем российского производства

Московский Художественный академический театр имени М. Горького – театр с большой историей. В ноябре прошлого (2022) года он открыл двери после полномасштабной реконструкции. Разумеется, модернизация затронула и систему звукоусиления. В ходе переоснащения известный российский производитель акустических систем Universal Acoustics получил возможность протестировать свою продукцию в режиме реальной театральной работы. На тест во МХАТ имени Горького были предоставлены линейные массивы T8, звуковые колонны Column 452, точечные источники X12 и сабвуферы T18B.

«Торнадо» в день «Нептуна»

«Торнадо» в день «Нептуна»

2019 год стал для компании Guangzhou Yajiang Photoelectric Equipment CO.,Ltd очень богатым на новинки световых приборов. В их числе всепогодные светодиодные поворотные головы высокой мощности: серии Neptune, выпускаемые под брендом Silver Star, и Tornado – под брендом Arctik.

Panasonic в Еврейском музее

Panasonic в Еврейском музее

Еврейский музей и центр толерантности открылся в 2012 году в здании Бахметьевского гаража, построенного по проекту архитекторов Константина Мельникова и Владимира Шухова. Когда этот памятник конструктивизма передали музею, он представлял собой практически развалины. После реставрации и оснащения его новейшим оборудованием Еврейский музей по праву считается самым высокотехнологичным музеем России.
О его оснащении нам рассказал его IT-директор Игорь Авидзба.

Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни

Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни

Меня зовут Николай Лукьянов, я профессиональный звукорежиссер. Родился и вырос в Риге, там и начался мой путь в музыке. Джаз/госпел/фанк/асид джаз/хард рок/рок оперы/ симфонические оркестры – в каких сферах я только не работал.
В 2010 году перебрался в Россию, где и продолжил свою профессиональную карьеру.
Примерно 6 лет работал с группой Tesla Boy, далее – с Triangle Sun, Guru Groove Foundation,
Mana Island, Horse Power Band. Резидент джазового клуба Алексея Козлова.
А сейчас я работаю с группой «Ночные Снайперы».

Universal Acoustics  в МХАТе имени Горького. Длительный тест акустических систем  российского производства

Universal Acoustics в МХАТе имени Горького. Длительный тест акустических систем российского производства

Московский Художественный академический театр имени М. Горького – театр с большой историей. В ноябре прошлого (2022) года он открыл двери после полномасштабной реконструкции. Разумеется, модернизация затронула и систему звукоусиления. В ходе переоснащения известный российский производитель акустических систем Universal Acoustics получил возможность протестировать свою продукцию в режиме реальной театральной работы. На тест во МХАТ имени Горького были предоставлены линейные массивы T8, звуковые колонны Column 452, точечные источники X12 и сабвуферы T18B.

Звуковой дизайн. Ряд звуковых событий, созданных  в процессе коллективного творчества

Звуковой дизайн. Ряд звуковых событий, созданных в процессе коллективного творчества

Что вообще такое – звуковой дизайн, который и должен стать мощной частью выразительных средств современного театра? С этими вопросами мы обратились к звукоинженеру/саунд-дизайнеру Антону Фешину и театральному композитору, дирижеру, режиссеру и преподавателю ГИТИСа Артему Киму.

Понятие и критерии естественной эквализации музыкальных сигналов

Понятие и критерии естественной эквализации музыкальных сигналов

Дмитрий Таранов –  кандидат технических наук по специальностям «Акустика» и «Радиотехника» (ИРТСУ 2014), практикующий студийный звукоинженер, автор учебного пособия длявысших учебных заведений «Основы сведения музыки. Часть 1. Теория»

Андрей Жучков о том, что ему интересно

Андрей Жучков о том, что ему интересно

Имя и фамилия Андрея Жучкова значатся в титрах более чем 40 художественных и 2000 документальных фильмов, ему доверяют свои голоса лучшие российские актеры, а режиссеры точно знают, что он ювелирно сделает достоверный или самый необыкновенный эффект для фильма. 

Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни

Николай Лукьянов: звукорежиссура – дело всей жизни

Меня зовут Николай Лукьянов, я профессиональный звукорежиссер. Родился и вырос в Риге, там и начался мой путь в музыке. Джаз/госпел/фанк/асид джаз/хард рок/рок оперы/ симфонические оркестры – в каких сферах я только не работал.
В 2010 году перебрался в Россию, где и продолжил свою профессиональную карьеру.
Примерно 6 лет работал с группой Tesla Boy, далее – с Triangle Sun, Guru Groove Foundation,
Mana Island, Horse Power Band. Резидент джазового клуба Алексея Козлова.
А сейчас я работаю с группой «Ночные Снайперы».

Звуковой дизайн. Ряд звуковых событий, созданных  в процессе коллективного творчества

Звуковой дизайн. Ряд звуковых событий, созданных в процессе коллективного творчества

Что вообще такое – звуковой дизайн, который и должен стать мощной частью выразительных средств современного театра? С этими вопросами мы обратились к звукоинженеру/саунд-дизайнеру Антону Фешину и театральному композитору, дирижеру, режиссеру и преподавателю ГИТИСа Артему Киму.

Прокат как бизнес. Попробуем разобраться

Прокат как бизнес. Попробуем разобраться

Андрей Шилов: "Выступая на 12 зимней конференции прокатных компаний в Самаре, в своем докладе я поделился с аудиторией проблемой, которая меня сильно беспокоит последние 3-4 года. Мои эмпирические исследования рынка проката привели к неутешительным выводам о катастрофическом падении производительности труда в этой отрасли. И в своем докладе я обратил внимание владельцев компаний на эту проблему как на самую важную угрозу их бизнесу. Мои тезисы вызвали большое количество вопросов и длительную дискуссию на форумах в соцсетях."

Словарь

front projection

(прямая проекция, фронтальная проекция) - стандартный тип проекции, при котором зритель и проектор расположены по одну сторону эк...

Подробнее