Вопрос 2. Классификация и применение контрольных акустических систем

В соответствии с международной классификацией термин "громкоговоритель" применяется к " устройствам, предназначенным для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько головок громкоговорителей при наличии акустического оформления и электрических устройств (фильтры, регуляторы и т.д.)".

Таким образом, этот термин обозначает любой акустический преобразователь, излучающий звук в воздушную среду.

В отечественной технической литературе термин "громкоговоритель" (ГГ) применяется, в основном, для одиночного громкоговорителя (в зарубежных каталогах он обозначается как loudspeakerunits или loudspeakerdriveelement или driver), при этом в отечественных стандарте ГОСТ16122-88 он обозначается как "головка громкоговорителя".

Устройство, содержащее громкоговорители, фильтры, корпус и др., называется "акустическая система" (АС) (acousticalsystem или loudspeakersystem). В зависимости от области применения, она может обозначаться как "акустическая система" (в основном, для домашнего применения), "акустический студийный агрегат", "звуковая колонка" и т.д.

При современных темпах развития радиовещания, телевидения, звукозаписи, озвучивания, оповещения и т.д. и переходе на принципиально новые цифровые технологии работы со звуком, потребность в многообразии акустических систем и требования к их качеству все время возрастают. В зависимости от назначения, они имеют существенные различия в параметрах и отличаются большим разнообразием конструкций и дизайна. Объемы выпуска акустических систем и громкоговорителей различного применения достигают десятков миллионов штук в год, их производством занимаются сотни фирм. Появляются новые классы акустических систем, предназначенных для Multi-Media, Home-Theatre и др., внедряются компьютерные методы их проектирования и измерений, используются новые материалы и технологии и т.д. Все виды акустических систем, представленных на современном рынке, условно можно разделить на несколько категорий в зависимости от области их применения:

• акустические системы для домашнего применения, которые в свою очередь можно подразделить на системы: массовые; высококачественные - категории HI-FI и HIGH-END; акустические системы для домашних аудио-видеокомплексов - Home-Theatre; для современных компьютерных систем -Multi-Media и др.;

• акустические системы для систем озвучивания и звукоусиления, в т.ч. для конференц-систем и систем перевода речей (к ним, в частности, относятся звуковые колонки);

• концертно-театральные акустические системы, в т.ч. мощные блочные портальные системы, системы подзвучки зала и сцены и т.п.;

• студийные акустические системы - акустические мониторы (агрегаты), предназначенные для контроля качества звука в различных студиях видео-звукозаписи, радио-телестудиях и т.д.;

• автомобильные акустические системы, а также - акустические системы для озвучивания других видов транспорта (самолетов, поездов и т.д.);

• акустические системы для переговорных устройств, систем оповещения, абонентских систем и для другого служебного применения.

Мониторная система предназначена для создания в определенной части озвучиваемого помещения дополнительного звукового поля, которое является контрольным. Это контрольное звуковое поле необходимо для того, чтобы исполнители (певцы, музыканты, танцоры и др.) могли ориентироваться в звучании музыкальной программы, независимо от настроенного баланса основной системы звуковоспроизведения. Характеристики контрольного поля не зависят от характеристик основного звукового поля.

Для решения этой задачи изначально применялся отдельный мониторный канал основной системы звуковоспроизведения, но возрастание масштабов концертных комплексов в последние десятилетия привело к постепенному переходу этого мониторного канала в отдельную независимую мониторную систему звуковоспроизведения.

Необходимость применения мониторной звуковоспроизводящей системы связано с тем, что порой звучание, создаваемое мониторной системой, является для исполнителей чуть ли не единственным звуком, которое они могут услышать, и на основании которого могут получить представление о звучании основной системы звуковоспроизведения. В связи с этим мониторная система является очень важной составной частью звукоусилительного комплекса в целом.

Взаимосвязь между основной и мониторной системами звуковоспроизведения

Взаимосвязь между основной и мониторной системами можно рассмотреть на простом примере. Предположим, что для мониторной системы, состоящей из двух-трёх мониторов, используется один мониторный выход микшерного пульта. При всей простоте такой системы возникает ряд проблем, вызванных взаимовлиянием основной и мониторной систем звуковоспроизведения.

Первая проблема состоит в том, что любое изменение звука основной системы, произведенное органами управления микшерного пульта, приведет к соответствующему изменению звука мониторной системы. Например, увеличение уровня вокала на микшерном пульте приведет к повышению его громкости, как в основной, так и в мониторной системах. В результате этого может быть нарушено равновесие мониторной системы, что и станет причиной ее самовозбуждения. Эту проблему можно решить разными путями. Например, можно уменьшить громкость звука в мониторной системе с одновременным увеличением уровня вокала, но это приведет к рассогласованию балансов основной и мониторной систем. Это рассогласование можно исключить, если балансы основной и мониторной систем настраивать независимо друг от друга.

Вторая проблема связана с попыткой разделения балансов двух систем с помощью дополнительных выходов микшерного пульта. В этом случае, вместо мониторных выходов, используются дополнительные выходы пульта (AUX), отбирающие сигнал до регуляторов уровня. При этом любое изменение положений регуляторов уровня микшерного пульта не приведет к изменению сигналов на входе мониторной системы. Для более полного разделения балансов лучше использовать дополнительные выходы микшерного пульта, на которые сигнал подается до канальных эквалайзеров.

При этом возникает проблема регулировки параметров звучания мониторной системы. Все эти проблемы успешно решаются при использовании в комплексе независимой мониторной системы, центральной частью которой является мониторный микшерный пульт. В концертных комплексах средних размеров мониторный микшерный пульт может иметь от четырех и больше выходных линий, в зависимости от сложности и назначения комплекса. Многоканальная мониторная система решает ту же задачу, что и одноканальная - создает независимый баланс звука на сцене. Но ее главное отличие от одноканальной мониторной системы состоит в том, что баланс, создаваемый многоканальной системой в разных областях сцены, может быть различным. К этому сложному способу распределения мониторного звука по пространству сцены приходится прибегать из-за индивидуальных особенностей восприятия общего звука каждым из исполнителей.

Внутри концертного комплекса звучание, создаваемое основной системой звуковоспроизведения, является помехой по отношению к звучанию сценических мониторов. Чтобы максимально исключить влияние основной системы звуковоспроизведения, мониторы должны звучать достаточно громко. Добиться этого порой бывает очень сложно. Дело в том, что громкость звучания мониторной системы ограничена в принципе, так как в озвучиваемой этой системой области сценического пространства находятся микрофоны. Если монитор находится в достаточной близости от микрофона, увеличить громкость звука этого монитора сверх определенного предела практически невозможно, так как возникают акустические обратные связи, и начинается процесс самовозбуждения мониторной системы.

Одной из основных причин самовозбуждения мониторной системы, возникающего при низком уровне ее сигнала, является ограниченное пространство сцены, на котором мониторные акустические системы и микрофоны расставлены слишком плотно, а мониторы инструментов находятся близко от исполнителей. Для того, чтобы максимально расширить пределы громкости звучания мониторной системы, приходится применять различные методы и специальные аппаратные средства (подавители обратной связи) для борьбы с акустическими обратными связями. Увеличить эффективность мониторной системы можно при помощи соответствующей концентрации звуковых волн, излучаемых мониторными акустическими системами. Например, чтобы увеличить громкость звучания мониторной системы в определенной ограниченной области сцены, необходимо направить в эту область основной поток звуковых волн, излучаемых мониторными акустическими системами. Для этой цели можно использовать наклонные или ориентируемые мониторные акустические системы.

Сценические мониторы являются составной частью мониторной системы концертного звукотехнического комплекса. Как правило, мониторные акустические системы делятся по их назначению на два типа. Это наклонные мониторные акустические системы и боковые мониторные акустические системы ("прострелы"). На рисунке 1 показано типичное расположение мониторных акустических систем на пространстве сцены.

Рис. 1

Наклонные (напольные) мониторные акустические системы (floormonitor)

С точки зрения конструктивного исполнения и технических характеристик наклонный монитор нельзя рассматривать как обычную широкополосную акустическую систему.

Главная задача наклонного сценического монитора - передать звук от источника сигнала до исполнителя в частотном диапазоне 80 Гц…14 кГц с минимальными искажениями и высоким уровнем давления.

Наклонные мониторные акустические системы обычно имеют две частотных полосы. Для воспроизведения низких частот в таких системах применяются низкочастотные динамики диаметром от 10 до 15 дюймов, а для воспроизведения высоких частот - драйвер соответствующей мощности размером от одного до двух дюймов. Мониторные акустические системы изготавливаются как со встроенным пассивным кроссовером (фильтром), который разделяет выходной сигнал мониторного усилителя на два частотных диапазона, так и двухполосные, в которых динамические головки нижних и верхних частот подключаются к выходам отдельных усилителей мощности двухполосной мониторной системы (bi-amp).К частотному разделению с помощью активных кроссоверов прибегают в том случае, если мониторная система должна иметь высокую мощность, и мониторы должны создать высокое звуковое давление в точках создаваемого ими звукового поля. Если мощность основной воспроизводящей системы невелика, в мониторной системе лучше применять широкополосные мониторные акустические системы со встроенным пассивным кроссовером.

Особенностью наклонных мониторных акустических систем является косоугольная форма их корпуса, которая позволяет располагать монитор с двумя разными углами наклона 35° и 55° (см. Рис. 2).

Рис. 2

Боковые мониторные акустические системы (sidemonitor)

Боковые мониторные акустические системы ("прострелы") применяются для повышения общей громкости звучания мониторной системы на сцене. Они располагаются с левой и правой стороны сцены позади стоек акустических систем основной системы звуковоспроизведения. Звук этих мониторных акустических систем направляется внутрь пространства сцены. Боковые мониторы по конструкции - это обычные акустические системы, из которых может собираться основная система звуковоспроизведения.

Правильно собранная и настроенная мониторная система, дополненная высококачественными боковыми мониторами, позволяет отчетливо различить все оттенки звука на сцене, и звучание инструментов будет восприниматься предельно ясно на фоне любого шума.

Причины, побудившие разделить обычные мониторы и радиомониторные системы, очевидны: во-первых, в них применяются технологически различные способы доставки сигнала от микшерного пульта до исполнителей на сцене, во-вторых, популярность беспроводных мониторов среди исполнителей и звукорежиссеров существенно возросла.

Выбор типа мониторной системы по определенным причинам остается за исполнителем, поэтому звукорежиссеру надо быть готовым к работе с любой из них. Для этого от него потребуется умение избегать недостатков и использовать преимущества одних перед другими.

Неоценимую помощь автор получил от Игоря Волка, музыканта и звукорежиссера из Таллинна. В качестве FOH и мониторного звукорежиссера Волк работал с рядом известных исполнителей. В последние два года Игорь активно практикует работу с радиомониторами, и приложил немало усилий к тому, чтобы их применение сделалось более комфортным и действительно эффективным. В этой статье используются рекомендации, основанные на его практическом опыте.

Итак, в общем случае аппаратное обеспечение радиомониторных систем состоит из передатчика, на который подаются сигналы с мониторных линий (стерео или два моно), миниатюрного приемника, закрепляемого на поясе или лежащего в кармане исполнителя, и наушников типа intra-aural ("внутри уха"). От этого "внутри уха" и происходит английский термин InEarMonitoring (IEM), которому в русском языке пока нет аналога. А жаль, потому что в английском варианте сделан правильный акцент, ведь основное преимущество InEar-мониторинга - не просто передача звукового сигнала по радиоканалу, а именно возможность слышать в подробностях только нужный сигнал, что обусловлено близким расположением излучателя к ушному каналу.

Но, как оказывается, эта же конструктивная особенность порождает проблемы, решение которых не всегда предлагают производители. А звукорежиссеры и исполнители обнаруживают только после начала эксплуатации.

Компактность аппаратных средств, минимальный риск возникновения обратной связи, отсутствие проводной коммутации, высокое качество звучания, индивидуальность мониторных миксов и свобода передвижения - вот только некоторые из многих преимуществ систем InEar-мониторинга.

Но есть и специфические недостатки. Первый – ощущение у исполнителя, что он находится в подводной лодке, возникающее из-за изоляции от внешних звуков, а второй – высокая вероятность повреждений слуха при работе в наушниках. Эта тема достаточно подробно освещена в моей статье "Профессиональные наушники" ("Звукорежиссер" 1/2001). Однако "в коллективной работе" большая часть ответственности за возможные последствия ложится именно на звукорежиссера. Наушники, при всей их миниатюрности, по сравнению со сценическими мониторами, способны выдать уровень звукового давления, эквивалентный 120 дБ. Это стоит учитывать, и не полагаться на лимитеры, встраиваемые в InEar-приемники. Лимитеры защищают уши только от пиков, но исполнители в пылу концертного "угара" не смогут удержаться от повышения громкости сигнала. А длительное воздействие уровней даже чуть выше среднего столь же опасно для слуха, как и короткие пики.

Безусловно, профессиональный звукорежиссер при работе с InEar-мониторами должен применить все имеющиеся в его распоряжении технические средства для защиты слуха исполнителей. Однако это не единственное, что он может и должен сделать. Рекомендуется для работы с радиомониторами специально тренировать слух музыкантов (и свой собственный), заставляя их на репетициях играть попеременно то утрированно громко, то достаточно тихо, с обязательными паузами для отдыха. Таким образом, учитывая разную активность игры и индивидуальные психоакустические особенности каждого исполнителя, еще на стадии предварительной подготовки появится возможность выстроить оптимальный мониторный баланс. А чтобы сохранить его на концерте, надо каким-либо образом зафиксировать положения регуляторов как на мониторном пульте, так и в приемниках исполнителей. При таком подходе можно будет ощутить практическую пользу от системы InEar-мониторинга, если... Если удастся преодолеть первый специфический недостаток.

Следует отметить, что в комплекты поставки попадающих в Россию InEar-систем входят явно недорогие наушники с излучателями компрессионного типа и ушными вставками, форма которых соответствует характеристикам ушного канала среднестатистического человека. Однако форма уха так же индивидуальна, как отпечатки пальцев. Кроме того, материал, из которого сделаны серийные вставки некоторых производителей, имеет тенденцию со временем терять пластичность. Что происходит в результате? Если вставка не в точности повторят все изгибы, то ушной канал закрыт не плотно. А частотный диапазон наушников, использующихся производителями InEar-систем в стандартной комплектации, будет соответствовать заявленному только в том случае, если вставка обеспечивает компрессию внутри ушного канала. Наушник компрессионного типа, очень чувствительный к механическим изменениям, легко, при малейшем движении лицевых мускулов теряет физический контакт с ушной раковиной. При этом уровень низких частот в диапазоне от 50 до 500 Гц в некоторых моделях наушников может упасть децибел на двенадцать, что, скорее всего, вызовет у исполнителя панику. В лучшем случае, при неплотном контакте, внешние звуки замаскируют сигнал мониторной линии, и пользователь будет просто вынужден увеличивать громкость. Последствия этого уже описаны выше.

Ушные мониторы

Передатчик

Приемник

Надлежащий вариант – персональные вставки, способные создать внутри ушного канала более высокое отношение сигнал/шум, и обеспечить качественное звучание при более низких уровнях громкости.

За рубежом существует немало фирм, предлагающих потенциальным пользователям именно персональные вставки, а не собственно радиосистемы. И основной акцент делается, прежде всего, на безопасность слуха. Вот пример серьезности подхода: сначала врач-аудиолог с помощью отоскопа тщательно осматривает ушной канал, затем методом отоакустической эмиссии определяет состояние внутреннего уха на предмет противопоказаний работы с мониторами InEar. Дальнейшие тесты при помощи миниатюрных зондовых микрофонов определяют уровень звукового давления в непосредственной близости от барабанной перепонки. После всего этого врач "выпишет рецепт" с указанием предельно допустимых уровня звукового давления и ежедневного времени, в течение которого можно пользоваться InEar-мониторами. В конце концов, врач закроет барабанные перепонки "пациента" комочками хлопка или пенополиуретана, и зальет в каналы силикон, чтобы сделать эталонные отливки, а по их образцу будут изготовлены персональные вставки для специально подобранных наушников.

Такой вариант должен удовлетворить требованиям самых капризных исполнителей? Ан, нет! Не все исполнители, которые хотели бы использовать InEar мониторы, могут привыкнуть к эффектам отчужденности, "подводной лодки", локализации в голове (InHeadLocalization) и др., неизменно возникающим при работе с плотно прилегающими вставками. В какой-то мере ситуацию могут исправить микрофоны, снимающие живое окружение, сигнал которых следует подмешать к мониторномумиксу. Но наиболее верный способ – персональные вставки с вентиляционными отверстиями. Они обеспечивают возможность слышать одновременно и окружающие звуки (сцену и зал), и мониторный микс с достаточным запасом по громкости.

Безусловно, перспектива заменить довольно громоздкие напольные акустические системы на незаметные наушники заманчива, особенно для технического персонала. Но все остальные преимущества беспроводных мониторов откроются только тем, кто не останавливается на достигнутом, упорно растет творчески и профессионально: звукорежиссерам, готовым осваивать совершенно иные подходы к микшированию, и музыкантам, не боящимся отчетливо, как на ладони, услышать все погрешности своего исполнения. Остается добавить, что оба типа мониторов могут мирно сосуществовать на одной сцене.

В остальном системы InEar-мониторинга - это обычные радиосистемы, наподобие радиомикрофонов, только передающие сигнал в обратном направлении, от микшерного пульта к исполнителю.

Какие требования может предъявить к акустическим системам покупатель, имеющий ограниченный бюджет, но желающий собрать звуковой комплекс для профессиональной работы? Конечно же, это должны быть качественные и недорогие динамики, установленные в современное акустическое оформление. Мониторные акустические системы американской фирмы Acoustic прекрасно отвечают этим требованиям. В акустических системах используются серийные громкоговорители, ВЧ-драйверы и рупоры фирмы Selenium, что позволяет подобрать динамики для любого типа акустического оформления. В результате можно получить акустические системы с хорошими параметрами и по умеренной цене.

Acoustic предлагает две серии мониторов: 2000 и LowProfile.

Серия 2000 комплектуется 12″или 15″динамиком, 1″ВЧ-драйвером и пластиковым рупором. Звуковая катушка драйвера охлаждается ферромагнитной жидкостью. Корпус акустической системы изготовлен из фанеры, на которую нанесено износостойкое покрытие.

Серия LowProfile имеет высоту корпуса не более 300 мм и отличается от серии 2000 прежде всего более мощным ВЧ-драйвером. Как известно, нелинейные искажения звука в драйверах возникают в горле рупора в результате нелинейности упругих свойств воздуха. Применение драйверов с 2″горлом и 3″мембраной позволяет достичь большей чистоты и прозрачности звучания монитора. В модели LPM 212H установлены два 12″динамика, что позволяет развивать звуковое давление 136 дБ. Применяемый в этой серии 2″драйвер охлаждается ферромагнитной жидкостью. Имеется возможность подключения по системе BiAmping или работы через пассивныйкроссовер. Разъемы для подключения выведены на обе боковые стенки корпуса.

Рупоры в системах обеих серий литые пластиковые, конической формы, с возможностью поворота на 90°. Все мониторы снабжены защитой от перегрузки.

Сравнительные характеристики мониторов приведены в таблице.

Модель	AM 2112	AM 2125	LPM 12H	LPM 15H		LPM 212H
Мощность RMS, Вт	600	600	600	600		1200
Частотный диапазон (±3 дБ)	60 Гц…18 кГц	50 Гц…18 кГц	55 Гц…18 кГц	50 Гц…18 кГц		48 Гц…18 кГц
Импеданс, Ом	8	8	8	8		4
НЧ-динамик	12″	15″	12″	15″		2 x 12″
ВЧ-динамик	DF102F с 1″горлом и 2″титановой мембраной				DF203F с 2″горлом и 3″титановой мембраной
Направленность (ВхГ), град	90 x 45
Чувствительность, дБ/Вт/м	99
Макс. звуковое давление, дБ	129	131	131	134		134
Bi-amping	-	-	+	+		+
Частота раздела, кГц	-	-	1,2
Вес, кг	27	35	36	39		45
Размеры (ВхШхГ), мм	368 х 635 х 356	432 х 721 х 419	254 х 686 х 457	298 х 762 х 533		254 х 1016 х 533
Материал корпуса	19-мм фанера

 

Персональные мониторы, или мониторы in-ear, значительно расширяют возможности обычной сценической мониторной системы. Однако у них есть один недостаток - мониторное звучание сосредоточивается прямо в центре головы слушателя (исполнителя). Это мешает артисту естественно воспринимать звук.