Μοντελοποίηση ήχου

Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο στο θέμα των μεγαφώνων. Θα προσπαθήσουμε να καταρρίψουμε πολλούς μύθους σχετικά με αυτά και να εξηγήσουμε τι είναι πραγματικά τα μεγάφωνα, τόσο τα παραδοσιακά όσο και αυτά με δυνατότητα μοντελοποίησης ακουστικής δέσμης.

Αρχικά, ας εισαγάγουμε ορισμένους βασικούς ορισμούς ηλεκτροακουστικής που θα χειριστούμε σε αυτό το άρθρο. Ένα μεγάφωνο είναι ένας μόνο ηλεκτροακουστικός μορφοτροπέας που είναι τοποθετημένος στο περίβλημα. Μόνο ο συνδυασμός πολλών μεγαφώνων σε ένα περίβλημα δημιουργεί ένα σετ ηχείων. Ένας ειδικός τύπος μεγαφώνων είναι τα μεγάφωνα.

Τι είναι ένα μεγάφωνο;

Ένα μεγάφωνο είναι για πολλούς ανθρώπους οποιοδήποτε ηχείο τοποθετημένο σε ένα περίβλημα, αλλά δεν είναι απολύτως αλήθεια. Η στήλη μεγαφώνου είναι μια συγκεκριμένη συσκευή μεγαφώνου, η οποία στο περίβλημά της έχει πολλούς έως δεκάδες περίπου ίδιους ηλεκτροακουστικούς μετατροπείς (ηχεία) διατεταγμένους κατακόρυφα. Χάρη σε αυτή τη δομή, είναι δυνατό να δημιουργηθεί μια πηγή με ιδιότητες παρόμοιες με μια γραμμική πηγή, φυσικά για ένα συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων. Οι ακουστικές παράμετροι μιας τέτοιας πηγής σχετίζονται άμεσα με το ύψος της, τον αριθμό των ηχείων που τοποθετούνται σε αυτήν και τις αποστάσεις μεταξύ των μορφοτροπέων. Θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε την αρχή λειτουργίας της συγκεκριμένης συσκευής, καθώς και να εξηγήσουμε την αρχή λειτουργίας των ολοένα και πιο δημοφιλών στηλών με ψηφιακά ελεγχόμενη ακουστική δέσμη.

Τι είναι τα ηχεία μοντελοποίησης ήχου;

Τα ηχεία που βρέθηκαν πρόσφατα στην αγορά μας έχουν τη δυνατότητα μοντελοποίησης της ακουστικής δέσμης. Οι διαστάσεις και η εμφάνιση είναι πολύ παρόμοιες με τα παραδοσιακά ηχεία, γνωστά και χρησιμοποιημένα από τα XNUMX. Τα ψηφιακά ελεγχόμενα ηχεία χρησιμοποιούνται σε παρόμοιες εγκαταστάσεις με τους αναλογικούς προκατόχους τους. Αυτός ο τύπος συσκευών μεγαφώνων μπορεί να βρεθεί, μεταξύ άλλων, σε εκκλησίες, τερματικούς σταθμούς επιβατών σε σιδηροδρομικούς σταθμούς ή αεροδρόμια, δημόσιους χώρους, γήπεδα και αθλητικές αίθουσες. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές πτυχές όπου οι ψηφιακά ελεγχόμενες στήλες ακουστικής δέσμης υπερτερούν των παραδοσιακών λύσεων.

Ακουστικές πτυχές

Όλα τα προαναφερθέντα μέρη χαρακτηρίζονται από σχετικά δύσκολη ακουστική, που σχετίζεται με τον κυβισμό τους και την παρουσία άκρως ανακλαστικών επιφανειών, που μεταφράζεται άμεσα στον μεγάλο χρόνο αντήχησης RT60s (RT60 «χρόνος αντήχησης») σε αυτά τα δωμάτια.

Τέτοια δωμάτια απαιτούν τη χρήση συσκευών μεγαφώνων με υψηλή κατευθυντικότητα. Η αναλογία του άμεσου προς τον ανακλώμενο ήχο πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε η καταληπτότητα της ομιλίας και της μουσικής να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Εάν χρησιμοποιήσουμε παραδοσιακά ηχεία με λιγότερα κατευθυντικά χαρακτηριστικά σε ένα ακουστικά δύσκολο δωμάτιο, μπορεί να αποδειχθεί ότι ο παραγόμενος ήχος θα αντανακλάται από πολλές επιφάνειες, επομένως η αναλογία του άμεσου ήχου προς τον ανακλώμενο ήχο θα μειωθεί σημαντικά. Σε μια τέτοια κατάσταση, μόνο οι ακροατές που βρίσκονται πολύ κοντά στην πηγή ήχου θα μπορούν να κατανοήσουν σωστά το μήνυμα που τους φτάνει.

Αρχιτεκτονικές πτυχές

Για να επιτευχθεί η κατάλληλη αναλογία της ποιότητας του παραγόμενου ήχου σε σχέση με την τιμή του ηχοσυστήματος, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί μικρός αριθμός μεγαφώνων με υψηλό συντελεστή Q (κατευθυντικότητα). Γιατί λοιπόν δεν βρίσκουμε μεγάλα συστήματα σωλήνων ή συστήματα γραμμικής συστοιχίας στις προαναφερθείσες εγκαταστάσεις, όπως σταθμούς, τερματικά, εκκλησίες; Υπάρχει μια πολύ απλή απάντηση εδώ - οι αρχιτέκτονες δημιουργούν αυτά τα κτίρια με γνώμονα την αισθητική. Τα μεγάλα συστήματα σωλήνων ή οι συστοιχίες γραμμής δεν ταιριάζουν με την αρχιτεκτονική του δωματίου με το μέγεθός τους, γι' αυτό και οι αρχιτέκτονες δεν συμφωνούν με τη χρήση τους. Ο συμβιβασμός σε αυτή την περίπτωση ήταν συχνά τα ηχεία, ακόμη και πριν επινοηθούν για αυτά ειδικά κυκλώματα DSP και η δυνατότητα ελέγχου καθενός από τους οδηγούς. Αυτές οι συσκευές μπορούν εύκολα να κρυφτούν στην αρχιτεκτονική του δωματίου. Συνήθως τοποθετούνται κοντά στον τοίχο και μπορούν να χρωματιστούν με το χρώμα των γύρω επιφανειών. Είναι μια πολύ πιο ελκυστική λύση και, κυρίως, πιο εύκολα αποδεκτή από τους αρχιτέκτονες.

Οι πίνακες γραμμών δεν είναι νέοι!

Η αρχή της γραμμικής πηγής με μαθηματικούς υπολογισμούς και την περιγραφή των χαρακτηριστικών κατευθυντικότητάς τους περιγράφηκε πολύ καλά από τον Hary F. Olson στο βιβλίο του «Acoustic Engineering», που δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά το 1940. Εκεί θα βρούμε μια πολύ λεπτομερή εξήγηση του τα φυσικά φαινόμενα που συμβαίνουν στα μεγάφωνα που χρησιμοποιούν τις ιδιότητες μιας πηγής γραμμής

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τις ακουστικές ιδιότητες των παραδοσιακών μεγαφώνων:

Μια μειονεκτική ιδιότητα των μεγαφώνων είναι ότι η απόκριση συχνότητας ενός τέτοιου συστήματος δεν είναι επίπεδη. Ο σχεδιασμός τους παράγει πολύ περισσότερη ενέργεια στο εύρος χαμηλής συχνότητας. Αυτή η ενέργεια είναι γενικά λιγότερο κατευθυντική, επομένως η κατακόρυφη διασπορά θα είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι για τις υψηλότερες συχνότητες. Όπως είναι ευρέως γνωστό, τα ακουστικά δύσκολα δωμάτια χαρακτηρίζονται συνήθως από μεγάλο χρόνο αντήχησης στην περιοχή πολύ χαμηλών συχνοτήτων, ο οποίος, λόγω της αυξημένης ενέργειας σε αυτή τη ζώνη συχνοτήτων, μπορεί να οδηγήσει σε επιδείνωση της κατανοητότητας της ομιλίας.

Για να εξηγήσουμε γιατί τα μεγάφωνα συμπεριφέρονται με αυτόν τον τρόπο, θα εξετάσουμε εν συντομία ορισμένες βασικές φυσικές έννοιες για τα παραδοσιακά μεγάφωνα και εκείνα με ψηφιακό έλεγχο ακουστικής δέσμης.

Αλληλεπιδράσεις σημειακής πηγής

• Κατευθυντικότητα δύο πηγών

Όταν δύο σημειακές πηγές που χωρίζονται από το μισό μήκος κύματος (λ / 2) παράγουν το ίδιο σήμα, τα σήματα κάτω και πάνω από μια τέτοια συστοιχία θα ακυρωθούν μεταξύ τους και στον άξονα της συστοιχίας το σήμα θα ενισχυθεί δύο φορές (6 dB).

λ / 4 (το ένα τέταρτο του μήκους κύματος - για μία συχνότητα)

Όταν δύο πηγές απέχουν μεταξύ τους ένα μήκος λ / 4 ή λιγότερο (το μήκος αυτό, φυσικά, αναφέρεται σε μία συχνότητα), παρατηρούμε μια μικρή στένωση των κατευθυντικών χαρακτηριστικών στο κατακόρυφο επίπεδο.

λ / 4 (το ένα τέταρτο του μήκους κύματος - για μία συχνότητα)

Όταν δύο πηγές απέχουν μεταξύ τους ένα μήκος λ / 4 ή λιγότερο (το μήκος αυτό, φυσικά, αναφέρεται σε μία συχνότητα), παρατηρούμε μια μικρή στένωση των κατευθυντικών χαρακτηριστικών στο κατακόρυφο επίπεδο.

λ (ένα μήκος κύματος)

Μια διαφορά ενός μήκους κύματος θα ενισχύσει τα σήματα τόσο κατακόρυφα όσο και οριζόντια. Η ακουστική δέσμη θα έχει τη μορφή δύο φύλλων

2l

Καθώς αυξάνεται η αναλογία του μήκους κύματος προς την απόσταση μεταξύ των μορφοτροπέων, αυξάνεται και ο αριθμός των πλευρικών λοβών. Για έναν σταθερό αριθμό και απόσταση μεταξύ των μετατροπέων σε γραμμικά συστήματα, αυτή η αναλογία αυξάνεται με τη συχνότητα (εδώ είναι χρήσιμοι οι κυματοδηγοί, που χρησιμοποιούνται πολύ συχνά σε σύνολα γραμμικών συστοιχιών).

Περιορισμοί πηγών γραμμής

Η απόσταση μεταξύ των μεμονωμένων ηχείων καθορίζει τη μέγιστη συχνότητα για την οποία το σύστημα θα λειτουργεί ως πηγή γραμμής. Το ύψος της πηγής καθορίζει την ελάχιστη συχνότητα για την οποία αυτό το σύστημα είναι κατευθυντικό.

Ύψος πηγής σε σχέση με το μήκος κύματος

λ / 2

Για μήκη κύματος μεγαλύτερα από το διπλάσιο του ύψους της πηγής, δεν υπάρχει σχεδόν κανένας έλεγχος των κατευθυντικών χαρακτηριστικών. Σε αυτήν την περίπτωση, η πηγή μπορεί να αντιμετωπιστεί ως σημειακή πηγή με πολύ υψηλό επίπεδο εξόδου.

λ

Το ύψος της γραμμής πηγής καθορίζει το μήκος κύματος για το οποίο θα παρατηρήσουμε σημαντική αύξηση της κατευθυντικότητας στο κατακόρυφο επίπεδο.

2 l

Σε υψηλότερες συχνότητες, το ύψος της δέσμης μειώνεται. Οι πλευρικοί λοβοί αρχίζουν να εμφανίζονται, αλλά σε σύγκριση με την ενέργεια του κύριου λοβού, δεν έχουν σημαντική επίδραση.

4 l

Η κατακόρυφη κατευθυντικότητα αυξάνεται όλο και περισσότερο, η ενέργεια του κύριου λοβού συνεχίζει να αυξάνεται.

Απόσταση μεταξύ μεμονωμένων μετατροπέων σε σχέση με το μήκος κύματος

λ / 2

Όταν οι μετατροπείς δεν απέχουν περισσότερο από το μισό μήκος κύματος μεταξύ τους, η πηγή δημιουργεί μια πολύ κατευθυντική δέσμη με ελάχιστους πλευρικούς λοβούς.

λ

Οι πλευρικοί λοβοί με σημαντική και μετρήσιμη ενέργεια σχηματίζονται με αυξανόμενη συχνότητα. Αυτό δεν χρειάζεται να είναι πρόβλημα, καθώς οι περισσότεροι ακροατές βρίσκονται εκτός αυτής της περιοχής.

2l

Ο αριθμός των πλευρικών λοβών διπλασιάζεται. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να απομονωθούν οι ακροατές και οι ανακλαστικές επιφάνειες από αυτή την περιοχή ακτινοβολίας.

4l

Όταν η απόσταση μεταξύ των μορφοτροπέων είναι τετραπλάσια του μήκους κύματος, παράγονται τόσοι πολλοί πλευρικοί λοβοί που η πηγή αρχίζει να μοιάζει με σημειακή πηγή και η κατευθυντικότητα μειώνεται σημαντικά.

Τα κυκλώματα DSP πολλαπλών καναλιών μπορούν να ελέγχουν το ύψος της πηγής

Ο έλεγχος εύρους ανώτερης συχνότητας εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ των μεμονωμένων μορφοτροπέων υψηλής συχνότητας. Η πρόκληση για τους σχεδιαστές είναι να ελαχιστοποιήσουν αυτή την απόσταση διατηρώντας τη βέλτιστη απόκριση συχνότητας και τη μέγιστη ακουστική ισχύ που παράγεται από μια τέτοια συσκευή. Οι γραμμικές πηγές γίνονται όλο και πιο κατευθυντικές όσο αυξάνεται η συχνότητα. Στις υψηλότερες συχνότητες, είναι ακόμη και πολύ κατευθυντικές για να χρησιμοποιήσουν συνειδητά αυτό το εφέ. Χάρη στη δυνατότητα χρήσης ξεχωριστών συστημάτων DSP και ενίσχυσης για κάθε έναν από τους μορφοτροπείς, είναι δυνατός ο έλεγχος του πλάτους της παραγόμενης κατακόρυφης ακουστικής δέσμης. Η τεχνική είναι απλή: απλά χρησιμοποιήστε χαμηλοπερατά φίλτρα για να μειώσετε τα επίπεδα και το εύρος συχνοτήτων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τα μεμονωμένα μεγάφωνα στο ντουλάπι. Για να απομακρύνουμε τη δέσμη από το κέντρο του περιβλήματος, αλλάζουμε τη σειρά φίλτρου και τη συχνότητα αποκοπής (η πιο ήπια για τα ηχεία που βρίσκονται στο κέντρο του περιβλήματος). Αυτός ο τύπος λειτουργίας θα ήταν αδύνατος χωρίς τη χρήση ξεχωριστού ενισχυτή και κυκλώματος DSP για κάθε μεγάφωνο σε μια τέτοια γραμμή.

Ένα παραδοσιακό μεγάφωνο σάς επιτρέπει να ελέγχετε μια κατακόρυφη ακουστική δέσμη, αλλά το πλάτος της δέσμης αλλάζει ανάλογα με τη συχνότητα. Σε γενικές γραμμές, ο συντελεστής κατευθυντικότητας Q είναι μεταβλητός και χαμηλότερος από τον απαιτούμενο.

Έλεγχος κλίσης ακουστικής δέσμης

Όπως πολύ καλά γνωρίζουμε, η ιστορία αρέσκεται να επαναλαμβάνεται. Παρακάτω είναι ένα διάγραμμα από το βιβλίο του Harry F. Olson «Acoustic Engineering». Η ψηφιακή καθυστέρηση της ακτινοβολίας των μεμονωμένων ηχείων μιας πηγής γραμμής είναι ακριβώς η ίδια με την φυσική κλίση της πηγής γραμμής. Μετά το 1957, χρειάστηκε πολύς χρόνος για να αξιοποιήσει η τεχνολογία αυτό το φαινόμενο, διατηρώντας παράλληλα το κόστος σε βέλτιστο επίπεδο.

Οι πηγές γραμμής με κυκλώματα DSP λύνουν πολλά αρχιτεκτονικά και ακουστικά προβλήματα

• Μεταβλητός συντελεστής κατακόρυφης κατευθυντικότητας Q της ακτινοβολούμενης ακουστικής δέσμης.

Τα κυκλώματα DSP για πηγές γραμμής καθιστούν δυνατή την αλλαγή του πλάτους της ακουστικής δέσμης. Αυτό είναι δυνατό χάρη στον έλεγχο παρεμβολών για μεμονωμένα ηχεία. Η στήλη ICONYX από την αμερικανική εταιρεία Renkus-Heinz σας επιτρέπει να αλλάξετε το πλάτος μιας τέτοιας δοκού στην περιοχή: 5, 10, 15 και 20 °, φυσικά, εάν μια τέτοια στήλη είναι αρκετά ψηλή (μόνο το περίβλημα IC24 σας επιτρέπει για να επιλέξετε μια δοκό με πλάτος 5 °). Με αυτόν τον τρόπο, μια στενή ακουστική δέσμη αποφεύγει τις περιττές αντανακλάσεις από το δάπεδο ή την οροφή σε δωμάτια με μεγάλη αντήχηση.

Σταθερός συντελεστής κατευθυντικότητας Q με αυξανόμενη συχνότητα

Χάρη στα κυκλώματα DSP και τους ενισχυτές ισχύος για κάθε μορφοτροπέα, μπορούμε να διατηρήσουμε έναν σταθερό συντελεστή κατευθυντικότητας σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Όχι μόνο ελαχιστοποιεί τα ανακλώμενα επίπεδα ήχου στο δωμάτιο, αλλά και ένα σταθερό κέρδος για μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων.

Δυνατότητα κατεύθυνσης της ακουστικής δέσμης ανεξάρτητα από τον τόπο εγκατάστασης

Αν και ο έλεγχος της ακουστικής δέσμης είναι απλός από την άποψη της επεξεργασίας σήματος, είναι πολύ σημαντικός για αρχιτεκτονικούς λόγους. Τέτοιες δυνατότητες οδηγούν στο γεγονός ότι χωρίς την ανάγκη φυσικής κλίσης του μεγαφώνου, δημιουργούμε μια φιλική προς τα μάτια πηγή ήχου που συνδυάζεται με την αρχιτεκτονική. Το ICONYX έχει επίσης τη δυνατότητα να ρυθμίσει τη θέση του κέντρου της ακουστικής δέσμης.

Η χρήση μοντελοποιημένων γραμμικών πηγών

• Εκκλησίες

Πολλές εκκλησίες έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά: πολύ ψηλά ταβάνια, ανακλαστικές επιφάνειες από πέτρα ή γυαλί, χωρίς απορροφητικές επιφάνειες. Όλα αυτά προκαλούν ότι ο χρόνος αντήχησης σε αυτά τα δωμάτια είναι πολύ μεγάλος, φθάνοντας ακόμη και λίγα δευτερόλεπτα, γεγονός που καθιστά την καταληπτότητα της ομιλίας πολύ φτωχή.

• Εγκαταστάσεις δημόσιας συγκοινωνίας

Τα αεροδρόμια και οι σιδηροδρομικοί σταθμοί είναι πολύ συχνά φινιρισμένα με υλικά με παρόμοιες ακουστικές ιδιότητες με εκείνα που χρησιμοποιούνται στις εκκλησίες. Οι εγκαταστάσεις δημόσιων μεταφορών είναι σημαντικές επειδή τα μηνύματα σχετικά με αφίξεις, αναχωρήσεις ή καθυστερήσεις που φτάνουν στους επιβάτες πρέπει να είναι κατανοητά.

• Μουσεία, Αμφιθέατρο, Λόμπι

Πολλά κτίρια μικρότερης κλίμακας από τα μέσα μαζικής μεταφοράς ή εκκλησίες έχουν παρόμοιες δυσμενείς ακουστικές παραμέτρους. Οι δύο κύριες προκλήσεις για τις πηγές γραμμής ψηφιακά μοντελοποιημένες είναι ο μεγάλος χρόνος αντήχησης που επηρεάζει αρνητικά την καταληπτότητα της ομιλίας και οι οπτικές πτυχές, οι οποίες είναι τόσο σημαντικές για την τελική επιλογή του τύπου συστήματος δημόσιων αναγγελιών.

Κριτήρια σχεδιασμού. Πλήρης ακουστική ισχύς

Κάθε πηγή γραμμής, ακόμη και εκείνες με προηγμένα κυκλώματα DSP, μπορεί να ελεγχθεί μόνο εντός ενός συγκεκριμένου χρήσιμου εύρους συχνοτήτων. Ωστόσο, η χρήση ομοαξονικών μετατροπέων που σχηματίζουν ένα κύκλωμα πηγής γραμμής παρέχει ακουστική ισχύ πλήρους εύρους σε ένα πολύ μεγάλο εύρος. Ο ήχος επομένως είναι καθαρός και πολύ φυσικός. Σε τυπικές εφαρμογές για σήματα ομιλίας ή μουσική πλήρους εύρους, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας βρίσκεται στο εύρος που μπορούμε να ελέγξουμε χάρη στους ενσωματωμένους ομοαξονικούς οδηγούς.

Πλήρης έλεγχος με προηγμένα εργαλεία

Για να μεγιστοποιηθεί η απόδοση μιας ψηφιακά μοντελοποιημένης γραμμικής πηγής, δεν αρκεί η χρήση μόνο μορφοτροπέων υψηλής ποιότητας. Άλλωστε γνωρίζουμε ότι για να έχουμε πλήρη έλεγχο των παραμέτρων του μεγαφώνου πρέπει να χρησιμοποιούμε προηγμένα ηλεκτρονικά. Τέτοιες υποθέσεις ανάγκασαν τη χρήση πολυκαναλικής ενίσχυσης και κυκλωμάτων DSP. Το τσιπ D2, που χρησιμοποιείται στα ηχεία ICONYX, παρέχει πολυκαναλική ενίσχυση πλήρους εύρους, πλήρη έλεγχο των επεξεργαστών DSP και προαιρετικά πολλές αναλογικές και ψηφιακές εισόδους. Όταν το κωδικοποιημένο σήμα PCM παραδίδεται στη στήλη με τη μορφή ψηφιακών σημάτων AES3 ή CobraNet, το τσιπ D2 το μετατρέπει αμέσως σε σήμα PWM. Οι ψηφιακοί ενισχυτές πρώτης γενιάς μετέτρεψαν το σήμα PCM πρώτα σε αναλογικά και μετά σε σήματα PWM. Αυτή η μετατροπή A / D - D / A δυστυχώς αύξησε σημαντικά το κόστος, την παραμόρφωση και την καθυστέρηση.

Ευελιξία

Ο φυσικός και καθαρός ήχος των πηγών γραμμής με ψηφιακά μοντέλα καθιστά δυνατή τη χρήση αυτής της λύσης όχι μόνο σε εγκαταστάσεις δημόσιων συγκοινωνιών, εκκλησίες και μουσεία. Η αρθρωτή δομή των στηλών ICONYX σάς επιτρέπει να συναρμολογείτε πηγές γραμμής σύμφωνα με τις ανάγκες ενός δεδομένου δωματίου. Ο έλεγχος κάθε στοιχείου μιας τέτοιας πηγής δίνει μεγάλη ευελιξία όταν ρυθμίζονται, για παράδειγμα, πολλά σημεία, όπου δημιουργείται το ακουστικό κέντρο της ακτινοβολούμενης δέσμης, δηλαδή πολλές πηγές γραμμής. Το κέντρο μιας τέτοιας δοκού μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε σε όλο το ύψος της στήλης. Είναι δυνατό λόγω της διατήρησης μικρών σταθερών αποστάσεων μεταξύ των μορφοτροπέων υψηλής συχνότητας.

Οι οριζόντιες γωνίες ακτινοβολίας εξαρτώνται από τα στοιχεία της στήλης

Όπως και με άλλες πηγές κάθετης γραμμής, ο ήχος από το ICONYX μπορεί να ελεγχθεί μόνο κατακόρυφα. Η οριζόντια γωνία δέσμης είναι σταθερή και εξαρτάται από τον τύπο των μετατροπέων που χρησιμοποιούνται. Αυτά που χρησιμοποιούνται στη στήλη IC έχουν γωνία δέσμης σε ευρεία ζώνη συχνοτήτων, οι διαφορές είναι στην περιοχή από 140 έως 150 Hz για ήχο στη ζώνη από 100 Hz έως 16 kHz.

Η ευρεία γωνία ακτινοβολίας δίνει μεγαλύτερη απόδοση

Η ευρεία διασπορά, ειδικά στις υψηλές συχνότητες, εξασφαλίζει καλύτερη συνοχή και ευκρίνεια του ήχου, ειδικά στα άκρα του χαρακτηριστικού κατευθυντικότητας. Σε πολλές περιπτώσεις, μια μεγαλύτερη γωνία δέσμης σημαίνει ότι χρησιμοποιούνται λιγότερα μεγάφωνα, κάτι που μεταφράζεται άμεσα σε εξοικονόμηση πόρων.

Οι πραγματικές αλληλεπιδράσεις των pickups

Γνωρίζουμε πολύ καλά ότι τα χαρακτηριστικά κατευθυντικότητας ενός πραγματικού ηχείου δεν μπορούν να είναι ομοιόμορφα σε όλο το εύρος συχνοτήτων. Λόγω του μεγέθους μιας τέτοιας πηγής, θα γίνει πιο κατευθυντική καθώς αυξάνεται η συχνότητα. Στην περίπτωση των ηχείων ICONYX, τα ηχεία που χρησιμοποιούνται σε αυτό είναι πανκατευθυντικά στη ζώνη έως 300 Hz, ημικυκλικά στην περιοχή από 300 Hz έως 1 kHz και για τη ζώνη από 1 kHz έως 10 kHz, το χαρακτηριστικό κατευθυντικότητας είναι κωνικό και οι γωνίες δέσμης του είναι 140 ° × 140 °. Το ιδανικό μαθηματικό μοντέλο μιας γραμμικής πηγής που αποτελείται από ιδανικές πανκατευθυντικές σημειακές πηγές θα διαφέρει επομένως από τους πραγματικούς μετατροπείς. Οι μετρήσεις δείχνουν ότι η αντίστροφη ενέργεια ακτινοβολίας του πραγματικού συστήματος είναι πολύ μικρότερη από την μαθηματικά μοντελοποιημένη.

ICONYX @ λ (μήκος κύματος) πηγή γραμμής

Μπορούμε να δούμε ότι οι δοκοί έχουν παρόμοιο σχήμα, αλλά για τη στήλη IC32, τέσσερις φορές μεγαλύτερη από την IC8, το χαρακτηριστικό στενεύει σημαντικά.

Για τη συχνότητα των 1,25 kHz, δημιουργείται μια δέσμη με γωνία ακτινοβολίας 10 °. Οι πλευρικοί λοβοί είναι 9 dB λιγότεροι.

Για τη συχνότητα των 3,1 kHz βλέπουμε μια καλά εστιασμένη ακουστική δέσμη με γωνία 10 °. Παρεμπιπτόντως, σχηματίζονται δύο πλευρικοί λοβοί, οι οποίοι αποκλίνουν σημαντικά από την κύρια δέσμη, αυτό δεν προκαλεί αρνητικά αποτελέσματα.

Σταθερή κατευθυντικότητα στηλών ICONYX

Για τη συχνότητα των 500 Hz (5 λ), η κατευθυντικότητα είναι σταθερή στις 10 °, κάτι που επιβεβαιώθηκε από προηγούμενες προσομοιώσεις για 100 Hz και 1,25 kHz.

Η κλίση της δέσμης είναι μια απλή προοδευτική επιβράδυνση διαδοχικών μεγαφώνων

Εάν γείρουμε φυσικά το μεγάφωνο, μετατοπίζουμε τα επόμενα προγράμματα οδήγησης χρονικά σε σχέση με τη θέση ακρόασης. Αυτός ο τύπος μετατόπισης προκαλεί την «ηχητική κλίση» προς τον ακροατή. Μπορούμε να πετύχουμε το ίδιο αποτέλεσμα αναρτώντας το ηχείο κάθετα και εισάγοντας αυξανόμενες καθυστερήσεις για τους οδηγούς προς την κατεύθυνση προς την οποία θέλουμε να κατευθύνουμε τον ήχο. Για αποτελεσματική διεύθυνση (κλίση) της ακουστικής δέσμης, η πηγή πρέπει να έχει ύψος ίσο με το διπλάσιο του μήκους κύματος για τη δεδομένη συχνότητα.

Με τη σπονδυλωτή δομή των στηλών ICONYX, είναι δυνατή η αποτελεσματική κλίση της δοκού για:

• IC8: 800Hz

• IC16: 400Hz

• IC24: 250Hz

• IC32: 200Hz

Λογισμικό BeamWare – ICONYX Column Beam Modeling

Η μέθοδος μοντελοποίησης που περιγράφηκε προηγουμένως μας δείχνει τι είδους ενέργεια στο ψηφιακό σήμα πρέπει να εφαρμόσουμε (μεταβλητά φίλτρα χαμηλής διέλευσης σε κάθε μεγάφωνο της στήλης) για να έχουμε τα αναμενόμενα αποτελέσματα.

Η ιδέα είναι σχετικά απλή – στην περίπτωση της στήλης IC16, το λογισμικό πρέπει να μετατρέψει και στη συνέχεια να εφαρμόσει δεκαέξι ρυθμίσεις φίλτρου FIR και δεκαέξι ανεξάρτητες ρυθμίσεις καθυστέρησης. Για να μεταφέρουμε το ακουστικό κέντρο της ακτινοβολούμενης δέσμης, χρησιμοποιώντας τη σταθερή απόσταση μεταξύ των μορφοτροπέων υψηλής συχνότητας στο περίβλημα της στήλης, πρέπει να υπολογίσουμε και να εφαρμόσουμε ένα νέο σύνολο ρυθμίσεων για όλα τα φίλτρα και τις καθυστερήσεις.

Η δημιουργία ενός θεωρητικού μοντέλου είναι απαραίτητη, αλλά πρέπει να λάβουμε υπόψη το γεγονός ότι οι ομιλητές συμπεριφέρονται στην πραγματικότητα διαφορετικά, πιο κατευθυντικά και οι μετρήσεις αποδεικνύουν ότι τα αποτελέσματα που λαμβάνονται είναι καλύτερα από αυτά που προσομοιώνονται με μαθηματικούς αλγόριθμους.

Σήμερα, με μια τόσο μεγάλη τεχνολογική εξέλιξη, οι επεξεργαστές υπολογιστών είναι ήδη ίσοι με το καθήκον. Το BeamWare χρησιμοποιεί μια γραφική αναπαράσταση των αποτελεσμάτων των αποτελεσμάτων εισάγοντας γραφικά πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος της περιοχής ακρόασης, το ύψος και τη θέση των στηλών. Το BeamWare σάς επιτρέπει εύκολα να εξάγετε τις ρυθμίσεις στο επαγγελματικό ακουστικό λογισμικό EASE και να αποθηκεύετε απευθείας τις ρυθμίσεις στα κυκλώματα DSP της στήλης. Το αποτέλεσμα της εργασίας στο λογισμικό BeamWare είναι προβλέψιμα, ακριβή και επαναλαμβανόμενα αποτελέσματα σε πραγματικές ακουστικές συνθήκες.

ICONYX – μια νέα γενιά ήχου

• Ποιότητα ήχου

Ο ήχος του ICONYX είναι ένα πρότυπο που αναπτύχθηκε εδώ και πολύ καιρό από τον παραγωγό Renkus-Heinz. Η στήλη ICONYX έχει σχεδιαστεί για να αναπαράγει τόσο σήματα ομιλίας όσο και μουσική πλήρους εύρους με τον καλύτερο τρόπο.

• Ευρεία διασπορά

Είναι δυνατό χάρη στη χρήση ομοαξονικών ηχείων με πολύ ευρεία γωνία ακτινοβολίας (ακόμη και έως 150 ° στο κατακόρυφο επίπεδο), ειδικά για το υψηλότερο εύρος συχνοτήτων. Αυτό σημαίνει πιο σταθερή απόκριση συχνότητας σε ολόκληρη την περιοχή και ευρύτερη κάλυψη, πράγμα που σημαίνει τη χρήση λιγότερων τέτοιων ηχείων στην εγκατάσταση.

• Ευελιξία

Το ICONYX είναι ένα κατακόρυφο ηχείο με πανομοιότυπα ομοαξονικά προγράμματα οδήγησης τοποθετημένα πολύ κοντά ο ένας στον άλλο. Λόγω των μικρών και σταθερών αποστάσεων μεταξύ των μεγαφώνων στο περίβλημα, η μετατόπιση του ακουστικού κέντρου της ακτινοβολούμενης δέσμης στο κατακόρυφο επίπεδο είναι πρακτικά αυθαίρετη. Αυτοί οι τύποι ιδιοτήτων είναι πολύ χρήσιμοι, ειδικά όταν οι αρχιτεκτονικοί περιορισμοί δεν επιτρέπουν τη σωστή θέση (ύψος) των στηλών στο αντικείμενο. Το περιθώριο για το ύψος της ανάρτησης μιας τέτοιας στήλης είναι πολύ μεγάλο. Ο αρθρωτός σχεδιασμός και η πλήρης παραμετροποίηση σας επιτρέπουν να ορίσετε πολλές πηγές γραμμής με μια μεγάλη στήλη στη διάθεσή σας. Κάθε ακτινοβολούμενη δέσμη μπορεί να έχει διαφορετικό πλάτος και διαφορετική κλίση.

• Χαμηλότερο κόστος

Για άλλη μια φορά, χάρη στη χρήση ομοαξονικών ηχείων, κάθε ηχείο ICONYX σας επιτρέπει να καλύψετε μια πολύ μεγάλη περιοχή. Γνωρίζουμε ότι το ύψος της στήλης εξαρτάται από το πόσες μονάδες IC8 συνδέουμε μεταξύ τους. Μια τέτοια αρθρωτή δομή επιτρέπει την εύκολη και φθηνή μεταφορά.

Τα κύρια πλεονεκτήματα των στηλών ICONYX

• Πιο αποτελεσματικός έλεγχος της κατακόρυφης ακτινοβολίας της πηγής.

Το μέγεθος του μεγαφώνου είναι πολύ μικρότερο από τα παλαιότερα σχέδια, διατηρώντας παράλληλα καλύτερη κατευθυντικότητα, κάτι που μεταφράζεται άμεσα σε κατανοητό σε συνθήκες αντήχησης. Η αρθρωτή δομή επιτρέπει επίσης τη διαμόρφωση της στήλης σύμφωνα με τις ανάγκες της εγκατάστασης και τις οικονομικές συνθήκες.

• Αναπαραγωγή ήχου πλήρους εύρους

Τα προηγούμενα σχέδια ηχείων είχαν δώσει ελάχιστα ικανοποιητικά αποτελέσματα σε σχέση με την απόκριση συχνότητας τέτοιων μεγαφώνων, καθώς το χρήσιμο εύρος ζώνης επεξεργασίας ήταν στην περιοχή από 200 Hz έως 4 kHz. Τα ηχεία ICONYX είναι μια κατασκευή που επιτρέπει τη δημιουργία ήχου πλήρους εύρους στην περιοχή από 120 Hz έως 16 kHz, διατηρώντας παράλληλα μια σταθερή γωνία ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο σε όλο αυτό το εύρος. Επιπλέον, οι μονάδες ICONYX είναι ηλεκτρονικά και ακουστικά πιο αποδοτικές: είναι τουλάχιστον 3-4 dB «δυνατότερες» από τους προκατόχους τους παρόμοιου μεγέθους.

• Προηγμένα ηλεκτρονικά

Κάθε ένας από τους μετατροπείς στο περίβλημα κινείται από ένα ξεχωριστό κύκλωμα ενισχυτή και κύκλωμα DSP. Όταν χρησιμοποιούνται είσοδοι AES3 (AES / EBU) ή CobraNet, τα σήματα είναι "ψηφιακά καθαρά". Αυτό σημαίνει ότι τα κυκλώματα DSP μετατρέπουν απευθείας τα σήματα εισόδου PCM σε σήματα PWM χωρίς περιττές μετατροπές A / D και C / A.

• Προηγμένα κυκλώματα DSP

Οι προηγμένοι αλγόριθμοι επεξεργασίας σήματος που αναπτύχθηκαν ειδικά για στήλες ICONYX και η φιλική προς τα μάτια διεπαφή BeamWare διευκολύνουν την εργασία του χρήστη, χάρη στην οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα των δυνατοτήτων τους σε πολλές εγκαταστάσεις.

Αθροιση

Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο σε μια λεπτομερή ανάλυση μεγαφώνων και μοντελοποίησης ήχου με προηγμένα κυκλώματα DSP. Αξίζει να τονιστεί ότι η θεωρία των φυσικών φαινομένων που χρησιμοποιούν τόσο παραδοσιακά όσο και ψηφιακά μοντελοποιημένα μεγάφωνα περιγράφηκε ήδη στη δεκαετία του '50. Μόνο με τη χρήση πολύ φθηνότερων και καλύτερων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων είναι δυνατός ο πλήρης έλεγχος των φυσικών διεργασιών στην επεξεργασία ακουστικών σημάτων. Αυτή η γνώση είναι γενικά διαθέσιμη, αλλά εξακολουθούμε να συναντάμε και θα συναντάμε περιπτώσεις όπου η παρανόηση φυσικών φαινομένων οδηγεί σε συχνά λάθη στη διάταξη και τη θέση των μεγαφώνων, παράδειγμα μπορεί να είναι η συχνά οριζόντια συναρμολόγηση μεγαφώνων (για αισθητικούς λόγους).

Φυσικά, αυτός ο τύπος δράσης χρησιμοποιείται επίσης συνειδητά και ένα ενδιαφέρον παράδειγμα αυτού είναι η οριζόντια τοποθέτηση στηλών με ηχεία στραμμένα προς τα κάτω στις αποβάθρες των σιδηροδρομικών σταθμών. Χρησιμοποιώντας τα μεγάφωνα με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να πλησιάσουμε περισσότερο το εφέ «ντους», όπου, υπερβαίνοντας την εμβέλεια ενός τέτοιου ηχείου (η περιοχή διασποράς είναι το περίβλημα της στήλης), η στάθμη του ήχου πέφτει σημαντικά. Με αυτόν τον τρόπο, η ανακλώμενη στάθμη του ήχου μπορεί να ελαχιστοποιηθεί, επιτυγχάνοντας σημαντική βελτίωση στην ευκρίνεια της ομιλίας.

Σε εκείνους τους καιρούς των ιδιαίτερα ανεπτυγμένων ηλεκτρονικών, συναντάμε όλο και πιο συχνά καινοτόμες λύσεις, οι οποίες, ωστόσο, χρησιμοποιούν την ίδια φυσική που ανακαλύφθηκε και περιγράφηκε πολύ καιρό πριν. Ο ψηφιακά διαμορφωμένος ήχος μας δίνει εκπληκτικές δυνατότητες προσαρμογής σε ακουστικά δύσκολα δωμάτια.

Οι παραγωγοί ανακοινώνουν ήδη μια σημαντική ανακάλυψη στον έλεγχο και τη διαχείριση του ήχου, μια από αυτές τις πινελιές είναι η εμφάνιση εντελώς νέων μεγαφώνων (modular IC2 της Renkus-Heinz), τα οποία μπορούν να συνδυαστούν με οποιονδήποτε τρόπο για να αποκτήσετε μια πηγή ήχου υψηλής ποιότητας. διαχειρίζεται πλήρως ενώ είναι γραμμική πηγή και σημείο.