Олефиренко П.П. Практическая звукотехника

Звук

Олефиренко П.П.
Практическая звукотехника
(сокращенный вариант)

За рубежом издается немало специализированных журналов, публикующих материалы по техническим и творческим вопросам звукотехники. В Великобритании появились еще два: Resolution и Audio Post UK. В рубрике «ремесло» обсуждаются важные для практики вопросы, которые не всегда отражают последние достижения и рассчитаны на людей, не имеющих хорошей профессиональной подготовки.
Один из таких вопросов — как контролировать уровень звукового сигнала.

Измерители уровня звукового сигнала. Resolution, 2002, v. 1, № 3, р. 52–54.
Наиболее часто измерители используются для удержания уровня сигнала в заданных пределах в определенных точках звукового канала. Насколько критичными будут последствия выхода уровня из указанных пределов, зависит от характеристик звуковой системы.
В аналоговой аппаратуре превышение сигналом нормированного уровня не является очень критичным. Наряду с требуемой точностью к измерителю могут предъявляться другие требования, например, возможность одновременно наблюдать за 48 измерителями. В случае радиовещания требования
к регулированию уровня более строгие. Цифровые технологии внесли определенную специфику по контролю уровня.
Чаще всего измерители отдельно не выбираются, поскольку выбор уже сделан производителем приобретаемого оборудования. Однако бывают случаи, когда необходимо самостоятельно выбрать измеритель для решения конкретных задач. На современной аппаратуре не всегда устанавливают традиционные механические измерители среднеквадратичных значений: волюметр (VU-метр) и квазипиковых значений: PPM. За стрелкой механического измерителя легче наблюдать, чем за столбиком светодиодного измерителя. Однако следует иметь в виду, что измерители со шкалами VU или PPM могут не соответствовать всем требованиям стандартов. В то же время все приборы будут давать одинаковые показания на одночастотном тоне. Динамические характеристики волюметра таковы, что его показания достигают 99% шкалы за 0,3 с, из-за чего на короткие пики сигнала прибор не реагирует. Прибор хорош тем, что отражает средний уровень или «объем» звука, имеет две шкалы: одна проградуирована в «объемных единицах», другая — в децибелах от –20 дБ до +3 дБ. Нулевые точки обеих шкал совпадают и соответствуют уровню +4 дБ (1,23 В). Квазипиковые измерители PPM выпускаются по четырем различным стандартам (IEC Type I, IEC Type IIa, IEC Type IIb, DIN), отличающимся динамически-ми параметрами (время интеграции и время возврата) и формой шкалы. Измерители типа IEC Type I, предпочитаемые в Северной Европе, имеют удлиненную шкалу и время интеграции 5 мс. Выбор времени интеграции связан с балансом различных противоречивых требований. Различие времени интеграции в разных стандартах отражает относительную важность к этим требованиям со стороны разработчиков. Измерители Type IIa и Type IIb отличаются шкалами. В Англии чаще используют измерители Type IIа со шкалой длиной 24 дБ, с временем интеграции 10 мс и временем возврата 3 с.
Измерители по стандарту DIN характеризуются шкалой с диапазоном 55 дБ. Квазипиковые измерители реагируют на пики сигнала, поэтому по ним невозможно контролировать средний уровень программы. Использование их в аналоговой звукозаписи приводит к пониженному уровню записи на ленте. Меньшее время интеграции приводит к более точной реакции на кратковременные пики сигнала, но если этих пиков много, то из-за высокой чувствительности измеритель становится бесполезным. Измерители с большим временем интеграции будут пропускать некоторые пики звука, но зато они практичнее.

Качество электрических соединений в студии. Resolution, 2002, v. 1, № 3, р. 66–69.
Кабели, соединяющие громкоговорители с усилителями, оказывают заметное влияние на качество звучания, но не всегда этот факт находит объяснение. Рассмотрим взаимодействие усилителя с громкоговорителем. Усилитель мощности характеризуется двумя важными свойствами: имеет отрицательную обратную связь для получения линейной амплитудной характеристики и является источником напряжения. Громкоговоритель обычно имеет две головки и кроссовер для деления частотного диапазона и лучшего управления головками. Хотя номинальное сопротивление громкоговорителя стандартизовано и часто равно 8 Ом, следует иметь в виду, что его импеданс зависит от частоты и может сильно отличаться от номинала. Причем важна не только величина импеданса, но и его влияние на фазу напряжения. Кабель соединяет низкоомный выход усилителя и громкоговоритель, импеданс и фаза которого зависят от частоты. Какое влияние может оказывать кабель на электроакустические свойства системы? Принимая во внимание небольшую длину кабеля (обычно несколько метров), его электрическую емкость и индуктивность, нетрудно убедиться, что он вносит пренебрежимо малые временную задержку и фазовый сдвиг.
Другой аспект влияния кабеля связан с нелинейными свойствами громкоговорителя, приводящими к появлению гармонических искажений в обратной э.д.с. При высоком сопротивлении кабеля эти искажения приведут к модуляционным искажениям звука. Степень влияния кабеля на качество звучания зависит и от качества усилителя — чем лучше усилитель, тем слабее это влияние.
Соединительный кабель обычно имеет экран и не всегда просто удается использовать его для минимизации уровня помех. Практика конструирования высококачественной аппаратуры, например микшерных пультов, показала, что требуется много времени и усилий для нахождения оптимального соединения кабельного экрана с элементами схемы. Хорошо известно, что электронные модули пульта могут хорошо работать на стенде, но неудовлетворительно в пульте и по-другому — в студии. Такое свойство объясняется образованием случайных «фоновых петель», приводящих к низкочастотным и высокочастотным наводкам.
Реальные звуковые системы имеют много кабелей, и, когда их экраны соединяются по обоим концам, их общий импеданс уменьшается и, следовательно, результирующий потенциал помехи должен понижаться. Опыт подтверждает, что в реальной системе со многими кабелями присоединение кабельного экрана к обоим концам шасси увеличивает значение параметра CMRR, чем в случае традиционного соединения экранов только на одном конце. Например, если усилитель характеризуется значением CMRR около 100 дБ, то CMRR всей системы может превышать 140 дБ. Причем важно, что такое высокое качество системы достигается без необходимости использования дорогих входных устройств типа специальных трансформаторов. Даже очень тщательное выполнение одноточечного заземления из-за магнитной связи между проводниками не всегда может исключить влияние экранных токов и вызываемых ими помех.
Соединение экранов на обоих концах из-за уменьшения индуктивности заземляющей системы также способствует повышению защиты входа и выхода аппаратуры от перегрузок, создаваемых грозовым разрядом.

Микширование музыки для кино и DVD. Audio Рost UK, 2002, № 1, р. 30–32.
В общем случае из-за неодинаковых условий прослушивания способы микширования музыки для кино и DVD разные, но в ряде случаев, например, при недостаточном бюджете, можно сделать мастер-копию, пригодную для обоих форматов. Чтобы получить хороший эффект окружающего звука, при микшировании достаточно придерживаться правил, проверенных на практике. Не следует пытаться микшировать в полном формате 5.1. Поскольку большинство мест в зале не являются местами наилучшего прослушивания, результат будет лучше, если перемещать образы источников в сторону от отдельных громкоговорителей. В результате окружающий звук становится менее критичным к общему микшированию и уменьшается число мест с критическими условиями прослушивания.
При формировании фронтального образа, сигнал центрального канала можно панорамировать как можно шире. Это помогает смягчить Dolby-эффект дискретного матрицирования. Кроме того, при подготовке фильма с аналоговой оптической дорожкой это позволит компенсировать возможные повреждения оптической дорожки. Басовые партии лучше не подавать в низкочастотный канал, за исключением случаев создания спецэффекта. В результате может изменяться не только звук, но и драматическое содержание музыки. Оркестр достаточно записывать фронтальной группой из трех микрофонов и двумя ненаправленными микрофонами. Конечно, можно распределить микрофоны по отдельным группам инструментов. Пять сигналов напрямую подаются на пульт, а для усиления диффузности звука полезно создать пятиканальную реверберацию.

Требования к студии для многоканального озвучивания. Audio Рost UK, 2002, № 1, р. 51–59.
В 50-е годы кино было единственным местом, где можно было слушать звук довольно высокого качества. И это при том, что магнитная дорожка на кинопленке обеспечивала весьма посредственные, с точки зрения современных представлений, электроакустические характеристики звукового канала (нелинейные искажения менее 1%, диапазон частот до 10 кГц (–3дБ)). В середине 1970-х гг. компания Dolby создала систему кругового звука со специальным кодированием аналогового стереосигнала с тем, чтобы при декодировании получить центральный фронтальный канал, левый и правый стереоканалы, круговой канал и низкочастотный канал. Новый формат имеет несколько преимуществ, которые в равной степени относятся к современным многоканальным системам. Центральный канал воспроизводит все диалоги и те экранные эффекты, которые необходимы для пространственной стабильности звуковой картины, являясь эквивалентом монофонической оптической дорожки. Остальные каналы должны фазироваться и настраиваться под центральный канал. Левый и правый каналы воспроизводят музыку и звуковые эффекты таким образом, чтобы создать ощущение пространства и расстояний, которые как можно точнее соответствуют действию на экране. Для усиления впечатления некоторые эффекты также подаются на центральный канал. Эффекты динамики и драмы усиливаются, если время от времени диалоги заводить в стереоканалы.
Существенный вопрос — как сравнивать малую студию, используемую для подготовки DVD или телепрограмм, с традиционной большой киноаппаратной, где микшируется звук 5.1. Чтобы дать ответ на этот вопрос, нужно знать связь между прямым и реверберационным звуками в каждом помещении. Качество звучания определяется правильным балансом отраженных и реверберационных звуков от каждого громкоговорителя. Баланс в свою очередь можно контролировать следующими параметрами: частотный диапазон громкоговорителя, расстояние от громкоговорителя до места прослушивания, размеры и форма помещения, акустика и поглощение звука помещением. Манипулируя этими параметрами, можно в малом помещении получить почти такой же звуковой баланс, как в большом кинотеатре. Расстояние от громкоговорителей до позиции микширования сильно влияет на баланс прямого и отраженного звука. Расстояние до места равенства громкостей прямого и отраженного звука называется критическим расстоянием. В этом месте реверберационный звук становится определяющим, но прямой звук приходит первым и создает впечатление стереофонии. В большом помещении акустику и звуковую систему следует делать такими, чтобы вся публика находилась в зоне до критического расстояния и оставалась в угле охвата громкоговорителей, иначе звук будет слишком громким.
Установка громкоговорителей для DVD-мастеринга не всегда однозначна. Это связано не только с необходимостью соответствовать изображению, но и с неопределенностью в понимании терминов «естественности» и «правильности» звука. Три фронтальных громкоговорителя следует располагать на равных расстояниях до места микширования, с углом 60° по отношению правого и левого громкоговорителей. Все три громкоговорителя должны быть одной модели с подобранными частотными характеристиками в пределах ±3 дБ в любой третьоктавной полосе в диапазоне 250 Гц—2 кГц, измеренными в месте микширования. Круговые громкоговорители должны располагаться на том же расстоянии, что и фронтальные, под углом около 110°. Если это невозможно, следует использовать линии задержки для корректировки громкоговорителей. Желательно, чтобы круговые громкоговорители были такими же, как и фронтальные, но если это невозможно, то хотя бы одного производителя. Полярность и фазность каждого громкоговорителя должны быть такими, чтобы любые два из них вместе давали увеличение уровня звука на 3–6 дБ на любой частоте до 10 кГц. Выше этой частоты трудно разместить микрофоны так, чтобы добиться хорошей синфазности.
В системе 5.1 низкочастотный канал используется для создания спецэффектов и расширения частотного диапазона. Уровень сигнала в этом канале при микшировании устанавливается примерно на 10 дБ выше, чем по другим каналам. Расширение частотного диапазона до 20 Гц с помощью низкочастотного канала особенно удается для таких инструментов, как ударные, орган и др.

Полный текст - в № 9 журнала "ТКТ" за 2003 год

Обратно