UNIVERZITET U NOVOM SADU

FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA

SEMESTRALNI RADDIGITALNA OBRADA AUDIO SIGNALA

OZVUČENJE NA KONCERTIMA

Novi Sad, Jun 2012.

Studenti: Broj indeksa:Vladimir Kosjer 12911Siniša Gak 12544

UVOD

Sistem za ojačanje zvuka predstavlja kombinaciju mikrofona, sistema za obradu signala, pojačala i zvučnika koji čine zvuk glasnijim i koji takođe mogu da distribuiraju zvuk većoj i udaljenijoj publici. U nekim situacijama, sistem za ojačanje zvuka se koristi i da bi se poboljšao zvuk od izvora sa bine, nasuprot čistog pojačavanja zvuka bez izmena. Sistem za ojačanje zvuka može da bude veoma kompleksan, uključujući stotine mikrofona, kompleksnih sistema za miksanje zvuka i obradu signala, desetke hiljada vati pojačanja i višestruke nizove zvučnika, sve nadgledano od strane tima audio inženjera i tehničara. Sa druge strane, pod pojmom "sistem za ojačanje zvuka" se podrazumevaju čak i jako jednostavni sistemi koji se sastoje od jednog mikrofona povezanog na zvučnik. U svakom slučaju, ovi sistemi ojačavaju zvuk i distribuiraju ga široj publici.

Miksanje zvuka u živo je umetnost kombinovanja i obrade nekog broja audio signala, da bi se dobio "miks" koji publika i izvođači čuju. Tri tipa mikseva koji se najviše traže su:

Miks za publiku (Front Of House - FOH), Monitorski miks (koji je ekskluzivno za izvođače) i Miks za snimanje i radio ili televizijski prenos.

Kad god je potrebno ojačanje zvuka za živi nastup, traži se i specijalni sistem za ozvučavanje. Primarni cilj je da se pokrije područje za publiku dovoljno pojačanim signalom.

Doživljaj koncerta za publiku, kao i za muzičare je lako uništen ako ozvučenje nije dobro postavljeno. Zbog ovoga se traži dobar izbor opreme za ozvučavanje, dobro postavljanje i usmeravanje zvučnika (za publiku kao i monitora za izvođače) i dobro miksanje zvuka. Kvalitetna oprema za ozvučavanje je dosta skupa i neretko su audio inženjeri dosta ograničeni pri izboru. U ovom slučaju, inženjer je dužan da izvuče maksimum iz dostupne opreme s obzirom na želje izvođača i potrebe za zadovoljavanjem određenih kriterijuma za kvalitetom zvuka koji čuje publika.

Na slici 1. prikazan je veliki koncert na otvorenom koji zahteva kompleksan sistem za ojačanje zvuka.

2

KOMPONENTE SISTEMA ZA OJAČANJE SIGNALA

Ulazni transduktori

U sistemu za ojačanje zvuka može se pronaći mnogo tipova ulaznih transduktora, sa mikrofonima koji su najviše korišćeni ulazni uređaji. Mogu se klasifikovati prema metodi transdukije, obrascu kupljenja ili prema njihovoj funkcionalnosti. Većina mikrofona korišćenih u sistemu za ojačanje signala su dinamički ili kondenzatorski mikrofoni.

Mikrofoni koji se koriste u sistemu za ojačanje zvuka se postavljaju na mnogo načina. Uključujući uspravno postavljanje, postavljanje na podium, kačenje za odeću i instrumente ili postavljanje na glavu izvođača (headset). Headset postavljanje i kačenje mikrofona za odeću izvođača se često koristi sa bežičnim prenosom signala i tako se dozvoljava izvođaču slobodno kretanje.

Postoji mnogo tipova ulaznih transduktora koji se koriste povremeno, kao što su magnetski pikapi za električne gitare i basove, kontaktni mikrofoni

3

Slika 1. Veliki koncert na otvorenom prostoru

koji se koriste kod žičanih instrumenata, i klavirski i fonografski pikapi (kasete) korišćeni pri reprodukciji već snimljenog zvuka.

Konzole za miksanje

Konzole za miksanje predstavljaju srce sistema za ojačanje zvuka. Ovde oparater miksa, ekvalizuje i dodaje efekte izvorima zvuka. Konzole koje se koriste za miksanje za publiku (Front Of House), moraju biti pozicionirane na mestu sa kojeg operater konzole može da vidi šta se dešava na bini i da čuje izlaz iz zvučnika. Neka mesta, sa trajno instaliranim sistemima, kao što su religijske ustanove ili pozorišta smeštaju konzolu za miksanje u zatvorene kabine, ali korišćenje ovog pristupa je uobičajnije za potrebe snimanja i prenosa zvuka. Ovo je mnogo manje uobičajno za nastupe u živo jer inženjeri postižu najbolje rezultate kada čuju isto ono što čuje i publika.

4

Slika 2. Yamaha PM400 i Midas Heritage 3000 konzole za miksanje postavljene u FOH poziciju na koncertu na otvorenom prostoru

Velike produkcije često koriste odvojenu konzolu, koja se koristi za miksanje zvuka za monitorske zvučnike na bini ili monitorske slušalice koje izvođači drže u ušima. Ove konzole se smeštaju na bini, to jest na jednoj strani bine, da bi operater mogao da komunicira sa izvođačima. U slučajevima da izvođači sviraju na mestu gde nema monitorske konzole na bini, monitorski miks se radi na FOH konzoli koja je locirana u publici ili u zadnjem delu hale (ako je prostor zatvoren). Ovo može biti problematično jer tada izvođači moraju zahtevati promene u miksu dajući operateru konzole znake rukama ili korišćenjem kriptičkih fraza u nastupu. Takođe operater konzole ne može da čuje promene u miksu, što rezultuje smanjenjem kvaliteta miksa.

Digitalni procesori signala

Sada su dostupni mali sistemi za javno obraćanje za mesta kao što su barovi i klubovi sa mogućnostima poput dodavanja reverberacija, grafičkim ekvilajzerima i, u nekim modelima, kolima za prevenciju povratne sprege koja detektuju i poništavaju odjeke pre nego što oni postanu problem. Ove mogućnosti su nekada bile dostupne samo u profesionalnoj opremi. Jedinice za digitalne efekte mogu nuditi višestruka podešavanja, promenjive reverberacije, eho i slične efekte. Sistem za digitalno upravljanje zvučnicima nudi digitalno kašnjenje, limitiranje signala, funkcije za ukrštanje, ekvilizacione filtre, kompresiju i druge funkcije u jedinici koja se postavlja na jedno postolje. Nekada su inženjeri morali da prenose popriličan broj analognih uređaja da bi se postigli gore spomenuti efekti.

Ekvilajzeri

U sistemima za ojačanje zvuka, ekvilajzeri se pojavljuju u dva oblika: parametarski i grafički. VF i/ili NF filtri su takođe uključeni. Parametarski ekvilajzeri su često ugrađeni u svaki kanal konzola za miksanje, ali su takođe dostupni i kao odvojene jedinice. Parametarski ekvilajzeri su postali poznati sedamdesetih godina prošlog veka i od tada ostaju programski ekvilajzeri po izboru mnogih inženjera.

Grafički ekvilajzeri imaju fejdere (klizne kontrole) koje zajedno podsećaju na krivu frekvencijskog odziva. Sistemi za ojačanje zvuka obično koriste grafičke ekvilajzere sa centrima učestanosti na jednoj trećini oktave. Tipično se koriste da ekvilizuju izlazni signal koji ide prema zvučnicima ili monitorima.

5

Visoko propusni i niskopropusni filtri ograničavaju ekstremne širine frekvencijskog opsega datog kanala. Odsecanje niskih frekvencija smanjuje uzaludno trošenje snage pojačala na energiju koja ne proizvodi zvuk. Filtar niskih učestanosti koji odseca ultrasoničnu energiju je koristan da spreči smetnje od radio frekvencija, kontrole osvetljenja ili digitalnih kola u pojačavačima snage. Ovakvi filtri su često ugrađeni u grafičke i parametarske ekvilajzere da bi dali korisniku punu kontrolu nad frekvencijskim opsegom signala. Potiskivač povratne sprege je automatski podesiv noč filtar sa kojim je uključen i mikroprocesor koji detektuje nastup signala povratne sprege i upravlja filtrom da potisne ovaj signal tako što smanjuje pojačanje tačno na učestanosti smetnje.

6

Slika 3. Postolja za digitalnu obradu signala

Kompresori

Kompresori su dizajnirani da upravljaju dinamičkim opsegom audio signala. Kompresor ovo postiže smanjenjem pojačanja signala čija je jačina veća od nekog prethodno definisanog nivoa. Bez smanjenja pojačanja, signal koji je, recimo 10% glasniji na ulazu, biće i 10% glasniji na izlazu. Ako koristimo kompresor, 10% posto jači signal na ulazu neće se promeniti za isti procenat na izlazu, nego za neki manji. Većina kompresora su dizajnirani tako da omoguće operateru izbor odnosa pojačanja, tipično od 1:1 do 20:1, a neki nude i podešavanje do ∞:1. Kompresor koji ima ovo zadnje podešavanje se naziva i limiter. Brzina kojom kompresor podešava pojačanje signala (naziva se i brzina napada), je podesiva kao što je i krajnji izlaz uređaja.

Primene kompresora se razlikuju u širokom rasponu od cilja dizajna sistema do subjektivnih primena određenih programskim materijalom i preferencama inženjera. Neki kriterijumi dizajna sistema specifiraju limitere za zaštitu komponenti i kontrolu strukture pojačanja. Umetnička manipulacija signalima je subjektivna tehnika široko korišećna od strane miks inženjera za poboljšanje jasnoće ili za kreativno menjanje signala u odnosu na programski materijal. Primer umetničke kompresije je tipična teška kompresija korišćena nad raznim komponentama modernog rock bubnja. Bubanj se procesira tako da se zvuk percipira kao puniji.

Noise Gate

Noise Gate je komponenta koja postavlja prag, na osnovu koga, ako je signal tiši od praga ne propušta signal, a u suprotnom ga propušta. Funkija noise gate-a je suprotna funkciji kompresora. Ova komponenta je korisna kod mikrofona koji kupe buku koja nije relevantna za program izvođenja, to jest ometa ga, kao što je brujanje pojačala za električnu gitaru.

Noise gate-ovi se takođe koriste za procesiranje mikrofona koji su postavljeni blizu bubnja kod mnogih hard rock i metal bendova. Bez noise gate-a, mikrofon za određeni instrument kao što je doboš će takođe kupiti signal sa ostalih komponenta bubnja kao što su činele. Sa noise gate-om, prag osetljivosti za svaki mikrofon na bubnju se podešava tako da se čuje samo direktan udarac i posledični odjek, a ostale zvukove mikrofon zanemaruje.

7

Efekti

Reverberacija i kašnjenje signala su široko korišćeni efekti sistemima za ojačanje zvuka za poboljšanje miksa, relativno prema željenom umetničkom udaru audio materijala koji je na programu. Modulacioni efekti kao što su flanger, phaser i chorus se takođe primenjuju za neke instrumente. Exciter oživljava zvuk audio signala primenjujući dinamičku ekvalizaciju, faznu modulaciju i harmonijsku sintezu signala tipično visokih frekvencija.

Prigodan tip, varijacija i nivo efekata je prilično subjektivan i često zajednički određen od strane audio inženjera, umetnika ili muzičkog režisera. Reverberacija, za primer može dati efekat signalu kao da postoji u bilo kakvom prostoru, od malih soba pa do ogromnih stadiona, pa čak i u prostoru koji ne postoji u fizičkom svetu. Korišćenje reverberacije često prođe neopaženo kod publike, pošto signal sa reverberacijom često zvuči prirodnije nego signal bez reverberacije. Korišćenje efekata u reprodukciji moderne muzike je često pokušaj da se dobije što sličniji zvuk onom koji je umetnik snimio u studiu.

Pojačala snage

Pojačavači snage pojačavaju audio signale niskog naponskog nivoa i obezbeđuju električnu snagu koja je potrebna zvučnicima. Svi zvučnici zahtevaju pojačanje signala niskog napona pojačalom, uključujući i slušalice. Većina profesionalnih pojačala takođe nudi i zaštitu od prejakih signala, kratkog spoja preko izlaza i prevelike temperature. Limiteri se često koriste za zaštitu zvučnika od preopterećenja.

Kao i većina opreme za ojačanje zvuka, profesionalna pojačala su dizajnirana za postavljanje na standardna postolja od 19 inča. U mnoga pojačala se postavljaju ventilatori koji će vući vazduh preko hladnjaka. Pošto pojačala generišu mnogo toplote, termalna disipacija je važan faktor za operatere pri postavljanju pojačala na postolja. Aktivni zvučnici poseduju interna pojačala u svojim kućištima, koja je izabrao proizvođač kao najbolja pojačala za dati zvučnik.

Sedamtesetih i osamdesetih godina većina pojačala su bila teška pojačala klase AB. Kasnih devedesetih pojačala snage za primenu u sistemima javnog obraćanja su postala lakša, manja, moćnija i efikasnija zahvaljujući povećanom korišćenju prekidačkih napajanja i pojačala klase D, koja nude značajne uštede u težini i prostoru kao i veću efikasnost.

8

Sistem digitalnog upravljanja zvučnicima (DLMS - Digital Loudspeaker Management Systems), koji kombinuje funkcije digitalnog ukrštanja, kompresije, ograničavanja i još neke pogodnosti su postali popularni još od njihovog predstavljanja. Oni se koriste za obradu miksa iz konzole i prosleđivanje istog raznim pojačalima koja se koriste. U sistemu može da se nalazi više zvučnika, svaki sa sopstvenim izlazom optimizovanim za određen opseg frekvencija. Dvostruko, trostruko ili četvorostruko pojačanje sistema za ojačanje zvuka sa pomoći DLMS-a rezultuje efikasnijim korišćenjem snage pojačala tako što se svakom pojačalu šalju samo frekvencije prigodne za njegov zvučnik. Većina DLMS jedinica koje su dizajnirane za amatersku upotrebu imaju funkcije za testiranje i kalibraciju kao što je generator rozog šuma, uparen sa analizatorom u realnom vremenu da bi bila moguća automatska ekvalizacija u određenom prostoru.

Količina snage pojačala iskorišćena u izvedbi zavisi od broja faktora, kao što je željeni nivo zvučnog pritiska, da li se izvedba održava u otvorenom ili zatvorenom prostoru i prisustvo pozadinskog šuma.

Glavni zvučnici

Jednostavan i jeftin zvučnik za potrebe javnog obraćanja reproducira sve frekvencije zvuka u čujnom opsegu. Bolji zvučnici, profesionalnog kalibra poseduju više driver-a u sebi, tačnije posebni zvučnici unutar kutije reprodukuju niske, srednje i visoke učestanosti zvuka. Ukrštena mreža rutira određene frekvencije pogodnom driver-u. Šezdesetih godina zvučnici su skoro uvek bili poređani u "kolone" višestrukih drajvera montiranih u visoku kutiju. Sedamdesete i rane osamdesete su bile period inovacije u dizajnu zvučnika sa mnogo kompanija koje su se bavile ojačanjem zvuka i proizvodile svoje zvučnike. Osnovni dizajn je baziran na opšte poznatom dizajnu i komponente zvučnika su bile komercijalne. Predmet inovacija je bio dizajn kutija, radni vek, lakoća pakovanja i transporta i lakoća podešavanja. Ovaj period je takođe video predstavu visećih ili "letećih" glavnih zvučnika na velikim koncertima. Tokom osamdesetih godina proizvođači velikih zvučnika su počeli da proizvode standardne zvučnike koristeći inovacije iz sedamdesetih godina. Ovo su većinom bili manji dvosmerni sistemi sa 12", 15" i dva puta po 15" vuferima i driver za visoke frekvencije povezan na visokofrekventni rog. Osamdesetih godina se takođe pojavljaju i kompanije za proizvodnju zvučnika fokusirane na tržište ojačanja zvuka. Devedesetih godina su predstavljeni linijski nizovi zvučnika, gde se koriste dugi vertikalni nizovi zvučnika sa manjim kućištem, da bi se povećala efikasnost, dobila jednaka disperzija i frekvencijski odziv. U ovom

9

periodu je takođe predstavljeno jeftino kućište od topljene plastike koje se postavlja na tronožac. Mnogi zvučnici uključuju i pojačalo snage u kućištu što ih čini praktičnim i lakim za postavljanje i korišćenje od strane amatera. Kvalitet zvuka na ovakvim jednostavnim zvučnicima široko varira u ovisnosti od implementacije.

Mnogo sistema zvučnika u ojačanju zvuka sadrži i kola za zaštitu koji sprečavaju moguću štetu na zvučnicima u slučaju preopterećenja ili greške operatera. Otpornici sa pozitivnim temperaturnim koeficijentom, specijalizovane sijalice za ograničenje jačine struje i kočiona kola se koriste sami ili u kombinaciji da bi smanjili otkazivanje drivera.

Tri različita tipa izlaznih transduktora su sabvuferi, kompresioni driveri i visokotonci. Oni svi predstavljaju kombinaciju glasovnog kalema, magneta, dijafragme i rama ili strukture. Zvučnici imaju snagu (u vatima) koja pokazuje maksimalan kapacitet snage, da bi pomogli korisnicima da izbegnu preopterećenje.

Veći broj kompanija sada proizvodi lagane, prenosne zvučne sisteme za male prostore koji prosleđuju niskofrekventne komponente muzike (električni

10

Slika 4. Viseći nizovi zvučnika na koncertu benda Metallica

bas, bas bubnja itd.) napajanom sabvuferu. Prosleđivanje energije niske frekvencije odvojeno pojačalu i sabvuferu poboljšava bas - odziv sistema. Takođe, jasnoća može da se poboljša zato što zvuk niske frekvencije traži mnogo energije za reprodukciju; sa samo jednim pojačalom za čitav zvučni spektar, niskofrekventni zvuci gladni snage mogu da naprave disproporciju u snazi zvučnog sistema.

11

Slika 5. Nizovi zvučnika sa odvojenim vuferima i visokotoncima

Monitorski zvučnici

Monitori su zvučnici koji se postavljaju na binu, da bi se pomoglo izvođačima da čuju ono što sviraju i pevaju. Kao takvi, monitorski zvučnici su okrenuti ka izvođaču ili delu bine. U opštem slučaju, njima se šalje drugačiji miks vokala i instrumenata u odnosu na onaj koji se šalje zvučnicima koje publika čuje. Kućišta monitorskih zvučnika su obično u obliku klina i usmeravaju svoj izlaz ka izvođaču kada se spuste na binu. Dvosmerni dizajn, sa duplim driverom je uobičajan pošto monitorski zvučnici trebaju da budu mali da ne zauzimaju previše prostora na bini. Ovi zvučnici tipično traže manje snage i tiši su od glavnog sistema zvučnika, pošto obezbeđuju zvuk za mali broj ljudi koji su relativno blizu zvučnika. Neki proizvođači dizajniraju zvučnike tako da se mogu koristiti kao glavni zvučnici malog sistema za javno obraćanje ili kao monitori na bini.

Korišćenje monitorskih zvučnika umesto monitorskih slušalica kao daje za rezultat povećanje nivoa zvuka na bini koji može da dovede do većih problema sa povratnim spregama (feedback) i progresivnog oštećenja sluha za muzičare koji ih koriste. Jasnoća miksa za izvođače na bini takođe nije tako dobra, pošto se čuje dosta okolne buke. Korišćenje monitorskih zvučnika, aktivnih ili pasivnih, zahteva više kablova i opreme na bini što rezultuje gubitkom korisnog prostora. Ovi faktori, između ostalih, su doveli do povećanja popularnosti monitorskih slušalica.

Monitorske slušalice

Monitorske slušalice su dizajnirane za monitoring zvuka od strane izvođača na bini. Postoje dva dizajna: univerzalna i posebna veličina. Univerzalna veličina monitorskih slušalica ima vrhove od gume ili pene tako da se mogu staviti u bilo čije uho. Slušalice posebne veličine se prave prema otisku korisnikovog uha koji uzima audiolog. Monitorske slušalice se skoro uvek koriste u kombinaciji sa bežičnim transmiterskim sistemom, što dozvoljava izvođaču da se slobodno kreće po bini, u isto vreme zadržavajuči isti nivo monitorskog zvuka u ušima.

Monitorske slušalice nude dobru izolaciju za izvođača koji ih koristi, što znači da monitorski inženjer može da sastavi mnogo tačniji i čistiji miks za izvođača. Loša strana ove izolacije je to što izvođač ne može čuti publiku, a ni druge izovđače koji nemaju mikrofon. Veće produkcije ovo ispravljaju postavljajući par mikrofona na svakoj strani bine, okrenutih publici, čiji se zvuk stavlja u monitorski miks i tako šalje izvođačima.

12

Od njihovog predstavljanja, polovinomo osamdesetih godina, monitorske slušalice su postale najpopularniji izbor za velike turneje. Smanjenje i eliminacija zvučnika na bini dovodi do čistijih i manje problematičnih situacija za miksanje i za monitorske i FOH inženjere. Upravljanje povratnom spregom je lakše i manje zvuka se odbija od zadnji zid bine u publiku što utiče na jasnoću miksa koji FOH inženjer pokušava da kreira.

13

Slika 6. Etymotic ER4S monitorske slušalice univerzalne veličine

POVEZIVANJE UREĐAJA

Uvod

Svi audio sistemi se sastoje iz izvesnog broja uređaja koji su međusobno povezani provodnicima. Ta veza može da se predstavi preko veoma jednostavne šeme. Izvor zvučnog signala predstavljen je kao generator EMS sa izlaznom optornošću, a uređaj zadužen za reprodukciju (odn. prijemnik) predstavljen je ulaznom otpornošću. Audio signal koji se prenosi predstavljen je kao napon.

Dva audio uređaja spajaju se kablom u kome se nalaze provodnici sa svojim karakteristikama. Svaki provodnik ima svoju otpornost, induktivnost i međusobnu kapacitivnost sa drugim provodnicima čije vrednosti zavise od konstrukcije kabla, materijala od kog su napravljeni provodnici a možda najvećim delom od njihove dužine.

Međutim, da ne bude sve tako jednostavno pobrinuli su se mnogi spoljni faktori, kao i napajanje samih uređaja. Na provodnike u kablu deluju spoljašnja električna i magnetska polja koja nastaju raznim uticajima u okruženju, a koja u svim provodnicima indukuju generatore elektromotorne sile smetnji. U praksi su ti uticaji najčešće posledica blizine elektroenergetskih kablova, pa se u provodnicima kojim su vezani audio uređaji pojavljuje signali iz mrežnog napona. Zbog toga se ceo sistem malo usložnjava.

Uticaj kablova u audio sistemima u opštem slučaju nije skroz zanemarljiv, ali postoje okolnosti kada uloga kablova skoro da postaje najznačajnija tema. Takav slučaj je kada rastojanja između pojedinih uređaja u sistemu mora biti relativno velika. Problem velikih rastojanja se javlja u audio sistemima za ozvučavanje koncerata, u pozorišnim salama, i uopšte, u salama svih vrsta gde se primenjuje ozvučavanje.

Na koncertima koji se održavaju u halama ili na otvorenom prostoru, između bine i mesta odakle se upravlja sistemom za ozvučavanje trasa kojom prolaze kablovi može biti i do dužine 100 m, pa i duža. Naime, u građevinskim objektima gde se nalaze sale, kablovske instalacije za mikrofone između bine i audio režije, koja je po pravilu u zadnjem delu sale, ne mogu ići najkraćim putem već često prolaze složenim obilaznim trasama, da bi ispoštovali zakone estetike i uglavnom se vode ivicama prostorije.

U koncertnim primenama audio sistema veza između mikrofona i miksete ponekad se ostvaruje preko takozvanih ″motalica″. To su višeparični kablovi namotani na poseban bubanj sa koga se pri povezivanju odmotava potrebna dužina. Usled toga signal iz mikrofona uvek prolazi kroz čitavu dužinu namotanog kabla, bez obzira na stvarno rastojanje koje se njime savladava.

14

Uobičajena dužina kablova na motalici je 80-100 m, pa se svi signali sa bine provode kroz toliku dužnu kablova.

Gore navedene pojave imaju znatan uticaj na kvalitet samog zvuka, pa pored ostalih stvari i njima treba posvetiti izvesnu količinu pažnje, kako ne bi došlo do njegove degradacije.

2.Uticaj električnih parametara kablova

Veza dva uređaja spojnim kablom može se predstaviti sledećom skicom. Na šemi su označeni električni parametri kabla: otpornost provodnika Rk, induktivnost provodnika u kablu Lk i kapacitivnosti između provodnika Ck.

Realna vrednost parametara Rk je takva da je ona uvek mnogo manja od ulazne otpornosti prijemnika signala Rp. Zbog toga se ona u posmatranom kolu u opštem slučaju može zanemariti. Izuzetak je samo povezivanje pojačavača sa elektrodinamičkim zvučnikom, jer izlazna impedansa pojačavača tezi delovima oma, dok je otpornost zvučnika reda oma. Tada otpornost kabla nije zanemarljiva i mora se o njoj dodatno voditi računa.

Realna vrednost induktivnosti provodnika je takva da se na audio frekvencijama u najvećem broju slučajeva može zanemariti. Samo u slučaju najviših frekvencija dostupnih čulu sluha, u okolini 20 kHz, može se primetiti uticaj induktivnosti kabla, ali to nam nije od posebnog interesa.

Svi električni parametri kabla iskazuju se po jedinici dužine, tj. podužna otpornosti (Ω/m), kapacitivnost (pF/m) i induktivnost (μH/m).

3. Povezivanje pojačavača i zvučnika

Specifičan slučaj veze dva audio uređaja je povezivanje pojačavača snage i elektrodinamičkog zvučnika. Dva su osnovna uzroka ove specifičnosti:

- mala vrednost impedanse zvučnika i

- reaktivna komponenta impedanse zvučnika.

Elektrodinamički zvučnici imaju kompleksnu impedansu koja je posledica induktivnosti namotaja u magnetskom procepu, preslikane reaktivne komponente impedanse zračenja i kompleksnog uticaja kutije u koju je zvučnik ugrađen.

*Uticaj pojačavača i dapming faktor

15

Jedan od tehničkih problema u principima povezivanja zvučnika jeste činjenica da je to po svojoj konstrukciji elektrodinamički motor. Kada se delovanjem signala pobudi membrana zvučnika, ona započinje kretanje. Kada pobuda prestane, stanje kretanja membrane uslovljeno je inercijalnim i elastičnim silama u konstrukciji membrane i njenog vešanja. To znači da se u radu zvučnika javljaju stanja u kojima, po prestanku pobudnog signala, kretni sistem zvučnika nastavlja sa kretanjem. Osnovni cilj u težnji ka idealnom odzivu zvučnika je da se u svakoj takvoj prilici membrana najkraćim putem vrati u svoj ravnotežni položaj. Njeno samostalno kretanje predstavlja izobličenje u impulsnom odzivu zvučnika.

Kada se membrana zvučnika kreće po inerciji, bez pobudnog signala, to podrazumeva kretanje njegovog namotaja u magnetskom polju. Tada se u provodniku istog namotaja generiše neka elektromotorna sila. Kao posledica njenog dejstva javlja se struja u kolu veze zvučnika i pojačavača, koja deluje na stanje kretanja membrane. To je štetna parazitska pojava sa aspekta rada zvučnika, jer kvari njegov ukupni impulsni odziv.

Da bi se efekat ove parazitske elektromotorne sile minimizirao potrebno je na neki način postići da se krajevi zvučnika u takvim okolnostima kratko spajaju i tako vrši kočenje kretnog sistema. Za to je potrebno da izlazna otpornost pojačavača bude dovoljno mala. Da bi se ovaj uticaj pojačavača kvantifikovao i u tom pogledu rangirali pojačavači, uvedena je veličina koja se naziva damping faktor (DF)

Damping faktor je veličina koja predstavlja karakteristiku pojačavača. Njegova vrednost je dominantno određena konstrukcijom izlaznog stepena pojačavača. Vrednost DF je frekvencijski zavisna i po pravilu se zbog raznih parazitskih uticaja smanjuje na najvišim frekvencijama.

*Uticaj električnih parametara kabla za vezu zvučnika

U situacijama kada je izlazna otpornost pojačavača veoma mala, a takođe i vrednost impedanse zvučnika kao opterećenja, očigledno je da se uticaj električnih parametara kablova koji ih povezuju utiču na ceo sistem a samim tim i na proces kočenja membrane. Njihov uticaj se može posmatrati sa 3 gledišta.

16

• Ako je parametar od interesa snaga koju iz pojačavača dobijaju zvučnici, onda se kablovi moraju posmatrati kao potrošači snage na kojima se javljaju izvesni gubici.

• Ako se teži što višem kvalitetu reprodukcije veza pojačavača i zvučnika se mora posmatrati kroz veličinu damping faktora. Tada pri određivanju realne vrednosti DF treba uzeti u obzir otpornost provodnika i sabrati ih sa izlaznom otpronošću pojačavača.

• Ako se problem posmatra sa aspekta najfinijih karakteristika zvučne slike na granici ljudske percepcije, onda se ulazi u jednu složenu oblast eventualnog uticaja reaktivnih komponenti koje u kolo veze unose kablovi.

U dizajniranju velikih sistema za ozvučavanje obavezno je sagledavanje otpornosti kablova kao dodatnih potrošača snage u kolu jer snaga koja se disipira na njima može biti nezanemarljiva. Snaga gubitaka na provodnicima, izražena u decibelima relativno u odnosu na ukupnu snagu, je:

U sistemima za ozvučavanje često se postavlja kao uslov da gubici na kablovima kojim se povezuju zvučnici, definisani gornjim izrazom, ne prelaze 1 dB. Naravno da postoje okolnosti kada se mora prihvatiti i veći gubitak na kablovima od 1 dB da bi presek provodnika koji se koriste ostao u razumnim okvirima.

Na osnovu ovoga videli smo da se sa aspekta rada zvučnika otpornost kabla sabira sa izlaznom otpornošću pojačavača. Samim tim dolazimo do zaključka da kablovi imaju znatan uticaj na vrednost DF-a. Da bismo objasnili najbolje ovaj uticaj, zamislimo posmatrajno sledeći primer: kada je deklarisana vrednost damping faktora 200, izlazna otpornost pojačavača koji napaja zvučnik impedanse 8 Oma je samo 0,04 Oma. Pri dužini od oko 10 m i provodnici veoma velikog preseka mogu imati otpornost reda veličine 0,1 Om. To znači da će u takvom slučaju realnu vrednost damping faktora određivati isključivo kabl, bez obzira na performanse pojačavača. Ovim smo videli, da pored „glavnog dela“ opreme, koji se sastoji iz zvučnika, pojačavača, instrumenata, mikrofona i procesora zvuka, dosta pažnje moramo posvetiti i samim kablovima.

17

Konektori u audio sistemima

Opšte je poznato kada dođe do pokretanja neke nove tehnologije i proizvodnje, svaki proizvođač radi stvari kako su oni zamislili, i to dovodi do velike nekompatibilnosti uređaja. Kao i u svakoj struci, ovde je to takođe izbegnuto određenim pravilima i standardizacijom priključaka. Dobili smo dve osnovne vrste konektora kod pobezivanja audio uređaja kablovima: konektori za asimetručnu i simetručnu vezu.

Osnovni oblik konektora za asimetričnu vezu uređaja je konstrukcija koja se uobičajeno naziva „činč“ konektor, negde poznatiji kao „RCA“. Ovaj konektor se standardno koristi na kućnim audio uređajima i ima dobro poznatu formu.

Za simetrične veze audio uređaja ustanovljen je poseban konektor označen kao „XLR“. On ima tri kontakta, što omogućava povezivanje dva provodnika upredene parice i oklopa. Pored toga, ovaj konektor ima i poseban sistem zabravljivanja kada je spojen, čime se obezbeđuje mehanička stabilnost kontakata, i sprečavanje njihovog habanja što je od velikog značaja, uzevši u obzir frekvenciju korišćenja uređaja, njihovog trasnporta i okruženja u kome se koriste.

Ozvučavanje otvorenog prostora

Najvećim delom ćemo se baviti ozvučavanjem otvorenog prostora. Najveća razliga otvorenog u odnosu na zatvoreni prostor jesto način prostiranja zvučnih talasa. Kod otvorenog prostora praktično se ne doprinos reflektovanih zvučnih talasa u povećanju opšteg nivoa zvučne enegrije, u odn. na zatvorene prostorije gde se na reflektovani zvuk ozbiljno računa. Ono na čega treba obratiti pažnju kod ozvučavanja otvorenog prostora jesu štetna delovanja reflektovanog zvuka, jer reflektujućih površina uvek ima. To mogu biti okolne zgrade, tribine ili prirodne prepreke (brdo, šuma...). U njihovoj blizini uglavnom može doći do štetnog odjeka, ali u posebnim situacijama, može i doprineti za npr. prividno pojačanje direktnog zvuka (zid iza govornika) ili za dobijanje

18

reverberacije (bine). Ali da bi se postupak proračuna snage i dometa zvučnika olakšao, ove površine se uglavnom ne uzimaju u obzir.

Najbitnija stvar na koju treba obratiti pažnju kod otvorenog prostora jeste koji domet treba zvučnici da ostvare. Dosta se razlikuju proračuni za manja i veća rastojanja, a tome najviše doprinose vremenske prilike koje mnogo utiču na prostiranje zvuka na većim rastojanjima. Granica između velikih i malih razdaljina se uglavnom postavlja na 100 metara.

*Kratka rastojanja

Domet zvučnika najviše zavisi od snage i slabljenja talasa pri prostiranju kroz sredinu. Nivo zvuka koji je potreban se menja u zavisnosti od veličine prostora i svrhe ozvučavanja i uglavnom je unapred poznat nivo koji mora biti zadovoljen. Polazeći od tog nivoa i slabljenja zvučnih talasa može se izračunati ukupna potrebna snaga zvučnika.

Slabljenje na kratkim rastojanjima potiče od širenja sfernih zvučnih talasa. Intenzitet opada sa kvadratom rastojanja, dok je zvučni pritisak obrnuto srazmeran rastojanju. Ako izmerimo zvučni pritisak p1 na nekom rastojanju r1 od zvučnog izvora, možemo lako izračunati zvučni pritisak na bilo kom rastojanju uz pomoć relacije:

Samim tim, ako poznajemo efikasnost zvučnika T (odnos zvučnog pritiska na rastojanju 1 m u smeru ose i kvadratnog korena iz merene snage P na zvučniku) i imamo potrebni nivo zvuka na nekom rastojanju predstavljen zvučnim pritiskom, lako dolazimo do potrebne snage zvučnika P:

p=T √P 1r P= p2 r2

T2

Ovde je opravdano izvršena pretpostavka da se zvučnik usmerava ka mestu ozvučavanja, što je u praksi skoro uvek slučaj. Kada treba ozvučiti veću površinu zvučnik se usmerava ka najudaljenijim mestima. Mesta koja su bliže nalaze se izvan ose zvučnika i po tome bi trebalo da imaju niži nivo zvuka, ali s obzirom da su na manjem rastojanju, obično je intenzitet zvuka na takvim mestima čak i veći. Veština je postaviti zvučnike tako da se na cijeloj površini

19

koja se ozvučava dobije približno jednak nivo zvuka. Da bi se to ostvarilo, potrebno je dobro poznavanje karakteristika usmerenosti.

Takođe na nivo zvula na kratkim rastijanjima ima uticaj i teren iznad koga se zvuk prostire. Ako je to teren koji jače apsorbuje zvuk (visoka trava, pesak, rastinje, veći sneg), onda su uslovi prostiranja bliski onima u neograničenom slobodnom prostoru. Ako se radi o tvrdom reflektujućem terenu (beton, ploče), onda nivo zvuka na mestu prijema treba povećati do 3 dB. To je posledica refleksije koja kao da potiče od još jednog zvučnika iste snage koji se nalazi ispod terena, simetrično, kao lik u ogledalu. Na većim rastojanjima reflektovani zvuk je suviše raspršen, pa se na ovaj dobitak od 3 dB ne može računati.

*Uticaj vremenskih prilika na slabljenje zvuka

Slabljenje zvuka usled širenja zvučnih talasa postaje relativno sve manje izraženo ukoliko su udaljenosti veće. Na slabljenje zvuka na većim rastojanjima više uticaja imaju drugi činioci. Jedan od osnovnih uzroka su razne prepreke na koje zvuk nailazi, odbija se i menja pravac. Ovakve prepreke realno uvek postoje, ali i kad ih ne bi bilo (npr. na morskoj površini), postoje drugi, još važniji uzroci. Kao prvi moglo bi se navesti savijanje (refrakcija) zvučnih talasa, a kao drugi apsorpcija zvučne energije u vazduhu pri prostiranju.

Uzrok savijanja zvučnih talasa su najčešće vremenske prilike, i to na prvom mestu vetar, a zatim temperaturne razlike slojeva vazduha kroz koje zvuk prolazi. Oba uticaja imaju za posledicu promenu brzine prostiranja zvuka i tada dolazi do savijanja.

Brzina vetra nije na svim visinama jednaka; veća je u višim slojevima, a manja uz površinu zemlje. Zbog toga zvučni talasi koji se prostiru kroz razne slojeve vazduha nemaju jednaku brzinu i to dovodi do savijanja talasnog fronta, ka zemlji kad se zvuk prostire niz vetar a nagore, kad se zvuk prostire uz vetar.

20

Ako je zvučnik postavljen nisko nad zemljom, onda je domet nešto veći kad zvuk ide niz vetar, ali iskustvo pokazuje da smer vetra nema bitnog značaja kad je zvučnik relativno visoko, iznad 10 m. Tada je slabljenje zvuka praktično jednako i u smeru vetra, i u suprotnom.

Savijanje zvučnih talasa može biti i posledica razlike u temperaturi slojeva vazduha. Kroz topliji vazduh zvuk se brže prostire, pa je krajnji rezultat isti kao pod dejstvom vetra. Uticaj vetra na slabljenje zvuka (skraćenje dometa) obično je znatno veći nego uticaj temperaturnih razlika slojeva.

*Slabljenje zvuka usled apsorpcije u vazduhu

Pri prostiranju zvuka kroz vazduh deo zvučne energije se pretvara u toplotu. Iako su ovi gubici vrlo mali, ipak na većim rastojanjima i na višim frekvencijama i oni dolaze do izražaja. Posmatrajući normalne uslove, za temperaturu 20°C i za vlažnost vazduha iznad 40% slabljenje zvuka usled ovih gubitaka iznosi približno:

za 1.000 Hz 0,005 dB/m

za 2.000 Hz 0,01 dB/m

za 4.000 Hz 0,03 dB/m

za 10.000 Hz 0,1 dB/m

Kako za ozvučavanje na veće daljine dolazi samo u obzir prenos govora koji treba da bude dovoljno razumljiv, ne mora se voditi računa o slabljenju komponenata čija je frekvencija iznad 4000 Hz. Frekvencije ispod 1000 Hz praktično se prostiru bez ovih gubitaka.

Ako se zvuk prostire pod idealnim vremenskim prilikama (što je izuzetno retko), ili u zatvorenom prostoru, onda gubici sadrže samo slabljenje usled apsorpcije u vazduhu. Uticaj ovog slabljenja je takav da se sa povećanjem

21

udaljenosti menja frekventna karakteristika prenosa, dolazi do sve jačeg zapostavljanja viših frekvencija. U nekim slučajevima i o tome se vodi računa.

Postavljanje zvučnika na otvorenom prostoru

*Nivo zvuka i snaga ozvučavanja

Kao što smo ranije naveli, uvek se može izračunati potrebna snaga ozvučavanja kad su poznati daljina ozvučavanja (r), zvučni pritisak na mestu ozvučavanja (p), karakteristike zvučnika (efikasnost, usmerenost) i vremenske prilike. Polazna tačka za takav proračun je zvučni pritisak (p), odnosno potreban nivo zvuka (L) u dB.

Polazi se uglavnom od referentne vrednosti od 1 kHz, jer se ta frekvencija najviše prisutna. Ispod 1 kHz praktično je cela zvučna energija govora, dok komponente iznad 1.000Hz “nose” skoro svu razum1jivost. Zato 1 kHz predstavlja neku kompromisnu sredinu. Sličan je odnos i za muziku.

Imajući u vidu subjektivne karakteristike ljudskog uha ne bi imalo nikakvog smisla propisivati potrebne nivoe zvuka sa takvom preciznošću da promene budu reda 1 ili 2 dB. Obično se za sve slučajeve ozvučavanja može usvojiti jedan od sledeća tri nivoa zvuka: 74 dB (0,1 Pa), 80 dB (0,2 Pa) ili 86 dB (0,4 Pa). Vrednosti između ovih uvek se mogu naknadno podesiti, jer svaki uređaj za ozvučavanje sadrži izvesnu rezervu snage.

74 dB je normalan nivo zvuka koji je dovoljan u svim prilikama kad nivo buke nije veći od onog koji prihvatamo kao normalan. On se koristi za teniska igrališta, plivačke bazene, prostore za parkiranje, ranžirne stanice, za ozvučavanje svih javnih skupova itd.

80 dB je nivo koji se koristi kad u prostoru koji se ozvučava postoji izjestan nivo buke. To je slučaj kod manjih sportskih terena (za košarku, odbojku i sl.), staničnih hala i prilaza peronima, kod prostora kroz koje se kreću ljudi itd.

86 dB je nivo koji je potreban za bučnu okolinu. Takvi su veliki sportski stadioni, peroni železničkih stanica, uređaji za regulisanje saobraćaja na ulicama, piste za moto-trke itd.

Neka prosečna pravila kojih bi se uglavnom trebali držati predstavljena su u tabeli:

22

*Akustička povratna sprega

Postavljanje mikrofona pri ozvučavanju razlikuje se donekle od postavljanja mikrofona pri snimanju zvuka. Pri snimanju zvuka mikrofon često treba da “uhvati” nešto i od originalnog akustičkog prostora ambijenta, a to znači da snimi i reflektovani zvuk, dok nas kod ozvučavanja interesuje samo direktan zvuk. Zato se mikrofon postavlja što bliže prirodnom izvoru.

To je nužno i iz jednog drugog razloga koji u stavri predstavlja najveći problem pri ozvučavanju. Radi se o akustičkoj povratnoj sprezi koja se javlja onda kad pritisak koji proizvodi zvučnik na mestu mikrofona postaje veći od originalnog pritiska kojim je zvučnik bio pobuđen. Uslov koji treba da bude ispunjen da bi se ova pojava izbegla je sledeći:

pz<r z

riG zGm

p i

,gde su ri i rz udaljenosti mikrofona od govornika (izvora) i od zvučnika (respektivno), Gz factor smera zvučnika a Gm factor smera mikrofona, oba u odnosu na pravac koji povezuje zvučnik i mikrofon. Pretpostavlja se da su govornik (izvor) i mikrofon uvek orijentisani jedan prema drugom, tako da su za ovaj pravac faktori smera ravni jedinici.

Vidi se da se veće pojačanje zvuka (pz/pi) može postići ako je zvučnik dalje od mikrofona (rz ↑), ako je mikrofon bliže izvoru (r i ↓) i ako se mikrofon nalazi u smeru najslabijeg zračenja zvuka (Gz ↓), a zvučnik u smeru male osetljivosti mikrofona (Gm ↓).

Usmeravanje zvučnika i mikrofona se treba izbegavati da ne bi došlo do pojave mikrofonije.

*Centralno ozvučavanje

Način postavljanja zvučnika može biti takav da se radi ili o centralnom ili o sektorskom ozvučavanju. U prvom slučaju svi zvučnici su postavljeni na jednom

23

mestu, obično u blizini izvora zvuka koji treba pojačati (govornik, orkestar). U drugom slučaju cela površina koju treba ozvučiti podeljena je na sektore, a svaki sektor ima svoj poseban zvučnik.

Kad god se radi o pojačanju zvuka prisutnog govornika ili izvođača treba nastojati da se primeni centralno ozvučavanje, Ono ima dve važne prednosti:

1. Pravac gledanja približno se poklapa sa pravcem dolaska zvuka.

2. Linije koje vode od mikrofona preko pojačavača do zvučnika su kraće i jednostavnije za izvođenje.

Nije, međutim, uvek moguće primjeniti centralno ozvučavanje. U praksi se često može javiti jedna od slijedećih smetnji:

Ne postoji pogodno mesto za postavljanje zvučnika, odnosno jedini mogući položaj je tako blizu da se javlja povratna sprega.

Oblik površine koju treba ozvučiti je takav da je neizvodivo ozvučavanje sa jednog mesta.

Površina je suviše velika da bi se mogla sa dovoljnim nivoom zvuka ozvučiti sa jednog mesta.

Pri postavljanju zvučnika u blizini mikrofona treba ispuniti dva isklučiva uslova. Sa jedne strane, zvučnik treba da je što bliže da bi se pravac direktnog prirodnog zvuka i onog iz zvučnika što bolje poklapao. Sa druge strane, velika blizina je praktično nemoguća zbog povratne sprege. Kompromisno rešenje je ako se upotrebe usmereni zvučnici, kao što su zvučnici sa levkom, ili još bolje, grupe zvučnika, tj. zvučni stubovi sa jačim usmerenim dejstvom (viseće banane).

Takvi zvučnici imaju i veću efikasnost, a to je vazno jer je kod centralnog ozvučavanja potreban uvek veći domet nego kod sektorskog. Manji ugao zračenja usmerenih zvučnika takođe odgovara centralnom ozvučavanju, jer gledano sa mesta mikrofona, površina koju treba ozvučiti obično zauzima samo manji deo ukupnog prostora. Prirodniji je efekt kada se zvučnici postave iznad ili ispod mikrofona, jer je slušalac mnogo manje osetljiv na promenu pravca zvučnih talasa u smeru gore-dole nego levo-desno. Pravac zvuka tako postavljenih zvučnika na svim mestima u gledalištu praktično se poklapa sa pravcem prirodnog zvuka.

Za postavljanje iznad ili ispod mikrofona najpodesniji su zvučni stubovi zbog jake usmerenosti u vertikalnoj ravni. Njihova manja usmerenost u

24

horizontalnoj ravni takođe je povoljna jer se obično radi o ozvučavanju širih površina. Čak je često horizontalni ugao zračenja jednog zvučnog stuba nedovoljan i onda se upotrebljavaju dva ili tri zvučna stuba postavljena na izvesnom razmaku i raširena “u lepezu”.

Nije uvek lako postaviti zvučne stubove blizu mikrofona, ne samo zbog povratne sprege; oni se ne smeju mnogo pomerati u smeru nagore ili nadole. Visoko postavljen stub nagnut je pod velikim uglom prema slušaocima i zato pokriva manji deo površine koja se ozvučava, naročito na višim frekvencijama. Nisko postavljeni zvučni stub zaklonjen je prvim redovima slušalaca za sve ostale. Na slici je ujedno pokazano kako se praktično nalazi širina snopa zračenja zvučnog stuba: granični ugao zračenja θg nanosi se na konstantnu širinu snopa, određenu dužinom zvučnog stuba.

Ako se zvučnici ne mogu postaviti iznad ili ispod mikrofona (podijuma), ostaje da budu smešteni sa strane ili ispred mikrofona.

25

Glavni nedostatak pri postavljanju zvučnika sa strane je nepoklapanje vidne i zvučne ose. Za neke vrste ozvučavanja ovo može biti velika smetnja. Takav nedostatak se donekle otklanja postavljanjem zvučnika sa obe strane mikrofona. Tada se bar u centralnom delu površine koja se ozvučava, tj. u zoni koja je približno jednako udaljena od oba zvučnika, dobija utisak da zvuk dolazi iz pravca mikrofona (pod uslovom da zvučnici rade u fazi). Ali već malo iznad centralne zone izgleda kao da sav zvuk dolazi iz bližeg zvučnika. To je tzv. Haasov efekt, prema kojem je zvuk koji najpre dođe do uha presudan za osećaj pravca zvučnih talasa.

Nedostatak postavljanja zvučnika sa strane može da bude i veća opasnost od povratne sprege. Naročito je nepovoljno kad se upotrebe zvučni stubovi sa zvučnicima ugrađenim u zatvorenoj kutiji koji u horizontalnoj ravni zrače kao neusmereni tačkasti izvori. U stvari moraju se upotrebiti ili stubovi sa dvosmernim zračenjem (otvoreni sa zadnje strane), tako da se mikrofon može postaviti u mrtvoj zoni, ili se zvučni stubovi moraju više udaljiti.

Udaljenost zvučnika i mikrofona ne sme biti suviše velika zbog opasnosti od dvostrukog zvuka. Uho, naime, odvojeno prima utiske koji dolaze sa vremenskim razmakorn od 50 ms. To odgovara dužini puta zvučnih talasa od 17 m. Da bi se sa sigurnošću otklonila opasnost od dvostrukog zvuka, razmak mikrofona i zvučnika ne treba da je veći od 17 m. Tada nema nijednog mesta gde može da se javi dvostruki zvuk, pa ni govornik neće čuti neprijatan odjek svog glasa. Inače razmak zvučnika i mikrofona može u stvari biti i veći od 17m, pa da ipak na površini koja se ozvučava nema tačaka gde je razlika u putevima dva zvuka (rz-rm) veća od 17 m. Međutim ako se fokusiramo na velike koncerte sa više desetina hiljada posetioca, ovo i ne igra toliko veliku ulogu.

Na kraju, važno je napomenuti da zvuk koji kasni i manje od 50ms može u nekim prilikama biti štetan, ako je dovoljno jak (mada u ovom slučaju ne dolazi do pojave dvostrukog zvuka). Mnoga ispitivanja i praktična iskustva, ukazuju da je tek oko 30ms (dužina puta srazmerna razdaljini od 11 m) granica ispod koje sigurno nema pojave štetnog zvuka.

26

Treba još ukazati na činjenicu da je prenos govora osjetljiviji na pojavu zakasnelog štetnog zvuka nego prenos muzike. Kod muzike i kašnjenja od 100 ms nekad ne deluju kao štetan zvuk.

Izbor karakteristike usmerenosti zvučnika vrši se ne samo prema položaju mikrofona, kako bi se umanjila opasnost od povratne sprege, nego i prema obliku površine koju treba ozvučiti a nekad i prema nekim drugim specifičnim uslovima.

Sektorsko ozvučavanje

Upotrebljava se uglavnom kod ozvučavanja većih prostora, kada centralno ozvučavanje nije moguće i nama je posebno značajno. Veliki dometi zahtevaju veliku snagu zvučnika, pa upotreba centralnog ozvučavanja postaje neprikladna. Takođe, javljaju se i dve propratne pojave:

Slušaocima koji se nalaze u blizini ovakvih zvučnika velike snage, a takva mesta se najčešće ne mogu izbeći, zvuk je suviše jak i neprijatan za slušanje.

Zvučnici velike snage, sračunati na veliki domet, ometaju u znatnom stepenu širu okolinu površine koju treba ozvučiti. Treba se podsetiti da svako udvostručavanje daljine teorijski donosi pad nivoa zvuka za svega 6 dB.

Obično se centralno ozvučavanje nikad ne primenjuje ako dimenzije površine koju treba ozvučiti prelaze 100m. Pogrešno bi bilo misliti da sektorsko ozvučavanje treba izbegavati u svakoj prilici. Ono čak ima i nekih prednosti. Može se mnogo jednostavnije ostvariti ravnomeran nivo zvuka na celoj površini.

Opasnost od nepoželjnih refleksija zvuka takođe je mnogo manja. S obzirom na ove prednosti, može se u mnogim slučajevima sektorsko ozvučavanje nametnuti kao povoljnije rešenje. To naročito dolazi do izražaja kod tzv. razglasa, tj. onda kad je spiker anoniman (kad daje obaveštenja iz kabine) ili kad se reprodukuje snimljena muzika. Tada centralno ozvučavanje gubi svoje glavne prednosti jer nema važnosti iz kojeg pravca dolazi zvuk.

27

Za sektorsko ozvučavanje najčešće se primenjuju zvučnici sa kružnim zračenjem. To mogu biti pojedinačni zvučnici, postavljeni na izvesnoj visini iznad površine i okrenuti osom nadole. Zračenje ovih zvučnika jednako je u svim tačkama jednako udaljenim od ose, odn. karakteristika usmerenosti u horizontalnoj ravni im je kružnica.

Da ne bi došlo do izraženih smetnji koje izazivaju dvostruki zvuk, postoji i jedan dopunski uslov, a to je da ukoliko zvuk stiže sa zakašnjenjem većim od 50 ms treba da bude bar za 6dB slabiji od prvog zvuka. Od interesa je naći najveće rastojanje između zvučnika pri kojem će,

na onom mestu gde razlika u dužini puta prelazi 17 m, razlika u nivou prelaziti 6dB. Mali račun pokazuje da ova kritična udaljenost iznosi 50 m. Opadanje nivoa zvuka jednog i drugog zvučnika prikazano je na slici. Nije uzet u obzir uticaj visine postavljanja zvučnika koji dolazi do izražaja samo u neposrednoj blizini jednog od zvučnika, dakle na mestu gde je uticaj susednih zvučnika beznačajan. Kao referentni nivo (0dB) uzet je nivo na udaljenosti 5 m.

Rastojanje ne smije biti veće od 50 m jer onda nema načina da se spreči štetno dejstvo dvostrukog zvuka (vidi sliku). Ali, ako to drugi uslovi dopuštaju (npr. ekonomičnost), bolje je ići na manja rastojanja. Rastojanja do 30 m kod zvučnika sa kružnim zračenjem obezbeđuju visok kvalitet ozvučavanja.

Pri radu sa usmerenim zvučnicirna treba biti oprezan. Radi se o sledećem: sve što je rečeno o udaljenosti zvučnika, rečeno je pod pretpostavkom da se radi o zvučnicima sa kružnim zračenjem. Drugačiji su odnosi ako su u pitanju zvučnici sa usmerenim zračenjem, npr. zvučnici sa levkom ili zvučni stubovi, koji

28

su usmereni približno horizontalno. Tada se može desiti da zvuk iz bližeg zvučnika, dakle onaj koji najpre dolazi do slušaoca, bude čak slabiji od zvuka iz udaljenog zvučnika koji dolazi kasnije. Ako je uz to razlika u putu veća od 17 m, štetno dejstvo dvostrukog zvuka je neizbežno.

Opšte je pravilo kod sektorskog ozvučavanja održavati jednoobraznost i simetriju u načinu postavljanja i u orijentaciji zvučnika. Tako se najbolje postižu dobri rezultati i smanjuje opasnost od dvostrukog zvuka.

*Uređaji za kašnjenje

Kad se koristi sektorsko ozvučavanje može se javiti jedna vrsta dvostrukog zvuka koja deluje vrlo neprijatno. Pojava je uočljiva samo kod jakih izvora zvuka, kakav je, npr. orkestar. Tada je pojačanje preko zvučnika relativno malo i na skoro svim mestima čuje se i direktan zvuk orkestra i zvuk koji reprodukuju zvučnici. Zbog toga se na udaljenijim mestima javlja dvostruki zvuk. Pojava je utoliko neprijatnija što se prvo čuje zvuk iz zvučnika, jer je prostiranje električnim putem daleko brže, pa tek onda direktan zvuk orkestra, kao neki odjek. Vidna i zvučna osa nisu zato više u skladu, tj. zvučni utisak za slušaoca je kao da se orkestar premestio na mesto zvučnika (Haasov efekt).

Ova pojava se može otkloniti pomoću uređaja za kašnjenje zvuka. Treba postići da električni signal stiže do pojedinih zvučnika istovremeno sa direktnim zvukom, odnosno, što je još bolje, sa zakašnjenjem od 5 do 15 ms, i štetnog odjeka neće biti. U tu svrhu zvučnici se dele u grupe prema zonama do kojih direktan zvuk stiže približno u istom trenutku (Z1 Z2 i Z3 na slici gore), pa se za svaku grupu zvučnika predvidi odgovarajuće zakašnjenje signala.

Kašnjenje zvuka ostvaruje se danas najčešće pomoću elektronskih uređaja za kašnjenje pri čemu se analogni signal (normalan audio-signal) pretvara u digitalni signal. Ranije, u vreme kad nije bilo lako ostvariti složena elektronska kola, obično je primenjivan ili sistem sa oprugama koje su pobuđivane na vibriranje pomoću piezoelektričnih pretvarača, ili magnetofon sa više glava za reprodukciju. Na slici je prikazan jedan takav sistem.

29

Signal koji prima mikrofon M vodi se bez kašnjenja do grupe zvučnika ZI i istovremeno se upisuje na traku preko glave za snimanje (GS). Preko glava za reprodukciju (GR) isti signal se vodi do zvučnika Z2 i Z3 sa potrebnim zakašnjenjem. Mada ovakav sistem treba smatrati prevaziđenim, ništa se u principu ne menja kad se upotrebe drugi sistemi za kašnjenje.

Nedostatak primene uređaja za kašnjenje zvuka je u tome što za slušaoce koji su udaljeni od izvora zvučni utisak zaostaje za vidnim. To je isto ono što se događa pri neposrednom slušanju sa daljine; govornik otvara usta pre nego što mu se čuje glas. Ova pojava ne može se izbeći ni pomoću centralno postavljenih zvučnika pa zato i nije nedostatak sistema ozvučavanja u pravom smislu.

30

REFERENCE

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Live_sound_mixing

2. http://en.wikipedia.org/wiki/Sound_reinforcement_system

31