|
Скачать 1.64 Mb.
|
|
4.3.2. Повышение пространственности звучания 4.3.2.1. Метод Паркина. Исследования частотной зависимости времени реверберации показали, что звучание имеет более приятный характер, если время реверберации несколько возрастает в области низких частот [7]. Нередко, однако, в концертных залах время реверберации на низких частотах оказывается меньшим, чем на высоких. В связи с этим Паркин и Морган [173, 174] предложили метод увеличения времени реверберации ,на низких частотах Этот метод был тщательно исследован Кюртисом [170-172] и впервые использован в Ройял Фестивал Холле в Лондоне. Паркин и Морган исходили из того, что каждому помещению свойственно большое число собственных частот. На этих частотах возникают стоячие волны с узлами и пучностями колебаний, затухающие по экспоненте в соответствии с имеющимися поглощающими поверхностями. Этот процесс затухания и определяет время реверберации помещения на соответствующих частотах. Каждая стоячая волна характеризуется своим пространственным распределением узлор и пучностей. В точке, в которой на определенной частоте имеется пучность давления, устанавливается микрофон. С помощью громкоговорителя, размещенного в удаленной от микрофона пучности той же волны, в помещение излучается энергия, компенсирующая потери энергии в результате звукопоглощения. Таким образом можно замедлить спад энергии на данной частоте (assisted resonanse — «поддерживаемый резонанс»). Увеличивая усиление, можно значительно поднять время реверберации на данной частоте (вплоть до самовозбуждения системы). Эти рассуждения справедливы для всех собственных частот помещения. Размещение микрофонов и громкоговорителей в тех местах, где на данной час-104 тоте имеется пучность давления, может быть, конечно, сопряжено с известными трудностями. Поэтому микрофоны и громкоговорители устанавливают в доступных местах, а в канале усиления предусматривают фазовращающую цепь. В описываемой системе предусматривают также фильтр (например, резонатор Гельмгольца с шириной полосы пропускания около 3 Гц), благодаря чему си- Рис. 4.5. Упрощенное изображение системы «поддержания резонанса» в Большом зале пражского Дворца культуры: / — 60 громкоговорителей на поюлке и в верхней части стен; 2 — 120 микрофонов в резонаторах Гельмгольца; 3— 120 кабелей от громкоговорителей и микрофонов; 4 — дистанционное управление, фазовращатели, усилители (см. рис. 4.6) для 120 каналов; 5 — распределитель сигналов на громкоговорители; в — приспущенный потолок для концертного варианта; 7 — отделенная область балкона стема работает только на соответствующей частоте помещения (рис. 4.5 и 4.6). За последние годы этот метод внедрен <�в большом числе залов Англии и США. Несмотря на большие технические затраты и то обстоятельство, что Рис. 4.6. Компоненты одного канала системы «поддержания резонанса»: ПУ — предварительный усилитель; Фв и Ф — фазовра-щающее устройство и фильтр; РЗ — регулятор затухания; ОУ — оконечный усилитель дополнительные каналы усиления используются только для обеспечения «поддерживаемого резонанса», этот метод относится к наиболее надежным решениям, позволяющим повысить время реверберации на низких частотах' без со- 105 путствующего окрашивания звучания. В социалистических странах этот метод впервые использован во Дворце культуры в Праге (см. рис. 4.5). 4.3.2.2. Метод Гьюлке. Для небольших аудиторий Гьюлке [175] был пред ложен метод, основанный на том же принципе, что w метод Паркина, но поз воляющий обойтись существенно меньшим количеством технических средств. Он состоит в том, что обратная связь используется непосредственно для увели чения времени реверберации, причем, несмотря на это, опасность самовозбужде ния системы усиления уменьшается. Для решения поставленной задачи Гьюлке использовал микрофон с очень узкой диаграммой направленности, т. е. микро фон, слабо реагирующий на диффузный звук помещении, н ориентировал его на громкоговоритель, принадлежащий другому каналу. Гыолке показал, что для небольших помещений, время реверберации может быть увеличено весьма су щественно (даже вдвое; этот метод использован, например, в театре при уни верситете Капштадта в Южной Африке, V=3000.м3, Т5оо = О,9 с). 4.3.2.3. Амбиофония. В данном методе используются устройст ва задержки сигналов во времени, воспроизводящие как началь ные отражения, так и завершающий участок реверберационного процесса. Создаваемая последовательность отражений должна быть при этом настолько плотной, чтобы даже на музыкальных фрагментах, носящих импульсный характер, не ощущались эффек ты многократного эхо. Амбиофония, с успехом примененная в Кремлевском Дворце съездов, подробно рассмотрена в гл. 13. 4.3.2.4. Метод Франссена. Метод Франссена заключается в том, что для усиления «акустического поля» в помещении (используется не один канал зву коусиления, а большое число независимых каналов [178]. Усиление в каждом канале поддерживается значительно меньшим (примерно на 12 дБ) критичес кого значения, при котором начинается самовозбуждение. Все вместе эти ка налы озвучения могут значительно усилить акустическое поле, т. е. увеличить плотность звуковой энергии в помещении. Данный метод связан, однако, со значительными затратами. Франссеном в его статье были приведены два вы ражения: т. е. (4.3) При необходимости увеличения времени реверберации в 2 раза (это соот-ветствует удвоению плотности энергии) согласно (4.3) требуемое число независимых каналов составит 50. Данный метод будет подробно рассмотрен в гл. 8. Анализ показывает, что выражение (4.3) справедливо только при определенных условиях. Эти условия (например, независимые усилительные каналы) могут быть выполнены в реальных помещениях лишь приближенно и ценой больших затрат. Испытанные на практике системы (метод Дальштедта [179]) не обеспечивают увеличения времени реверберации, рассчитываемого исходя из выражения (4.3). 106 4.4. ВЫВОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ В настоящее время при стремлении сделать залы универсальными не обходятся без электроакустических средств воздействия на «естественную акустику» помещений. Потребность улучшения архитектурно-акустических параметров залов с помощью электроакустических систем озвучения становится все более настоятельной. При этом речь идет не только о системах, которые усиливают прямой звук и обеспечивают дискретные начальные отражения, повышая таким образом прозрачность и четкость звучания, но и о системах, повышающих проетравственноств*звуковой картины. Возможность самовозбуждения систем озвучения и в наши дни ограничивает их применение. При выборе оптимальной системы озвучения целесообразно различать системы, предназначенные в основном для повышения: 1) разборчивости и прозрачности; 2) пространственное™ звучания. Средства подавления положительной акустической обратной связи могут быть разными в этих двух группах систем. На практике оправдали себя направленные акустические преобразователи и устройства транспонирования спектра по частоте. Необходимо также подумать о том, каким образом экспериментально и с небольшими затратами могут быть испытаны самые различные варианты построения систем озвучения. Такой подход ведет к дальнейшему развитию классической техники моделирования для исследования архитектурно-акустических параметров (см. гл.14). Дальнейшее совершенствование методов борьбы с паразитной акустической обратной связью создаст предпосылки для все более широкого применения систем озвучения, отвечающих заданным требованиям. При этом в первую очередь должны быть отработаны такие методы, при которых исключается непосредственное и ощутимое на слух воздействие на характер звучания (как, например, при частотной модуляции, вобуляции или смещении по частоте). Если такие методы будут найдены, то на пути применения электроакустических систем озвучения будет устранено главное препятствие и дальнейшее их развитие можно представить себе так, как его описывает директор фирмы «Бонер-акустик» (Аустин, Техас [180]) К. П. Бонер: «В 1990 г. электроакустические системы в концертных залах и театрах будут представлять собой нечто совершенно само собой разумеющееся. Микрофоны, громкоговорители, усилители и устройства подавления паразитной обратной связи достигнут такого уровня, что применение электроакустических систем озвучения не будет вызывать никаких сомнений (т. е. не будет заметно ухудшение качества звучания музыкальных программ)». Анализ известных методов усиления звука, повышения прост-ранственности звучания и подавления паразитной акустической обратной связи составляет существенную часть последующего ма- 107 |
|
Поиск на сайте Главная страница Литература Доклады Рефераты Курсовая работа Лекции |