При проектировании системы линейного массива ключевым моментом является комплексный подход. При работе с профессионалами в области звукового дизайна и установки над этим проектом убедитесь, что они учитывают все аспекты всей системы.
Фильтры верхних частот отфильтровывают низкие частоты, которые могут помешать прохождению аудиосигнала, например шум от вентиляторов, холодильников и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
ЦСП
DSP (цифровая обработка сигнала) — это «мозг» внутри активного динамика, который управляет звуковой информацией, манипулируя единицами и нулями для достижения определенного эффекта. Это выходит за рамки простого предотвращения искажений на низких уровнях громкости или добавления низких частот на высоких уровнях громкости; скорее, он создает различные звуки для имитации различных пространств или специальных эффектов — подобно тому, как приложения для смартфонов используют DSP для добавления эффектов реверберации и задержки и имитации различных комнат при прослушивании музыки в наушниках.
DSP играют неоценимую роль в системах линейных массивов, выполняя сложные вычисления, чтобы гарантировать, что все динамики имеют одинаковый уровень звукового давления рта и полное покрытие. Кроме того, DSP может помочь контролировать горизонтальные шаблоны дисперсии для равномерного звукового поля для слушателей.
Некоторые линейные массивы имеют встроенные возможности DSP, в то время как другим для работы системы требуется усилитель с собственным выделенным DSP. Большинство современных линейных массивов используют оба подхода для надлежащего питания динамиков без перегрузки или повреждения их слишком большой мощностью.
Эти DSP обладают расширенными функциями, которые полезны для создания различных акустических откликов и лучей для фокусировки направления звука для улучшения разборчивости речи в средах с раздражающей реверберацией. Кроме того, оптимизация в реальном времени гарантирует, что все динамики в большом помещении работают на пиковых уровнях производительности.
Проектирование DSP требует сложных математических вычислений, поэтому выбор архитектуры, способной справиться с этой задачей, имеет большое значение. Оптимальные решения используют расширения DSP на процессоре Arm, которые позволяют выделить больше вычислительной мощности для аудиоалгоритмов, чем было бы доступно в противном случае, помогая разработчикам избегать дополнительных затрат, сложности и барьеров кодирования, вызванных использованием нескольких процессоров.
DSP в системах линейных массивов могут использоваться для расчета задержек и затенения громкости для каждой зоны динамика в массиве. Этот расчет может быть особенно сложным для систем линейных массивов из-за наличия множества отдельных зон твитера (обычно 12) и 8 отдельных зон сабвуфера; для каждой зоны требуется своя собственная задержка, чтобы достичь одинаковых уровней звукового давления во рту.
Кроссоверы
Для эффективной, высококачественной акустической системы необходим кроссовер, который соответствующим образом ограничивает полосы пропускания обоих динамиков, тем самым снижая уровень искажений и создавая интегрированную частотную и мощностную характеристику как по оси, так и вне ее.
Это означает, что выход ОБОИХ драйверов будет соответствовать более точно, обеспечивая лучшую разборчивость и равномерное покрытие по всей зоне прослушивания. Плохо спроектированная сеть фильтров может увеличить искажение акустического выхода для обоих драйверов, что снизит общую производительность.
Кроссоверы необходимы в каждой аудиосистеме, независимо от области применения. От домашних кинотеатров и профессиональных систем PA до гастрольных приложений кроссоверы помогают направлять соответствующие частоты непосредственно на каждый динамик — в данном случае, низкие/средние и высокие частоты соответственно — с правильной конструкцией, гарантирующей, что частоты эффективно достигают обоих динамиков.
Существуют различные типы кроссоверов, от базовых фильтров первого порядка до более сложных конструкций. Хотя некоторые кроссоверы могут быть встроены непосредственно в сами динамики или отдельные компоненты, которые вы подключаете между усилителями и динамиками, для хорошей, высококачественной акустической системы требуются как активные, так и пассивные кроссоверы для достижения оптимальных результатов.
Эффективный пассивный или активный кроссовер, разработанный с особой тщательностью, уменьшит потери и искажения, обеспечивая динамикам стабильное сопротивление нагрузки, эффективно ограничивая их полосу пропускания, чтобы ограничить уровни искажений и обеспечить равномерную частотную характеристику как по осевой частотной характеристике, так и по мощности (общая выходная мощность всех динамиков).
Одной из самых больших ошибок при проектировании акустической системы является использование в ее кроссовере деталей более низкого качества, что приводит к значительному ухудшению характеристик.
Производители иногда полагаются на электролитические конденсаторы в критических последовательных цепях в качестве мер экономии средств по сравнению с более производительными воздушными полимерными конденсаторами, однако эти детали, как правило, обладают более высокой диэлектрической постоянной, что может добавить искажений по сравнению с более дорогими альтернативами. Хорошо спроектированный громкоговоритель обычно заменяет такие электролитические конденсаторы на пленочные конденсаторы с более низким значением, чтобы избежать их потенциального негативного влияния на общую производительность.
Корректировки в реальном времени
DSP дает живым настройкам больше свободы, чем когда-либо, применяя коррекцию помещения и другие передовые алгоритмы DSP к массиву. Благодаря этому он может стать акустически идеальным в любой среде или настроенным на определенные жанры или музыкальные стили; некоторые высококачественные аудиосистемы даже оснащены предустановками для популярной, рок-, джазовой и других типов музыки — эти функции DSP оказывают огромное влияние на то, как работают динамики, и могут значительно повысить производительность.
Одно из основных применений DSP — исправление акустических несоответствий, вызванных размерами помещения и отражениями. Передовые системы DSP анализируют ваше пространство перед применением фильтров для нейтрализации этих эффектов, обеспечивая гораздо более чистое качество звука из ваших динамиков, поскольку они раскрывают детали, ранее скрытые отражениями помещения.
Технология DSP также может быть использована для коррекции частотной характеристики динамиков. Хотя это может быть сложно без измерительного оборудования с высоким разрешением, при правильной калибровке вы можете получить очень точную реакцию динамика. Делать это вручную было бы похоже на попытку выделить бактерии в моче с помощью увеличительных стекол — невозможно и в лучшем случае некачественно!
Чтобы сделать это эффективно, необходимо понять, как взаимодействуют частота и фаза в громкоговорителе. Начните с просмотра как осевого, так и внеосевого отклика вашего громкоговорителя с помощью аудиоанализатора; затем проверьте кривую комбинирования, чтобы убедиться, что оба громкоговорителя суммируют акустически равномерно.
Далее необходимо определить, насколько далек отклик вашего динамика от целевого значения. Это можно сделать, сравнив отклики на оси и вне оси с кривой отклика, предоставленной вашим производителем; если желаемый отклик находится в пределах одного децибела от фактически измеренного, то все в порядке.
В качестве последнего шага убедитесь, что ваши динамики настроены с одинаковой полярностью и правильно сконфигурированы для предполагаемого использования. Например, если вы планируете использовать два трехполосных боковых заполнения и один клин Cue в качестве заполнений, убедитесь, что все фильтры DSP настроены в соответствии с этой конфигурацией; в противном случае вы рискуете столкнуться с непоследовательным откликом и проблемами фазы, которые сделают создание превосходно звучащей системы более сложным с первого дня.
Оптимизация
Поскольку цифровая революция продолжает преобразовывать наши аудио-опыты, технология DSP становится неотъемлемым компонентом. От простого выравнивания до сложных алгоритмов коррекции помещения, эта универсальная технология может использоваться для всего, от выравнивания музыкальных треков до автоматической коррекции вашей среды в реальном времени – некоторые сложные системы даже используют DSP для мониторинга изменений в реальном времени и вносят изменения самостоятельно! Интересно, что расширенный DSP становится важным элементом в персонализации звуков, а не просто для их коррекции.
DSP предлагает несколько ключевых преимуществ, которые улучшают производительность динамиков. Он может улучшить частотную характеристику, уменьшить искажения и устранить проблемы, вызванные кроссоверами, такие как сдвиг фазы. Поскольку кроссоверы являются электрическими устройствами, их выходные изменения происходят всякий раз, когда изменяется их наклон или выравнивание — независимо от того, подключен ли кроссовер.
Кроссоверы изменяют фазовое соотношение между высокими и низкими частотами в динамиках, но они также влияют на другие факторы. Например, динамики, установленные дальше от микрофона, будут иметь более длинные волны, что изменяет выход в 1,36 раза независимо от наклонов кроссовера.
Проверка треков во время эквализации и калибровки имеет важное значение для установления базовых целевых значений частотной характеристики и проверки того, воспроизводит ли ваша система реалистичный звук при выбранной громкости воспроизведения.
Технология DSP также может улучшить другие аспекты производительности акустической системы, включая когерентность полярности между динамиками и ранние уровни отражения относительно прямого звука для улучшения иммерсивного звука и производительности стерео. Аналоговые системы требуют ручной настройки; поэтому эти проблемы должны управляться цифровыми средствами более легко.
Серия LEA Connect использует DSP для максимизации производительности модулей линейного массива. Его усовершенствованный 96 кГц DSP обеспечивает быстрый мониторинг нагрузки и динамически регулирует входное напряжение в соответствии с фактическим потреблением энергии, защищая динамики от перегрузок и избегая повреждений. Кроме того, обнаружение пиков в реальном времени гарантирует, что усилители работают с максимальной эффективностью для максимальной надежности и долговечности работы, создавая более надежные системы с большей производительностью и более длительным сроком службы.
