Отличительные особенности оборудования и технологий KSYS.
…особенности рассматриваемого оборудования и технологий1…
Начнем с того, что все известные на сегодняшний день системы информационно-звукового обеспечения, как отечественного, так и зарубежного производства, функционируют по одному принципу — крупносерийное изделие среднего уровня, не учитывающее специфику объекта.
Все они имеют ограниченный набор функциональных блоков из которых строится система.
При этом, какое-либо из изделий, на которых специализируется фирма, представляется лидером.
Часто отдельными инсталляторами предпринимаются попытки сочленения блоков различных фирм в единое целое.
Таким образом, можно прийти к выводу, что взяв лучшие изделия у различных фирм можно добиться лучших с другими моделями результатов.
Однако, на практике, все выходит гораздо сложнее, и малейшие особенности комплекса в целом позволяют значительно выигрывать в конечном результате.
Что же выделяет оборудование группы предприятий РАСТР™ среди его аналогов?
В данном разделе приведены отличительные особенности оборудования, разработанного группой предприятий РАСТР™ и информационно-звуковых технологий, применяемых в оборудовании.
Отличительные особенности.
Традиционные конференц-системы (конгресс-системы) имеют следующие существенные недостатки.
При выходе из строя одного микрофона рабочего места или при нарушении контакта в соединительном кабеле система становится частично или полностью неработоспособной. Поиск места повреждения и ликвидация неисправности занимает длительное время.
Система не позволяет проводить свободную дискуссию, так как автоматически ограничивает количество одновременно включенных микрофонов и не позволяет двум и более участникам вступать в диалог, так как при включении их микрофонов автоматически выключаются громкоговорители в пультах. При этом оратор может слышать собеседника только через соседние пульты.
Самое главное — система склонна к возникновению акустической обратной связи2, так как в ограниченном объеме сосредоточено большое количество и микрофонов, и громкоговорителей.
Качество звука таких систем, как правило, ниже среднего уровня, а системы с приемлемым качеством крайне дороги.
Cистема не позволяет корректировать сигнал каждого микрофона, что отрицательно отражается на качестве звука и значительно снижает разборчивость речи отдельных участников. Ограниченные возможности по раздаче сигнала во внешнюю систему звукоусиления и записи.
Cистема не позволяет изменять дизайн рабочего места участника в соответствии с пожеланиями Заказчика или особенностями интерьера, так как строится из одинаковых базовых блоков. Подобный метод приводит к нарушению постоянства звуковой картины. Когда участник шуршал бумагами или кашлял перед включенным микрофоном, его динамик тут же замолкал. В результате участник, не понимавший, почему его динамик перестал на несколько секунд работать, отвлекался и мог пропустить часть выступления своего коллеги.
Для устранения вышеназванных недостатков система строится с использованием автоматических микшеров3.
Конференц-системы на основе автомикшеров:
Позволяют производить подключения микрофонов и линейных источников разных типов.
Легко наращивают емкость системы.
Имеют возможность коррекции и лимитирования сигнала каждого микрофона.
Имеют возможность обеспечения приоритета микрофона Председательствующего.
Способ управления — автоматический и «ручной».
Реализуют разные алгоритмы работы.
Имеют управляющие и логические входы и выходы.
Обеспечивают «двухканальность» (100% резерв).
Оборудование реально обеспечивает.
Высокую степень разборчивости речи.
Правильную локализацию источника звука.
Точную передачу тембральных и артикуляционных особенностей оратора.
Запас устойчивости к возникновению положительной обратной акустической связи не менее 6 дБ.
Низкую стоимость.
Одна из самых серьезных проблем, с которыми сложнее всего бороться в условиях «реального» звука — само помещение. Поскольку Вы не можете предвидеть все проблемы, с которыми придется столкнуться в том или ином помещении до тех пор, пока не увидите результатов его перепланировки или окончательной отделки, Ваш главный козырь — планирование и стабильно работающая система. В противном случае Вы будете неприятно удивлены тем, как можно столько забыть и перепутать.
В системе устранены, ранее существовавшие недостатки.
Используя СКС объекта в качестве соединительных линий (кабель STP «витая пара»), большое их количество (по сравнению с традиционными конференц-системами), легко реализуется.
С появлением пульта управления оператора, интегрированного в систему управления оборудованием зала, устранилось неудобство управление системой большой емкости.
В многоканальном интерактивном контроллере речевых систем IMС 842 (ДЛЭ3.465327.842), разработанном и освоенном в производстве 3AO РАСТР с 1997 года (по аналогии с технологической идеей«IntelliMix»), проведены доработки по расширению функций раздачи сигналов. Из автоматического микшера он превратился в многофункциональный интерактивный многоканальный контроллер, что позволило увеличить возможности по раздаче сигнала во внешнюю систему звукоусиления и записи. Это прозволяет также решить комплексно проблемы информационно-звукового обеспечения объекта в целом.
Применение многоканального интерактивного контроллера звуковых систем уменьшают количество одновременно работающих микрофонов до одного на каждого говорящего (выступающего), в результате:
эффект избирательного фильтрования ликвидируется;
возможность возникновения обратной связи уменьшается, при этом происходит значительное повышение допустимого уровня громкости до момента возникновения эффекта обратной связи.
IMC 842 — высококачественный многоканальный микшерский пульт, обладающий гибкой архитектурой, в сочетании с интеллектуальным управлением микрофонными входами. Он предназначен для интеллектуальной и динамической обработки речевых программ в комплексах звукоусиления, проводного и радио вещания, телевидении, аппаратуре синхронного перевода речи, системах публичного оповещения, звукозаписи, а так же для легкого и быстрого контроля за несколькими микрофонами во время конференций.
Предусмотрена раздача линейных сигналов (с дополнительного выхода микшера) через структурированную кабельную сеть участникам видеоконференций, для теле и кино съемки, на диктофонный центр, на магнитофон, обеспечивающий запись смикшированного сигнала во время мероприятия. Предусмотрена раздача сигналов в выделенные помещения с любыми акустическими характеристиками и на контрольную акустическую систему, находящуюся в месте установки аппаратуры, или контрольные головные телефоны с выходов усилителя мощности с трансформаторным выходом.
Учитывая наметившуюся тенденцию работы части участников мероприятий не из обслуживаемого зала, а из служебных кабенетов, каждый комплекс может дополнительно оснащается устройством раздачи программ в служебные помещения по обычной трехпрограммной сети.
Оборудование оптимизировано для обслуживания текущих потребностей на объекте.
Оно не имеет явной избыточности, построено по «двухканальному» принципу (предусмотрен 100% резерв — «двухканальность» звукового тракта), при этом:
выход одного из каналов любого изделия не влечет потери работоспособности системы;
разборчивость слоговая остается выше 86%;
уровень звукового давления на слушательских местах, как у участников «конференц-связи», так и у приглашенных, остается выше 82 дБ (уменьшается на 3 дБ);
все функциональные возможности сохраняются.
Работоспособность каждой системы обеспечивается на «низком» (аппаратном) уровне и не зависит от работоспособности других систем. Обрабатываемая системой информация, при выходе подсистемы из строя (или сбоя) не теряется.
При выборе микрофонов учитывались несколько основных характеристик, позволяющих оценить его:
микрофон должен обладать хорошим подавлением отраженных звуков;
микрофон должен выделять звук только того источника, на который он направлен, и ослаблять все прочие;
микрофон должен хорошо выдерживать различные перегрузки;
микрофон должен хорошо звучать.
Для большинства случаев вполне подходят микрофоны, не нуждающиеся в дополнительных источниках питания. Всеми этими качествами обладает большинство из динамических микрофонов, которые не нуждаются в дополнительных источниках питания и имеют кардиоидные или суперкардиоидные характеристики направленности. Эти характеристики направленности отражают способность микрофона улавливать звуки, поступающие к микрофону в направлении его оси, сильнее, чем во всех остальных направлениях.
В качестве микрофонов выбраны МД 99, показавшие хорошие результаты в работе в комплексах звукоусиления объектов федерального и регионального уровня, изготавливаемые в Санкт-Петербурге предприятием
Применение таких микрофонов позволяет решить ряд следующих проблем:
повысить срок службы до 10 лет, исключив непредвиденный выход его из строя (как у распространенных электретных);
увеличить длину соединительных микрофонных кабелей до 300 м;
приблизить микрофон к выступающему, тем самым увеличив «индекс усиления».
После стадии микширования сигнал подвергается окончательной обработке.
В каждом случае эта обработка индивидуальна, но в целом, окончательная обработка сигнала осуществляется с помощью следующих устройств:
31-полосный графический эквалайзер,
устройство динамической обработки сигналов компрессор-лимитер (или полный автомат — пик-лимитер),
громкоговорители (акустические системы).
Эквалайзер предназначен для точной настройки амплитудно-частотной характеристики звука, создаваемого в озвучиваемом помещении. С его помощью устраняются дефекты звучания помещения и нежелательные резонансы системы звуковоспроизведения, которые могут приводить к образованию положительной обратной связи, вызывающей возбуждение системы звуковоспроизведения и прочие нежелательные явления. Отметим, что эквалайзер может служить как для корректировки акустических свойств помещения, так и для исключения все той же обратной связи.
Пик-лимитер предназначен для динамической обработки речевых программ, то есть степень (коэффициент) усиления усилителя зависит от амплитуды входного сигнала. Он не влияет на сигнал до тех пор, пока тот не превысит этот порог или не упадет ниже eго. Пик-лимитер — предельная форма компрессирования, т. е. любое превышение сигналом порога на входе не приводит к изменению на выходе. Он служит для предотвращения мгновенных перегрузок и незаменим в тех случаях, когда сигнал пропускается через тракты с ограниченным динамическим диапазоном.
Громкоговорители комплекса подключены по двухканальному, распределенному принципу и обеспечивает равномерное высококачественное озвучивание зала. При озвучивании деловых мероприятий (конференций) необходимо скорее не концентрированное усиление звука, а равномерное заполнение им всего помещения. Для этой цели идеально подходят специально доработанные нами громкоговорители, монтируемые в соответствии с правилом «3:1» (расстояние между ближайшим громкоговорителем и слушателем должно быть втрое меньше расстояния между самими громкоговорителями).
Монтаж, запуск оборудования в эксплуатацию может производиться силами местных предприятий.
При обеспечении бесплатного шефмонтажа производителя оборудования, при этом в качестве соединительного кабеля от микрофонов может применяться кабель STP («витая пара»). Оборудование легко интегрируется на объекте в «инженерную слаботочную» систему здания и может использовать структурированную кабельную систему (СКС) в качестве линейных кабелей.
По окончании монтажа оборудования, перед постановкой на бесплатное гарантийное обслуживание, предусмотрена трехмесячная пробная эксплуатация оборудования.
Отсутствуют надуманные «дополнительные» функциональные возможности и увеличена надежность оборудования.
Оборудование обладает надежностью, достаточной для обеспечения круглосуточной работы 7 дней в неделю. Имеется возможность работы в необслуживаемом и «ручном» режимах.
Предусмотрено бесплатное тройное (разработчика, изготовителя и поставщика) гарантийное обслуживание в течение трех лет.
Срок службы всех систем в целом не менее 10 лет, при этом обеспечена возможность модернизации оборудования и программного обеспечения при изменении регламента работы объекта. Сервисная поддержка обеспечена (по окончании пробной эксплуатации и гарантийного обслуживания) силами местных предприятий и подразделений ведущих отечественных производителей.
Оборудование имеет возможность защиты информации от несанкционированного доступа.
При проведении организационно-технических мероприятий, может быть рекомендовано к работе в режиме защиты от утечки информации. В оборудовании нет «недокументированных» возможностей.
Стандартизация и унификация.
Аудио сигналы и стыки на входе и выходе оборудования отвечают требованиям международных стандартов МЭК, МСЭ-Р (МККР) и ЕСВ, предъявляемых к звуковым трактам. Это позволяет совместное использование любого серийного отечественного и импортного оборудования.
Видео сигналы и стыки на входе и выходе оборудования отвечают требованиям международных стандартов МЭК, предъявляемых к видео трактам формата VHS и S-VHS. Обеспечена совместимость оборудования и сигналограмм. Оборудование, применяемое на различных рабочих местах, унифицировано.
Расширение оборудования.
При необходимости проведения многоязычных мероприятий, оборудование легко дополняется системой синхронного перевода речи.
Она имеет:
расширенные возможности индивидуальных регулировок переводчиком;
возможность работы на 120 абонентских устройств без дополнительных линейных (канальных) усилителей;
конструктивное исполнение в стандарте «Евромеханика» (19 дюймов), что позволяет применять и в составе стоек (трансляция фонограммы перевода).
При необходимости, оборудование легко дополняется системой идентификации, электронного голосования и управления.
Здесь вроде все просто: алгоритм работы системы идентификации, электронного голосования и управления полностью соответствует существующему Регламенту проведения мероприятий на объекте, а не типовым схемам, присутствующим в других системах. Корректировка ПО во время гарантийного обслуживания производится бесплатно (авторский надзор).
Помимо аудиосигналов между устройствами в зале и аппаратной имеет место обмен информацией, включающей в себя управляющие команды от пульта оператора к устройствам в рабочих местах участников, информацию о расположении микрофонов, светодиодную индикацию состояния и диагностику локальных устройств.
Обучение и пробная эксплуатация.
Производится бесплатное обучение представителя монтажной организации во время пятидневного прогона оборудования на стенде, имитирующего условия объекта оснащения или служб эксплуатации во время трехмесячной бесплатной пробной эксплуатации оборудования, что подразумевает:
устранение всех недоработок и неисправностей оборудования, возникающих в процессе обучения персонала, без изменения продолжительности гарантийного срока;
обучение персонала работе с оборудованием; стыковку оборудования с другими объектовыми системами;
модернизацию ПО и доукомплектование оборудованием (при необходимости после в случае изменения требований Заказчика — по Дополнительному соглашению к договору);
организацию кооперации сервисного обслуживания данного объекта по окончании гарантийного обслуживания;
совместный выпуск эксплуатационной документации и, при необходимости, разработка совместных методик, определяющих технологию работы оборудования на объектах. При этом мы проводим разработку согласованного состава эксплуатационной документации на указанную систему (также выпускается инструкция по эксплуатации аппаратной).
Головной исполнитель.
Головной исполнитель по изготовлению оборудования информационно-звукового обеспечения — 3AO РАСТР, единственный в России изготовитель всего спектра отечественного оборудования информационно-звукового обеспечения (конференц-связи, синхронного перевода речи, оповещения, звуковой рекламы, проводного вещания, радиотрансляции, электронного голосования).
При этом внутренняя кооперация поставщиков определяется головным исполнителем. Оборудование обладает способностью модернизироваться по мере совершенствования технологии звукоусиления и позволяет проводить модернизацию на объекте без прекращения функционирования объектов.
При выборе производителей (поставщиков) оборудования мы руководствовались не соображениями престижа, а здоровым прагматизмом, так как ни один из производителей звукового оборудования в мире не в состоянии разрабатывать и выпускать всю линейку оборудования одинаково высокого класса, хотя такая возможность нередко рекламируется.
Правильно спроектированный комплекс будет состоять из оборудования различных фирм. Критерием выбора производителя (поставщика) оборудования для нас является не имя фирмы, а репутация оборудования и сервисного обслуживания поставщиком, основанная на опыте пользователей (служб эксплуатации). Все используемые изделия других фирм, доработаны нами и выпускаются с гарантией и сервисной поддержкой головного предприятия — 3AO РАСТР.
Конфигурация оборудования.
Существует масса вариантов реализации систем с одинаковыми техническими параметрами.
Задача состояла в том, чтобы выбрать оптимальную техническую конфигурацию системы, которая бы удовлетворяла Заказчика в техническом и экономическом плане.
Сложно прогнозировать развитие системы в будущем, но мы постарались предвидеть «узкие места», которые могут возникнуть в процессе эксплуатации и расширения системы. Это вызвано необходимостью оптимизации вложений в систему.
За основной критерий при сравнении функциональных возможностей оборудования, брался весовой вклада в сохранение работоспособности объекта при выполнении им основного функционального назначения. Устранив «узкие места» в самом начале создания системы, можно значительно сэкономить в будущем. Все оценки при выборе оборудования сделаны с точки зрения удобства работы для службы эксплуатации объекта, обслуживающей системы электросвязи.
При этом основной критерий — количественный состав и квалификация обслуживающего персонала, возможность ремонта и поддержки оборудования в течение 10 лет собственными силами.
При определении состава оборудования мы исходили из следующего:
на рынке имеется широкий выбор современного звукового оборудования, пригодного для использования, при этом производимое оборудование, имея сходные технические характеристики, отличается по потребительским свойствам, сервисным возможностям, надежности и стоимости;
главным объективным фактором, является надежность оборудования, которая зависит качества комплектующих изделий, структуры устройства, наличия в нем защитных и резервных узлов для повышения надежности;
программные средства и вычислительная техника, применяемые в составе оборудования, также должны обладать высокой надежностью (для реализации этого требования мы привлекли специалистов СКБ Космического приборостроения ИКИ РАН).
Дополнительно Вы получаете информационно-звуковую технологию поддержки мероприятий, а с ней — профессионально подобранное, смонтированное и настроенное оборудование после недельного прогона на специальном стенде с трехлетней тройной (разработчика, изготовителя и поставщика) гарантией и последующей сервисной поддержкой и передачу прав владения исходными кодами ПО Заказчику. Сама информационно-звуковая технология, сопровождающая оборудование, достается Вам практически бесплатно.
Предложенные решения на уровне систем в настоящий момент работают на многих объектах федерального и регионального уровня.
Преимущества усилителей мощности класса D (по результатам многолетней эксплуатации РУШ 5).
Теоретически система звукоусиления должна обеспечивать заданный уровень звукового давления при минимальной неравномерности рабочего частотного диапазона, вносить минимум разного рода искажений в оригинальное звучание и обладать высокой надежностью в сочетании с простотой установки и настройки (желательно автоматизированной). А практически — всё звучит очень по-разному, особенно в разных залах. В результате мы часто вынуждены слушать плохой звук, а инвесторы — оплачивать ошибки изготовителей, из года в год тиражирующих просчеты в конструкции или выборе комплектующих.
Выбрать профессиональную звуковую систему «на слух» не всегда представляется возможным, однако ситуация не безвыходная. Из общедоступных источников (пресса, Интернет) можно почерпнуть информацию, необходимую и достаточную для принятия правильных (и заметьте, самостоятельных!) решений.
Например, при комплектации системы звукоусиления, в частности, усилителей, мы привыкли исходить из рабочей мощности. Но не следует забывать, что громкость (звуковое давление) зависит от нее в очень малой степени, так как среднестатистический громкоговоритель (чувствительность 86 дБ/Вт/м) при подводимой мощности 1 Вт «выдает» 85-86 дБ, а каждое удвоение мощности прибавляет всего 3 дБ звукового давления. Производители увеличивают выходную мощность, чтобы уменьшить искажения в пиках, когда транзисторный выходной каскад работает «на пределе». Кому-то может показаться, что достаточно мощности 10 Вт! Чтобы прояснить картину, попробуем при выборе усилителя применить другой подход — оценить эффективность схемы, по которой он построен и от которой во многом зависит качество звучания. Заметим, что именно так делают любители музыки, выбирающие усилители High End для своих домашних систем.
Если уважаемые читатели согласны с такой логикой, рискну обратить их внимание на последнее достижение конструкторской мысли — усилители класса D, их ещё называют «квазицифровыми». В отличие от аналоговых, где выходной сигнал представляет собой «увеличенную» копию входного сигнала, сигнал на выходе усилителей класса D представлен в виде импульсов прямоугольной формы, ширина которых зависит от напряжения входного сигнала. Применение этого принципа, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ, она же PWM, pulse width modulation), обеспечивает минимальную потерю мощности в выходном каскаде — транзисторы работают в ключевом режиме, и либо полностью открыты, либо полностью закрыты. Так как амплитуда импульсов постоянна и практически равна напряжению питания, тепла выделяется очень мало. Коэффициент полезного действия усилителей класса D близок к 100%.
Что это значит с точки зрения рентабельности профессиональных систем звукоусиления?
Несколько важных преимуществ, плавно вытекающих из технологической концепции — метода ШИМ. Во-первых, очень привлекателен собственно высокий к.п.д. усилителей класса D. Для сравнения: к.п.д. аналоговых усилители класса AВ, которые пока преобладают в системах звукоусиления, ограничен в лучшем случае 78%, остальное уходит буквально «в воздух» — выделяется в виде тепла. А если в стойке находятся усилители общей мощностью 1 000- 2 000 Вт?
Во-вторых, усилители класса D одинаково хорошо справляются с любой нагрузкой — хоть на 2, хоть на 4, хоть на 120 Ом… Оно и понятно — обратная связь в каскаде класса D требуется только по постоянному току — для поддержания симметрии импульсов при нулевом входном сигнале.
Третий очевидный плюс — энергопотребление и чувствительность к напряжению питания. Аналоговые усилители при падении последнего до 200 Вольт теряют 70% мощности и «захлёбываются». А цифровым — всё равно, в целом они потребляют энергии на 50% меньше большинства современных аналоговых моделей и устойчиво отрабатывают заявленные характеристики при диапазоне напряжений от 95 до 265 Вольт.
В-четвёртых — габариты. У аналоговых усилителей они тем больше, чем больше мощность. Среди персонала прокатных компаний, эксплуатирующих усилители класса D, радуются не только менеджеры, но и грузчики: 100 кВт «цифровой» мощности весит раз в пять меньше, чем «аналоговой» (примерно 150 кг против 800). Соответственно, меньше эксплуатационные расходы на транспортировку, складирование т. д.
Пятый плюс — давно и хорошо отработанные методы обработки цифрового сигнала позволяют перенести «в цифру» (и пропорционально уменьшить расходы на покупку дополнительных устройств) такие традиционно аппаратные функции, как частотную коррекцию (эквалайзер) и разделение (кроссовер), а также коррекцию возможных искажений, вызванных работой ключевого каскада класса D.
И последнее. Слухи, что цифровые усилители звучат хуже аналоговых, сильно устарели. Звучали — но раньше. В «младенчестве» и транзисторные, и ламповые усилители не блистали качеством. А сегодня цифровое усиление «в самом соку», характеристики серийных моделей устойчивы, сервис налажен. Ведь технологии не стоят на месте, чего можно искренне пожелать и потенциальным покупателям систем звукоусиления.
Примечания:
1 (обратно к тексту) …«технология» буквально означает «совокупность производственных методов и процессов в определенной отрасли, а также научное описание способа производства» — С. И. Ожегов. «Толковый словарь русского языка»…
2 (обратно к тексту) …рассмотрим технологическую цепочку:
Микрофон усиливает звуковые волны от источника сигналов (оратор, Председательствующий, депутат).
Сигнал от микрофона проходит звуковой тракт (предусилитель, устройства обработки, усилитель мощности).
Усиленный сигнал поступает на громкоговорители.
Микрофон улавливает сигнал от громкоговорителя…
Таким образом, возникает так называемый цикл обратной связи.
Приходящий звук будет усилен до уровня исходного звука, улавливаемого микрофоном, в результате чего акустическая система (громкоговоритель) начинает «свистеть» и резонировать.
Но это не все, что определяет «индекс усиления» в конкретном случае.
Есть еще один фактор — избирательное фильтрование.
Эффект акустической интерференции является результатом использования большого количества микрофонов и может возникнуть даже при использовании двух микрофонов. Избирательное фильтрование является результатом микширования сигналов. Для него характерно использование самых высоких и низких участков слышимого частотного диапазона. Так как микрофоны находятся не на одинаковом расстоянии от источника звука, звук, улавливаемый более отдаленным микрофоном, будет воспроизводиться с большей задержкой, чем звук с микрофона расположенного ближе…
Результат — фазовый сдвиг и, как следствие, избирательное фильтрование.
