10.4. Искажения в передаче движения кажущегося источника звука по фронту

Уже отмечалось, что для правильной передачи фронтального движения КИЗ нужно, чтобы разность уровней #_Р сигналов; пере- даваемых стереосистемой во вторичное помещение, изменялась бы по закону, отвечающему кривым слухового восприятия стереоэффек- та, показанным на рис. 10.2, а, б. В связи с этим задачу определе- ния искажений в передаче движения по фронту следует решать в два

190

этапа. Сначала нужно установить, как изменяется разность уровней ~ЛГ_Р сигналов, передаваемых стереосистемой, а потом'— как правиль- но передается перемещение КИЗ при таком изменении N-p.

Система АВ [5]. Принимая во внимание, что слушатели во вто- ричном помещении занимают определенные места, углы приема сигналов и чувствительности" громкоговорителей можно считать пос- тоянными. В этом случае относительное изменение уровня сигнала при звуковоспроизведении^ вызванное перемещением исполнителя вдоль линии микрофонов, для каждого из громкоговорителей будет:

(10.16)

Разность уровней сигналов от двух громкоговорителей, определяю- щих положение КИЗ, будет:

(10.17)

сительно нач!в^да координат, то на рис. 10.10 даны только те их час»

'Ж*⁴ ' ' " ' • ' '

ти, где ^Vp и —р имеют положительный знак.

По кривым рис. 10.10, в можно установить, что наименьшие искажения в передаче фронтального движения имеют место при

Рис. 10.10. Метод определения зависимости между перемещениями источника звука и его КИЗ для варианта J системы А В

Так как для ненаправленных микрофонов Ф(б)=1,то для вари- анта / рассматриваемой системы равенство (10:17) с учетом (10.7) .можно переписать в виде: -

(10.18)

Кривые jf, 2, 3 и 4, построенные для этого случая при расстоя- ниях — равных 0,1; 0,3; 0,5; 1,0, приведены на рис. 10.10, а.

Решая вторую часть задачи, нужно определить, какая из этих кривых более других отвечает условиям неискаженной передачи движения \КИЗ по фронту. Для этого справа от рис. 10.10, а строит- ся кривая зависимостиN$._опт== /(~7Ь показывающая, как при задан- ном изменении Np изменяется положение КИЗ. Последняя зависи- мость определена экспериментально и соответствует кривой 1 на рис. 10.2. Сравнивая каждую из кривых графика ас кривой графи- ка б, в нижней части рис. 10.10 строят кривые (!', 2', 3', 4') зави-

' х* х ^ х

симости —. от — , из которых видно, как точно перемещение —- / i 4**~ i

первичного источника звука передается КИЗ во вторичном поме- щенииы

Так как кривые

симметричны отно-

Ш

Рис. 10.11. Зависимость между перемеще- ниями действительного источника и КВГЗ для вариантов II и III системы А В, при разных у{I . , ':

самом малом расстояний до микрофонов —-=0,1. Ее ли это ^асстоя-

ние увеличивать до 1,0, то искажения возрастут до 50%, т. е. КИЗ во вторичном помещении будет .проходить только половину поло- женного^ему пути. Вместе с тем из рис. 10.6 следует, что изменение

— от 0,1 до 1,0 вызывает снижение искажений в передаче движе- ния по глубине. Следовательно, эти два вида искажений противопо-

193

ложным образом связаны с расстоянием между ис^&днителем и линией микрофонов и изменение этого расстояния в Отношении од- ного из них вызывает уменьшение, а в отношении другого — увели- чение искажений.

Подстановка выражений (10.5), определяющих собой направлен- ные свойства кардиоидных и косинусоидальных микрофонов в ра- венство (10.17), позволяет получить формулы, связывающие между

собой ЛГ_р и — для вариантов // и /// системы АВ, в виде:

(10.19)

восполь-

Если по этим формулам построить кривые

зеваться методом, примененным при решении подобной задачи для варианта /, то можно подучить кривые, изображенные на рис. 10.11 ж характеризующие искажения фронтального типа для вариантов II и /// той же системы. Сопоставление их с кривыми рис. 10.10, в позволяет установить, что дяя варианта // Эти искажения при всех

значениях —» равных 0,1; 0,3; 0,5; 1,0 (кривые 1, 2, 3, 4), заметно

' • .' ' " Ь

меньше, чем для варианта /. Для варианта же /// (кривые 1', 2\ 3', 4') они изменяются не только по величине, но и по характеру. Йз-

У менение значения —может привести как к относительному замед-^

лению и сокращению фронта движения КИЗ (кривые 5, 5'), так и к ускорению этого движения (кривые 7, j?'),.b результате чего он достигает предельного положения, когда действительный источник совершит только часть своего пути. .

Для полной оценки системы АВ следует рассмотреть влияние поворота микрофонов к центру системы и от него. Расчеты, выпол- ненные при угле 9_ср = ± 45°, убеждают в том, что поворот'к цент- ру приводит к резкому сокращению фронта движения КЙЗ, а по- ворот от: центра — к его расширению. Однако, как и при параллель- ности осей микрофонов, указанным изменениям, во фронтальном движении сопутствуют изменения в движении по тлубине, имеющие противоположный характер (см. кривые 1, 2 и J?', 2^Г на рис. 10.7). Вот почему система АВ с микрофонами, повер- нутыми к efe оси или от нее, не дает заметных улучшений в переда- че движения КИЗ, если не считать того, что искажения по глубине легче устраняются.

Системы XY л MS [21]. Полное или близкое йовариантное сход- ство систем XY и MS позволяет, так же. как для системы АВ, найти математические выражения разности уровнейJV_P сигналов соответ- ственно для вариантов /, //, /// в виде: ^

194

(10.20)

По формулам (10.20), пользуясь применяемым уже графическим методом, можно построить кривые зависимости перемещения' —

КИЗ от перемещения — действительного источника (рис. 10.12)*

Эти кривые отвечают расстояниям от линии перемещения исполни- теля до микрофона, равным ОД; 0>5; 1,0, Из них видно, что для ва-

* v '

рианта / обеих систем при больших расстояниях •— (кривая 3}

движение КИЗ замедляется и его фронт заметно сокращается. Пр# малых —(кривая 1) скорость движения, наоборот, быстро растет

и КИЗ намного опережает действительный источник звука. В слу- чае варианта II (кривые 1', 2', 3') скорость движения КИЗ очень мала и фронт его сокращается даже при самых малых расстояниях

—. Для варианта III (кривые 1", 2", 5"), наоборот, скорость так

велика, что КИЗ совершает полный путь между громкоговоритедями, когда исполнитель едва успевает пройти 0,1; 0,65 или 0,9 своего пу- ти. Дальнейшее движение исполнителя,вызывает возвратное движе- ние КИЗ. Это происходит потому, что исполнитель при фронтальном движении выходит за пределы угла 6_Кр (см. рис. 10.4, ///), когда чувствительность одного из микрофонов системы после нарастания начинает падать.

П риведенный анализ позво- ляет сделать ряд выводов.

1. В стереофонических сис- темах возникают искажения в передаче фронтального движе- ния КИЗ (по протяженности фронта и скорости движения). Они зависят от вида характери- стрк направленности микрофо- нов, используемых в тех или иных вариантах систем.

2. Эти искажения связаны

195

Рис. 10,12. Связь между перемещением ис- точника звука ж КИЗ для вариантов 1\ Я, III систем XY m MS при разных расстояни- ях у/1

также с относительным рассто- янием между линией переме- щедия исполнителя и микрофо- нами. Чем оно больше, те*£

больше сокращение фронта и меньше искажения скорости движе- ния КИЗ.

3. Поворот микрофонов к оси системы вызывает увеличение ис- кажений фррнтального типа, поворот в стороны от оси — уменьше- ние их. Это справедливо для всех систем, что видно из примера поворота микрофонов в системе XY (переход от варианта // к ва- рианту/).

4. Размещение исполнителей или их движение по дуге относи- тельно микрофонов системы XY и MS приводит к уменьшению пре- де льных значений Np и к увеличению фронтальных искажений.