Типы электроакустических систем звуковоспроизведения

Электроакустические системы предназначены для передачи звуковой картины из первичного помещения во вторичные. Данные системы должны обеспечить:

- более полную и точную передачу всего комплекса ощущений, свойственных естественному слушанию;

- создание у слушателя эффекта присутствия;

- реализацию широких творческих возможностей звукорежиссера.

Любая система звукопередачи может быть представлена в виде следующей структурной схемы:

ПЗ

ФП1

N2

ФП2

N3

N4

ПЗ – пульт звукорежиссера.

ФП – функциональный преобразователь.

Системы характеризуются 4-мя параметрами:

- количеством источников сигнала N1;

- полным форматом N2;

- количеством каналов передачи N3;

- количеством каналов воспроизведения N4.

В любой системе главная задача является невыполнимой, таким образом по этим параметрам системы можно классифицировать:

1. Монофоническая 1 – 1 – 1. (Параметр N1 обычно не принимается во внимание, поскольку практически не зависит от конкретного типа системы).

2. Монофоническая объемного звучания 1 – 1 – N (N >1).

3. Моноамбиофоническая 1 – 1 N.

4. Псевдостерео 2 1 2.

5. Квазистерео 1 - 1 2.

6. Стерео 2 – 2 – 2.

а) квазистереоамбиофоническая Л. Корна 2 - 2 3.

б) квазистереоамбиофоническая Л. Кейбса 2 2 4.

7. Стереоамбиофоническая Л. Кейбса 4 2 4.

8. Псевдоквадро 2 – 2 4.

9. Матричная квадро 4 2 4.

10. Дискретная квадрофоническая 4 – 4 – 4.

* означает наличие функционального преобразования сигналов.

Отличие в названиях систем, имеющих одинаковые условные обозначения, объясняется различными функциональными преобразованиями, а также разным расположением микрофонов и громкоговорителей.

Обычные монофонические и стереофонические системы

Монофоническими называются системы, в которых передающие и приемные стороны связаны одним каналом, независимо от количества источников и громкоговорителей. При этом громкоговорители излучают один и тот же сигнал.

В таких системах для получения оптимального сигнала используются один или чаще несколько микрофонов. Сигналы с их выходов (с микрофонов) отрегулированы по уровню, форме частотной характеристики, динамическому диапазону и временной структуре и суммируются в конечном итоге в один канал.

При этом частотная характеристика даже при идеальных характеристиках микрофонов не будет абсолютно хорошей из-за интерференционных наложений.

Воспроизведение монофонического сигнала чаще всего осуществляется одним громкоговорителем, что лишает слушателя следующих особенностей, присущих естественному слушанию:

-пространственности звучания;

-правильности передачи тембров и прозрачности звучания;

-восприятия акустической атмосферы.

Применение нескольких разнесенных громкоговорителей создает впечатление звучащего объема, однако никакого пространственного разделения инструментов нет.

Псевдостереофонические системы способны лишь едва приближенно имитировать передачу пространственной информации по фронту. Они дают лишь плоское изображение распределения отдельных частотных составляющих всего ансамбля. Несколько большие возможности у псевдостерео для передачи акустической атмосферы.

В квазистереосистемах также невозможно нормальное пространственное разделение, но уровни и времена прихода отдельных звуков существенно преобразовываются функциональным преобразователем.

Обычные стереофонические системы могут быть организованы по одной из 2-х схем:

1. АБ – по каналу связи передаются сигналы левого и правого каналов.

2. MS - передаются суммарный и разностный сигналы.

Стереосистемы могут быть выполнены в следующих вариантах:

1.Совмещенная система – динамики располагаются в одном корпусе с электронной начинкой.

2. Раздельные системы – динамики отдельно от электроники.

3. Комбинированные системы – НЧ динамики располагаются в одном корпусе с электроникой, а средние и ВЧ меньше по размеру в отдельных корпусах-спутниках.

Компоненты стереофонического звучания:

1. Пространственное впечатление.

2. Высокая степень прозрачности звучания.

3. Правильность передачи тембра.

4. Значительно более лучшее восприятие акустической системы в первичном помещении.

Все эти ощущения объясняются различием стереопары. Эти сигналы характеризуются следующими особенностями:

1) Наличие статической связи между ними.

2) Наличие отличающихся как по величине так и по знаку, меняющихся по времени временных и интенсивностных разностей каждого звукового образа.

3) Определённое соотношение уровней сигналов, необходимое для достижения оптимальной прозрачности.

4) Различие временных структур ревербирационных продолжений левого и правого сигналов.

Связь особенностей слухового восприятия составляющих стереофонический эффект с параметрами стереосигнала следующая:

- протяженность кажущегося источника звука зависит от коэффициента корреляции;

- азимутальная локализация - временная и интенсивностная разности;

- глубинная локализация - временная разность и величина акустического соотношения ;

- прозрачность звучания - величины интенсивностной и временной разностей, соотношение уровней громкости источников, акустический баланс системы воспроизведения;

- акустическая атмосфера – временные и интенсивностные различия ревербирационных продолжений стереопары.

Дискретные квадрофонические системы.

Наличие 4-х независимых каналов позволяет наилучшим образом передать пространственную информацию. Дискретные стереофонические системы дают максимальный эффект, который может достичь 4-х канальной передачи. Квадрофония дает возможность получить пространственное восприятие, недоступное в двухканальной передаче, а иногда и при естественном слушании. Однако, внедрение дискретной квадрофонии требует значительного расширения полосы частот, нового приемно-передающего оборудования, существенного усложнения аппаратуры записи и воспроизведения, обеспечения совместимости с существующими стандартами. До сих пор единого стандарта на дискретные квадрофонические системы нет. Дискретные квадрофонические системы бывают 2-х видов: квадрат и ромб.

Область уверенной локализации кажущегося источника звука (КИЗ) для системы квадрат имеет вид купола, опирающегося на динамики. Если уровень одного из громкоговорителей на 15 дБ больше уровня любого другого, то источник звука уверенно локализуется в этом громкоговорителе. Локализация на краях купола возможна при работе только 2-х громкоговорителей, при этом кривизна краев боковых поверхностей заметно больше, чем передний и задний. Это говорит о существенной локализации КИЗ. Действительно, если при работе передней и задней пары источник локализуется в любой точке базы, то при работе любой из боковых пар локализация в точках между громкоговорителей, и особенно в центре базы, практически невозможна. Последнее может быть объяснимо тем, что на входах ушей слушателя при положении источника в центре боковой базы сигналы сдвинуты на 90 градусов. Если кроме 2-х громкоговорителей работает еще 1 или 2, то источник звука смещается к вершине купола.

Область уверенной локализации для системы ромб также имеет вид купола, однако кривизна краев боковых поверхностей одинаково мала, то есть локализация в такой системе возможна в любом направлении (за счет действительных источников звука справа и слева). Недостатком данной системы является ее несовместимость с обычной стереосистемой. Воспроизводить сигнал в такой системе можно либо повернув систему на 45 градусов, либо организовав псевдоквадросистему. Величина подъема источника звука в системе квадрат при работе передней пары громкоговорителей в середине базы составляет 60-80 см, база 3 см, для задней пары – 50-70 см. Для нормального воспроизведения звука необходимо в системе квадрат увеличить уровень задних динамиков на 2-3 дБ. Для системы ромб – передний динамик на 3 дБ больше, задний на 5дБ больше, чем боковые.

Из всего вышесказанного следует, что наиболее предпочтительной является квадросистема типа ромб с установкой динамиков на полу.

Все вышеперечисленное характерно для интенсивностного метода формирования стереопанорамы.