Интерференция - явление усиления колебаний в одних точках пространства и ослабления колебаний в других точках в результате наложения двух или нескольких волн, приходящих в эти точки. Интерференция волн возможна, если разность фаз волн постоянна во времени, т. е. волны когерентны. Интерференция волн действительна для волн любой природы и частоты.
При записи с нескольких микрофонов необходимо заботиться об их фазировании: сигналы с микрофонов не должны попадать в тракт записи в противо фазе, т. к. это может привести к взаимной их компенсации вплоть до полного исчезновения. Без заметного искажения тембра, вызванного интерференцией прямого и отраженного сигналов, микрофон можно приближать к какой-либо отражающей поверхности на расстояние, составляющее величину не менее 1-1,5 м.
Все усилия по повышению качества записи могут оказаться напрасными, если не соблюдать очевидных правил. Одной из распространенных ошибок является ручное использование микрофона. Его можно считать оправданным только при записи голоса исполнителя, находящегося в движении. Ручное использование микрофона требует большого опыта. Наблюдая по телевизору певцов, едва ли не жонглирующих микрофоном, знайте, что в большинстве случаев вы слышите не "живое" исполнение, а фонограмму. Большинство исполнителей, получивших в руки микрофон, не умеют правильно им пользоваться. Наиболее частыми ошибками являются использование микрофона на слишком близком расстоянии, излишне резкие и ненужные движения им, движение пальцев, охватывающих микрофон. В крайнем случае, с этим можно смириться при однократном "живом" исполнении, но никак не во время сеанса записи.
Поэтому, когда нам требуется использовать несколько микрофонов, или же использовать микрофоны установленные на столе, то возникающую интерференцию можно минимизировать при помощи правила «три к одному». В случае использования нескольких микрофонов правило говорит: расстояние между микрофонами должно быть как минимум втрое больше расстояния от каждого микрофона до соответствующего источника звука…
Правило «Три к одному»
Звук, который уловит удаленный микрофон, будет как минимум на 12 дБ тише того, который уловит ближний. Это гарантирует, что слышимые последствия «гребня» уменьшатся как минимум на эту же величину.
Несколько микрофонов (Правило «Три к одному»)
В случае установки на стол с отражающей поверхностью, микрофон должен быть в полтора раза дальше от нее, чем от говорящего (источника звука). Это гарантирует минимальную слышимость последствий интерференции.
Строго говоря, правило основано на поведении всенаправленных микрофонов. Ему можно следовать менее строго в случае «правильно нацеленных» однонаправленных микрофонов, но оно все равно является базовым правилом для наихудших случаев.
Фазовые эффекты микрофонов
Один из эффектов, который часто можно слышать во время озвучивания, происходит, когда микрофоны расположены одинаково близко к одному и тому же источнику звука, такому как участник мероприятия, обслуживаемый конференц системой:
Микрофон усиливает звуковые волны от источника сигналов (оратор, Председательствующий, депутат) Сигнал от микрофона проходит звуковой тракт (предусилитель, устройства обработки, усилитель мощности) Усиленный сигнал поступает на громкоговорители Микрофон улавливает сигнал от громкоговорителя
Таким образом, возникает так называемый цикл обратной связи:
Приходящий звук будет усилен до уровня исходного звука, улавливаемого микрофоном, в результате чего акустическая система (громкоговоритель) начинает «свистеть» и резонировать.
Но это не все, что определяет «индекс усиления» в конкретном случае. Есть еще один фактор — избирательное фильтрование.
Эффект акустической интерференции является результатом использования большого количества микрофонов и может возникнуть даже при использовании двух микрофонов. Избирательное фильтрование является результатом микширования сигналов. Для него характерно использование самых высоких и низких участков слышимого частотного диапазона. Так как микрофоны находятся не на одинаковом расстоянии от источника звука, звук, улавливаемый более отдаленным микрофоном, будет воспроизводиться с большей задержкой, чем звук с микрофона расположенного ближе… Результат — фазовый сдвиг и, как следствие, избирательное фильтрование.
Чаще всего это происходит из-за разницы фаз звуков, приходящих в микрофоны
Если микрофоны получают один и тот же звук из разных мест может возникнуть фазовое суммирование или вычитание. Вычитание происходит, когда два микрофона получают один и тот же звук, но с противоположными фазами. Это нежелательно. Микрофон с другой диаграммой направленности может уменьшить прием ненужного звука, или же поможет физическая изоляция
В случае конференц системы изоляция участников невозможна. В этом случае выбор типа микрофона зависит от характеристик подавления приёма вне основной оси.
Другая возможность — смена фазы. Если в результате происходит вычитание, то сдвиг фазы на 180 градусов, что приведёт к суммированию на тех же частотах.
Поскольку микрофоны снимают относительно одинаковый звук, можно ожидать вычитания. Обратив фазу одного из микрофонов, мы суммируем ранее вычитавшиеся частоты. Это может дать иногда более сочный звук. Этот эффект будет варьироваться в зависимости от расположения микрофонов. Обращение фазы может быть произведено специальным адаптером или переключателем, который есть на многих микшерах.
Потенциальное и необходимое акустическое усиление
Основная задача звукоусиления — обеспечить достаточный уровень звука, чтобы все могли одинаково слышать участников выступления с любого места во всём помещении.
Степень усиления звука зависит от громкости (уровня) источников сигнала, размеров и акустических особенности помещения.
Необходимое акустическое усиление (Needed Acoustic Gain, NAG) — это коэффициент усиления, необходимый для того, чтобы слушатели которые сидят дальше всего слышали бы все, так, как если бы сидели напротив участника.
Подсчёты таковы:
NAG = 20 x log (Df / Dn ), Где Df = расстояние от источника звука до самого удаленного участника, Dn = расстояние от источника звука до ближайшего участника,
Примечание: источником звука может быть как участник мероприятия, так и громкоговорители.
Несколько микрофонов (Правило «Три к одному»)
Уравнение NAG основано на законе обратного квадрата, согласно которому, уровень звука уменьшается на 6 дБ при удвоении расстояния.
Например, уровень звука (без усиливающей аппаратуры) в первом ряду (3 метра до выступающего) может составлять до 85дБ (этого достаточно), а на последнем ряду (25 метров) уровень будет на 18 дБ меньше, то есть 67 дБ. В этом случае система усиления должна добавить дополнительные 18 дБ, чтобы наиболее удалённый участник слышал все также как и соседи выступающего.
Ограничения реальных систем заключаются не в том, на каком уровне они могут воспроизвести звук (в записи), а какой уровень они могут обеспечить при работе с микрофоном (выступающим) на входе.
Максимальная громкость всегда ограничена «акустической обратной связью». Предельная (до возникновения «акустической обратной связи») степень усиления может быть оценена математически.
Потенциальное акустическое усиление (Potential Acoustic Gain, PAG) определяется через расстояния между компонентами системы, количеством микрофонов и другими параметрами. Система будет правильно настроена, если PAG будет больше или равно NAG.
где: Ds - расстояние от источника звука до микрофона D0 - расстояние от источника звука до слушателя D1 - расстояние от микрофона до громкоговорителя D2 - расстояние от портала до слушателя
NOM - количество работающих микрофонов - 6 = запас в 6 dB до возникновения «акустической обратной связи»
Чтобы сделать PAG как можно большим, то есть повысить порог «акустической обратной связи» надо следовать следующим правилам:
Насколько возможно ставить микрофон ближе к источнику звука (говорящему). Насколько возможно держать микрофоны дальше от громкоговорителей. Насколько возможно ставить громкоговорители ближе к участникам. Свести к минимуму количество одновременно включенных микрофонов.
В частности, логарифмическая зависимость, подразумевает, что для изменения PAG на 6 дБ, надо удвоить или сократить вдвое соответствующее расстояние.
Например, отодвинув микрофон от выступающего, мы уменьшаем PAG, приблизив — увеличиваем.
Вот почему так важно ставить микрофоны как можно ближе к источнику звука
Параметр NOM в уравнении отражает тот факт, что порог «акустической обратной связи» уменьшается на 3 дБ всякий раз, когда количество работающих микрофонов удваивается.
Вот почему количество одновременно включенных микрофонов должно быть сведено к минимуму, а неиспользуемые микрофоны — выключаться или подавляться.
Принципиально то, что порог «акустической обратной связи» можно оценить строго по количественным параметрам безотносительно от конкретного оборудования.
При всей своей простоте результаты очень полезны, как оценка наихудшего случая.
Понимание базовых принципов акустики дает знание о потенциальных помехах усиленному звуку и дает некоторый навык для их контроля.
Когда возникают нежелательные эффекты такого рода, возможно улучшить ситуацию поработав с источником звука, взяв микрофон с другой характеристикой направленности, переставив микрофон, уменьшить количество одновременно работающих микрофонов, или поменять акустические параметры зала.
Помните, что в большинстве своем акустические проблемы лучше всего решаются акустическими методами, а не при помощи электроники.
Основные правила, которых следует придерживаться, работая с микрофонами
Технология озвучивания во многом зависит от личных предпочтений — все что дает подходящий звук можно считать правильным.
Не существует идеального микрофона для конкретного зала (участника мероприятия).
Нет идеального способа расположения микрофона.
Выбирайте микрофон и место его установки исходя из нужного звука.
Рекомендуем Вам поэкспериментировать с различными микрофонами и способами их установки, пока вы не получите необходимый звук.
Желаемого звука можно добиться проще и надежнее, понимая основные характеристики микрофона, особенности звучания голоса участников и основ акустики.
Добейтесь хорошего звучания источника звука (голос, запись, усилитель) перед тем, как его озвучивать.
Используйте, если возможно, микрофон, с АЧХ ограниченной речевым частотным диапазоном, или отфильтруйте частоты до самой нижней несущей частоты голоса.
Чтобы определить подходящую отправную точку для установки микрофона, заткните одно ухо и слушайте другим. Перемещайтесь, пока не найдете место с наилучшим звуком. Однако, это не вредно при слишком громком источнике звука.
Чем ближе микрофон к источнику звука, тем громче основной звук по сравнению с реверберацией и пространственным шумом. Также увеличится индекс усиления (потенциальное акустическое усиление) — поднимется порог «акустической обратной связи».
Не ставьте микрофон ближе, чем необходимо. Слишком близкое расположение повредит тембру.
Не забывайте об эффекте приближения у однонаправленных микрофонов, и срежте, при необходимости, низкие частоты.
Если для получения хорошего звука нужно несколько микрофонов, так и поступайте. Но помните, с каждым добавочным микрофоном PAG уменьшается на 3 дБ. То есть Вам придется понизить громкость системы во избежание «акустической обратной связи».
Работая с несколькими микрофонами, помните про правило «три к одному», чтобы избежать нежелательных фазовых эффектов.
Чтобы уменьшить обратную связь и ненужные звуки
Располагайте микрофоны как можно ближе к нужным источникам звука.
Располагайте микрофоны как можно дальше от ненужных источников звука.
Направляйте однонаправленный микрофон в точно с сторону от ненужного источника звука (с учетом характеристики направленности).
Направляйте однонаправленный микрофон в сторону источника звука.
Используйте минимальное количество одновременно включенных микрофонов.
Чтобы избежать шумов от обращения с микрофоном и ударов о стол
Используйте специальное противоударное крепление или тяжелое основание для конференцмикрофона.
Используйте всенаправленный микрофон
Используйте однонаправленный микрофон со встроенным специальным противоударным креплением.
Чтобы избежать «взрывного» шума
Держите микрофон либо в ближе либо дальше чем 7-8 см (наихудшее расстояние) ото рта.
Держите микрофон в стороне от придыхания (сбоку, выше или ниже рта).
Используйте всенаправленный микрофон.
Используйте микрофон с экраном (шарообразная сетка или поролоновая ветрозащита).
Если звук из громкоговорителей подзвучки идет с искажениями, даже если вы не превышаете нормальный уровень усиления, возможно микрофон перегружает вход микшера. Используйте линейный аттенюатор, чтобы уменьшить уровень сигнала от микрофона.
