Profesionālu skaņas sistēmu darbībā akustiskā atgriezeniskā saite ir izplatīta un ļoti destruktīva problēma. Tas izpaužas kā asa gaudojoša vai čīkstoša skaņa, kas ne tikai nopietni ietekmē klausīšanās pieredzi, bet arī var sabojāt dārgus skaļruņu draiverus. Šīs parādības galvenais cēlonis ir slēgtas akustiskās cilpas veidošanās starp skaļruni (izeju) un mikrofonu (ieeju): mikrofons uztver skaļruņa izstaroto skaņu, sistēma pastiprina signālu un atkal izstaro no skaļruņa, lai to vēlreiz uztvertu mikrofons... Šis cikls atkārtojas, izraisot signāla specifisku un nepārtrauktu pārspīlēšanas pastiprinātu. Galu galā sistēma nonāk nestabilā stāvoklī, izraisot neērtu kaukšanu.
Lai efektīvi atrisinātu šo pastāvīgo problēmu, modernie digitālie audio procesori parasti integrē uzlabotu atgriezeniskās saites novēršanas/apspiešanas funkcionalitāti. Tās galvenais mērķis ir precīzi noteikt un novērst signāla enerģiju atgriezeniskās saites ceļā, nodrošinot sistēmas stabilitāti un uzlabojot runas saprotamību un mūzikas precizitāti. Tās darbības princips galvenokārt ietver šādus galvenos soļus:
Atsauksmju izslēgšanas pamatprincipi
- Atsauksmes ceļa modelēšana (sistēmas identifikācija):
Pirmais solis atgriezeniskās saites noņemšanai ir noteikt un modelēt pilnu akustiskās atgriezeniskās saites ceļu no skaļruņa līdz mikrofonam. Šis ceļš ietver skaļruņu reakciju, telpas akustiskās īpašības (piemēram, reverberāciju un stāvviļņus), mikrofona raksturlielumus un to relatīvās pozīcijas.
Mūsdienu digitālie procesori parasti izmanto adaptīvus algoritmus. Sistēmā ievadot īpašus testa signālus (piemēram, rozā troksni vai sinusa signālus) vai izmantojot pašu programmas signālu, tie analizē korelāciju starp ieeju (mikrofonu) un izeju (skaļruņa atsauces signālu) reāllaikā, dinamiski izveidojot precīzu atgriezeniskās saites ceļa modeli. Šis modelis būtībā ir digitālais filtrs, kas simulē reālās akustiskās atgriezeniskās saites īpašības.
- Adaptīvā filtrēšana un atsauces signāls:
Pamatojoties uz izveidoto atgriezeniskās saites ceļa modeli, procesors iekšēji ģenerē adaptīvo filtru. Šī filtra pamatuzdevums ir prognozēšana: tas paredz, kāds signāls tiktu radīts mikrofona ieejā, ja pašreizējais atsauces signāls (ti, ideālais signāls, kas nosūtīts uz skaļruņiem, apstrādāts, bet *pirms* tiek pievienots atgriezeniskā saite) izietu cauri faktiskajam akustiskās atgriezeniskās saites ceļam.
Adaptīvais filtrs nepārtraukti salīdzina savu prognozi (paredzamo atgriezeniskās saites signālu) ar faktisko mikrofona ieejas signālu. Atšķirība starp tām (ko sauc par kļūdas signālu) nodrošina filtra parametru-dinamisku pielāgošanu reāllaikā. Mērķis ir panākt, lai prognozētais atgriezeniskās saites signāls bezgalīgi tuvinātu faktisko atgriezeniskās saites komponentu, kas atrodas mikrofona signālā. Šis process prasa ārkārtīgi lielu skaitļošanas ātrumu un precizitāti.
- Precīza atgriezeniskās saites signāla atcelšana:
Kad adaptīvais filtrs var precīzi simulēt atgriezeniskās saites komponentu mikrofona signālā, procesors ģenerē atcelšanas signālu, kura amplitūda ir vienāda, bet fāze ir pretēja (180 grādi ārpus fāzes).
Šis apgrieztais signāls tiek reāllaikā{0}}uzlikts oriģinālajam mikrofona ievades signālam. Izmantojot precīzu fāzes inversiju un amplitūdas saskaņošanu, atgriezeniskās saites signāla komponents tiek efektīvi atcelts vai ievērojami nomākts avotā (pirms ievades signāls nonāk procesora apstrādes ķēdē). Galu galā procesors galvenokārt apstrādā vēlamo tīrā avota signālu (balss, instrumenti utt.), ievērojami samazinot enerģiju, kas izraisa gaudošanu.
- Dinamiskā izsekošana un reāllaika{0}}pielāgošana:
Akustiskā vide ir dinamiska. Piemēram, cilvēku kustība, durvju vai logu atvēršana/aizvēršana, objektu pārvietošana un pat temperatūras un mitruma izmaiņas var izraisīt atgriezeniskās saites ceļa izmaiņas no skaļruņa uz mikrofonu.
Tāpēc atgriezeniskās saites noņemšanas līdzeklim ir jābūt ļoti{0}}reāllaika un adaptīvam. Tam ir nepārtraukti jāuzrauga kļūdas signāls un attiecīgi dinamiski jāatjaunina adaptīvā filtra parametri. Tas nodrošina, ka modelis vienmēr iet kopsolī ar izmaiņām pašreizējā akustiskajā vidē, saglabājot optimālu atgriezeniskās saites slāpēšanu. Šis "mācīšanās" un "pielāgošanas" process nekad neapstājas sistēmas darbības laikā.
Plaši izplatīti atgriezeniskās saites novēršanas tehnoloģijas pielietojumi
Pateicoties tai izšķirošajai lomai sistēmu stabilizācijā un skaņas kvalitātes uzlabošanā, atgriezeniskās saites novēršanas tehnoloģija tiek plaši izmantota dažādos scenārijos, kuros nepieciešama augsta{0}}skaņas pastiprināšana:
- Tiešraides uzstāšanās:Koncertos, teātros un estrādes skatuvēs, kur ir daudz mikrofonu, augstas pastiprinājuma prasības un sarežģīta, mainīga akustiskā vide, atgriezeniskās saites novēršana ir galvenais tehniskais šķērslis, kas nodrošina vienmērīgu priekšnesumu un novērš traucējošus pēkšņus kaucienus, kas traucē māksliniecisko prezentāciju.
- Konferenču un lekciju zāles:Sanāksmju telpās, auditorijās un klasēs skaidra un saprotama runas pārraide ir ļoti svarīga. Atgriezeniskās saites novēršana ļauj sistēmai darboties droši ar lielāku pastiprinājumu, ievērojami uzlabojot runas saprotamību un pastiprinājumu pirms atgriezeniskās saites (GBF), nodrošinot, ka katrs klausītājs skaidri dzird runātāju.
- Apraide un ierakstīšana:Profesionālās audio producēšanas vidēs, piemēram, radio studijās, TV studijās un mūzikas ierakstu studijās, jebkāds neliels troksnis vai gaudošana ir nepieņemama. Atgriezeniskās saites novēršanas tehnoloģija palīdz uzturēt tīru ierakstīšanas un apraides signāla kvalitāti, izvairoties no nevēlamiem traucējumiem un paaugstinot darba profesionālos standartus.
- Instalētās un pārnēsājamās PA sistēmas: Tas ietver fiksētas uzstādīšanas vietas, piemēram, baznīcas, auditorijas un viesnīcu balles, kā arī scenārijus, piemēram, KTV telpas, gidu komentāru sistēmas un pārnēsājamas runas sistēmas. Šajās lietojumprogrammās atgriezeniskās saites novēršanas tehnoloģija ievērojami vienkāršo sistēmas iestatīšanu, uzlabo lietošanas vienkāršību un galalietotāja-dzirdes pieredzi, nodrošinot, ka skaņa ir skaidra, stabila un bez gaudošanas.
Kopsavilkums
Atgriezeniskās saites novēršanas funkcija digitālajos audio procesoros, kas izmanto sarežģītus algoritmus, lai modelētu akustiskās atgriezeniskās saites ceļu reāllaikā{0}}un izmanto adaptīvo filtrēšanu, lai ģenerētu apgrieztus signālus precīzai atcelšanai, ir galvenā tehnoloģija, lai atrisinātu skaņas sistēmas gaudošanas problēmas un nodrošinātu sistēmas stabilitāti un skaņas tīrību. Tam ir neaizstājama loma tiešraides priekšnesumos, konferencēs, lekcijās, pārraidēs, ierakstos un dažādos skaņas pastiprināšanas scenārijos. Tā ir būtiska mūsdienu profesionālo audio sistēmu "drošības" un "kvalitātes nodrošināšanas" sastāvdaļa.
Produkta ieteikums
https://www.tendzone.net/audio-processor/web-based-audio-processors/ai-audio-processor.html
https://www.tendzone.net/audio-processor/fixed-audio-processors/dante-dsp.html
