Универсальный измерительный прибор Audio Toolbox Plus

Михаил Качанов

Стремительное развитие техники для шоу-бизнеса предъявляет особые требования не только к самой звукоусилительной аппаратуре (акустика, усилители и т.д.), но и к средствам контроля и измерения. До недавнего времени единственным известным в нашей стране измерительным прибором был анализатор спектра KLARK TEKNIK. Но прогресс не стоит на месте, и современные технологии подталкивают производителей выпускать контрольно-измерительную технику нового поколения. В связи с этим несомненный интерес вызывает прибор Audio Toolbox американской компании Terrasonde. Имя это пока не очень известно в России, но возможности его (особенно принимая во внимание цену) заслуживают того, чтобы на него обратили внимание туровые компании, прокатчики звукового оборудования, фирмы, занимающиеся инсталляциями звукового и студийного оборудования.

Terrasonde выпускает прибор в трех модификациях: Audio Toolbox, Audio Toolbox Plus и Audio Toolbox Rack. В рамках этой статьи будет рассмотрен Audio Toolbox Plus.

Что обычно необходимо иметь звукоинженеру при инсталляции звукового оборудования или при подготовке к концерту? Конечно, измерители уровня звукового давления, сигнала и сопротивления акустических систем, анализатор спектра, тестеры полярности, фантомного питания и тестер кабелей. Возможно, вы еще захотите иметь генератор и анализатор SMPTE тайм-кода, измеритель уровня искажений, прибор для определения правильности фазировки ваших акустических систем и усилитель для наушников. Короче говоря, можно набить целый рэк приборами, а можно обойтись и одним Audio Toolbox Plus, который включает в себя все вышеописанные примочки и еще встроенную систему перезаряжаемых батарей (помимо внешнего блока питания), компьютерный интерфейс (PC, MAC) для распечатывания результатов измерений, возможность апгрейда оперативной системы и сохранения в памяти графиков измерений. В общей сложности Audio Toolbox Plus является комбинацией более 20 отдельных устройств, и все это находится в легком компактном корпусе. Впечатляет, не правда ли!

В комплект поставки входят сам прибор, измерительный микрофон со специальным кабелем, кабель для подключения к компьютеру и кейс для транспортировки - этакий "джентельменский набор" звукорежиссера (рис. 1).

А теперь рассмотрим Audio Toolbox Plus подробнее.

Корпус Audio Toolbox Plus выполнен из серебристого металла (рис. 2) с удобной ручкой с правой стороны. В середине верхней панели находится ЖК-дисплей (64х128 точек) с подсветкой (размер дисплея в два раза больше, чем на модели Audio Toolbox). Слева (прямо под большим пальцем левой руки) имеется единственная(!!!) кнопка управления, совмещающая в себе функции колеса выбора, и изменения различных параметров измерений.

На верхнем и нижнем торцах прибора располагаются коммутационные панели.

Верхняя панель (рис. 3) включает в себя гнездо BNC для подключения измерительного микрофона и регулятор его чувствительности, порты MIDI (вход и два выхода), гнездо для подключения наушников (1/4-дюймовый джек), выходные разъемы (несимметричный - позолоченный RCA, симметричные - джек и XLR) и встроенный контрольный динамик (отключается при использовании наушников). Выходные разъемы также используются для тестирования кабелей.

На нижней коммутационной панели (рис. 4) расположены входные разъемы (два симметричных комбинированных XLR/джек и два позолоченных RCA), клавиша включения питания, гнездо для подключения внешнего блока питания и специальный карман для блока перезаряжаемых аккумуляторов. Входные разъемы используются и для тестирования кабелей.

Размеры прибора 300х150х50 мм. Вес - всего 1,8 кг.

Функции

Audio Toolbox Plus - это цифровой прибор, в котором установлено программное обеспечение (ПО) версии Contractors, хранящееся в специальной энергонезависимой ячейке памяти. Свежую версию ПО можно скачать бесплатно с сайта фирмы в Internet (www.terasonde.com), указав для этого серийный номер вашего прибора. Подключив Audio Toolbox Plus к компьютеру через MIDI-порт, вы сможете легко сделать апгрейд. Также на сайте фирмы вы найдете программу для PC/MAC, позволяющую загрузить новое ПО в ваш Audio Toolbox Plus. Владельцы базовой версии Audio Toolbox тоже могут сделать апгрейд своей системы, но уже не бесплатно.

Все функции Audio Toolbox Plus разбиты на четыре группы (четыре страницы главного меню): Acoustic Analysis Tools (инструменты акустического анализа), Test Functions (тестирование), System Tools (инструменты для работы в студии) и Utilities (утилиты, т.е. всякие полезности). Среди инструментов акустического анализа такие, как 1/12-октавный анализатор спектра с 40 ячейками памяти, измерители звукового давления, длительности естественной реверберации, уровня шумов. Среди функций тестирования - измерение уровня громкости, отображение частотной характеристики, определение уровня нелинейных искажений, здесь же расположен генератор тестовых сигналов. System Tools поможет при работе в студии. Например, определит полярность и фазировку студийных мониторов и микрофонов, "прочитает" и сгенерирует тайм-код любого формата с точностью до 0,001 кадра, покажет МIDI-сообщения, переведя их в текст или график, и т.д. Утилиты - это встроенный динамик, тестер кабелей и фантомного питания, передача внутренней памяти в компьютер и т.п.

Теперь познакомимся с некоторыми особенностями прибора поближе.

Acoustic Analysis Tools (инструменты акустического анализа)

Для этих измерений всегда служит штатный микрофон (входит в комплект), но вы можете использовать и любой внешний микрофон (для этого его надо откалибровать и еще понадобится предусилитель).

Эта группа включает в себя следующие инструменты (или правильнее сказать, программы):

• o Sound Level Meter - измеритель уровня звукового давления. Позволяет измерять действующее (RMS) и усредненное по времени (Linear Equalisation, LEQ) звуковое давление. Для оценки полученных значений используются четыре алгоритма вычисления: линейный, A, B и C-взвешенный. Существует пять стандартных (ANSI) режимов измерений: Slow (медленный) - экспоненциальное затухание 1000 мс, усредненное SPL; Fast (быстрый) - экспоненциальное затухание 125 мс, усредненное SPL; Imp (импульсный) - экспоненциальное затухание 35 мс, усредненное SPL; Peak (пиковый) - показывает пиковое значение SPL вернее, чем RMS; LEQ - усредненное по времени и величине значение SPL, измеряемое в течение заданного периода (от 10 с до 24 ч). Генератор тестовых сигналов представлен синусоидальной и прямоугольной волнами, белым и розовым шумом.
• o Real Time Analyzer - анализатор спектра, работающий в режиме реального времени. Анализирует звук, принимаемый микрофоном или левым линейным входом, разделяя аудиоспектр на октаву, 1/3, 1/6 или 1/12 октавы и отображая на дисплее график, который показывает уровень каждой частоты в децибелах. Скорость усреднения подстраивается. Имеется два режима измерений: "Full" - анализируется полный спектр 20 - 20000 Гц и "Low" - покрывает только нижние частоты 10 - 332 Гц. Для измерений используется генератор розового шума. Результаты измерений можно сохранить в 40 ячейках энергонезависимой памяти для последующей передачи в компьютер.
• o Energy-Time Graph - график распределения звуковой энергии в зависимости от времени. Показывает график затухания звука, захваченного микрофоном, после того как импульс, сгенерированный Audio Toolbox Plus, прозвучит через акустичесую систему. На вертикальной оси графика откладывается SPL в децибелах, по горизонтали - время. Очень удобно для определения времени задержки для разнесенных в больших залах акустических кластеров.
• o Reverb Decay Time (RT60) - время затухания реверберации. Определяет время затухания естественной реверберации помещения в сравнении со стандартом RT60 (стандартное понятие, обозначающее время, в течение которого уровень отраженного сигнала падает на 60 дБ). С помощью этого параметра можно определить рабочий динамический диапазон любого помещения, что поможет избежать провалов в звучании во время исполнения.
• o Noise Criteria - критерий шума. Эта функция базируется на стандартном (ANSI) критерии оценки шумов помещения (ASA 115-1995). Здесь используется FFT-анализ, который разделяет звуковой спектр на девять октавных полос, измеряя уровень SPL в каждой полосе. Затем результаты сравниваются с таблицей значений, указанных в спецификации. Таблица содержит критерии шумов, сгруппированных в ряды, каждый из которых имеет значение, определенное для каждой октавной полосы. Полоса шумового критерия определяется как самая нижняя полоса, имеющая значение SPL, превышающее табличное значение этого ряда.
• o Sound Study Graph - функция, графически отображающая уровень SPL в течение определенного отрезка времени. Работает в пиковом или усредненном режиме, возможно использование A, B, C или октавных фильтров. Время варьируется от 1 мин до 24 ч. При запуске этой программы весь временной период разбивается на 120 одинаковых отрезков, в конце каждого из них Audio Toolbox Plus подсчитывает пиковое и усредненное значение SPL для данного отрезка и строит кривую графика. Так продолжается до конца всего периода. Эта функция может использоваться для анализа уровня шума в определенный период времени или поддержания уровня звука во время концерта. При желании график можно сохранить в памяти.

Test Functions (функции тестирования)

Эти функции предназначены для точной настройки и калибровки оборудования и устранения сопутствующих проблем. Здесь же находится и генератор тестовых сигналов.

Signal Generator. Генерируются следующие тестовые сигналы и стандартные шумы: синусоидальная волна (11 Гц - 22 кГц) - от -76 до +14 dBu; прямоугольная волна (11 Гц - 1,6 кГц), белый шум, розовый шум и полярная волна (прямоугольная волна - верх, синусоидальная - низ). Здесь же находится измеритель сопротивления с погрешностью 2% при сопротивлении ниже 50 Ом. К генератору сигналов можно обратиться из любой функции.

Level Meter/Frequency Counter. Измеритель уровня может показывать уровень в dBu, dBv, Vave (средний уровень напряжения волновой формы), VRMS и Vp-p (пиковые значения напряжения). Диапазон измерения частотного спектра 16 Гц - 40 кГц.

Signal To Noise Ratio. Определяет соотношение сигнал/шум любого устройства в режиме стерео. Генерирует номинальный сигнал 0 дБ, а затем замеряет уровень шума до -95 dBu для обоих каналов.

Sweeps (кривые). Audio Toolbox Plus иеет три функции построения кривых: амплитудная кривая (частотная характеристика), кривая сопротивления и используемая в основном кривая синусоидальной волны. Существует возможность внутренней калибровки, которая может понадобиться при измерении сопротивления и тестировании кабелей.

Distortion Meter (измеритель искажений). Позволяет оценить уровень нелинейных искажений любого прибора или акустической системы на шести заданных частотах (63 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 1 кГц, 2 кГц и 4 кГц) с помощью генератора тестовых сигналов.

System Tools

Эта группа функций может быть полезна при работе в студии.

Polarity Tester (тестер полярности). Используется для определения абсолютной полярности динамиков, микрофонов и другого аудиооборудования.

MIDI Helper (MIDI-помощник). Эта функция позволяет отображать на дисплее MIDI-данные, передаваемые через MIDI-кабель в разных формах, разделять MIDI-события между двумя выходными портами и тестировать MIDI-кабели.

MIDI Transmit. Позволяет передавать некоторые MIDI-данные для проверки работоспособности каналов и устройств.

Time Code (временной код). Позволяет читать, генерировать, регенерировать, аккуратно измерять текущий временной код и определять выпадения. Audio Toolbox Plus поддерживает шесть стандартных форматов тайм-кодов: 24, 25, 30, 30 drop, 29,97 и 29,97drop frs. Точность отображения до 0,001 кадра.

Sample Scope. Отображает стереообраз фонограммы (как на осциллографе). Здесь же имеется вертикальный график, отображающий уровень входного сигнала в dBu.

Utilities

Утилиты предоставляют некоторые полезные функции, которые могут пригодиться каждый день и в любой ситуации.

Monitor Amplifier. Применяется для контроля сигнала и прослушивания выхода магнитофона или CD-плейера.

Cable Tester. Используется для проверки микрофонных, инструментальных и коммутационных кабелей на предмет распайки, замыкания и частотной характеристики.

Power Tests. Анализирует фантомное питание пульта или предварительного усилителя, а также отображает напряжение внутренних батареек и оставшийся срок их использования.

Transmit Data. Эта функция предназначена для передачи данных в компьютер и для распечатывания результатов измерений.

Setup & Calibration. Все изделия калибруются на заводе перед отправкой в магазин. Тем не менее в Audio Toolbox Plus имеется возможность заново откалибровать прибор в соответствии с заводскими параметрами.

Заключение

Прежде всего несколько слов о работе с прибором (так называемом интерфейсе пользователя). Как уже было отмечено, прибор имеет всего одну ручку управления. Тут все очень просто: поворачивая ручку, вы заставляете ярче светиться нужный пункт меню, а затем щелкаете по ручке - открывается нужная страница меню или активируется какая-то команда (например, запускается генератор тестовых сигналов) и т.д. Если вы хотите вернуться к началу, необходимо выбрать значок < и щелкнуть по нему.

А вообще по набору функций, простоте обращения, удобству работы и цене прибор заслуживает того, чтобы к нему внимательнее присмотрелись не только профессиональные прокатчики и инсталляционные компании, но и профессиональные студии и гастролирующие музыкальные коллективы.

И последнее. Компания TerraSonde выпускает некоторые опциональные устройства для Audio Toolbox Plus: дополнительный блок аккумуляторных батарей, микрофонный предусилитель и набор измерительных проводов. Все это, а также сам прибор можно приобрести в Mega Music, которая является официальным дистрибьютером компании TerraSonde в России.