A professzionális hangrendszerek működésében az akusztikus visszacsatolás gyakori és erősen romboló probléma. Erős üvöltő vagy nyikorgó hangként nyilvánul meg, ami nemcsak a hallgatási élményt súlyosan befolyásolja, hanem a drága hangszóró-meghajtókat is károsíthatja. Ennek a jelenségnek a kiváltó oka egy zárt akusztikus hurok kialakulása a hangszóró (kimenet) és a mikrofon (bemenet) között: a mikrofon felveszi a hangszóró által kibocsátott hangot, a jelet a rendszer felerősíti, és a hangszóróból ismét kibocsátja, majd a mikrofon még egyszer felveszi... Ez a ciklus megismétlődik, aminek következtében a jel ismétlődően meghatározott frekvenciájú és folyamatosan erősödik. Végül a rendszer instabil állapotba kerül, ami kellemetlen üvöltést vált ki.
Ennek az állandó problémának a hatékony megoldása érdekében a modern digitális audioprocesszorok általában integrálják a fejlett visszacsatolás kiküszöbölő/elnyomás funkciót. Fő célja a jelenergia pontos azonosítása és megszüntetése a visszacsatolási útvonalon belül, biztosítva a rendszer stabilitását, valamint javítva a beszédérthetőséget és a zenei hűséget. Működési elve elsősorban a következő fő lépésekből áll:
A visszacsatolás megszüntetésének alapelvei
- Visszajelzési útvonal modellezés (rendszerazonosító):
A visszacsatolás-eltávolító első lépése a hangszóró és a mikrofon közötti teljes akusztikus visszacsatolási útvonal azonosítása és modellezése. Ez az útvonal magában foglalja a hangszóró válaszát, a helyiség akusztikai jellemzőit (például visszhang és állóhullámok), a mikrofon jellemzőit és ezek egymáshoz viszonyított helyzetét.
A modern digitális processzorok jellemzően adaptív algoritmusokat alkalmaznak. Speciális tesztjelek (például rózsaszín zaj vagy szinuszos pásztázás) befecskendezésével a rendszerbe, vagy magának a programjelnek a felhasználásával valós időben elemzik a bemeneti (mikrofon) és a kimeneti (hangszóró referenciajel) közötti összefüggést, és dinamikusan megalkotják a visszacsatolási út pontos modelljét. Ez a modell lényegében egy digitális szűrő, amely a valódi akusztikus visszacsatolás jellemzőit szimulálja.
- Adaptív szűrés és referenciajel:
A kialakított visszacsatolási útmodell alapján a processzor belsőleg létrehoz egy adaptív szűrőt. Ennek a szűrőnek az alapvető feladata az előrejelzés: megjósolja, hogy milyen jel keletkezne a mikrofon bemenetén, ha az aktuális referenciajel (azaz a hangszórókhoz küldött ideális jel, feldolgozva, de *mielőtt* visszacsatolás hozzáadásra kerül) áthaladna a tényleges akusztikus visszacsatolási úton.
Az adaptív szűrő folyamatosan összehasonlítja előrejelzését (az előre jelzett visszacsatoló jelet) a tényleges mikrofon bemeneti jellel. A köztük lévő különbség (az úgynevezett hibajelzés) a szűrő paramétereinek valós idejű, dinamikus beállítását{1}}vezérli. A cél az, hogy az előre jelzett visszacsatolójel végtelenül közelítsen a mikrofonjelben lévő tényleges visszacsatoló komponenshez. Ez a folyamat rendkívül nagy számítási sebességet és pontosságot igényel.
- A visszajelzési jel pontos törlése:
Miután az adaptív szűrő pontosan képes szimulálni a visszacsatoló komponenst a mikrofonjelben, a processzor egy törlési jelet generál, amelynek amplitúdója egyenlő, de fázisa ellentétes (180 fokos fáziskiesés).
Ez az invertált jel valós időben{0}}rákerül az eredeti mikrofon bemeneti jelre. A precíz fázisinverzió és amplitúdóillesztés révén a visszacsatolójel-összetevő hatékonyan törlődik vagy jelentősen elnyomódik a forrásnál (mielőtt a bemeneti jel belép a processzor feldolgozási láncába). Végső soron a processzor elsősorban a kívánt tiszta forrásjelet kezeli (hang, műszerek stb.), ezzel jelentősen csökkentve az üvöltést okozó energiát.
- Dinamikus követés és valós idejű{0}}adaptáció:
Az akusztikai környezet dinamikus. Például a mozgó emberek, az ajtók vagy ablakok nyitása/zárása, tárgyak mozgatása, sőt a hőmérséklet és a páratartalom változása is megváltoztathatja a hangszóró és a mikrofon közötti visszacsatolási útvonalat.
Ezért a visszacsatolás-eltávolítónak rendkívül valós idejűnek és{0}}adaptívnak kell lennie. Folyamatosan figyelnie kell a hibajelet, és ennek megfelelően dinamikusan frissítenie kell az adaptív szűrő paramétereit. Ez biztosítja, hogy a modell mindig lépést tartson az aktuális akusztikai környezet változásaival, fenntartva az optimális visszacsatolás elnyomását. Ez a „tanulási” és „beállítási” folyamat soha nem áll le a rendszer működése közben.
A visszacsatolást kiküszöbölő technológia széles körben elterjedt alkalmazásai
A rendszerek stabilizálásában és a hangminőség javításában betöltött kulcsfontosságú szerepének köszönhetően a visszacsatolást kiküszöbölő technológiát széles körben alkalmazzák a nagy-hangerősítést igénylő helyzetekben:
- Élő előadás:Koncerteken, színházakban és varieté színpadokon, ahol számos mikrofon, nagy erősítési követelmények és összetett, változó akusztikus környezetek vannak, a visszacsatolás kiküszöbölése kulcsfontosságú technikai akadály, amely biztosítja a zökkenőmentes előadást és megakadályozza a zavaró, hirtelen üvöltözést, amely zavarja a művészi előadást.
- Konferencia- és előadótermek:A tárgyalótermekben, előadótermekben és tantermekben a tiszta és érthető beszédátvitel a legfontosabb. A visszacsatolás kiküszöbölése lehetővé teszi, hogy a rendszer biztonságosan működjön nagyobb erősítéssel, jelentősen javítva a beszédérthetőséget és a Gain Before Feedback (GBF) funkciót, biztosítva, hogy minden hallgató tisztán hallja a beszélőt.
- Adás és felvétel:Professzionális hangprodukciós környezetben, például rádióstúdiókban, TV-stúdiókban és zenei felvételi stúdiókban minden kisebb zaj vagy üvöltés elfogadhatatlan. A visszacsatolást kiküszöbölő technológia segít megőrizni a tiszta felvételi és sugárzott jelminőséget, elkerülve a nem kívánt interferenciát, és emeli a munka szakmai színvonalát.
- Telepített és hordozható PA rendszerek: Ez magában foglalja a rögzített helyszíneket, például templomokat, előadótermeket és szállodai báltermeket, valamint olyan forgatókönyveket, mint a KTV-szobák, idegenvezetői kommentárrendszerek és hordozható beszédrendszerek. Ezekben az alkalmazásokban a visszacsatolást kiküszöbölő technológia nagymértékben leegyszerűsíti a rendszer beállítását, javítja a könnyű használatot és a végfelhasználó-hallási élményét, biztosítva, hogy a hang tiszta, stabil és üvöltésmentes legyen.
Összegzés
A digitális audioprocesszorokon belüli visszacsatolást kiküszöbölő funkció, amely kifinomult algoritmusokat használ az akusztikus visszacsatolási útvonal valós idejű modellezésére-, és adaptív szűréssel inverz jeleket generál a pontos törlés érdekében, az alapvető technológia a hangrendszerek üvöltési problémáinak megoldásában, valamint a rendszer stabilitásának és hangtisztaságának biztosításában. Nélkülözhetetlen szerepet játszik élő előadásokban, konferenciákon, előadásokon, közvetítéseken, felvételeken és különféle hangerősítő forgatókönyveken. Ez a modern professzionális audiorendszerek elengedhetetlen "biztonsági" és "minőségbiztosítási" összetevője.
Termékajánlás
https://www.tendzone.net/audio-processor/web-alapú-audio-processors/ai-audio-processor.html
https://www.tendzone.net/audio-processor/fixed-audio-processors/dante-dsp.html
