Лекция 6 Структура радиостанции и ее оборудование. Микрофоны

План

1. Аппаратно-студийный комплекс

2. Виды и акустические свойства теле- и радиостудий.

3. Микрофоны, конструкции и назначение.

4. Канал звукопередачи.

5. Стереофоническое звучание (семинар)

1. Технической базой производства радиопродукции является комплекс оборудования, на котором осуществляется запись радиопрограмм, обработка и последующая трансляция. Основной технической задачей радиостанции является обеспечение четкой, бесперебойной и высококачественной работы технологического оборудования радиовещанияя и звукозаписи.

Родиодом и телевизионные центры являются организационной формой тракта формирования программ. Сотрудники радио и телецентров подразделяются на специалистов творческих (журналисты, звуко- и видеорежиссеры, работники отделов выпуска, отделов координации и т.д.) и технических специальностей (работники студий, аппаратных и некот. вспом. служб).

Аппаратно-студийный комплекс – это взаимосвязанные блоки и службы, объединенные техническими средствами, с помощью которых ведется процесс формирования и выпуска аудио- и телевещания. В состав аппаратно-студийного комплекса входят аппаратно-студийный блок (для создания частей программы), аппаратная вещания (для РВ) и аппаратно-программный блок (для ТВ).

В свою очередь, аппаратно-студийный блок состоит из студий и технических и режиссерских аппаратных, что обусловлено различной технологией вещания и записи.

2. Радиостудии – это специальные помещения для проведения радиопередач, отвечающие ряду требований акустической обработки. Чтобы поддерживать низкий уровень шумов от внешних источников звука, создавать равномерное в объеме помещение звуковое поле, стены и потолок студии покрываются специальными звукопоглощающими материалами и конструкциями, так называемыми абсорбентами. Имеются абсорбенты двух типов: низкочастотные и высокочастотные. К высокочастотным абсорбентам, обладающим поглощением энергии высоких звуковых частот, относятся пористые материалы типа древесно-волокнистых плит, оргалит, маты из различной ваты (стеклянной, капроновой, асбестовой), матерчатые драпировки, ковры и т.п. Низкочастотными поглотителями являются резонирующие панели, закрепленные у стен на небольшом расстоянии и представляющие собой нечто вроде мембраны на воздушной подушке между стеной и панелью.

Студии обычно строятся двух типов: речевые и музыкальные.

В зависимости от назначения, речевые студии делятся на малые (эфирные) (8-25 кв.м), студии средней величины (60-120 кв. м), большие студии (200-300 кв.м).

В зависимости от возможного числа исполнителей и объема муз. студии можно разделить на большие муз. студии (более 10 000 куб.м., до 200 ч-к), средние муз. студии (5 000 куб.м., до 60 ч-к), малые концертные студии (2 000 куб.м., не более 25 ч-к).

К студиям звукового вещания и звукозаписи предъявляются также некоторые дополнительные требования. Прежде всего, студии должны иметь хорошую звукоизоляцию. Окна в студиях, как правило, отсутствуют, за исключением специального звукоизоляционного смотрового окна, выходящего в смежную со студией аппаратную.

3. Микрофон (от греч. «микро» - малый и «фон» - звук) – устройство преобразования акустических колебаний в электрические сигналы.

По признаку приема звуковых сигналов микрофоны подразделяются на приемники звукового давления (звуковая волна воздействует на одну сторону звукоприемника), приемники градиента давления (звуковая волна воздействует на обе стороны звукоприемника) и микрофоны комбинированные.

По диаграмме направленности – ненаправленные, двусторонненаправленные и односторонненаправленные (кардиоидные).

Микрофоном ненаправленного действия называют такой микрофон, чувствительность которого остается постоянной независимо от направления, по которому приходят к его чувствительному элементу звуковые волны. Двусторонненаправленные микрофоны имеют одинаковую чувствительность с фронтальной и тыловой сторон подвижного элемента, а чувствительность их в поперечном направлении практически равна нулю. Односторонненаправленные микрофоны воспринимают звуковые колебания, приходящие лишь с фронтальной стороны.

По функциональному назначению: студийные, репортерские, вокальные, инструментальные, настольные, петличные, подвесные и т.д.

По передаче сигнала: проводные и радиомикрофоны.

По способу преобразования звуковых сигналов микрофоны подразделяются на угольные, электродинамические, конденсаторные, пьезоэлектроческие.

В угольном микрофоне мембрана под действием звуковых волн изменяет давление на угольный порошок. В зависимости от степени сжатия угольные зерна изменяют величину электрического тока. Подобные микрофоны применяются в телефонии, т.к. имеют большую чувствительность, позволяющую использовать сигнал без предварительного усиления. В современном радиовещании использовать угольные микрофоны нежелательно из-за высокого уровня шумов и значительных нелинейных искажений. По признаку приема звуковых сигналов микрофоны этой группы относятся к типичным приемникам давления.

Электродинамические микрофоны по конструкции могут быть как катушечного, так и ленточного типа. В катушечном микрофоне диафрагма жестко связана с катушкой, на которую намотана тонкая проволока. При воздействии звуковой волны на диафрагму катушка движется в кольцевом зазоре магнитной системы, возбуждая напряжение. В радиовещании данный тип микрофона считается очень надежным, с достаточным частотным диапазоном, и используется в качестве приемника давления. В микрофоне ленточного типа роль катушки заменяет ленточка из алюминиевой фольги, являющаяся одновременно и приемником, и проводником. На любую из сторон ленточки могут воздействовать звуковые волны, поэтому данный микрофон относится к типичному приемнику градиента давления. Эти микрофоны обеспечивают хорошее качество звучания даже при записи музыкальных передач.

В конденсаторном микрофоне звуковые колебания перемещают тонкую металлическую мембрану и тем самым изменяют емкость конденсатора. По техническим характеристикам они превосходят электродинамические микрофоны, обеспечивая высокое качество звукопередачи. Устройства этого типа могут использоваться для студийных (микрофоны с большими диафрагмами) и внестудийных (с малыми диафрагмами) передач. По признаку приема звуковых сигналов они являются приемниками давления, но, в зависимости то конструкции, они могут быть всенаправленными и кардиоидными, т.к. могут комплектоваться двумя мембранами.. Стереофонические микрофоны обычно бывают конденсаторными

В пьезоэлектрическом микрофоне диафрагма из синтетических пленочных материалов, перемещаясь, воздействует на пьезоэлектрический элемент, вызывая его деформацию, а следовательно, и создает напряжение. Пьезоэффект - возникновение электрических зарядов при механическом воздействии на поверхности некоторых кристаллических материалов (сегнетовая соль, титанат бария) . Данные микрофоны обладают невысокими качеств. характеристиками, но нередко используются в качестве петличных микрофонах на ТВ из-за малых габаритов и удобного крепления на зажиме-прищепке.

В основном в радиовещании используются электродинамические и конденсаторные микрофоны с пространственной избирательностью для записи полезного сигнала. Для выделения удаленного полезного сигнала применяются остронаправленные «микрофоны-пушки», в качестве всенаправленных микрофонов нередко применяются планшетные «микрофоны-планшетки».

Следует сказать о типе накамерных микрофонах для видеосъемки, где характеристики направленности автоматически зависит от приближения или удаления объекта съемки объективом с переменным фокусным расстоянием (трансфокатором).

4. Под каналом звукопередачи понимается совокупность технических средств, с помощью которых осуществляется передача на расстояние, а затем и воспроизведение звуковых сигналов. Каналы звукопередачи в зависимости от своего назначения могут быть построены по различным схемам. Однако, независимо от того, используется ли канал для звукоусиления в залах, для звукозаписи или для звукового вещания (т.е. для передач звуковых программ на большие расстояния радиослушателям или телезрителям), основными частями его схемы являются:

- микрофон, т.е. преобразователь акустических (звуковых) колебаний в электрические;

- усилители электрических колебаний (звуковых сигналов);

- соединительные линии, по которым передаются сигналы;

- громкоговоритель (или головной телефон), вновь преобразующий электрические сигналы (колебания) в акустические (звуковые) сигналы.

Если речь идет о звуковом или телевизионном вещании, то частью канала звукопередачи считают и так называемый эфирный участок, т.е. пространство, в котором распространяются радиоволны, несущие сигналы изображений и звука, а также передатчик с передающей антенной и радиоприемник (или телевизор) с приемной антенной и громкоговорителем. Любая часть канала звукового вещании, выполняющая определенные функции, называется трактом.

Для перехода на эфирный участок канала приходится дополнительно преобразовывать энергию электрических колебаний в энергию электромагнитных волн (это преобразование осуществляется с помощью антенны передающей станции), а затем с помощью антенны приемника производить обратное преобразование энергии электромагнитных волн в энергию электрических колебаний.

5. Стереофоническое звучание. При монофонич. передаче звука его воспроизв-ние обычно осущ-ся при пом. одного динамика, но даже при исп-нии неск. громкоговорителей воспроизводимые Зв. колебания будут идентичными. Слушатель понимает искусственность подобного звучания.

Напр-ние ист-ка звука ч-к опр-ет без труда. Звук предс-ет собой колебания воздуха. Эти колебания распр-ся в возд. среде со скоростью 330 м в сек. Если они доходят до человека справа, то правое ухо на тысячную долю секунды воспринимает их раньше, чем левое. Послед-сть восприятия звука двумя органами слуха позволяет ч-ку опр-ть, ткуда идет звук. Причем в гориз. плоскости погрешность опр-ния напр-ния звука минимальна (всего 3 %). След-но, чтобы добиться более естеств. звучания, необходимо получить эффект локализации источников звука. Напр., во время прослушивания пьесы радиослушатель должен «видеть» перемещение актеров по сцене, а при восприятии оркестра мог опр-ть солирующий инструмент. Некот. роль при том играет и отражающая способность черепа (экранизирующее действие головы) – звук, идущий справа, достигает левого уха ослабленным. Если источник звука нах-ся на одинаковым расст-нии от обоих ушей спереди или сзади, то опр-ть напр-ние звука невозможно.

Абсолютно точную передачу звучания с эффектом локализации и тоновой передачи можно осущ-ть только теоретически: для этого необходимо, чтобы помещения, где расп-ся оркестр и где будет нах-ся потенциальный слушатель, полностью совпадали. Перед кажд. муз. инструментом во время записи необх-мо расположить отд. М., а в помещении для прослушивания именно на этом месте установить громкоговоритель. Кроме того, необходимо, чтобы кажд. М., а соотв-но и динамик воспроизводили муз. инструменты с полной гаммой звучания, и при этом подобрать диаграмму направленности микрофонов таким образом, чтобы на мембрану отд. микрофона попадали звуки искл-но отд. инструмента.

Удовлетворительно естест. передачу звука можно реализовать при двух канальной передаче – стереофонии, при кот. у слушателя во вторичном помещении создается эффект присутствия в первичном помещении. Стереофония дает возможность воспринимать звук более естественно, создает эффект локализации источника звучания, объемности и «прозрачности» звука.

Для формирования стереосигнала исп-ся разл. способы. Теоретически во время записи можно использовать два симметрично расположенных М. В этом случае близкий к одному микрофону источник звука преобразуется в более сильный сигнал и приходит с некот. опозданием ко второму микрофону. при движении источника звучания изм-ся интенсивность и временной сдвиг звука между микрофонами. При воспроизведении двумя динамиками у слушателя будет создаваться эффект перемещения звукового источника. Но в этом случае радиопредача будет некачественно восприниматься в монофоническом режиме, т.к. звуковые волны будут достигать микрофонов с некот. сдвигом во времени. След-но, данный прием записи для радиовещания неприменим из-зи того, что не все слушатели имеют возможность принимать инф-цию на стереоприемники.

Для совмещения возможности приема в моно- и стереорежимах может применяться схема записи на совмещенные микрофоны, кажд. из кот. будет отл-ся диаграммами направленности, а стереоэффект формирует за счет разл. уровней сигналов: напр., из одного динамика от общего микрофона (приемник градиента давления) будет слышен весь зал, а из другого – кардиоидного (приемник давления) – солирующий инструмент. Микрофоны с разл. диаграммой направленности будут воспринимать звук в направлении опр. осей, кот. выбираются жур-том или звукорежиссером.

Выраженность стереофонического вещания, передача тембра и эффект присутствия во многом зависят от выбор и правильного расположения микрофонов. На первых порах при внедрении стереофонии применялся метод «искусственной головы»: на месте ушей головы манекена устанавливалась пара микрофонов; пространственное разделение ощущалось на высоких частотах. При записи классич. музыки «искусственная голова» себя оправдывает из-за эффекта единства звучания оркестра. Солист, находящийся в центре сцены, воздействует на оба микрофона одинаково и при прослушивания слышен из двух громкоговорителей с равной силой, т.е. будет находится в центр. точке между динамиками. А смещенные от центр. оси звуки благодаря «эффекту Хааса» (эффект предварения) будут локализовываться ушами слушаителя. в совр. звукозаписи для прослушивания муз. фрагментов через наушники вновь исп-ся метод «искусственной головы».

При студийной записи в наст. время в основном применяется помикрофонный способ расстановки микрофонов: для кажд. муз. инструмента устанавливается отд. монофонический микрофон. Далее на звукорежиссерском пульте произв-ся обработка кажд. канала, подбирается оптимальный уровень и тембр сигнала, и в устройстве, называемом панорамным регулятором, множество монофонических сигналов распределяется по двум стереофоническим каналам. Т.О., при воспроизведении отдельно записанный муз. инструмент может располагаться в соотв-вии с замыслом звукорежиссера в любой точке , и слушатель воспринимает звук более естественно, как бы звучащим из множества точек.

При люб. способах записи должна быть обеспечена прямая совместимость стерео- и моновещания, т.е. стереофоническая передача должна быть качественно принимаемой монофоническими приемниками, и наоб., монофоническая передача – стереофоническим приемником, разумеется, в обоих случаях без стереоэффекта.

Это же неукоснительное правило соблюдается и для звукового сопровождения телев. передач. Звуковая стереофония все шире и шире внедряется в телевещание, несматря на малое расстояние между динамиками из-за относительно неб. размера экрана.

При стереофонической записи сигналы корректируются в микшерном пульте, после чего поступают в мастер-рекордер. При исп-нии аналоговых студийных магнитофонов первичные записи для сведения многоканального звучания к двухканальному исп-ся искл-но для перезаписи, из-за чего неизбежно возникают искажения и помехи. Несмотря на это, многие спец-ты считают, что исп-ние аналоговых магнитофонов обеспечивает наиб. естественность звучания. В наст. время для записи класс. музыки исп-ют аналоговые устройства стереозаписи с выс. скоростью движения магн. ленты (76 см/сек). В отл. от монофонич. магнитофона, аналоговый стереомагнитофон имеет два симметр. канала записи и воспроизведения звука.

В цифр. стереомагнитофонах запись осущ-ся либо продольно неподвижными головками, наклонно-строчно вращающимися головками. Цифр. кодирование сигнала позволяет избавиться от искажении, вызванных структурой магн. ленты и главное, дает возможность в дальнейшем использовать нелинейный монтаж по адресно-временным кодам.

При внестудийной стереофонической записи могут применяться устройства записи на мини-диск, но в этом случае для экономии дискового пространства используются алгоритмы сжатия, срезающие часть звуковой информации.

Стереофоническое радиовещание обычно ведется в УКВ-1 и УКВ-2 (FM) диапазонах, обеспечивающих высшую категорию качества и низкий уровень атмосферных и промыш. помех.