книги из ГПНТБ / Жовинский, В. Н. Корреляционные устройства

204

> b °

Рис. VI. 4. Функциональная схема магнитного ревербератора типа МЭЗ-45

канал усиления 1, 17 и через блок записи 2 — в канал вре­ менной задержки. По головкам записи 3 и стирания 4 непрерывно движется магнитная лента, соединенная в кольцо 5. Записанный сигнал последовательно считыва­ ется головками воспроизведения 6, 8. Их положение относительно головки записи обеспечивает соответствую­ щую задержку звука (во времени). Регуляторы, вклю­ ченные в каждый канал воспроизведения 7, дают воз­ можность формировать структуру реверберационного процесса, последовательно уменьшая уровни воспроиз­ водимых головками сигналов.

Реверберируемые сигналы, пройдя через усилительсмеситель 11 и фильтры 12, 13, поступают на согласую­ щий усилитель 14 и далее через общий регулятор уров­ ня 15 — на усилитель основного канала 18. Соотношение между прямым и реверберируемым сигналами определя­ ется положением общих регуляторов 15, 16. Цепочка об­ ратной связи, включенная между последней по порядку головкой воспроизведения 8 и блоком записи 2, обеспечи­ вает постепенное уменьшение амплитуды записываемого на магнитную ленту сигнала. Уровень передачи в цепи обратной связи подбирается с помощью установочного регулятора блока воспроизведения 9. Усилители 10 и 17 применяются для согласования цепи положительной об­ ратной связи и основного канала усиления 1.

Изменение положений регуляторов уровня в цепях остальных блоков воспроизведения 7 приводит к относи­ тельному возрастанию или убыванию уровней соседних каналов, за счет чего изменяется крутизна затухания звука (см. график е= ф(^) на рис. VI. 3).

Рассмотрим конструктивные особенности основных магнитных ревербераторов промышленного типа.

Магнитный ревербератор типа МЭЗ-45 применяется для трактов звукопередачи, амбиофонических установок и систем создания искусственного эха. Переход с одного вида работ на другой производится с помощью устройст­ ва выходной и промежуточной коммутации.

МЭЗ-45 выполнен в виде настольной конструкции и состоит из лентопротяжного механизма, усилителей вос­ произведения, блоков записи, оконечных усилителей и усилителей системы амбиофонии. Упрощенная функцио­ нальная схема ревербератора представлена на рис. VI. 4.

Входной сигнал с микшерского пульта или непосред­ ственно с микрофона поступает на согласующий транс­ форматор 2 или микрофонный усилитель 1. Переключа­

205

тель рода работ 4 позволяет переходить с микрофонного на линейный вход, а также подключать к схеме ревербе­ ратора генератор калибровки 3 с частотой сигнала 400 гц (для проверки сквозных каналов ревербератора). Через оперативный регулятор уровня записи 5 сигнал поступа­ ет на промежуточный усилитель 6, выход с которого име­ ет два направления: через усилитель блока записи 7 на головку записи 8 и через канал прямого звука 9 на око­ нечный усилитель 22 и далее на выход ревербератора.

Усилитель блока записи имеет установочные регуля­ торы частотной характеристики, которые позволяют изме­ нять тембр реверберируемого звука. Записанный на лен­ ту 10, склеенную в кольцо, сигнал воспроизводится последовательно десятью головками воспроизведения 11 с нарастающим временным запаздыванием. Последняя наиболее удаленная головка воспроизведения предна­ значена для создания эффекта эхо. Каждая головка под­ соединена к своему усилителю воспроизведения 13. Го­ ловка эхо-сигнала не имеет отдельного усилителя вос­ произведения, а при режиме «Эхо» подсоединяется к входу девятого усилителя воспроизведения с помощью переключателя 12.

Выходы усилителей через индивидуальные выключа­ тели 14 соединены с установочными регуляторами 15 (уровень сигнала в цепи первого и второго каналов не регулируется). Усиление в каналах воспроизведения за­ висит от положения этих регуляторов уровня. Собрав сигналы от всех звеньев, можно создать временной про­ цесс с постепенным ослаблением сигнала, имитирующий естественный процесс затухания звука в закрытом по­ мещении (первые и поздние отражения).

Суммарный реверберируемый сигнал через раздели­ тельные резисторы 17 и общий регулятор 16 поступает на вход оконечного усилителя 22, в котором происходит смешение его с сигналом, приходящим по каналу прямо­ го звука. Общий регулятор позволяет изменять степень подмешивания реверберирующего сигнала к прямому сигналу, поэтому его можно называть регулятором уров­ ня реверберации.

Чтобы увеличить количество запаздывающих сигна­ лов и получить более плотную спектральную характери­ стику в конце реверберационного процесса, в схеме пре­ дусмотрено введение в канал записи сигналов обратной связи с третьей, шестой и девятой головок врспронзведения. С этой целью выходы соответствующих звеньев

206

Частотная характеристика системы гребенчатых фильтров не обеспечивает качественной реверберации, поэтому сигнал с выхода сумматора поступает для даль­ нейшей его обработки. Они увеличивают число импуль­ сов и плотность спектра до оптимального значения. Ве­ личины временных задержек в этих фильтрах во много раз меньше, чем в гребенчатых, а коэффициент передачи равен единице.

С выхода второго универсального фильтра сигнал подается на частотный корректор, который позволяет из­

блока управления, включить режим «Эхо», то происходит автоматическое переключение системы временных задер­ жек и цепей обратной связи в гребенчатых фильтрах (ос­ новных каналов), в результате которого устанавливается выбранное время запаздывания эхо-сигнала.

Конструктивно ревербератор МЭЗ-78 выполнен в ви­ де стойки-консоли с встроенными в нее функциональны­ ми блоками. На боковую поверхность барабана, высота которого 75 мм, диаметр 240 мм, нанесен слой ферромаг­ нитного материала. Двигатель типа ДРВ-2 соединен с осью барабана, закрепленной демпфирующей резиновой муфтой в шарикоподшипниках повышенной точности. Скорость вращения постоянна — 750 об/мин, что соответ­ ствует линейной скорости магиитоносителя — 9,5 м/с.

208

Вокруг барабана установлены двенадцать головок записи, девятнадцать головок воспроизведения и один блок головок стирания. Магнитные головки выполнены на ферритовых сердечниках и закреплены в специальных стойках, что обеспечивает регулировку зазора между го­ ловками и поверхностью барабана. Величина воздуш­ ного зазора —30 мкм.

Ниже блока магнитного барабана расположен пульт дистанционного управления, который в случае необхо­ димости может быть смонтирован и в пульте звукоре­ жиссера. С помощью кнопочной станции и переключа­ телей рода работ осуществляется переход с одного ре­ жима работы на другой -и выбирается необходимое время реверберации. Блок контроля позволяет проверить работу цепей прямого сигнала, цепей обратной связи и универсальных фильтров ревербератора.

Под блоком контроля находятся транзисторные бло­ ки усилителей записи и воспроизведения, фильтры, кор­ ректоры, выходные устройства и блоки питания. На ли­ цевых панелях расположены ручки-замки для смены блоков, контрольные гнезда, ручки управления, предо­ хранители. Соединение каждого блока с общей схемой производится с помощью ножевых разъемов.

В ревербераторе МЭЗ-78 имеется двенадцать сквоз­ ных каналов записи, в которые входят семь блоков ос­ новной задержки сигнала (гребенчатые фильтры) и пять блоков перезаписи. Сквозной канал задержки звука име­ ет одну головку записи и две головки воспроизведения. Канал блока перезаписи состоит из головки записи и головки воспроизведения.

Для записи сигналов на магнитный барабан исполь­ зуют метод частотной модуляции, который обеспечивает высокую стабильность коэффициента передачи в задан­ ном диапазоне звуковых частот. Средняя несущая ча­ стота соответствует 36 кгц. Номинальная плотность запи­ си при линейной скорости 9,5 м/с составляет 5 импульсов на 1 мм. Время одного оборота равно 80 мс\ это позво­ ляет получить задержку звука на 75 л і с; изменения про­ должительности отзвука молено добиться переключением элементов в цепи обратной связи. Для временных задер­ жек с интервалом 1,6—4,6 мс и уплотнения спектра при­ меняются универсальные LC-фильтры.

Транзисторные схемы и бесконтактная магнитная запись с частотной модуляцией позволяют получить до­ статочно высокие параметры и стабильность сквозного

209

канала ревербератора, а также высокую эксплуатацион­ ную надежность.

Кроме рассмотренных профессиональных студийных ревербераторов в театрах применяются и упрощенные конструкции венгерского и чехословацкого производства.

Эл е к т р о ме х а нич е с к ий метод. Пластинча­ тые ревербераторы отличаются простотой конструкции и стабильностью работы. Реверберирующим элементом в нем является стальной лист площадью 2 м2 и толщиной около 0,5 мм (рис. VI. 6). Металлическая пластина под­

сигналы, запаздывание которых из-за небольшой скоро­ сти распространения поперечных волн близко к запаз­ дываниям, характерным для больших помещений. Спектр собственных частот колебания листа уплотняется в сто­ рону высоких частот, что связано с временным уплотне­ нием отраженных сигналов. Помимо этого процесс зату­ хания реверберирующего сигнала на выходе звукоснима­ теля незначительно отличается от экспоненциального.

Для изменения величины времени реверберации при­ меняется специальная демпфирующая пластина (она расположена параллельно реверберирующей). Прибли­ жение демпфера к листу вызывает увеличение скорости затухания поперечных волн. Изменяя расстояние между

210

листом и заглушающей пластиной (обычно от 20 до 0,5 см), можно регулировать время реверберации в до­ статочно широких пределах. Управление осуществляется либо вручную с помощью штурвала, который смонтиро­ ван на ревербераторе, либо через дистанционное устрой­ ство пульта.

К недостаткам пластинчатого ревербератора относят повышенную чувствительность к посторонним шумам. При дистанционном управлении ревербератор желатель­ но устанавливать в изолированном помещении на зна­ чительном расстоянии от пульта звукорежиссера. Вза­ имного влияния двух или нескольких ревербераторов, когда они расположены рядом, не обнаружива­ ется. Другим недостат­ ком считают сильную неравномерность час­ тотной характеристики времени реверберации в области низких частот

(рис. VI. 7). Главной причиной подъема ха­ рактеристики при уда­ лении демпфера от ко­ леблющейся пластины является зависимость величины внутренних потерь от частоты коле­ баний в стальном листе. Чем выше частота, тем

больше потери. Этот недостаток можно частично ском­ пенсировать, применив соответствующую частотную кор­ рекцию в блоке возбуждения колебаний и в блоке вос­

произведения звука.

Пружинный ревербератор имитирует колебательные процессы, подобные распространению звуковых волн в воздушном объеме закрытого помещения.

Выбирая различные параметры пружин, которые под воздействием звуковых колебаний, преобразованных в ме­

ханические, совершают крутильные движения, можно добиться, чтобы время прохождения сигнала от датчика, находящегося на одном конце пружины, до приемника, расположенного на ее другом конце, было строго опре­ деленным. Волны, распространяющиеся вдоль пружины, дойдя до ее конца, отражаются и вновь возвращаются к

211

приемнику с определенным временем задержки и с умень­ шенной амплитудой. Этот процесс многократно повторя­ ется до тех пор, пока отраженные колебания полностью не погаснут. Для увеличения плотности отраженных сиг­ налов используют две-три параллельно расположенные пружины, отличающиеся одна от другой своими меха­ ническими параметрами.

Функциональная схема подключения пружинного ре­ вербератора к основному звуковому каналу показана на рис. VI. 8. Сигнал звуковой частоты через усилитель ре­ верберационного канала подается на катушку возбужде­ ния электромагнита, поле которого воздействует на ро­ тор. Ротор приходит во вращательное движение (угол поворота пропорционален току возбуждения). Крутиль­ ные колебания от ротора передаются вдоль пружины и

пружины с различным числом витков, созда­ ющие время задержки 18, 29 и 38 мс. Скорость затуха­

ния сигнала, многократно отраженного от концов пружи­ ны, зависит от частоты сигнала. Вследствие этого ча­ стотная характеристика времени реверберации имеет спады на низких и высоких частотах. Чтобы улучшить частотную характеристику, в некоторых случаях исполь­ зуют механический резонанс подвеса катушек датчика и

212

звукоснимателя (приемника). Лучшие результаты полу­ чаются тогда, когда резонансная частота датчика нахо­ дится в области низких частот (100^-200 гц), а резонанс­ ная частота звукоснимателя — в области высоких частот (4000-^5000 гц).

§ 23. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ЭФФЕКТА АМБИОФОНИИ

Амбиофония основана на получении нелокализованного в пространстве звука, который дает возможность с помощью специальной реверберационной системы управ­ лять акустическими свойствами зрительного зала.

Например, по замыслу режиссера-постановщика необ­ ходимо добиться такого эффекта, чтобы музыка, песни или актерский текст звучали с большей гулкостью. С по­ мощью амбиофонической системы можно наполнять не­ обычным звуком весь зал, уводя зрителя в мир сказки. Отсутствие локализации звука (амбиофония «звук ниот­ куда») позволяет зрителю поверить в реальность сцени­ ческого действия, развивающегося вокруг него.

Используя систему амбиофонии в больших концерт­ ных залах и в универсальных залах-гигантах, можно ис­ кусственно изменять акустические условия в них как для проведения музыкальных, так и речевых передач.

Амбиофоническая аппаратура может применяться в системах усиления и воспроизведения звука.

Условия работы системы звукоусиления в зале огра­ ничены возможностью возбуждения системы за счет положительной акустической обратной связи, возникаю­ щей между микрофоном и громкоговорителями. Однако, применяя специальные остронаправленные микрофоны и рационально располагая громкоговорители в зале, можно добиться устойчивости и высокого качества работы ам­ биофонической системы звукоусиления.

Система амбиофонического звуковоспроизведения не склонна к самовозбуждению при любых уровнях звуча­ ния и поэтому она позволяет применять звуковые эффек­ ты не только в зрительном зале, но и на сцене и в фойе.

Рассмотрим особенности и принцип работы систем амбиофонии на примере упрощенной функциональной схемы (рис. VI. 9).

В первом случае в системе звукоусиления сигнал с микрофона 1, установленного на сцене, поступает через микрофонный усилитель 2 и переключатель рода работ на вход усилителя записи амбиофона 4, записывается с

213