10.3. Звукоусиление
Назначение систем звукоусиления заключается в том, чтобы усилить действие первичного источника звука (оратора, лектора, солиста, музыкального ансамбля и т.п.) в тех случаях, когда из-за больших размеров озвучиваемой поверхности или из-за недостаточной мощности этого источника звука уровень поля на местах слушателей получается ниже требуемого значения. Но даже при достаточной мощности первичного источника звука усиление необходимо, если объем помещения более 2000м3 или расстояние от удаленного слушателя до первичного источника более 25м.
Система звукоусиления включает в себя систему озвучения, но в системе звукоусиления первичный источник звука находится в пределах озвучиваемого пространства, и поэтому микрофоны оказываются в поле действия громкоговорителей. А это приводит к появлению акустической обратной связи по цепи: громкоговоритель — помещение (или открытое пространство) — микрофон — усилитель — громкоговоритель. Поэтому все требования, предъявляемые к системам озвучения, имеют силу и в отношении систем звукоусиления, но с учетом близости первичного источника звука к слушателям и наличия обратной акустической связи.
Дополнительным требованием для систем звукоусиления является необходимость локализации вторичного источника звука, так как слуховое ощущение местонахождения виртуального (кажущегося) источника звука определяется суммарным действием первичного и вторичного источников звука. В том случае, когда слушатель видит первичный источник звука, наилучшее восприятие звука получается при совпадении зрительного образа со слуховым. Этот показатель очень важен для музыки, поэтому при передаче музыкальных программ стремятся к совмещению этих образов.
Задача звукоусилительной системы для передачи художественных программ заключается в том, чтобы громкоговорители создавали уровень поля на местах слушателей не менее того, который получается у слушателя, находящегося на оптимальном расстоянии от первичного источника звука т.е. в типовых условиях слушания (rM=2,3м; rC=10…12м) система должна создавать минимальный уровень поля не менее LMIN=LМ — (12…16), где LM — уровень у микрофона, rM — расстояние исполнителя от микрофона.
Разность уровней в точке с минимальным уровнем поля и у микрофона называют индексом передачи тракта микрофон — удаленный слушатель (или просто индексом тракта), т. е. QМ.С=LMIN — LM.
Оптимальный индекс тракта для музыкальных передач QМ.С= - (12…16)дБ. Для речевых передач при определении индексов тракта исходят из получения полной понятности речи в точках с минимальным уровнем поля с учетом уровней шумов в этих точках. Но для случая низких уровней шумов индекс тракта можно определить так же, как и для музыкальных передач, в этом случае
,
дБ. (10.5)
Заметим, что эта величина индекса ориентировочная.
При звукоусилении сольного пения необходимый индекс передачи следует выбирать, исходя из норм, приведенных для речевых передач, хотя некоторые певцы подносят микрофон к самому рту, и поэтому величина требуемого индекса в этих условиях получается меньше, чем для речевых программ.
При звукоусилении, как правило, нет необходимости в создании громкоговорителями уровней поля вблизи первичного источника звука таких же, как для удаленных участков озвучиваемой поверхности, поэтому при расчете звуковых полей эти участки обычно исключают из рассмотрения или допускают для
Рис. 10.4. Иллюстрация системы звукоусиления
Из-за обратной связи возможно появление самовозбуждения всей системы звукоусиления. Условие самовозбуждения системы звукоусиления — равенство единице модуля коэффициента передачи | K | по всей петле от выхода усилителя через громкоговорители, помещение (или открытое пространство), микрофоны, усилитель до его выхода. Самовозбуждение возникает на одном из пиков частотной характеристики тракта. Перед началом самовозбуждения прослушивается позванивание на одной из наиболее вероятных частот самовозбуждения, получается так называемая регенеративная реверберация. В таких условиях частотная характеристика тракта становится еще более неравномерной. В помещении обратная связь получается двух типов: по прямому звуку и по диффузному, а в открытом пространстве она образуется только по прямому звуку.