Část 3. Jednobodový vs vícebodový zdroj a úvod k VHD5.0

Prvním typem vícebodových zvukových systémů byla jednoduše velká sestava reprosoustav, skládanch ve dvou osách. Velkým zlepšením v systémech další generace bylo skládání reprosoustav pouze v jedné, vertikální ose. Toto uspořádání má proti soustavám skládaných ve dvouch osách lepší frekvenční odezvu a zvýšené rozlišení systému. Avšak i přes toto zlepšení není frekvenční a impulzní charakteristika vertikálních systémů ideální a vykrytí pomocí těchto systémů je velmi nerovnoměrné. Typickým představitelem těchto systémů je tzv. line array system.

Kmitočtová charakteristika jedno-bodového a více-bodového zdroje

Line array systémy redukovali nepříznivé vlivy vícebodových systémů (narušená impulzní odezva, přenosová charakteristika) pomocí řízeného vyzařování, avšak velmi těžko mohou dosahovat vynikajích výsledků jednobodových systémů. Jednobodové zvukové systémy dnes poskytují nejvyšší možné rozlišení a dynamiku. Vynikající srozumitelnosti je možné dosáhnout pouze při vysokém rozlišení systému, s neporušenou impulzní odezvou, s vysokou dynamikou a při použití rychlé a přesné elektroniky a elektroakustických měničů s velmi malým zkreslením.

Při použití vícebodového zdroje v jedné ose začíná docházet k potlačení vyšších frekvencí již od kmitočtu 2kHz. Potlačení vyšších frekvencí je způsobeno vzájemným odčítáním signálů z jednotlivých částí vícebodového zvukového zdroje. Toto potlačení dosahuje typicky -16dB @15kHz, tudíž pro dosažení ploché přenosové charakteristiky je nezbytná silná ekvalizace. Toto potlačení vyšších frekvencí se navíc mění s polohou posluchače a pohybem vzduchu. Maopak při použití jednobodového zdroje zvuku, není kmitočtová charateristika tímto způsobem narušena a je velmi plochá. Vícebodové zdroje mají oproti jednobodovým výhodu ve vyšším akustickém tlaku v kmitočtovém pásmu do 5kHz, avšak není možné dosáhnout stejně vysoké kvality zvuku a rozliení jako s použitím jednobodového zdroje.

Impulzní odezva vícebodového a jednobodového zdroje

Pro zachování vysokého rozlišení zvukového signálu musí mít zvukový systém dostatečně krátkou impulzní odezvu. Krátká impulzní odezva zajišťuje zachování originální kvality signálu. Na obrázku níže je pro porovnání zobrazeny impulzní odezvy jednobodového zvukového systému (oranžově) a vícebodového zvukového systému (modře). Vstupní signál zvukových systémů (červeně) má úroveň 1V, šířku pulzu 100 µs, opakování 10 msec. Poškozená impulzní odezva vícebodových zvukových systémů je způsobena vzájemným sčítáním a odčítáním jednotlivých zdrojů které mezi sebou mají různý fázový posun a úroveň. Následkem špatné impulzní odezvy je snížené rozlišení zvukového systému.

Vlastnosti více bodového zdroje zvuku

Zobrazeni vzdáleností posluchače a jednotlivých zdrojů zvuku, kažký posluchač slyší zvuk s různými fázovými posuny (rozmazaný, zkreslený)

Vertikální směrová vyzařovací charakteristika line array pro 1k, 1.6k a 4kHz

Z obrázků výše je patrné, že časové posuny jednotlivých zdrojů zvuku jsou dány fyzikálními vlastnostmi, rozměry. Přenosová funkce a impuzní odezva takového systému se mění pro každého posluchače s jeho polohou. Časové (fázové) posuny posluchače 1 a posluchače 2 se liší. Mnoho výrobců tvrdí, že tyto časové posuny je možné dorovnat pomocí digitálních zpožďovacích linek, avšak toto vyřeší problém jen pro jedno konkrétní místo v prostoru (zpoždění se mění s polohou). Navíc mnohem závažnější a velmi opomíjený problém je NÁHODNÝ pohyb vzduchu v ozvučovaném prostoru. Pohyb vzduchu velmi významně ovlivní vyzařovací charakteristiku vícebodivých zdrojů. Často se stává, že systémový inženýr stráví mnoho hodin vyladěním line array systému pro daný ozvučovaný prostor, často za pomoci pomocného simulačního softwaru, pak nastane doba koncertu, prostor se naplní posluchači, teplota a pohyb vzduchu se změní a systém se začne chovat zcela odlišně.

Vlastnosti jednobodového zdroje zvuku

Při použití jednobodového zdroje zvuku, slyší všichni posluchači v libovolném místě neporušený zvuk (čistý, s vysokým rozlišením)

Vertikální směrová vyzařovací charakteristika VHD2.0 pro 1k, 1.6k a 4kHz

Z obrázků výše je zřejmé že vlastnosti jednobodového zdroje zvuku jsou pohybem vzduchu ovlivňovány pouze minimálně. Díky systémům KV2 Audio, jako je např. VHD, nebo ES si může každý posluchač vychutnat čistý zvuk s vysokým rozlišením.