Звуковые конференц-системы. Проблемы и решения

Александр КОРНЫШЕВ

Агентство РАПИ

http://www.artefakt.ru

При озвучении общественных мероприятий – залов заседаний и конференций, совещательных комнат, радио- и телевизионных программ в «прямом эфире», звукоинженерам приходится сталкиваться с рядом проблем, появление которых, в первую очередь, обусловливается большим количеством требуемых микрофонов. Причем по мере увеличения числа работающих микрофонов качество звука резко падает. Это связано с тремя основными негативными процессами – возрастанием фонового шума и естественной реверберации, повышением чувствительности звуковой системы к наводкам и самовозбуждению, а также явлением, известным под названием «гребенчатый фильтр» – суммированием сигналов от нескольких микрофонов.

Первая проблема может существенно влиять на качество записи или трансляции звуковой системы следующим образом. Представим себе зал заседаний с восьмью участниками, каждый из которых озвучивается индивидуальным микрофоном. Если при выступлении одного члена коллектива будут включены все восемь микрофонов, общий звуковой сигнал будет содержать фоновый шум и реверберацию помещения, принимаемые всеми восьмью микрофонами, что означает наличие существенно большего уровня нежелательных призвуков, чем при работе только одного микрофона, и соответственное ухудшение разборчивости речи. По мере увеличения количества работающих микрофонов фоновый шум и реверберация усиливаются. В приведенном примере выходной сигнал восьми микрофонов может содержать на 9 дБ больший уровень помех, по сравнению с работой одного микрофона.

Вторая проблема – положительная акустическая обратная связь между микрофоном и мониторами, т. е. самовозбуждение. Чтобы избежать этого, приходится устанавливать общий уровень усиления заведомо ниже порога, начиная с которого система становится нестабильной и начинает «завывать». И беспроблемный запас по усилению заметно уменьшается с подключением каждого очередного микрофона. Нельзя забывать и об электрических наводках (в основном – о фоне переменного тока), имеющих место в любых слаботочных цепях, особенно при большой длине соединительных кабелей, что характерно для микрофонной коммутации.

Явление гребенчатого фильтра возникает при объединении сигналов работающих микрофонов, находящихся на разных расстояниях от выступающего. Поскольку звук распространяется с конечной скоростью, голосовые сигналы доходят до всех микрофонов в течение разного промежутка времени. При микшировании такие пришедшие «вразнобой» сигналы дают суммарную АЧХ, заметно отличающуюся от АЧХ отдельного микрофона. На слух результат гребенчатого фильтра будет давать искаженную, меняющуюся в зависимости от тембра голоса, неравномерную звукопередачу.

Автоматическое микширование

Поскольку качество звука стремительно ухудшается по мере увеличения числа работающих микрофонов, избежать этого можно путем максимального ограничения количества одновременно подключенных микрофонов. Прекрасным способом решения задач звуковых инсталляций, нивелирующим проблемы самовозбуждения и невысокой разборчивости речи, является автоматическое микширование, позволяющее динамически регулировать комплексный звуковой тракт в зависимости от силы сигнала в том или ином месте помещения. Особой популярностью среди звукоинженеров пользуются автоматические микшеры компании Shure, так как примененные в них запатентованные схемы IntelMix автоматически гейтируют неиспользуемые приемники сигнала, активизируя всего за 4 мс только те микрофоны, которые в текущий момент непосредственно работают. Система IntelMix включает в себя следующие функции:

Noise-Adaptive Threshold – автоматическую установку порога включения микрофона с учетом уровня окружающих шумов, производимых, например, вентиляционными устройствами. Благодаря этому свойству, микрофонный канал включается только при наличии полезного микрофонного сигнала, игнорируя сигналы посторонних шумов.

MaxBus – избирательное включение одного из микрофонов с наилучшим качеством сигнала при озвучении источника несколькими микрофонами, вне зависимости от количества установленных микрофонов.

Last Mic Lock-On – сохранение включенным последнего использованного микрофона при отсутствии сигналов на входах от других микрофонов до включения следующего микрофона. Поскольку при отсутствии основного сигнала остается сигнал от второстепенных источников звука, это позволяет избежать заметного на слух эффекта исчезновения сигнала.

К автоматическим микшерам Shure относятся модели SСМ810, SСМ410, АМS8100 и FР410. Для получения дополнительных входов все они могут каскадироваться как с аналогичными микшерами, так и между собой. В собранной на основе данной аппаратуры комплексной системе функции автоматики распространяются на все объединенные микшеры, а их выходы работают независимо. Каждый канал микшеров оснащен обрезным фильтром низких частот первого порядка с крутизной подавления 6 дБ на октаву, предназначенным для борьбы с нежелательными низкочастотными призвуками помещения (5 – 80 Гц) или для ослабления «эффекта приближения» при близком расположении микрофона от говорящего. В микшерах SСМ и АМS также предусмотрен широкополосный фильтр высоких частот с усилением/подавлением на 6 дБ частот выше 5 кГц. Такой фильтр может оказаться полезным для коррекции частотной характеристики микрофона. Все автоматические микшеры оборудованы отключаемыми лимитерами, предотвращающими появление в звукоусиливающем тракте искажений при перегрузке. Три логических терминала (выход гейта, вход мьюта и вход блокировки автоматики) позволяют осуществлять управление внешним оборудованием и работой самих микшеров извне.

Восьмиканальный автоматический микшер SСМ810, созданный специально для работы с постоянно установленным звуковым оборудованием, имеет восемь входов микрофонного или линейного уровня, фантомное питание 48 В, канальные директ-выходы и схемотехнику с защитой от наводок и помех. В отличие от других автоматических микшеров, к SСМ810 могут подключаться любые профессиональные низкоомные микрофоны и другие источники сигналов линейного уровня. В комплект поставки входит рэковая коммутационная панель RКС800 (восемь входных разъемов ХLR, два выходных разъема ХLR, дополнительные вход и выход на джеках).

Автоматический микшер SСМ410 – это облегченная полурэковая четырехканальная версия микшера SСМ810, обеспечивающая фантомное питание 12 В и оборудованная симметричными микрофонными входами ХLR, симметричным переключаемым микрофонно-линейным выходом ХLR и дополнительным выходом RСА на двухканальное устройство записи.

Микшер FР410 рассчитан на подключение четырех источников с сигналами микрофонного или линейного уровня и обеспечивает фантомное питание 14 В. Он может использоваться совместно с большими микшерными консолями для реализации автоматических функций при озвучении различных программ. В таких ситуациях входной сигнал FР410 подается из разрыва входного канала микшерной консоли. А выходной сигнал FР410 поступает на фейдер подгруппы микшерной консоли.

 В автоматическом микрофонном микшере АМS8100 использована эксклюзивная система Directional IntelliMix, включающая в себя схемы МахВus, Last Mic Lock-On, AMS и NOMA. Схема АМS обеспечивает включение микрофона только в том случае, если источник находится в пределах ±60° относительно оси направленности микрофона. Источники, расположенные за пределами этой зоны, не влияют на включение микрофона. Схема NOМА осуществляет автоматическую регулировку усиления при увеличении числа работающих микрофонов. Это дает возможность избежать возникновения эффекта самовозбуждения и удерживать неизменным уровень шума и реверберации. Включение одного дополнительного микрофона влечет за собой снижение усиления на 3 дБ.

Для работы с микшером используются только специально разработанные микрофоны АМS. К микшеру АМS8100 может быть подключено до восьми микрофонов АМS и два внешних источника линейного сигнала.

Конденсаторные микрофоны серии АМS предназначены для использования со звукоусиливающим оборудованием в составе автоматических микрофонных систем, предусматривающих работу микрофонов в режиме ожидания. Включение микрофонов происходит лишь в случае появления полезного сигнала. Микрофоны этой серии могут быть подключены только к оборудованию, в котором предусмотрена работа в режиме АМS. Их нельзя подключать к стандартным микрофонным входам, независимо от того, обеспечивают они фантомное питание или нет. Каждый микрофон АМS имеет два капсюля с кардиоидной диаграммой, направленных в противоположные стороны, а также встроенную схему усиления. Фронтальный капсюль микрофона направлен на источник звукового сигнала, а тыльный – в противоположную сторону. Сигналы обоих капсюлей поступают на вход микшера АМS, в котором происходит сравнение их сигналов. Микрофон включается, если сигнал фронтального капсюля больше на 9 дБ сигнала тыльного капсюля. Подключение микрофонов производится двухпроводным экранированным кабелем длиной до 150 м.

Микрофоны

Обратимся к специализированным речевым микрофонам. В число предъявляемых к ним требований входят: высокая чувствительность в речевом диапазоне частот, возможность удобного расположения и позиционирования, легкость монтажа, широкий диапазон питающих напряжений и т. д. Компания Shure выпускает две линейки микрофонов – Мicrofleх и Еаsуflех, работающих в диапазоне частот 50 Гц – 17 кГц. Пользователю предлагается возможность выбора диаграммы направленности, цвета, а также типа конфигурации – настольные микрофоны на гибкой подставке типа «гусиная шея» или плоские настольные.

Популярная серия Мicrofleх Goosneck – это миниатюрные микрофонные капсюли МХ412 и МХ418 с бес-трансформаторным выходом, укрепленные на держателе типа «гусиная шея». В ее рамках существует несколько модификаций, различающихся видом держателя. В ряде моделей предусмотрена программируемая кнопка включения/выключения микрофона с индикацией его состояния. В комплект микрофонов Мicrofleх Goosneck может входить настольная подставка с трехметровым шнуром А412 В. Все модели поставляются с капсюлями одной из двух диаграмм направленности и маркируются в соответствии с этим последней буквой названия модели. Отсутствие буквы означает отсутствие катриджа, который можно купить отдельно. Модель, индекс которой оканчивается буквой «С», обладает кардиоидной диаграммой направленности. Буква «S» соответствует суперкардиоидному микрофону.

Плоские настольные микрофоны Мicrofleх МХ 391, 392, 393 оснащаются капсюлями трех видов – с кардиоидной, суперкардиоидной и круговой диаграммами направленности. МХ 391 имеет внешний предусилитель и комплектуется отсоединяемым кабелем длиной 3,6 м с четырехконтактным разъемом ТА4F. Микрофон МХ 392 оборудован встроенным предусилителем, неразъемным кабелем длиной 3,6 м, схемой логического управления и программируемым переключателем со светодиодным индикатором. Модель МХ 393 аналогична MX 392, но комплектуется отсоединяемым кабелем.

Серия конденсаторных микрофонов Easyflex предназначена для использования в любых бюджетных инсталляциях. В серию входят три типа микрофонов, имеющих широкий диапазон питающих напряжений – от 11 до 52 В постоянного тока.

Миниатюрные микрофоны на гибкой подставке типа «гусиная шея» ЕZG/12, ЕZG/18, ЕZG/12SЕ и ЕZG/18SЕ, предназначенные для речевых приложений, имеют серый цвет, оборудованы ветрозащитой, стандартным резьбовым соединением 5/8"-27 и для облегчения инсталляции комплектуются внешними предусилителями с цилиндрическим корпусом. Микрофоны различаются длиной подставки – 12 и 18", а также способом коммутации – индекс SЕ означает коммутацию с встроенным трехметровым кабелем, а отсутствие индекса – наличие жестко смонтированного ХLR-разъема.

Низкопрофильные настольные микрофоны марки ЕZВ с оптимизированной частотной характеристикой для неискаженной передачи речи выпускаются в двух вариантах – с кардиоидной (модель ЕZВ/С) или круговой (модель ЕZВ/0) диаграммой направленности и окрашены в незаметный графитовый цвет. Каждый микрофон имеет утопленные крепежные отверстия и поставляется с присоединенным кабелем длиной 3,6 м, в который вмонтирован встроенный предусипитель.

Подавление обратной связи

Дополнительным подспорьем для подавления обратной связи в системе может служить аудиопроцессор DFR11EQ5, использующий эффективный запатентованный алгоритм. При идентификации самовозбуждения устройство автоматически включает в звуковой тракт специальные фильтры режекции шириной 1/10 октавы и глубиной 3 дБ, снижающие коэффициент усиления на частоте обратной связи. Если самовозбуждение не исчезает, то глубина фильтра автоматически увеличивается с дискретностью 3 дБ до полного подавления обратной связи. При самовозбуждении одновременно на нескольких частотах в звуковой тракт мгновенно включается несколько фильтров режекции (до 10). Поскольку фильтр имеет узкую частотную полосу подавления, работа прибора практически не сказывается на качестве звука.

Входящий в состав устройства графический эквалайзер дает в руки пользователя мощный инструмент по выравниванию частотной характеристики сигнала динамиков и нивелирует акустические недостатки системы. Кроме того, эквалайзер DFR11EQ5 имеет обычные обрезные фильтры высоких и низких частот. В данную модель встроены регулируемый обрезной пиковый лимитер и цифровая задержка до 1300 мс. Возможно цепочное объединение до 16 приборов DFR11EQ5 при управлении от одного РС-совместимого компьютера.

Дополнительная информация – компания A&T Trade.