Звуковые системы современного кинотеатра

На звуковые системы, из всех аудиокомпонантов кинотеатра, возлагается самая сложная задача. Они должны воспроизводить и птичий щебет, и голос человека, и звучание симфонического оркестра, и рев двигателей при старте «Аполлона 13» — и делать это с одинаковой степенью достоверности. Кроме того, акустические системы эффектных каналов, размещенные в зрительном зале должны иметь современный внешний вид и органично вписываться в интерьер. Несмотря на то, что производство акустических систем очень консервативная отрасль, и здесь появились некоторые изменения, позволяющие улучшить их качество и понизить стоимость. Действительно, на первый взгляд с момента появления первых динамических излучателей лет 100 назад, конструктивно они практически не изменились, все тот же магнит и катушка, тот же диффузор и металлическая рама. Но это только на первый взгляд. Все эти годы постепенно совершенствовались все составные элементы звуковой колонки. Современные неодимовые и кобальтовые магниты, катушки из специального алюминиевого и медного провода прямоугольного сечения, выполненные по особой технологии обмотки, титановые мембраны и диффузоры из композитных материалов, а также новые технологии проектирования и изготовления самих акустических систем, все это позволило производить сегодня надежные и качественные профессиональные звуковые системы очень высокой мощности и небольших размеров.

К сожалению, именно громкоговорители чаще всего недооценивают в звуковых системах кинотеатра, поэтому выбор их важная и ответственная задача, которую нельзя недооценивать. Автору приходилось работать с продукцией многий производителей (как отечественных, так и зарубежных) и, как правило, это всегда были как минимум неплохие акустические системы. Конечно, надо понимать, что потенциал у дорогой акустической системы, в которой использованы комплектующие лучших мировых производителей выше, но выше и ее стоимость. В тоже время, дорогая акустическая система — это еще не гарантия отменного звучания. Среди громкоговорителей, в том числе и для кинотеатров связь между ценой и качеством очень размыта. Более того, некоторые весьма слабые громкоговорители стоят баснословно дорого, тогда как действительно превосходные модели могут предлагаться по цене, сопоставимой с моделями среднего уровня. Многие мировые производители, долгие годы производящие различные акустические системы, и добившиеся очень хороших результатов, теперь пытаются эксплуатировать свое «имя». Ими создаются коммерческие, модели и целые серии, на недорогих комплектующих, но предлагаются по достаточно высокой цене. Иногда такие системы существенно уступают другим моделям не только в качестве, но и в надежности. А надежность акустических систем для кинотеатра чрезвычайна важна. В связи с этим, хотелось бы обратить на это Ваше внимание, предостеречь от ошибок и погони за модной торговой маркой известного мирового производителя. Поскольку акустические системы сегодня является неотъемлемой частью кинотеатра, то и подбирать их нужно только исходя из конкретных условий зала кинотеатра и другого применяемого в нем кинооборудования.

К вопросу о правильном размещении акустических систем мы обратимся, когда станем подробно говорить об оборудовании и акустической обработки зрительного зала, а сейчас давайте вкратце вспомним, как работает акустическая система. Под воздействием магнитного поля, катушка смещается и толкает диффузор, который, в свою очередь, сжимает воздушную среду и формирует звуковую волну. Основная возникающая при этом проблема, в том, что на практике невозможно добиться того, чтобы один и тот же диффузор формировал одинаковую звуковую волну на всем звуковом спектре от 20Гц до 20 кГц. Возникают неравномерности, провалы и подъемы амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Это происходит по целому ряду вполне очевидных причин, например материал из которого сделан диффузор, должен иметь достаточно большой размер (диаметр) и вес, чтобы хорошо воспроизводить низкие частоты, это обусловлено тем, что длина волны, которую он формирует, достигает нескольких метров. Для частоты 20 Гц длина волны около 17 метров, для 50 Гц почти 7 метров, для 100 Гц 3,4 метра. Естественно, для создания звуковой волны такой длины диффузор должен как минимум быть диаметром 15 или 18 дюймов, быть достаточно тяжелым и иметь большой ход. Но такой динамик становится абсолютно непригодным для воспроизведения высоких частот, где требования абсолютно противоположны. Длина волны на частоте 5000 Гц, менее 7 см, а на 15000 Гц всего 2,2 см. Конечно, существует много и других причин, которые мы сейчас не рассматриваем, но все они только подтверждают то, что на разных полосах частот должны работать динамические излучатели, обладающие разными свойствами. Так появились многополосные акустические системы. Все используемые сегодня в кинотеатрах акустические системы можно разделить по количеству полос. Двухполосные акустические системы имеют 1-2 динамика для работы на низких частотах и один высокочастотный излучатель, который обычно называют драйвером. В трехполосных системах существует еще один высокочастотный излучатель — твитер. В этом случае диапазоны частот, на которых работает драйвера, опускается несколько ниже, а твитер воспроизводит самые верхние частоты. Применение звуковых систем с четырьмя и более количеством полос в киноиндустрии неоправданно, так как не приводит к соответствующему затратам улучшению качества звучания и связано с большими сложностями во время акустической настройки таких систем.

Для того чтобы разделить весь спектр звукового сигнала на необходимое количество полос в корпусе акустической системы может быть установлен фильтр (как правило, фильтр позволяет производить деление на две полосы). Но это не очень удобно, так как изменить полосу деления звукового сигнала с помощью этого фильтра невозможно, а во время акустической настройки такая необходимость может возникнуть. Поэтому чаще всего встроенные в корпус колонки электронные фильтры используют для самых малобюджетных комплектов звукового оборудования, чтобы сэкономить и не применять дополнительные усилители.

И еще несколько слов о конструктивных особенностях трехполосных акустических систем. Обычно такие системы представляют собой корпус акустической системы (кабинет) с динамиком и установленными друг над другом двумя рупорами в которых установлены драйвер (в нижнем) и твитер (в верхнем). Но более качественные трехполосные системы имеют коаксиальную конструкцию. Один из лучших в мире производителей комплектующих для высококачественных профессиональных аудио компонентов, итальянская компания «B&C» предлагает несколько таких высокочастотных звуковых излучателей различной мощности. В один корпус с драйвером устанавливается твитер, но таким образом, что их центры совмещены и вместе они работают в общее отверстие одного рупора. На первый взгляд их можно принять за обычные драйвера в двухполосных акустических системах. Такое устройство, несмотря на некоторую сложность конструкции, имеют очень важные достоинства, которые нельзя получить другим образом. Дело в том, что две мембраны обоих излучателей максимально приближены друг к другу, практически они имеют общий акустический центр и лишены проблем связанных с интерференцией звуковой волны. На практике, такие акустические системы имеют существенные преимущества, так как диапазон работы коаксиальных систем приходится как раз на речевой диапазон и существенно улучшает его качество.

Подведем некоторый итог. Итак, при выборе акустических систем, лучше остановить свой выбор на двух- или трехполосных заэкранных системах. Причем лучше не экономить и не использовать встроенные электронные фильтры, а установить, если требуется, кроссовер и дополнительные усилители для высокочастотных драйверов. Если для небольших залов вполне подойдут двухполосные звуковые системы, то для средних и больших залов лучше применять трехполосные системы. На взгляд автора, применение коаксиальных драйверов в трехполосных системах вполне оправдано. Поскольку на заэкранные звуковые системы ложится основной груз ответственности за качественную передачу звука в зал, то самое тщательное внимание следует уделить им. Они в полной мере должны позволять реализовать все возможности установленного звукового оборудования и иметь высокую надежность. Надежность звуковых систем в кинотеатре особенно важна, ведь они работают на высокой мощности каждый день с утра до поздней ночи. Конечно, любая современная система позволяет, в случае выхода из строя одной из колонок, завершить сеанс, переключившись в аварийный режим, но это неминуемо будет в ущерб качеству. А сколько времени может занять ремонт — час, день, неделю или больше? А если требуются импортные запасные части, а на складе у дилера их нет, и поставка возможна только на заказ? А сколько будет стоить ремонт, если гарантия на оборудование уже кончилась? А как продолжать показ следующего сеанса? К сожалению, вероятность поломки или выхода из строя любого технического элемента есть всегда. Но громкоговорители самое уязвимое место во всей звуковой цепочке. Понимая это, некоторые дилеры, при оформлении гарантийных обязательств на проданную продукцию предупреждают, что гарантия не распространяются на динамические головки и драйвера (примерно как на электрические лампочки при покупке их в магазине). Как же можно максимально застраховать себя от подобного рода проблем? Можно купить пару колонок или динамиков прозапас, чтобы иметь свой подменный фонд на случай ремонта. Конечно это выход, хотя и не очень дешевый. Я бы рекомендовал более приемлемый, рациональный и проверенный способ — подбор мощности звуковых систем с некоторым запасом. Это целесообразно по нескольким причинам. Во-первых, запас мощности позволит акустическим системам без искажений воспроизводить кратковременные пиковые нагрузки и это сразу скажется на качестве звуковоспроизведения, которое Вы не сможете не заметить. Во-вторых, не работая постоянно на пределе своих возможностей, звуковая система сможет безотказно служить долгие-долгие годы. Иметь запас в 25%-30% — вполне разумный компромисс со всех точек зрения. В первую очередь по этому правилу нужно подбирать заэкранные акустические системы левого, центрального, правого каналов и, конечно, сабвуфер. В пользу этого говорит еще и то, что нельзя не учитывать, что некоторые даже именитые производители из коммерческих соображений могут несколько завышать мощность производимых ими звуковых систем.

Иногда приходится слышать вопрос, сколько киловатт звука нужно на тот или иной зал? Вообще говоря, вопрос поставлен крайне некорректно, — ровно столько, сколько необходимо для достижения необходимого уровня звукового давления в определенном месте этого зала. Мощность звуковой колонки конечно важный показатель, но громкость, с которой она способна работать, скорее зависит от ее чувствительности, в то время как мощность характеризует то, сколько энергии способна она «переварить» и не перегореть. Звукоусилительная система кинозала должна позволять получать определенный уровень звукового давления при показе кинофильма. Эти уровни строго определены в соответствующей документации и при подборе акустических систем для Вашего зала, нужно придерживаться именно этих норм, а лучше, как говорилось ранее, подбирать их с некоторым запасом. Конечно, мощность и чувствительность звуковой колонки некоторым образом связаны между собой, примерно как мощность двигателя автомобиля и максимальная скорость которую он может развить. Чем мощнее двигатель, тем быстрее способен ехать автомобиль, но другой автомобиль может быть способен ехать еще быстрее, хотя его двигатель менее мощный. И наоборот, совсем необязательно, что автомобиль с очень мощным двигателем способен развивать огромную скорость. Как и в случае с автомобилем, следует учитывать массу различных факторов, в том числе и конструктивные особенности. Таким образом, при подборе акустических систем следует, прежде всего, учитывать то, что они должны быть способны создать нужный уровень звукового давления в зале, при его высоком качестве. Безошибочно и максимально точно это делается с помощью современных программ компьютерного моделирования, самая популярная (причем, весьма заслуженно) из которых EASE, позволяет учитывать огромное количество различных факторов. Более подробно о возможностях компьютерного моделирования я расскажу позже, когда мы будем говорить об акустике и акустической обработке зала.

Говоря о надежности, нельзя не обратить внимания читателя еще на один важный момент, про который часто совсем забывают. Диффузоры и другие подвижные элементы колонки постепенно изменяют свои физические свойства. От постоянных перемещений диффузора постепенно изменяется его жесткость, атмосферная влага и изменения температуры, также вносят свой вклад в свойства динамика. Все это требует некоторой корректировки настроек, которую требуется проводить регулярно, а не в тех случаях, когда что-то выходит из строя. Необходима регулярная проверка работы всех звуковых систем, которую можно всегда осуществить своими силами, а специалиста приглашать лишь пару раз в год на комплексное обслуживание всего оборудования.

Из всех звуковых компонентов динамик и особенно драйвер — наиболее «нежный», поэтому именно в нем чаще всего возникают неисправности. Остановимся более подробно на наиболее типичных неисправностях динамических излучателей. Прежде всего выяснив причины по которым они выходят из стоя, мы можем избежать повторных неисправностей и принять меры к устранению вызывающий их причин. Самая распространенная из них — перегорание звуковой катушки. Особенно часто эта неисправность встречается у высокочастотных излучателей — драйверов и твитеров. Высокочастотная головка не в состоянии достаточно быстро рассеять тепло, выделяющееся при прохождении слишком большого тока, что приводит к ее перегоранию. Иногда под воздействием кратковременного, но достаточно мощного импульса (например, щелчок при неправильном включении звукового оборудования), звуковая катушка смещается на слишком большую величину. От такого незапланированного перемещения слишком большой амплитуды обрываются тончайшие провода, подводящие сигнал на звуковую катушку. Не смотря на то, что звуковая катушка не успевает перегреться и остается целой, обрыв токоподводящих контактов вынуждает заменять целиком звуковую катушку с мембраной. Иногда встречаются случаи разрушения самого купола мембраны, особенно если он металлический. Это может явиться следствием как попадания влаги внутрь драйвера и залипания его мембраны, так и вследствие того, что мембрана может «касаться дна», при этом можно услышать хлопки и дребезг. Причина в том, что купол мембраны ударяется по нижнему фланцу магнитной системы, это достаточно быстро приводит к его разрушению или к отрыву от звуковой катушки. Неисправности динамиков могут возникать по схожим причинам. Например, Вы можете столкнуться с дребезжанием, издаваемым оторвавшейся звуковой катушкой. Избыточный ток через звуковую катушку расплавляет клей, скрепляющий обмотку с каркасом и диффузором. Освобожденные витки или расцентровавшаяся и перекосившаяся катушка целиком, трется о магнит, создавая неприятный призвук. Кроме этого, у динамиков встречаются случаи обрыва подвеса — кольца из эластичного материала (типа резины), которое крепит конус диффузора к раме.

На этом, пожалуй, можно закончить разговор о громкоговорителях и перейти к следующему не менее важному элементу — усилителю мощности. Усилитель мощности — последний элемент в звуковом тракте перед громкоговорителем. Он является своего рода «рабочей лошадкой» любого звуковоспроизводящего комплекса. Технология производства, на сегодняшний день, позволяет создавать компактные, очень мощные и вместе с тем высококачественные модели усилителей. Особенно приятно, что степень их надежности стала настолько высока, что они практически не доставляют никаких хлопот при эксплуатации. Регулярная чистка от пыли и проверка надежности всех соединений и подключений — вот, пожалуй, все, что требуется делать при длительной эксплуатации. Обычно для работы с акустическими системами в кинотеатрах используют двухканальные усилители мощности, но встречаются и четырехканальные. Разные модели усилителей могут допускать различные режимы подключения. Поэтому перед подключением необходимо внимательно изучить его техническое описание и убедится в том, что тот способ подключения, который Вы выбрали, допускается для данной модели усилителя и рекомендован для использования производителем. В противном случае Вы можете серьезно нарушить параметры работы самого усилителя и как следствие его выход из строя (или акустический системы, к которой он подключен). Правильный подбор усилителей мощности для акустических систем и способ их подключения, достаточно сложен и требует определенных знаний и опыта. Распространено заблуждение, что для их правильного подбора достаточно учитывать мощность акустической системы и усилителя. Обычно стремятся добиться их максимально соответствия. Иногда вспоминают про некоторую потерю мощности на длинных проводах и тогда мощность усилителя стараются подобрать несколько выше, чем у акустических систем. Вместе с тем, необходимая мощность усилителя в значительной степени определяется чувствительностью громкоговорителей, их сопротивлением, а также размерами и акустикой зрительного зала. Параметр «уровень чувствительности» определяет, насколько высокий уровень звукового давления может создать громкоговоритель при подаче на него определенной мощности. В англоязычной литературе часто используется термин SPL — Sound Pressure Level.

В заключении хотелось бы напомнить, что ежедневная и правильная эксплуатация — залог правильной и надежной работы всего оборудования. Не забывайте, что последовательность включения и выключения всего оборудования звукового комплекса должна быть строго определенной. Правило простое, усилители мощности включаются в последнюю очередь (по очереди, с интервалом в 5-10 секунд), а выключаются в первую. Если у Вас установлен цифровой кинопроцессор, то включайте усилители, после того как произошла загрузка программного обеспечения и процессор готов к работе. Если Вы забыли включить какой либо прибор в цепочки звукоусилительного комплекса, необходимо, перед его включением, обязательно выключить усилители. Это поможет избежать щелчка в звуковых колонках, который может вывести их из строя.

Максим Крикливец