Это существенный момент в организации субъективных экспертиз. В качестве экспертов должны привлекаться опытные тренированные слушатели с проверенным слухом (порог слышимости не более 20 дБ в диапазоне от 125 до 8000 Гц, дифференциальный порог слуха к изменению уровня сигнала на 1000 Гц не более 3 дБ. Количество экспертов в группе 4-6 человек - ОСТ 4.202.003-84). Для оценки степени их тренированности может быть использован метод "самосовпадений", когда ранжируется несколько раз одна система вслепую. Опытный слушатель дает повторяющиеся результаты. При привлечении слушателей с отклонениями слуха их данные должны анализироваться отдельно. Слушатели должны при прослушивании меняться местами, чтобы проверить воспринимаемый слуховой эффект на оси и вне оси, что особенно важно для стереосистем. Если прослушиваемая система состоит из нескольких громкоговорителей, то их также следует прослушать с разных позиций.
Виды оценочныx таблиц
При прослушивании методом "парного сравнения" каждый фрагмент тестовой программы следует воспроизводить поочередно через изделие и образец с соответствующей индикацией их условных номеров. Степень соответствия изделия к качеству образца оценивается по 7-балльной шкале: минус 3 - значительно хуже; минус 2 - хуже; минус 1 - незначительно хуже; 0 - равноценно; плюс 1 - незначительно лучше; плюс 2 - лучше; плюс 3 - значительно лучше.
При экспертизе по методу абсолютной оценки в рекомендациях AES-20- 1996 г. предложена оценка по каждому из критериев, описанных в таблице по 9-балльной шкале: высшая оценка - 5, низшая - 1, с градацией - 0,5 балла.
Основное внимание слушателей должно быть сосредоточено на недостатках. При оценках должно использоваться минимум четыре вида описанных выше музыкальных отрывков. Даже при проведении экспертизы по абсолютному методу полезно периодически использовать прослушивание опорной акустической системы, которая ранее уже была оценена. Это позволяет устранить рассеяние слушательского внимания. Полный отчет о полученных результатах должен состоять из основного (базового) отчета плюс ряд дополнительных пунктов.
Данные основного отчета.
• Результаты. • Описание используемых методов оценки (в т.ч. многоканальная или одноканальная система). • Перечень несовпадений с рекомендациями AES. • Размеры комнаты прослушивания. • Расположение слушателей и громкоговорителей. • Описание музыкальных фрагментов. • Основные данные экспертов (число, пол, возраст, тренированность, острота слуха).
Дополнительные данные.
• Даты прослушивания. • Детали метода, включая используемые статистические методы обработки результатов (методика статистической обработки результатов приведена в ОСТ 4.202.003-84). • План расположения на полу слушателей и испытуемых систем в комнате прослушивания. • Время реверберации на частотах 125 Гц, 500 Гц, 2 кГц и 8 кГц. • Индикацию эффекта низкочастотных мод в комнате. • Температуру, давление и влажность воздуха. • Используемые музыкальные фрагменты. • Среднее смещение расположения громкоговорителей. • Идентификацию всех компонент тракта прослушивания. • Инструкцию слушателям. • Интерпретацию результатов и заключений.
Подводя итоги приведенных выше требований, следует отметить, что организация субъективных экспертиз, включая выбор экспертов, акустику комнат прослушивания, подбор тестовых программ и методов их оценки, является чрезвычайно сложной процедурой, требующей тщательной подготовки. Однако именно такая подготовка может обеспечить достоверность и стабильность результатов. Как показывает многолетний мировой опыт выпуска аппаратуры Hi-Fi и High-End, от качества организации субъективных экспертиз в очень значительной степени зависит уровень выпускаемой фирмой аппаратуры (примером может служить аппаратура фирм KEF, B&W и др.)
В заключение следует сказать, что представленные в статье данные базируются на рекомендациях МЭК 268-3 и новых рекомендациях AES-20-1996. Сейчас находятся в стадии разработки рекомендации по субъктивному прослушиванию аудиоаппаратуры в основном профессионального назначения других международных организаций ITU и EBU.
Основные элементы акустических систем (громкоговорители, корпуса, фильтры, кабели) их на значение и особенности устройства.
Громкоговоритель
В соответствии с классификацией, принятой в международных и отечественных стандартах (IEC 268-5 и ГОСТ 161122-88), термин "громкоговоритель" применяется к "устройствам, предназначенным для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько головок громкоговорителей при наличии акустического оформления и электрических устройств (фильтры, регуляторы и т.д.)". Таким образом, этот термин обозначает любой акустический преобразователь, излучающий звук в воздушную среду.В отечественной технической литературе термин "громкоговоритель" применяется, в основном, для одиночного громкоговорителя (в зарубежной литературе - loudspeaker или driver), при этом в отечественном стандарте ГОСТ16122-88 он называется "головкой громкоговорителя", а устройство, включающее громкоговорители, фильтры, корпус и др., называется "акустической системой" (cabinet). В зависимости от области применения, она может обозначаться как "акустическая система", "акустический агрегат", "звуковая колонка", "аудиомонитор" и т.д.
Классификация головок громкоговорителей (далее - просто громкоговорителей) может быть произведена по различным признакам:
-принципу действия (электродинамические, электростатические, пьезокерамические, плазменные и др.);
-области применения (телевизионные, автомобильные, студийные и др.).
Основные параметры громкоговорителей.
В современных каталогах обычно указываются следующие параметры:
-эффективно воспроизводимый диапазон частот, Гц (Frequency range) определяется из и-змеренной взаглушенной камере амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), т.е. зависимости ---уровня звукового давления от частоты;
-паспортная мощность, Вт (Rated Input Power) - мощность, при которой акустическая система может работать без повреждений в течение 100 часов на шумовом сигнале;
-характеристическая чувствительность, дБ/Вт/м (Sound Pressure Level) - уровень звукового -давления при подводимой мощности 1 Вт на расстоянии 1м;
-номинальное сопротивление громкоговорителя, Ом (Nominal Impedance);
-рекомендуемая частота среза для фильтра, Гц (Recommended Crossover).
-максимально допустимое смещение звуковой катушки, мм (Maximum Linear Excursion).
Устройство
Основные элементы конструкции головки громкоговорителя
Основы устройства конусного (диффузорного) электродинамического громкоговорителя прямого излучения со звуковой катушкой показаны на.Громкоговоритель состоит из трех основных частей: подвижной системы, магнитной цепи и диффузородержателя. В свою очередь подвижная система включает в себя гофрированный подвес, диафрагму, центрирующую шайбу, пылезащитный колпачок, звуковую катушку и выводы. Магнитная цепь состоит из магнита (кольцевого или кернового), верхнего и нижнего фланцев и керна. В зависимости от назначения головки громкоговорителя конструкция и технология изготовления всех этих элементов различается очень значительно.
Низкочастотный громкоговоритель (woofer)
АЧХ низкочастотного громкоговорителя
С точки зрения обеспечения неокрашенности звучания НЧ-громкоговорители должны иметь, помимо малых уровней гармонических искажений, как можно более гладкую (т.е. без ярко выраженных резонансов), амплитудно-частотную характеристику звукового давления, вплоть до верхней границы воспроизводимого ими диапазона частот (как правило 1500..3000 Гц). В результате экспериментов было установлено, что для того, чтобы НЧ-громкоговоритель не вносил слышимой окраски в звучание в верхней части воспроизводимого им диапазона, резонансные пики на его АЧХ должны быть не менее чем на 20 дБ ниже среднего уровня звукового давления, создаваемого акустической системой в этой области частот (после фильтрации) (рис.2).
Для удовлетворения этим требованиям при проектировании НЧ-громкоговорителей уделяется большое внимание конструктивной и технологической разработке всех его элементов: подвеса, шайбы, диффузора, пылезащитного колпачка, звуковой катушки, гибких выводов звуковой катушки, магнитной цепи и диффузородержателя.
Среднечастотные громкоговорители (mid-range)
Конструирование среднечастотных громкоговорителей, особенно для аппаратуры Hi-Fi, является наиболее сложным процессом. Это обусловлено тем, что, во-первых, в акустических системах категории Hi-Fi и High-End СЧ-громкоговорители используются в диапазонах частот от 200…800 Гц до 5...8 кГц, где чувствительность слуха ко всем видам искажений максимальна. (Субъективные дифференциальные пороги восприятия практически всех видов искажений достигают минимума в области 1...3 кГц).
Основные принципы конструирования отдельных элементов и узлов СЧ-громкоговорителей аналогичны тем, которые применяются в НЧ-громкоговорителях, однако существует и своя специфика. СЧ-громкоговорители диаметрами 160...200 мм находят все большее применение в акустических системах, работающих совместно с НЧ-блоками (subwoofer), построенными по принципам "двойной фазоинвертор", "симметричная нагрузка", и воспроизводящими частоты не выше 150...200 Гц.
Конструкция высокочастотного громкоговорителя
Высокочастотные громкоговорители (tweeters)
В современных акустических системах высокочастотные громкоговорители используются, как правило, в диапазонах частот от 1,5…3 кГц до 30...40 кГц (зачем нужен такой широкий диапазон частот, если предел слуха составляет 20 кГц, да и то в ранней молодости, - это предмет многочисленных обсуждений в психоакустике, об этом позже).
Корпус
Необходимость корпуса вызвана тем, что на низких частотах возникал эффект короткого замыкания. Тыловая волна протекает вперёд и складывается в противофазе, передняя и задняя волна гасят друг друга и низкие частоты не слышны.
- 1. Открытый корпус - экран загнутый. 300 дм кубических... затаскивать домой можно, высота где-то чуть больше метра... 60-70годы. с 80Гц.
- 2. Закрытый корпус. 1963 изобретён компрессионный корпус (closed box, sealed box, acoustical suspension). Суть: гибкий подвес - больше гибкости воздуха в ящике. Когда ящик маленький воздух работает как пружина, а подвес - гибкий. Громкоговоритель сидит на воздушной подушке. Итого, ещё раз: маленький объём корпуса, сжатый воздух и тяжелая подвижная система (диафрагма) с гибким подвесом.
- 3.Корпус с фазоинвертором (Vented box, ported box, bass-reflection) устройство, которое поворачивает фазу (сдвигают фазу задней волны). Частота настройки фазоинвертора совпадала с первой резонансной частотой громкоговорителя.
Разновидности систем с фазоинвертором:
- лабиринт/трансмиссионная линия. Позволяет сделать сдвиг на более низких частотах (более низкая по частоте настройку фазоинвертора). Давление увеличивается только на одной частоте на 3 дБ, а потом быстро спадает - работает как фильтр 4го порядка (более круто спадают низкие частоты со скоростью 24 дБ на октаву, звук на низкой частоте кажется громче).
- фазоинвертор с двойной камерой (тоже расширяет частотный диапазон и даёт возможность настроить на более низкую частоту).
- с пассивным излучателем/радиатором. Второй излучатель без магнитной цепи, ловит заднюю волну от другого и даёт его звук в фазу. Легче настраивать, но он дороже стоит.
- корпус типа полосового фильтра или band-pass. Внутри стоит громкоговоритель, одна камера с фазоинвертером, а вторая - закрытая. Есть 4го и 6го порядка. Получается, что он сам себя фильтрует.
- изобаррик. Один громкоговоритель подкачивается другим. Стоят друг за другом в одном корпусе.
Фильтры
Практически все современные высококачественные акустические системы являются многополосными, то есть состоящими из нескольких громкоговорителей, каждый из которых работает в своем диапазоне частот. Это обусловлено тем, что практически невозможно создать динамический громкоговоритель, который обеспечивал бы излучение в широком диапазоне частот с малым уровнем искажений (в первую очередь, интермодуляционных, а также переходных, нелинейных и др.) и широкой характеристикой направленности. Поэтому в акустических системах (как профессиональных, так и бытовых) используют несколько громкоговорителей (низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные, иногда супервысокочастотные), а для распределения энергии звукового сигнала между ними включают электрические разделительные фильтры.
Фильтром называется устройство, пропускающее определенные спектральные составляющие в сигнале и не пропускающее (ослабляющее) остальные. Фильтр может быть реализован в виде аналоговой схемы (пассивные и активные фильтры), а также реализован программно или в виде цифрового устройства (цифровые фильтры).В современных акустических системах применяются как пассивные, так и активные фильтры (кроссоверы).
Основными параметрами, определяющими свойства фильтров, являются:
- полоса пропускания — область частот, в которой фильтры пропускают сигнал;
- полоса задерживания — область частот, где фильтры существенно подавляют сигнал;
- частота среза fср — частота, на которой сигнал ослабляется на 3 дБ по отношению к среднему уровню в полосе пропускания.
По характеру расположения полосы пропускания и полосы задерживания фильтры разделяются на четыре основных типа.
Фильтры нижних частот (ФНЧ) пропускают низкочастотные составляющие в спектре сигнала (от нуля до частоты среза) и подавляют высокочастотные. Используются для низкочастотных громкоговорителей. Форма частотной характеристики показана на рис. 2.
Фильтры высоких частот (ФВЧ) пропускают высокочастотные составляющие (от частоты среза и выше) и подавляют низкочастотные.
Полосовые фильтры (ПФ) пропускают определенные полосы частот (от fср1 до fср2) и подавляют нижние и верхние частоты. Применяются для среднечастотных громкоговорителей, рис. 2.
Кабель
Кабель - провод от усилителя к акустической системе.
1) большое диаметр, чтоб не было пересыщения;
2) общее сопротивление кабеля, чтоб было маленькое, чтоб не было потери мощности (меньше 0,5 Ома);
3) чтоб не было спада на высоких частотах (если посмотреть на схему кабеля, можно увидит, что это аля фильтр низких частот).
11. Основные виды низкочастотных оформлений в акустических системах (закрытые, с фазоинвертором, с пассивным излучателем, типа "полосовых фильтров" и др). Принципы устройства, акустические характеристики.
В настоящее время используется большое многообразие конструкций низкочастотных оформлений: с пассивным излучателем, с двойной камерой, типа "лабиринт", типа "полосовой фильтр" и др. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки (об этом поговорим в следующих статьях). Принципиально важным этапом в их развитии явилась создание в 1971-1973 годах теории расчета низкочастотных оформлений (авторы Neville Thiele и Richard Small), основанной на аналогии с теорией фильтров. Это позволило перевести на научную основу проектирование корпусов, создать соответствующие компьютерные программы, которые широко используются в практике проектирования громкоговорителей. Для обеспечения качественного воспроизведения средних и высоких частот были отработаны различные способы звуко- и виброизоляции, а также созданы овальные формы корпусов (в основном для высокочастотных громкоговорителей) для снижения дифракционных искажений.
Если в корпусе установлены два одинаковых громкоговорителя на один фазоинвертор, то это называется "низкочастотное оформление с симметричной нагрузкой" (если громкоговорители включены в противофазе, то такое соединение называется "push-pull"). Такого типа оформления часто используются в настоящее время в низкочастотных блоках (субвуферах), которые широко применяются в аппаратуре для домашнего кинотеатра и др.В этих же блоках используются двойные оформления (типа Isobarik), когда два низкочастотных громкоговорителя нагружены на закрытую дополнительную камеру. Один работает на внутренний объем (закрытый или с фазоинвертором), другой излучает во внешнюю среду — это позволяет снизить частоту среза, уменьшить уровень гармоник, особенно четных, и уменьшить общий объем системы (рис. 9).
теория расчета основных видов низкочастотных оформлений глубоко проработана и практически полностью переведена на компьютерные методы. Приближенные методы расчета будут приведены в следующей статье.
Микрофоны
Направленность микрофона – это чувствительность микрофона к звуку в зависимости от направления или угла с которого приходит звук.
В микрофонах используется несколько характеристик направленности. Они обычно изображаются в виде полярных диаграмм, чтобы графически отобразить вариации чувствительности в зоне 360 градусов вокруг микрофона, принимая микрофон за центр окружности, и ставя точку отсчета угла перед микрофоном.
С точки зрения направленности различают три основных типа микрофонов:всенаправленные микрофоны, однонаправленные микрофоны
двунаправленные микрофоны,
всенаправленный микрофон
имеет одинаковый выходной уровень при любом направлении. Он покрывает всеградусы. Всенаправленный микрофон улавливает максимальное количество пространственных звуков. При применении во время концерта всенаправленный микрофон должен быть расположен очень близко к источнику звука. Кроме того, можно повернуть всенаправленный микрофон в сторону от ненужных источников звука, таких как порталы, что может вызвать заводку.
однонаправленный микрофон
Отмечено, что однонаправленный микрофон проявляет чувствительность к звуку, приходящему с одного направления, и меньшую чувствительность к остальным. Типичной картиной для таких микрофонов является кардиоидная характеристика (своеобразная диаграмма в форме сердца). Наибольшая чувствительность, при этом, достигается на направлении вдоль оси микрофона, а наименьшая - в противоположном направлении. Эффективный угол работы кардиоидного микрофона составляет 130 градусов.
Таким образом кардиоидный микрофон улавливает почти треть (360/3=120) пространственных звуков по сравнению со всенаправленным. Однонаправленные микрофоны отделяют необходимый прямонаправленный звук от посторонних и пространственных звуков.
Использование такого микрофона часто является необходимым мероприятием. В некоторых случаях - это единственный способ уменьшить проникновение звука в канал музыкальных инструментов. Необходимо отметить, что они имеют зону улавливания непосредственно сзади.
двунаправленный микрофон
Двунаправленный микрофон обладает намного большей чувствительностью как спереди, так и сзади, но сбоку уровень чувствиельности меньше. Уровень пространственного шума такой же, как и у однонаправленного. Данный вид микрофона применяется для улавливания звука от двух противоположных источников, например, вокального дуэта.
Так как однонаправленные микрофоны не столько чувствительны к звукам приходящим не по оси, чем всенаправленные, они воспринимают меньше пространственного звука.
Конденса́торный микрофо́н — тип конструкции микрофона.
Представляет собой конденсатор, одна из обкладок которого выполнена из эластичного материала (обычно полимерная плёнка с нанесённой металлизацией), которая при звуковых колебаниях изменяет ёмкость конденсатора. Если конденсатор заряжен, то изменение ёмкости конденсатора приводит к изменению напряжения, которое и является полезным сигналом с микрофона. Для работы такого микрофона между обкладками должно быть приложено поляризующее напряжение, 60-80 вольт в более старых микрофонах, а в моделях после 60-70х годов 48 вольт. Такое напряжение питания в настоящее время стало стандартом. Именно с таким фантомным питанием выпускаются предусилители и звуковые карты. Конденсаторный микрофон имеет очень высокое выходное сопротивление. В связи с этим, в непосредственной близости к микрофону (внутри его корпуса) располагают предусилитель с высоким (порядка 1 ГОм) входным сопротивлением, выполненный на электронной лампе или полевом транзисторе. Как правило, напряжение для поляризации и питания предусилителя подаётся по сигнальным проводам (фантомное питание).
Конденсаторные микрофоны обладают весьма равномерной амплитудно-частотной характеристикой и обеспечивают высококачественный захват звука, в связи с чем широко используются в студиях звукозаписи, на радио и телевидении. Недостатками их являются высокая стоимость, необходимость во внешнем питании и высокая чувствительность к ударам и климатическим воздействиям — влажности воздуха и перепадам температуры, что не позволяет использовать их в полевых условиях.
Динамический (электродинамический) микрофон — наиболее распространённый тип конструкции микрофона. Он представляет собой мембрану, соединённую с лёгким токопроводом, который помещен в сильное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Колебания давления воздуха (звук) воздействуют на мембрану и приводят в движение токопровод. Когда токопровод пересекает силовые линии магнитного поля, в нём наводится ЭДС индукции. ЭДС индукции пропорциональна как амплитуде колебаний мембраны, так и частоте колебаний.
Принцип действия электретного конденсаторного микрофона основан на способности некоторых диэлектрических материалов (электретов) сохранять поверхностную неоднородность распределения заряда в течение длительного времени.
Раздельные микрофонные стереосистемы
AB. При записи с помощью такой системы по фронту перед исполнителями устанавливаются два (или несколько включенных на один канал) одинаковых по чувствительности и направленности микрофона на некотором расстоянии друг от друга, так чтобы каждый канал мог работать на свою зону. Акустические оси микрофонов могут быть параллельными или развернутыми. Микрофоны могут быть как ненаправленными, так и направленными (например, две кардиоиды или две восьмерки). Общая схема записи показана на рис. 1. Пример промышленной реализации системы АВ показан на рис. 2. Поскольку основное влияние на локализацию при такой записи оказывает сдвиг по времени между звуковыми волнами от различных источников (так как при ненаправленных микрофонах разница по интенсивности будет только из-за разницы расстояний между левым и правым микрофоном до источника, и она не очень значительна, особенно на низких частотах), то систему относят к "временной стереофонии", хотя, если применять направленные микрофоны, то можно получить и более значительную разность по интенсивности, что сделает локализацию более отчетливой. Преимущества такой микрофонной системы заключаются в том, что она достаточно хорошо передает пространственную панораму в звукозаписи.
Однако, как показали экспериментальные исследования системы АВ, она обладает определенными недостатками, а именно: не точно передает информацию о позиции первичного источника звука при его перемещении и о скорости его движения. При движении реального источника звука (например, солиста вдоль сцены) аналогичное перемещение мнимого источника во вторичном помещении наблюдается только в достаточно узкой зоне. При увеличении отношения расстояния до микрофонов от источника (Y) к ширине базы между микрофонами (ВМ) искажения будут возрастать (например, когда Y/ВМ=1 искажения составят 50%, то есть мнимый источник будет проходить только половину пути вместе с реальным источником, а затем окажется локализованным в правом (или левом) громкоговорителе, хотя реальный источник будет продолжать двигаться). При этом будет происходить и искажение скорости движения реального источника. Результаты измерений показывают, что для расширения зоны правильной передачи движения звукового источника надо уменьшить отношение Y/ВМ, например, при Y/ВМ=0,1 правильность передачи движения будет составлять 75% пути. Однако возможности таких изменений ограничены, поскольку при уменьшении расстояния между микрофонами и источником (Y) возрастают искажения по глубине; при использовании ненаправленных микрофонов они меньше, чем при применении направленных микрофонов (кардиоидных или с характеристикой направленности "восьмерка"), но у двух последних повышается уровень низких частот за счет "эффекта близости". При этом искажения по глубине увеличиваются при движении источника от краев к центру (то есть центральные источники кажутся более удаленными). Кроме того, поворот микрофонов в системе АВ друг от друга также приводит к увеличению искажений по глубине, но при этом расширяется зона правильной передачи фронтального движения источника. Увеличение расстояния между микрофонами (ВМ) может приводить к нарушению музыкального баланса, то есть преувеличению громкости боковых источников и ослаблению центральных (провал середины, например, он имеет место при расстоянии между микрофонами больше 1 м, что на практике для двух микрофонов не используется, обычно применяемое расстояние 50-60 см). С уменьшением расстояния между микрофонами угол охвата расширяется, однако при приближении микрофонов на расстояние меньше 40 см стереоэффект практически исчезает. Выбор параметров системы АВ (расстояния между микрофонами, характеристик направленности и угловой ориентации, расстояния до источника звука и др.) — задача неоднозначная, зависит от особенностей ансамбля, жанра произведения и др. По совокупности искажений по фронту и глубине лучшим в системе АВ считается вариант с кардиоидными микрофонами. Изменяя значения Y/ВМ, в зависимости от поставленной творческой задачи можно подчеркнуть фронтальное или глубинное положение источника звука или усилить пространственность звучания.
Следует отметить, что в случае использования системы АВ возникают проблемы при необходимости совмещения записи в одну монофоническую фонограмму — из-за наличия временных сдвигов между канальными сигналами при совмещении появляются интерференционные искажения. Стереосистемы АВ используются, в основном, для передачи ощущения пространства (за счет натуральных реверберационных процессов в помещении). Для точной локализации отдельных источников внутри ансамбля система АВ менее полезна. Обычно система АВ используется с дополнительными центральными или совмещенными стереомикрофонами (например, типа XY и МS).
В практике звукозаписи используется также особая группа раздельных микрофонных стереосистем, в которых микрофоны размещены на близком расстоянии друг от друга (17-20 см), примерно равном диаметру головы. С одной стороны, это сохраняет "воздух", делает более открытым звук, с другой — обеспечивает лучшую совместимость с моно, так как разность фаз (то есть разница по времени прихода сигнала на каждый микрофон) незначительна и существенно сказывается только на высоких частотах.
К числу наиболее распространенных систем такого типа относятся ORTF, DIN, NOS и Baffle.
ORTF (Office de Radiodiffusion Television Francaise — французское национальное агентство по радиовещанию) использует два кардиоидных микрофона, разнесенных на 17 см под углом 110 град между капсюлями (рис. 3). Размещение микрофонов соответствует расстоянию между ушами, а угол моделирует теневой эффект человеческой головы. Поскольку здесь используется как различие между сигналами по интенсивности, так и по времени (последнее становится существенным на частотах выше 1000 Гц), эта техника создает четкий стереообраз, хорошую локализацию источников, обеспечивает угол охвата 95 град, сохраняет ощущение "открытости" и др., поэтому она широко используется в практике звукозаписи.
DIN (Deutsche Institute fur Normung — немецкий институт стандартизации) также является разновидностью системы АВ. Стереообраз создают два кардиоидных микрофона, размещенных под углом 90 град на расстоянии 20 см. Система создает временной и интенсивностно-разностный стереосигнал, обеспечивает угол охвата порядка 115 град, она полезна для записи на близких расстояниях, например, пианино, малых ансамблей и др.
NOS (Nederlandsche Omroep Stichting — радио Нидерландов) использует два кардиоидных микрофона, размещенных под углом 90 град на расстоянии 30 см друг от друга. Стереообраз также создается с помощью комбинации интенсивностной и временной стереофонии (поскольку здесь больше расстояние между микрофонами, чем у ORTF, разница по времени начинает сказываться уже с 250 Гц, что создает проблемы при необходимости совмещения с монопередачей). Эта техника используется, в основном, на близких расстояниях для записи малых ансамблей (угол охвата меньше 80 град).
Совмещенные микрофонные стереосистемы
Эта техника стереозаписи предполагает использование двух направленных микрофонов, расположенных в одной точке (практически они устанавливаются друг над другом, пример конструкции показан на рис. 6). Ширина стереообраза зависит от формы характеристик направленности микрофонов, их угла разворота и выбора места установки. В этих системах используется только интенсивностная разность сигналов в каналах, временные (фазовые) различия в них отсутствуют, поскольку расстояния от источника звука до обоих микрофонов одинаковы. Некоторые специалисты считают, что такая техника не обеспечивает достаточной пространственности, но дает четкий и сухой звук. Наиболее известные системы такого типа: XY, MS и Blumlein.
XY. В этой системе используются два направленных микрофона (две кардиоиды, две суперкардиоиды или две восьмерки), установленные на одной оси. Акустические оси микрофонов повернуты и образуют некоторый угол, чаще всего в пределах 60-130 град, в зависимости от размеров звукового источника и расположения микрофонной пары.
Пример конструкции стереомикрофона фирмы Neumann показан на рис. 6. Стереофонический эффект возникает здесь за счет разностей интенсивностей сигналов от источника (так называемая "интенсивностная "стереофония). Система XY дает правильное соответствие мнимого и реального источников, если он находится в определенных угловых пределах. Связь между углом разворота микрофонов (стереоуглом) и углом охвата при записи показана на рис. 7 для кардиоидных и суперкардиоидных микрофонов. Благодаря отсутствию в сигналах левого и правого каналов временных сдвигов, система XY обладает хорошей совместимостью с монофонической системой. В этой системе должны выполняться жесткие требования к остроте и идентичности характеристик направленности микрофонов (иначе не удается получить разность по интенсивности), кроме того, у направленных микрофонов проявляется "эффект близости" при приближении к источнику. Поэтому часто используются более направленные микрофоны (супер- или гиперкардиоидные), поскольку их можно установить на большем удалении при сохранении отношения сигнал/шум. В этом случае "эффект близости" проявляется меньше, но и угол охвата у них будет меньше.
Однако при использовании этой системы также возникают искажения пространственной панорамы по глубине и по фронту (они будут рассмотрены совместно со следующей системой — MS).
MS. Эта система также содержит два совмещенных микрофона в одной точке, но с различающимися характеристиками направленности, сигналы которых подвергаются суммарно-разностному преобразованию. Обычно используются два совмещенных микрофона с характеристиками направленности круг-восьмерка или кардиоида-восьмерка (рис. 8). Название системы образовано первыми буквами слов Mittel (середина) и Seite (сторона). Напряжение на выходе микрофона М будет неизменным (если выбран ненаправленный микрофон) при любом положении источника, а напряжение с микрофона S определяется формой его характеристики направленности (восьмерки): при положении источника слева или справа оно будет максимальным, при положении в центре равно нулю. Поэтому при расположении источника под углом +90 град выходное напряжение будет равно сумме напряжений с микрофонов М и S, при положении источника под углом 0 град оно будет равно только напряжению с М-микрофона, а при положении -90 град оно равно разности напряжений с М- и S-микрофонов. В результате суммарно-разностного преобразования формируются сигналы в двух каналах передачи. Система MS требует введения в схему дополнительных узлов: суммарно-разностных преобразователей, стереорегуляторов направления и базы, но она имеет и ряд преимуществ перед системой XY, например, дает возможность легко регулировать как общую ширину базы, так и ширину отдельных участков, занятых группами исполнителей. MS-техника обеспечивает точную локализацию источников внутри ансамбля и очень полезна для записи движущихся источников звука. Она обеспечивает хорошую моносовместимость и гибкость при микшировании.
Искажения по глубине в системах XY и MS больше, чем в системе АВ, они уменьшаются при удалении от источника звука. В отличие от системы АВ при смещении источника от центра к краям искажения возрастают (в системе АВ происходит наоборот) — слушателю кажется, что по мере смещения реального источника от центра базы к краю сцены мнимый источник удаляется в глубину.
В системах XY и MS также возникают искажения в передаче фронтального движения источника (по протяженности фронта и скорости движения), они зависят от вида характеристик направленности микрофонов, от расстояния до источника (чем оно больше, тем больше сокращение фронта, но меньше искажения скорости движения). Поворот микрофонов к оси вызывает увеличение искажений фронтального типа. Пространственная реверберация в таких системах проявляется значительно меньше, чем в системе АВ.
Поэтому довольно часто выбирается комбинированная система АВ и XY или MS.
Blumlein — совмещенная стереотехника (разновидность XY-стереофонии), использующая два микрофона с характеристикой направленности типа "восьмерка", установленных в одной точке под углом 90 градусов. За пределами определенного угла охвата смещение реального источника не сопровождается соответствующим смещением мнимого источника. Эта техника в настоящее время используется редко.
Overhead (микрофоны над головой)
За счет размещения микрофона выше музыкальных инструментов на большом расстоянии часто оказывается возможным получить более натуральный тембр, так как звуки от разных индивидуальных инструментов достигают микрофонов с более реальным распределением по времени, чем при их близком расположении. Кроме того, имеется возможность записать при этом несколько первых отражений в помещении, что больше соответствует естественному окружению инструментов.
Spaced Оmni — ненаправленные микрофоны устанавливаются на стойках перед исполнителем на высоте 1,2-2,4 м, для улучшения пространственности их иногда поднимаются на 3 м или выше. Эта техника дает глубину и хороший стереообраз, но может вносить фазовые искажения.
Decca Tree — эта техника была развита на британской студии Decca Records в середине 50-х и до сих пор еще используется. Три ненаправленных микрофона размещаются на стойках на 3-3,7 м выше и слегка позади головы дирижера. Они наклонены приблизительно на 30 град вниз по направлению к оркестру и установлены под определенным углом друг к другу: один направлен в центр, два других — под 45 град от центра (рис. 9). Расстояние между стойками правого и левого микрофона приблизительно 2 м, центральный микрофон сдвинут на 1,5 м вперед. Кроме
