Система звукоусиления представляет собой комплекс из микрофонов, процессоров сигналов, усилителей и громкоговорителей в акустических системах, управляемый микшерным пультом. Система усиливает живой или предварительно записанный звук и может передавать этот звук на более широкую или удалённую аудиторию. Во многих ситуациях система усиления звука используется также для улучшения или изменения источников на сцене, как правило, с помощью электронных эффектов, таких как реверберация, а не просто для усиления исходного звука без изменений.
Система звукоусиления для на стадионе может быть крайне сложной. Она включает сотни микрофонов, сложные системы и системы обработки сигналов, усилители мощности в десятки тысяч ватт и множество звуковых колонок, за работой которых следит команда звукорежиссёров и техников. С другой стороны, система звукоусиления может быть очень простой, например, система, состоящая из одного микрофона, подключённого к 100-ваттной для исполнителя-гитариста, выступающего в небольшом кафе. В обоих случаях эти системы усиливают звук, делая его громче или распространяя его на более широкую аудиторию.
Основные концепции
Типичная система звукоусиления включает в себя входные преобразователи (например, микрофоны), которые преобразуют звуковую энергию, такую как пение, в электрические сигналы , которые меняют характеристики сигнала (например, эквалайзеры, регулирующие низкие и высокие частоты и компрессоры, снижающие пики сигнала) усилители, которые создают мощную версию результирующего сигнала, способную управлять громкоговорителем выходные преобразователи (например, громкоговорители в акустических колонках), которые преобразуют сигнал обратно в звуковую энергию (звук, слышимый аудитории и исполнителями). Эти основные части включают в себя различное количество отдельных компонентов для достижения желаемой цели — усиления и уточнения звука для аудитории, исполнителей или других лиц.
Сигнальный канал В больших звуковых системах усиления звука путь сигнала обычно начинается с входных разъёмов, которыми могут быть звукосниматели инструментов (на электрогитарах или бас-гитарах) или микрофоны, используемые исполнителями, или микрофоны, установленные перед инструментом, или гитарным усилителем. Эти входные сигналы снимаются толстым многожильным кабелем, который иногда называют «змеёй» и который передаёт сигналы от всех источников на один или несколько микшерных пультов.
В кафе или небольших ночных клубах многожильный кабель может вести только к одному микшерному пульту, используемому звукорежиссёром для регулировки звука и громкости вокала и инструментов на сцене, которые зрители слышат через основные колонки, а также громкость сценических мониторов, направленных на исполнителей.
Концертные залы среднего и большого размера направляют обычно сигналы со сцены на две микшерные консоли — на основную, напротив сцены, и консоль на сцене, которая часто располагается сбоку от сцены. В этих случаях требуется по меньшей мере два звукорежиссёра.
Когда сигнал поступает на вход микшерного пульта, звукорежиссёр может изменять его различными способами. Сигнал можно корректировать (например, путём регулировки низких или высоких частот звука), сжимать динамический диапазон (во избежание нежелательных пиков сигнала), или (то есть, послать на левый или правый динамики). Сигнал может быть послан также на внешнее устройство эффектов, такое как эффект реверберации, который смешивает в различных пропорциях мокрую (обработанную) версию сигнала с сухим (исходным) сигналом. Многие электронные устройства эффектов используются в системах звукоусиления, включая линии задержки и реверберацию. На некоторых концертах применяются эффекты коррекции высоты тона (например, Auto-Tune), которые исправляют электронно фальшивое пение.
Микшерный пульт имеет также возможность отправки сигнала на дополнительные выходы aux sends (сокращение от «auxiliary send») на каждом входе канала, так что можно создавать отдельное смешение входных сигналов и отправлять его для других целей. Одно из применений aux sends — создание микса вокальных и инструментальных сигналов для мониторного микса (то, что слышат певцы и музыканты на сцене из своих мониторных колонок или внутриканальных мониторов). Другое применение aux send — выбор различных уровней определённых каналов (с помощью ручек aux send на каждом канале) и последующая маршрутизация этих сигналов на устройство эффектов. Распространённым примером второго применения aux sends является отправка всех вокальных сигналов рок-группы через ревербератор. Хотя реверберация обычно добавляется к вокалу в основном миксе, она редко применяется к электробасу и другим инструментам ритм-секции.
Обработанные входные сигналы затем микшируются с мастер-ползунками на пульте. Следующий этап в тракте прохождения сигнала обычно зависит от размера установленной системы. В небольших системах основные выходы часто направляются на дополнительный эквалайзер или напрямую на усилитель мощности, к которому подключены один или несколько громкоговорителей (обычно два, по одному с каждой стороны сцены в небольших помещениях, или большое количество в крупных залах). В крупноформатных системах сигнал обычно сначала проходит через эквалайзер, а затем на аудиокроссовер. Кроссовер разделяет сигнал на несколько частотных диапазонов, причём каждый диапазон направляется на отдельные усилители и акустические системы для низких, средних и высоких частот. Низкочастотные сигналы подаются на усилители, а затем на сабвуферы, а средне- и высокочастотные звуки обычно направляются на усилители, которые питают полнодиапазонные акустические системы. Использование кроссовера для разделения звука на низкие, средние и высокие частоты может привести к более «чистому», ясному звучанию (см. ) по сравнению с подачей всех частот через одну полнодиапазонную акустическую систему. Тем не менее, многие небольшие площадки по-прежнему используют одну полнодиапазонную акустическую систему, поскольку её проще настроить и она менее затратна.
Системные компоненты
Входные преобразователи
Много типов входных преобразователей можно найти в системе звукоусиления, причём микрофоны являются наиболее распространёнными входными устройствами. Микрофоны можно классифицировать по методу преобразования, диаграмме направленности или их функционального применения. Большинство микрофонов, используемых в усилении звука, являются либо динамическими, либо конденсаторными. Один тип направленных микрофонов, называемый кардиоидными широко используется в живом звуке, поскольку они уменьшают захват звука сбоку и сзади, помогая избежать нежелательной обратной связи от сценических мониторов.
Микрофоны, используемые для усиления звука, устанавливаются и крепятся различными способами, включая напольные стойки с утяжелённым основанием, на трибунах, на зажимах для одежды, на инструментах и на головных креплениях. Микрофоны на стойках также располагают перед инструментами для снятия звука. Микрофоны на головных креплениях и зажимах для одежды часто используют с беспроводной передачей, чтобы исполнители или выступающие могли свободно перемещаться. Среди первых, кто начал использовать микрофоны на головных креплениях, были кантри-певец Гарт Брукс, Кейт Буш и Мадонна.
Другие типы входных преобразователей включают магнитный звукосниматель, используемые в электрогитарах и бас-гитарах, для струнных инструментов, а также звукосниматели (картриджи) для пианино. Электронные инструменты, такие как синтезаторы, могут направлять свой собственный выходной сигнал напрямую на микшерный пульт. Для согласования некоторых из этих источников с входами консоли может потребоваться директ-бокс.
Беспроводные системы Беспроводные системы обычно применяются для электрогитар, бас-гитар, ручных микрофонов и систем внутриканального мониторинга. Это позволяет исполнителям свободно перемещаться по сцене во время выступления или даже выходить в зал, не опасаясь споткнуться о кабели или их отключить.
Микшерные пульты
Микшерные пульты являются сердцем системы звукоусиления. Именно здесь звукорежиссёр может регулировать громкость и тембр каждого входа, будь то микрофон вокалиста или сигнал от бас-гитары, а также сводить, корректировать (эквализировать) звук и добавлять эффекты к этому звуку. Смешивание сигналов для живого выступления требует сочетания технических и художественных навыков. Звукорежиссёр должен обладать экспертными знаниями в области настройки акустических систем и усилителей, уметь пользоваться устройствами создания эффектов и другими технологиями, а также иметь хороший слух для понимания, как должна звучать музыка, чтобы создавать хорошее смешение сигналов.
В одной системе звукоусиления можно использовать несколько микшерных пультов для различных задач. Основной микшерный пульт, расположенный перед сценой, обычно устанавливается там, где оператор может видеть происходящее на сцене и слышать то, что слышит публика. Для трансляций и звукозаписи микшерный пульт может находиться в звукоизолированной кабине или снаружи в передвижной телевизионной станции. На крупных музыкальных постановках часто используется отдельный микшерный пульт для мониторинга сцены, который предназначен для создания смешения исполнителей на сцене. Эти пульты обычно располагаются по бокам сцены, чтобы оператор мог общаться с артистами.
Сигнальные процессоры Сегодня небольшие звуковые системы для таких заведений, как бары и клубы, оснащаются функциями, которые ранее были доступны только профессиональному оборудованию. К ним относятся цифровые эффекты реверберации, , а в некоторых моделях — схемы , которые электронно определяют и предотвращают акустическую обратную связь, когда она превращается в проблему. Цифровые процессоры эффектов могут предлагать множество предустановленных и настраиваемых эффектов реверберации, эха и других подобных эффектов. Цифровые системы управления акустическими системами предоставляют звукорежиссёрам в одной аппаратной стойке цифровые задержки (для синхронизации работы динамиков), функции ограничения и частотного разделения, фильтры эквалайзера, сжатие диапазона и другие функции. В предыдущие десятилетия звукорежиссёрам приходилось перевозить большое количество монтируемых в аппаратные стойки аналоговых устройств эффектов для выполнения этих задач.
Эквалайзеры
Эквалайзеры — это электронные устройства, которые позволяют звукорежиссёрам управлять тембром и частотами звука в отдельном канале, группе (например, во всех микрофонах ударной установки) или всей сцены. Регуляторы низких и высоких частот являются простым видом эквалайзера. В профессиональных системах звукоусиления эквалайзеры представлены в трёх видах: полочные эквалайзеры (обычно для всего диапазона низких и высоких частот), графические эквалайзеры и параметрические эквалайзеры. Графические эквалайзеры имеют фейдеры (регуляторы ползункового типа), которые вместе напоминают кривую частотной характеристики, нанесённую на график. Фейдеры можно использовать для подъёма или срезания определённых частотных полос.
С помощью эквалайзеров можно усилить слишком слабые частоты, например, у вокалиста с невыразительным нижним регистром. Слишком громкие частоты, такие как «бубнящий» большой барабан, или чрезмерно резонирующая гитара типа дредноут, можно ослабить. Системы звукоусиления обычно используют графические эквалайзеры с центрами частот в одну треть октавы. Они, как правило, применяются для