Nayteikkuna

Impulssista selviää aika

Viimeksi olimme impulssilla polariteetin perässä, ja sen tulkinta ei ollut ihan yksiselitteistä. Mutta nyt helpottaa edes vähän: ajan löytäminen impulssivasteesta on helppoa. Tulkintaa aiheuttavat vain mahdolliset heijastukset. Kun muistaa, että suora ääni saapuu aina ensimmäisenä ja osaa edes vähän laskea äänen kulkuaikaa, niin eri kaiuttimien saapumisajat löytyvät helposti. Mutta kuten viime numerosta muistamme, impulssista erottuvat korkeat taajuudet helposti. Eli aika saadaan impulssilla kohdalleen vaivatta korkeiden taajuuksien osalta. Se miten käy muille taajuuksille, riippuu kaiuttimista ja kaiutinvalmistajista.

Ajalla on merkitystä

Vähänkin isompaan kaiutinjärjestelmään tulee aina saumakohtia eli sellaisia alueita, joissa useampi kuin yksi kaiutin (tai kaiutinryhmä) on kuultavissa samanaikaisesti. Kaiutinjärjestelmän virittäjän on pidettävä huolta, että äänet eri kaiuttimista saapuvat tähän saumakohtaan samalla hetkellä. Kaiuttimen fyysinen sijainti vaikuttaa eniten tähän äänien saapumiseen. Lisäksi järjestelmän sähköinen viive ja latenssi vaikuttavat aikaan. Jos koko järjestelmä kulkee saman prosessoinnin läpi, on silloin latenssi usein yhteneväinen.
Saumoja syntyy esimerkiksi pääkaiutinjärjestelmän (Main PA) ja etufillien (front fill) välille. Usein tarvitaan erilliset ulkofillit (out fill), ja silloin meillä on taas lisää saumoja ajastettavana. Viivekaiuttimet (delay speakers) tarvitsevat varmasti nimensä mukaisesti viivettä. Nämä kaikki esimerkit ovat kokoaluekaiuttimien välisiä saumoja.
Äänijärjestelmän pääkaiuttimet voivat koostua useammista kaiutinyksiköistä. Nämä saumat saattavat vaatia myös huomiota. Esimerkiksi erilliset matkojen mukaan asetetut kaiuttimet muodostavat aikanaan vaikkapa PA left –kaiutinkokonaisuuden ja nämä eri kaiuttimien akustiset kohtaamispisteet ovat järjestelmän virittäjän vastuulla.
Vastaavia saumoja syntyy eri taajuusalueita tuottavien kaiuttimien välille. Esimerkiksi kokoaluekaiuttimen ja matalia taajuuksia tuottavan sub-kaiuttimen välille syntyy jälleen sauma, jonka sopivuudesta meidän tulee huolehtia. Jakopisteiden alue kaiuttimessa itsessään on myös tällainen sauma, mutta onneksi usein kaiutinvalmistaja on huolehtinut siitä meidän puolestamme. Isossa kaiutinjärjestelmässä näitä saumakohtia riittää tarkistettavaksi ja ajastettavaksi. Osa on huolehdittu toivottavasti kaiutinvalmistajan toimesta, mutta silti aika monta jää meille järjestelmää virittäville.

Kysymys on signaalien summautumisesta

Kaksi täysin samaa koherenttia signaalia antavat summautuessaan meille kuusi desibeliä lisää ääntä. Pääkaiuttimen äänenpaine on 90 desibeliä ja lisäämme siihen viivekaiuttimen, jonka äänenpaine on myös 90 desibeliä. Kun signaalit saapuvat täysin samaan aikaan, saadaan kyseiseen paikkaan aikaiseksi 96 desibelin äänenpaine. Näin tulisi tapahtua kaikilla taajuuksilla. Tämä on meidän kova tavoitteemme, ja tavoitteen saavuttaminen vaatii monen asian toteutumista. Sama signaali, sama äänenpaine, sama vaihevaste ja sama aika. Kaikkien näiden yhtäläisyyksien tulee toteutua, jotta homma onnistuu. Ja taajuusvastehan on tietysti myös sama, muuten äänenpaine ei ole sama taajuuksittain. Samanlaiset kaiuttimet olisivat hyvä ratkaisu kohti tätä täydellistä maailmaa. Näin ei useinkaan ole, vaan kaiuttimet on valittu etäisyyden mukaan erilaisilla suuntakuvioilla ja herkkyyksillä. Toivottavasti tässä vaiheessa avuksemme rientää valveutunut ja huolellinen kaiutinvalmistaja. Kaiuttimien samanmerkkisyys koko järjestelmässä saattaa auttaa. Osa kaiutinvalmistajista ei ole kiinnittänyt asiaan mitään huomiota, osa taas on huolehtinut yhteneväisestä soinnista ja vaihevasteesta monien malliensa kesken.

Muista oikea työjärjestys

Kaiutinjärjestelmä on verifioitu jo muutama numero taaksepäin. Kaikki on ehjää, kaapelointi kunnossa ja polariteetit täsmäävät. Jos näin ei ollut, niin nyt asiat on korjattu. Seuraavaksi on vuorossa karkea tasojen asettelu, ja sen jälkeen tarkistetaan ja mahdollisesti korjataan taajuusvaste yksittäisiltä kaiuttimilta. Tämän mahdollisen ekvalisoinnin jälkeen asetetaan tasot tarkasti kohdalleen. Pyrkimyksenä tietysti tasainen äänenpaine koko katsomoalueelle. Tämän jälkeen on aikojen asettamisen vuoro. Ja aikanaan, kun kaikki nämä työvaiheet on käyty läpi, pitää vielä tarkastaa useampien kaiutinryhmien vaikutus ekvalisointitarpeeseen.

Mistä mitataan?

Otetaan esimerkiksi PA vasen ja saman puolen front fill -kaiutin.


Olet kuvan 1. pisteessä A ja kuuntelet pelkkää PA-kaiutinta. Pisteessä B olet front fillin alueella, ja se voittaa tähän pisteeseen äänenpaineessa PA:n selvästi. Nämä eivät ole meidän mittapaikkojamme ajan suhteen. Nämä mittapisteet A ja B ovat oikeat paikat äänenpaineen tarkastamiseen ja mahdolliseen säätöön. Front fillien kohdalla ekvalisointi on hyvä suorittaa myös tähän pisteeseen. Varsinaisen PA:n osalta ekvalisoinnin mittapiste sijaitsisi luultavasti hieman kauempana. Näiden ääripäiden väliltä pitää löytää piste X, jossa molemmat kaiuttimet ovat kuultavissa yhtä lujaa. Jos tässä saumassa ei aika täsmää, kuulemme eriaikaisia signaaleja tai taajuusvaste kärsii ajan aiheuttamasta vaihe-erosta.
Erillisillä taajuusvastemittauksilla tarkastelemme signaalin tasoa ja asettelemme mikrofonin juuri oikeaan kohtaan. Tämä työvaihe tuntuu usein unohtuvan. Mikrofoni asetetaan katseen perusteella. Ei edes kuullun perusteella. Minä asetan sen mittausten perusteella.

Kuva 2. kertoo meille äänenpaineiden olevan yhteneväiset tähän mittapisteeseen X. Pääkaiuttimina toiminut Q1 line array -järjestelmä on punainen ja front fillinä toiminut Q7-kaiutin on kuvassa sinisellä.
Sitten suoritamme erilliset mittaukset ja vaihdamme tuijotettavaksi ikkunaksi impulssivasteen. Impulssivasteesta löydämme ajat ja sen mukainen viivästys asetetaan kaiutinprosessorilla.

 

Kuva 3. ilmaisee meille, että front fillejä tulee viivästää tasan 3 millisekuntia (12,71 ms – 9,71 ms = 3,00 ms). Pitää ilmeisesti laittaa lotto vetämään, sillä tämä tasalukuun päättyvä esimerkki löytyi vanhoista mittauksistani, eikä ole siis manipuloiden tehty.


Tarkistamme vielä signaalien saapumisen samanaikaisesti. Tämän jälkeen meitä kiinnostaa näiden kahden signaalin summautuminen. Nyt laitamme molemmat kaiuttimet päälle ja katsomme, mitä meille tässä pisteessä tapahtuu. Jos saamme aikaiseksi kauniin summautumisen kaikilla taajuuksilla, on homma paketissa. Jos näin ei käynyt, niin sitten meidän pitää avata kolmas ikkuna analysaattoriohjelmistosta: phase response eli vaihevaste. Sen uskallamme avata vasta seuraavan numeron viivekaiuttimia käsittelevän artikkelin yhteydessä.


Oheinen teksti on julkaistu alunperin Reima Saarisen vakiopalstalla Riffi-lehden painetussa numerossa 7/2010.

Vaikuttiko juttu kiinnostavalta? Samaa aihepiiriä käsitteleviä artikkeleita sekä Reiman tuoreet evästykset löydät painetusta Riffi-lehdestä.
Riffiä myyvät Lehtipisteet, kirjakaupat ja hyvin varustetut soitinliikkeet kautta maan. Lehteä sekä irtonumeroita voi tilata myös suoraan kustantajalta näillä sivuilla olevan Riffi-kaupan kautta.
Lehden digitaalinen versio vuosikerrasta 2011 alkaen on ostettavissa myös Lehtiluukkupalvelusta
 

20.12.2013
|
Reima Saarinen
Tekninen toteutus: Sitebuilders Finland Oy