В б к 32. 872 А64




НазваниеВ б к 32. 872 А64
страница1/15
Дата публикации14.05.2014
Размер1.64 Mb.
ТипДокументы
literature-edu.ru > Журналистика > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15
В Б К 32.872

А64 УДК 534.86

WOLFGANG AHNERT, WALTER REICHARDT GRUNDLAGEN DER BESCHALLUNGSTECHNIK

Анерт В., Райхардт В.

— М.

А64 Основы техники звукоусиления: Пер. с нем. Радио и связь, 1984. — 320 с., ил. В пер.: 1 р. >80 к.

Представлены самые современные сведения по теоретическим и прак­тическим проблемам построения систем звукоусиления для открытых пространств и закрытых помещений. Дана количественная оценка направ­ленных свойств микрофонов и громкоговорителей, усиления звукового давления, влияния систем звукоусиления на архитектурно-акустические параметры помещений. Рассмотрены практические примеры применения систем звукоусиления.

Для инженерно-технических работников, занимающихся исследовани­ем, проектированием и эксплуатацией систем звукоусиления, а также для работников радиовещания, телевидения, студий грамзаписи.-

ББК 32.872 6Ф2.7

2402030000-107

А 99-84

046(01)-84

© VEB Verlag Technik, Berlin, 1981.

Перевод на русский язык, предисловие редактора перевода, примечания редактора и переводчика, издательство «Радио л связь», 1984
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА

Предлагаемая читателям книга посвящена проектированию и расчету систем звукоусиления, ставших неотъемлемой частью всех крупных общественных сооружений — театров, концертных залов, стадионов, и т. п., — предназначенных, как правило, для многотысячной аудитории. Совершенно очевидно, что умение на стадии проектирования правильно рассчитать параметры будущей системы звукоусиления имеет огромное значение. В мировой прак­тике строительства концертных залов бывали случаи, когда не­удовлетворительное качество звучания заставляло полностью пе­реоборудовать зал, несмотря на связанные с этим значительные расходы.

К сожалению, на русском языке нет ни одной книги, в кото­рой достаточно полно и на современном уровне излагались бы вопросы техники звукоусиления. Вышедшие в СССР книги (Дрейзен И. Г. Система электронного управления акустикой за­лов и радиовещательных студий.— М.: Связь, 1967; Папернов Л. 3., Молодая Н. Т., Метер Ч. М. Расчет и проектирование си­стем озвучсния и звукоусилсния в закрытых помещениях.—М.: Cвязь, 1970; Фурдуев В. В. Стереофония и многоканальные зву­ковые системы.—М.: Энергия, 1973) представляют собой моно­графии, в которых рассматриваются, хотя и с достаточной глу­биной, лишь отдельные, частные вопросы многогранной проблемы озвучения открытых пространств и закрытых помещений. К тому же в упомянутых книгах отсутствуют идеи, базирующиеся на сов­ременных технических средствах, которые за последние годы пре­терпели значительные изменения.

В связи с этим предлагаемая читателям книга, содержащая самые последние сведения по теоретическим и практическим про­блемам построения систем звукоусиления, будет полезна, на наш взгляд, для большинства специалистов, занимающихся в нашей стране исследованием, проектированием систем звукоусиления, а также их эксплуатацией.

Несомненной заслугой авторов книги, обобщивших огромный литературный материал (библиография к книге насчитывает по­чти 300 наименований) и результаты собственных исследований, является четкое и ясное изложение материала. Продуманная и подробная разбивка материала на отдельные разделы, не нару­шая цельности и последовательности изложения, позволяет ис­пользовать книгу как справочное пособие и быстро находить

з

нужные сведения. Этому способствует и помещенный в конце кни­ги предметный указатель.

При написании книги были использованы результаты работ многих советских авторов. Это обстоятельство выгодно отличает предлагаемую книгу от аналогичных зарубежных изданий, так как позволяет читателю при необходимости обратиться к легко доступным первоисточникам.

Особый интерес представляет описание системы озвучения Дворца Республик в Берлине. Эта система, построенная по прин­ципам временной стереофонии (дельта-стереофония), обеспечива­ет высокое качество звучания и уверенную локализацию источни­ков сигнала. Авторы книги принимали самое активное участие в создании наряду со многими другими и данной системы звуко­усиления.

Как это часто бывает, при переводе книги встретились терми­нологические трудности, обусловленные в основном тем, что ав­торы вводят некоторые новые понятия и параметры. В частности,

такие термины, как «стандартное расстояние», «реверберацион-ная поглощающая способность» и другие используются на рус­ском языке впервые.

Наряду со специалистами, занимающимися проектированием систем звукоусиления и их эксплуатацией, книга будет также полезна работникам радиовещания, телевидения, студий грамза­писи, а также студентам, изучающим электроакустику.

Б. Г. Белкин,

ПРЕДИСЛОВИЕ

В последние годы одна из новых областей электроакустики— техника озвучения — приобретает все большее значение. Если раньше задачей систем озвучения являлось в основном усиление человеческого голоса (ораторов и певцов), то теперь в больших помещениях, рассчитанных на 1000—3000 слушателей, требуется усиление и звуковых сигналов, создаваемых музыкальными инст­рументами. Кроме того, электроакустические системы все шире и шире используются во всех общественных сооружениях для ин­формационной службы, как средства обеспечения тех или иных звуковых эффектов, для усиления музыкальных и речевых фраг­ментов, сопровождающих действие в драматических театрах. С помощью таких систем можно улучшить «акустику» помещений или согласовать их акустические особенности с разнообразными по характеру программами. Чем больше становятся размеры сце­ны и самих залов, тем сложнее обеспечить надежную локализа­цию источников сигнала. Современные линии задержки звуко­вых сигналов создали необходимые предпосылки для решения этой задачи; они требуют, однако, иных принципов построения систем звукоусиления.

Особенности постановок на больших сценах нередко застав­ляют, кроме того, располагать микрофон на значительном рас­стоянии от источника сигнала. Очень важное значение при этом приобретает задача устранения акустической обратной связи. От решения этой задачи в значительной мере зависит общее дости­жимое качество звучания системы звукоусиления; поэтому про­блеме устранения акустической обратной связи должно уделять­ся особое внимание.

Проектирование систем звукоусиления не может осуществлять­ся эмпирически. Оно должно опираться на особенности восприя­тия звуковых сигналов человеческим ухом. Изучение этих особен­ностей должно предшествовать решению собственно технических проблем.

Со времени публикации книги Петцольда [1] в печати не по­являлись работы, посвященные последовательному рассмотрению проблем техники озвучения. За прошедшие годы системы озву­чения претерпели, однако, существенные изменения, обусловлен­ные как более точными сведениями о лежащих в их основе фи­зических и психофизиологических закономерностях, так и приме­нением новейших электронных элементов и приборов. Пришло




время обобщить достигнутые результаты и количественно описать те взаимосвязи, которые до сих пор рассматривались лишь каче­ственно. Речь идет об учете направленных свойств микрофонов и громкоговорителей, об усилении звука, о воздействии электро­акустических устройств на архитектурно-акустические параметры помещений, об амбиофонии и т. п.

Мы постарались изложить материал книги таким образом, чтобы проектировщики или специалисты, обслуживающие систе­мы звукоусиления, могли быстро найти необходимые указания или расчетные соотношения. Так как некоторые формулы при точном учете влияния всех входящих в них параметров получа­ются очень громоздкими, их вывод, представляющий интерес, по-видимому, лишь для немногих читателей, приводится в приложе­нии. Книга будет, кроме того, полезна всем тем читателям, кото­рые изучают технику систем озвучения или хотят расширить свои знания в этой области.

При написании книги мы получили много полезных советов от доктора техн. наук Г. Кашинского и дипломированного инже­нера Г. Штайнке. Им, а также Л. Анерт, критически просмотрев­шей рукопись, мы хотели бы выразить сердечную благодарность. Но особенно мы признательны нашему редактору дипломирован­ному инженеру Р. Фишеру за исключительно тщательную подго­товку рукописи к печати. Мы благодарим также издательство «Ферлаг Техник» за хорошее оформление книги.

Вольфганг Анерт, Вальтер Райхардт

эквивалентная поглощающая поверхность, стацио­нарная поглощающая способность помещений спектр сигнала первичного источника эквивалентная поглощающая поверхность элемен­тов оборудования зала реверберационная поглощающая способность

потери артикуляции согласных

показатель звукопоглощения
-сигнал, функция от времени

— ширина полосы частот

-спектр звукового сигнала в месте расположения слушателя

-чувствительность громкоговорителя по напряже­нию

  • сигнал, функция от времени

  • индекс направленности

  • индекс четкости

  • статистический индекс четкости
    -индекс прозрачности (музыка)
    -статистический индекс прозрачности
    -скорость распространения звука
    -обозначения тонов с частотами 262 и 523 Гц соот­
    ветственно




  • коэффициент четкости; затухание в децибелах

  • улучшенный коэффициент четкости

  • характеристика направленности в децибелах




  • расстояние между громкоговорителем и микрофо­
    ном

  • суммарная энергия

  • предельное значение энергии

  • значение энергии, соответствующее нулевому уров­
    ню

  • энергия звука, измеренная с помощью ненаправ­
    ленного микрофона; характеристическая чувстви­
    тельность громкоговорителя

  • энергия звука, измеренная с помощью направлен­
    ного микрофона .

— чувствительность громкоговорителя по мощности
--частотный.интервал, интервал; влажность воздуха






  • значение вероятности
    -частотный индекс

  • частота

  • модулируемая частота
    -коэффициент прямого звука
    -граничная частота

  • частота модуляции

-интервал частот; сдвиг по частоте -ширина критической полосы частот

- модуль усиления в петле обратной связи
-параметр связи

-уровень чувствительности электроакустических пре­образователей -стандартная гулкость

- коэффициент передачи по мощности
-интенсивность звука

кажущаяся интенсивность звука в месте располо­жения микрофона -интенсивность прямого звука интенсивность диффузного звука

- интенсивность звука, измеренная с учетом посто­
янной времени слуха

  • коэффициент затухания
    -постоянная величина

  • коэффициенты усиления по мощности

  • коэффициент уровня громкости

  • коэффициент четкости

- коэффициент разборчивости, учитывающий нали­
чие высоких частот

-коэффициент разборчивости, учитывающий нали­чие низких частот -коэффициент связи

- невзвешенное значение уровня звукового давления
-уровень звукового давления, измеренный со взве­
шивающим фильтром А

уровень звукового давления, создаваемый импульс­ным источником сигнала (кривая А)

- уровень возбуждения

-уровень звукового давления в месте расположе­ния слушателя

-уровень характеристической чувствительности

-уровень громкости

-субъективно воспринимаемый уровень громкости

-взвешенное значение уровня звукового давления

-уровень звукового давления в диффузном звуко­вом поле

-разность уровней

- снижение уровня, соответствующее коэффициен­
ту К а

разность уровней, метод Куттруффа снижение уровня, соответствующее заданному времени реверберации повышение уровня

выигрыш по усилению в петле обратной связи (п означает переключаемые микрофоны) расстояние

средняя длина пробега уровень чувствительности микрофона показатель затухания энергии громкость

число (источников звука, путей распространения звука, каналов звукоусиления и т. п.) акустическая мощность

акустическая мощность ненаправленного излуча­теля

акустическая мощность громкоговорителя акустическая мощность i-то громкоговорителя

акустическая мощность на открытом пространстве
акустическая мощность первичного источника сиг­
нала; реактивная мощность

поглощаемая акустическая мощность

акустическая мощность в закрытых помещениях
мощность прямого звука

электрическая мощность

-частичная акустическая мощность

падающая мощность; мощность, поглощаемая в

реверберационном процессе -звуковое давление -звуковое давление, уровень которого принимается

за нуль

- звуковое давление, измеренное ненаправленным
микрофоном

-звуковое давление, измеренное направленным микрофоном

  • действительная часть звукового давления
    -мнимая часть звукового давления

  • комплексное звуковое давление

  • среднее звуковое давление
    -эффективное звуковое давление

-звуковое давление, равногромкое с тоном часто­той 1 кГц, эффективное значение

-эффективное звуковое давление, создаваемое не­направленным громкоговорителем

эффективное звуковое давление в диффузном поле

-эффективное звуковое давление на расстоянии г от источника звука

9






эффективное звуковое давление в направлении,

задаваемом углом 9 коэффициент обратной связи индекс пространственного впечатления коэффициент обратной связи

:татистический индекс пространственного впечат­ления расстояние

импульсный отклик участка звукопередачи между громкоговорителем и микрофоном импульс Дирака

коэффициент взаимной корреляции (C8o и R) радиус гулкости

СМ. rст

расстояние между громкоговорителем и слушате* лем ,

расстояние между громкоговорителем и микрофо-ном

-расстояние между источником звука и слушате­лем на открытом пространстве -расстояние между первичным источником звука и слушателем

- расстояние между первичным источником звука
и микрофоном

-расстояние между i-м излучателем и /-м микро-фоном -стандартное расстояние

  • площадь поверхности
    -часть площади поверхности

  • сигнал

-функция от времени -время реверберации

-чувствительность микрофона по свободному полю -естественное время реве'рберации -время реверберации помещения -требуемое время реверберации

- коэффициент передачи усилительного канала
-граничное время реверберации (C8o>O дБ)
-граничное время реверберации (С5о>О дБ)
-время реверберации с системой озвучения
-время

-время задержки -интервал времени

  • эффективное значение напряжения

  • эффективное напряжение на выходе ненаправлен­
    ного микрофона

—.объем

  • акустическое усиление в децибелах

  • разборчивость гласных




  • акустическое усиление

  • усиление в петле обратной связи (по энергии)

  • звуковая энергия

  • весовой коэффициент

  • весовой коэффициент, определяемый методом коль
    цевых зон

  • весовой коэффициент, определяемый методом уг­
    ловых квадратов

-плотность звуковой энергии -общая плотность звуковой энергии

  • плотность звуковой энергии в месте расположения
    слушателя

  • плотность звуковой энергии, создаваемая громко­
    говорителем L в месте расположения слушателя Н




  • плотность звуковой энергии, создаваемая первич­
    ным источником О в месте расположения слуша­
    теля Н

  • кажущаяся плотность звуковой энергии, создава­
    емая громкоговорителем L в месте расположения
    микрофона М

  • кажущаяся плотность звуковой энергии, создавае­
    мая источником сигнала 5 в месте расположения
    микрофона М

-плотность энергии прямого звука -плотность энергии в диффузионном поле

- перепад между средним значением частотной ха­
рактеристики звукопередачи и порогом самовоз­
буждения

-величина \p\2{f)/p2 -субъективная высота тона

- коэффициент поглощения
-средний коэффициент поглощения
-коэффициенты поглощения для поверхностей Sp

и SR

- коэффициент затухания

-коэффициент поглощения элемента поверхности

-коэффициент обратной связи между громкогово­рителем и микрофоном; ослабление звука в по­мещении

- коэффициенты звукопередачи

-характеристика направленности

-характеристика направленности громкоговорителя характеристика направленности микрофона '

-характеристика направленности первичного источ­ника сигнала

коэффициент осевой концентрации; коэффициент направленности

коэффициент осевой концентрации слушателя

11




коэффициент осевой концентрации громкоговори­теля

-коэффициент направленности микрофона - эквивалентный коэффициент осевой концентрации

- коэффициент осевой концентрации первичного ис­
точника сигнала

- коэффициент затухания
-вероятность ошибки
-коэффициент полезного действия

  • коэффициенты усиления
    -угловая скорость; угол

  • угол

-длина звуковой волны

- коэффициент передачи электронных устройств;
коэффициент усиления

  • коэффициент передачи по мощности
    -увеличение мощности источника

  • плотность воздуха

  • волновое сопротивление воздуха

- автокорреляционная функция квадрата звукового
давления

- постоянная времени спада энергии
-постоянная времени интегрирования уха
-постоянная времени спада энергии, соответству­
ющая времени реверберации помещения

- постоянная времени спада энергии, соответствую­
щая требуемому времени реверберации

-угол излучения

-фаза коэффициента передачи петли обратной свя« зи, фазовый угол

  • пространственный угол

  • круговая частота

1. О ТЕМАТИКЕ КНИГИ

Задачей акустики помещений является обеспечение хорошей слышимости в аудиториях, концертных залах, театрах и т. п. Так как еще сравнительно недавно эти задачи решались, как прави­ло, лишь строительно-техническими средствами, в некоторых язы­ках акустику помещений объединяют со строительной акустикой в единое понятие «архитектурной акустики». В немецком языке такой обобщенный термин отсутствует.

В литературе на немецком языке под строительной акустикой подразумевают строительно-технические средства подавления ме­шающих шумов. Понимаемая таким образом строительная аку­стика не является предметом техники озвучения, хотя заданные уровни шума в помещении с работающей или выключенной си­стемой звукоусиления обеспечиваются именно строительными средствами.

Акустика помещений, напротив, служит основой при создании электронных систем озвучения, рассмотрению которых посвяще­на данная книга. Действительно, при всей изощренности средств, разработанных за последние десятилетия для улучшения слыши­мости с помощью одного пли нескольких усилительных трактов (микрофон — усилитель — громкоговоритель), прежде всего необ­ходимо достигнуть оптимума совершенствованием акустических параметров самого помещения, т. е. строительно-техническими средствами. Достоинством таких средств является то, что они долговечны и не требуют обслуживания. Этими соображениями определяются как сильные, так и слабые стороны всех электро­акустических систем, используемых для улучшения слышимости. Параметры систем звукоусиления легко согласовать с теми или иными конкретными требованиями, но очень часто системы ока-, зываются весьма далекими от оптимальных. Как правило, это обусловлено неудачным размещением преобразователей и непра­вильным выбором величины усиления, а также неквалифициро­ванным обслуживанием. Именно поэтому опытные творческие ра-ботники и опытные слушатели скептически относятся к системам звукоусиления.

В то же время, в общественных и зрелищных сооружениях все более прочное место завоевывают залы многоцелевого назна­чения. В них устраиваются самые разнообразные мероприятия и представления. Большие залы многоцелевого назначения способ­ствуют повышению эмоционального воздействия художественной

13

программы, воспринимаемой совместно всеми слушателями. Важ­но лишь с самого начала решить, предназначен ли зал в основ­ном для прослушивания речи или в нем предполагается слушать музыку. Высокое качество звучания музыки следует, как прави--ло, обеспечивать исключительно архитектурно-акустическици средствами. Объясняется это тем, что с помощью системы звуко­усиления, т. е. электроакустическими средствами, легче и дешев­ле обеспечить хорошую разборчивость речи в излишне гулком помещении, чем добавить «пространственность» в помещении, предназначенном для речи и имеющем, следовательно, сравни­тельно небольшое время реверберации для того, чтобы звучание музыки приобрело требуемые целостность и полноту.

К сказанному можно добавить, что электроакустические си­стемы в больших залах необходимы прежде всего для усиления человеческого голоса.

Высокое качество звучания музыки в очень больших помеще­ниях (более 3000 мест) достижимо только при соответствующей акустике таких помещений. Архитектурно-акустическое оформле­ние крупных залов наталкивается в связи с этим на значительные трудности, и одной из дополнительных задач систем звукоусиления становится увеличение времени реверберации в случае исполь­зования зала для музыкальных программ. И та, и другая зада­чи— обеспечение разборчивости речив крупных помещениях и по­вышение пространственности звучания в залах с небольшим вре­менем реверберации — успешно решаются сегодня с помощью си­стем озвучения. Рассмотрение возникающих при этом проблем и основы расчета систем звукоусиления и составляют сущность данной книги.

К технике озвучения необходимо причислять и те средства, которые используются для озвучения на открытых пространствах, (например, зеленых театров, площадей, где проходят демонстра­ции, стадионов и т. п.). Особое внимание при этом надо обращать на близлежащие строения. Если окружающие здания не содейст­вуют улучшению слышимости за счет ранних отражений или же обусловливают появление эха в отдельных зонах расположения слушателей, то и в этом случае электроакустические системы мо­гут быть чрезвычайно полезными.

Объем данной книги не позволяет, однако, рассмотреть все возможные виды систем звукопередачи, включающих в себя элек­троакустические тракты, начиная от микрофона и кончая громко­говорителем.

По вопросам дальней передачи (телефония, радиовещание) и записи сигналов имеется обширная литература. Телефонии и мо­нофоническому радиовещанию, однако, присущи принципиальные недостатки, от которых страдает достоверность передачи сигна­лов во всех тех случаях, когда должны быть сохранены разбор­чивость и художественная форма транслируемой программы. Сте­реофония, в том числе и самый последний ее вариант — стерео-

14

системы озвучения

фония с искусственной головой,— а также призваны преодолевать эти недостатки.

I Наряду с отсутствием искажений решающим признаком вы-сакого качества системы озвучения должна стать возможность пе­редачи информации о направлении прихода звука. Только с по­мощью такой информации можно правильно воспроизвести в дру­гом месте или в другое время акустическую обстановку, в кото­рой производилась запись. Относительно такого рода задач мы тоже вынуждены дать лишь ссылки на соответствующую литера-туру [2, 6].

Ограничимся здесь рассмотрением условий повышения качест­ва звучания в случае, когда сигналы прослушиваются непосред­ственно в том месте, где они излучаются. Именно при этом воз­никают особенно большие трудности: акустическая обратная связь и возможное рассогласование зрительного и слухового впеча­тлений. И то, и другое необходимо .исключить. Системы озвучения не должны препятствовать правильной локализации источников сигнала. Такого рода дефекты настолько неприятны, что сводят практически на нет преимущества, обеспечиваемые электроаку­стическими средствами путем повышения громкости звучания или разборчивости речи. Естественная неискаженная локализация способствует прозрачности звучания и совершенно необходима для создания контакта между слушателями и исполнителями на сцене.

В связи с проблемой обеспечения правильной локализации возникает задача, близкая к той, которую приходится решать и в системах стереофонии с искусственной головой. В обоих случа­ях восприятие направления прихода звуковой волны обеспечива­ется наличием у человека двух ушей. Лишь недавно стало изве­стно [16], каковы могут быть те небольшие различия между сиг­налами на правом и левом ухе, чтобы нервная система еще была способна реагировать на них и формировать представление о раз­мещении источников сигнала ил,и направлении прихода отраже­ний. Только знание этих различий позволило настолько повысить качество давно известных систем записи сигналов с помощью искусственной головы и их дередачи слушателям, что они обес­печивают звучание, весьма близкое к натуральному. Задача со­ответствующих аппаратурных средств сводится при этом в основ­ном к сохранению различий в сигналах на правом и левом ухе искусственной головы.

Системы озвучения не ограничиваются двумя каналами пере­дачи звуковых сигналов к слушателю. Если в зале с системой оз­вучения к слушателю первым приходит звук от исполнителей или усиленный звуковой сигнал от источников, расположенных на прямой, соединяющей слушателя с исполнителем, а сигналы, при­ходящие от тех же источников позднее, не превышают по интен­сивности первоначальные сигналы и задерживаются на не слиш­ком большое время, то проблему надежной локализации можно считать в такой системе решенной. Иначе говоря, в системах зву-
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Добавить документ в свой блог или на сайт
Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции