ВУЗ: Всероссийский государственный университет кинематографии им. С.А. Герасимова "ВГИК"
Категория: Книга
Дисциплина: Искусство
Добавлен: 07.02.2019
Просмотров: 10502
Скачиваний: 211
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
51
составляющие различных фаз, что меньше нагревает кабель, в отличие от суммарного тока, идущего в
одной фазе при нейтральной "обратке". Более эффективные генераторы и система распределения
означают меньшие расходы для электрических компаний, и тем самым более дешёвое электричество
для потребителей.
Великобритания - богатая индустриально-развитая страна с большим количеством производимой
электроэнергии и серьёзным отношением к технике безопасности. Потребление одним домом или
квартирой тока в 100 А (по одной фазе) считается вполне нормальным явлением. А вот в Испании, где
ощущается нехватка электроэнергии, потребление тока одним домом может быть ограничено 15 А
однофазного питания, а многие коммерческие предприятия могут потреблять только 20 А трёхфазного
тока. Увеличение потребляемой мощности приведёт к значительным расходам и к крупным наценкам за
каждый киловатт-час сверх нормы. Британское требование обеспечить питание от одной фазы для всех
взаимосвязанных единиц аудио и/или видео оборудования основывается на том, что из-за разницы
потенциалов между фазами в почти 400 В вероятность пробоя изоляции оборудования более высока,
чем при использовании одной фазы номинальным напряжением 230 В. Более того, в первом случае
последствия нарушения целостности изоляции будут более тяжёлыми. Испанская философия в этом
отношении по-моему следует принципу: "Это всё, что мы можем сделать; соглашайтесь или
отказывайтесь". Французы объясняют это пресловутой "галльской беззаботностью". В США существует
двухфазное питание, получаемое от двух полуобмоток трансформатора, которое даёт по 120 В от каждой
половины; каждая такая фаза идёт на один из пары рядом стоящих домов. В международной практике
эти вопросы далеки от стандартизации.
4.2.1 Почему только одна фаза?
Научный подход подсказывает необходимость использования однофазного питания. Если бы
питание всего студийного оборудования распределялось по трём фазам, то всё было бы нормально,
пока все три фазы имели бы чёткую синусоидальную форму при одинаковой силе потребляемого тока.
Однако совершенная синусоидальная форма - довольно редкое явление в электрической сети, а
студийное оборудование совсем не схоже с тремя сбалансированными обмотками трёхфазного
электромотора. Оно не потребляет ток постоянной величины, так как различные приборы постоянно
включаются и выключаются (например, двигатели магнитофонов), или изменяется потребляемая
мощность (как у большинства усилителей при работе с музыкальным сигналом). Несбалансированность
потребляемого тока создаёт гармонические помехи, при этом в общей нейтральной жиле могут
генерироваться “блуждающие” токи. Этот вопрос очень подробно освещён в двух книгах, приводимых в
библиографии в конце предыдущей главы. Так в книге Дэвиса (1997, стр. 394) говорится: "Таким образом
можно сказать… что помехи, создаваемые системой питания, возможно свести к минимуму при
использовании только одной питающей фазы для всего электронного оборудования". В книге
Гиддингса (1995, стр. 54-56) также сказано: "Другим вопросом в отношении переменного тока является
вопрос о количестве фаз, используемых для запитки аудиосистемы. Идеальный ответ - одна, из-за
ёмкостной связи между корпусами электронного оборудования и питающей сети. Эта связь
вызывает флуктуации на корпусе на частоте сети, которая служит в качестве тактовой частоты
для электронного оборудования внутри корпуса ... Различное оборудование, подключенное к одной
фазе, будет иметь схожую осциллограмму этой тактовой частоты, и флуктуации будут
скомпенсированы. Если же различные приборы, запитанные от разных фаз, будут подключены друг к
другу, то будет появляться небольшая разница напряжений тактовых частот в связи со сдвигом
фаз, которая будет проявляться как обычный шумовой фон и затем усиливаться … Чем чаще сигнал
проходит через различные элементы оборудования, запитанные от разных фаз, и чем больше
величина усиления, обеспечиваемая этим оборудованием, тем больше проблем возникает".
На протяжении многих лет, я использовал следующий метод распределения фаз для небольших
студий: запитывал всю аудиотехнику от одной фазы, все кондиционеры воздуха или электрокалориферы
- от другой, а освещение, вентиляцию и т.п. - от третьей фазы. Если одна фаза является более “чистой”
или более стабильной, чем другие, она должна быть выбрана для аудиооборудования. Но за этим нужно
постоянно следить, так как условия могут изменяться даже в результате каких-либо модификаций в
соседнем здании.
4.3 Линейные фильтры и стабилизаторы напряжения
Как уже упоминалось в этой главе, стабилизация напряжения питания по входу не даст
существенного
результата,
если
внутри
системы
имеется
оборудование,
генерирующее
электромагнитные помехи. Тем не менее, дополнительная фильтрация питающего напряжения не
помешает. Однако проблема в том, что очень большое количество электромагнитных и радиочастотных
помех фильтры не в состоянии подавить. В результате они всего лишь сбрасывают даже большее
количество жёстких шумов на систему заземления. На рис.13 показано, как это обычно происходит.
Мнение о том, что источники бесперебойного питания обеспечивают абсолютно "чистое" напряжение,
очень часто ошибочно. Только внутренние блоки выходного напряжения с обратной связью
обеспечивают чистую синусоидальную форму напряжения. Но такие блоки часто должны иметь
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
52
значительно большую мощность, чем предполагается вначале, иначе даже они могут создать больше
проблем, чем разрешить. Они редко имеют достаточно низкое полное сопротивление на выходе, что
способствует генерированию шумовых гармоник в результате действия таких явлений, как переходное
потребление тока усилителями мощности. Некоторые из этих аппаратов могут вызвать отказ компьютера,
если только они не подключены к отдельным компьютерам без какого либо другого запитанного от них
оборудования (читателям, незнакомых с этим вопросом, полезно внимательно изучить рис.11 и 12).
4.4 Сбалансированное питание
На рис.14 показано сбалансированное устройство, эквивалентное показанному на рис.13.
Рисунок взят из статьи Мартина Гласбанда (Martin Glassband), автора поправки от 1996 года в
Национальный электрический кодекс США (разделы с 530-70 по 530-73). Давно известно, что подача
питания на чувствительную аудиоаппаратуру от сбалансированного источника питания может разрешить
много проблем, связанных с шумами и отказами техники. Его суть заключается в использовании
трансформатора с центральным отводом, который служит в качестве двух источников питания с
противоположной полярностью, каждый с напряжением, составляющим половину от общего. Например,
питание напряжением 230 В заменяется на питание от трансформатора с центральным заземлённым
отводом, с двух половин которого снимается сбалансированное напряжение в 115В. На рис.15 показано,
как трудно устранить проблему реактивных токов за счет сбалансирования источников питания.
В некоторых странах питание настенных розеток подобным образом может быть запрещено
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
53
местным законодательством, которое, как правило, отстаёт от потребностей быстро развивающейся
технологии.
В США в конце 80-х годов было признано, что определённые системы высоких технологий
настолько чувствительны, что обычные источники электроснабжения ограничивают их технические
возможности. В 1996 г. в Национальный Электрический Кодекс США была внесена поправка, дающая
возможность запитывать аудио-, видео- и т.п. оборудование от сбалансированных источников при
удовлетворении определённых условий. В других странах после соответствующих разъяснений можно
убедить местные органы, отвечающие за технику безопасности при эксплуатации электросетей, в
необходимости таких систем. Но поскольку эти правила касаются только систем, устанавливаемых в
качестве структурного элемента внутри зданий, возможно использование балансировочного
трансформатора, как отдельно стоящего аппарата, запитывающего распределительный щит, к которому
подключается оборудование. Но такие вещи нельзя делать без консультации с опытным специалистом,
так как применение изолирующих трансформаторов может блокировать работу предохранителей-
автоматов, которые являются ключевым элементом в обеспечении техники безопасности во многих
зданиях.
Сбалансированные источники питания использовались на многих объектах, и достигаемые при
этом преимущества были самыми разнообразными. На студиях, где постоянно испытывали трудности с
шумами, отмечали снижение взаимных помех на 15 dB. Благодаря способности уничтожать
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
54
высокочастотные шумы, что практически недостижимо в обычных системах, сокращается дрожание в
цифровых цепях, что позволяет получать значительно более “чистые” аудио сигналы. Отмеченное
снижение уровня дрожания составляло более 30%. Снижается также эффект ёмкостных помех, которые
связаны с тем, что действие электрического поля зависит от величины напряжения. Другими словами,
при номинальном напряжении на входе сбалансированной сети питания в 230 В, система будет запитана
от напряжения в 115 В (по отношению к земле), в сравнении с 230 В в несбалансированных сетях.
Уменьшение в два раза уровня напряжения по отношению к земле тем самым сокращает мощность
помех в 2
2
, или в четыре раза. Сбалансированные источники питания могут быть очень эффективными
даже в самых неблагоприятных обстоятельствах.
Одна из причин, почему сбалансированные источники питания так подходят для project-студий,
состоит в том, что в них обычно нет того сочетания оборудования, которое позволяет обеспечить
простоту оптимального звукового согласования, в отличие от полностью профессиональных студий.
Оборудование project-студий, как правило, имеет различные уровни сигналов, различные симметричные
и несимметричные соединения, а большое количество такого оборудования имеет значительные
конструктивные недоработки. Сбалансированные источники питания также очень желательны в связи с
тем, что project-студии зачастую размещаются в зданиях, где трудно на практике получить отдельное
заземление и питание с низким входным сопротивлением. К тому же эти студии могут располагаться в
отдалённых местах - на конце длинного питающего кабеля или на 21-м этаже здания, - где до
"качественной земли" трудно добраться. Но всегда помните: никогда не предпринимайте каких-либо
модификаций электропитания без помощи квалифицированного электрика. Не рискуйте!
4.5 Итог
Хотя подробное описание вопросов создания специального заземления или источника питания не
помещается в объём данной книги, я надеюсь, что она, по крайней мере, даёт общее понимание спектра
стоящих проблем и способов их решения. Конечно, с моей стороны было бы совершенно
безответственно призывать неспециалистов вносить какие-либо поправки в правила по технике
безопасности. Любому практически заинтересованному в этом предмете лицу следует обратиться к
книгам, упомянутым в библиографии в конце этой главы, после чего они смогут убедиться, насколько эти
вопросы сложны и глубоки.
Основная мысль этой главы в том, что не следует ожидать от простой электросети стабильного
источника питания без помех и надёжного заземления с низким полным сопротивлением. Компьютеры
сбоят по причине проблем с питанием значительно чаще, чем можно себе представить, и программное
обеспечение здесь не виновато (хотя оно часто виновато в других). Плохое заземление зачастую
вызывает одни помехи, а плохой источник питания - другие. Многие стабилизаторы напряжения не
обеспечивают той степени чистоты питания, которую их пользователи хотели бы получить. А многие
источники бесперебойного питания вовсе не настолько свободны от сетевых шумов, как думают их
владельцы.
Ещё раз хочется отметить, что бытовое и полупрофессиональное оборудование может быть
значительно более чувствительным к помехам по сети или системы заземления, чем их полностью
профессиональные аналоги. И при этом вероятно именно полупрофессиональное оборудование будет
использоваться в наименее оптимальных условиях. Мне действительно хотелось бы написать главу с
инструкциями типа: "Если происходит это, делайте то; если происходит то, делайте это". Но боюсь, что
это не такой простой вопрос. На что я действительно надеюсь, так это на то, что эта глава даёт
понимание сути проблем и разнообразия их проявлений, а также некоторые рекомендации, которые
помогут разрешить эти проблемы. Однако необходимо всегда иметь в виду, что доведение до
приемлемых параметров "плохой" питающей сети и "плохого" заземления, чтобы выжать всё возможное
из полупрофессионального оборудования, может обойтись дороже, чем просто покупка
профессионального оборудования, которое более терпимо к характеристикам электропитания.
Ссылки
1 Newell, P.R., 'Namouche', Studio Sound, Vol. 36, No. 12, p. 48 (December 1994)
2 Glassband, Martin, The Origin of Balanced Power', Sound and Video Contractor, pp. 54-60
(September 1997)
Библиография
Davis, D. and Davis, C., Sound System Engineering, Focal Press, Boston, USA (1997)
Giddings, P., Audio System Design and Installation, Focal Press, Boston, USA and Oxford, UK (1995)
Giddings, P., Audio System Design and Installation, Howard W. Sams, Indianapolis, USA (1990)
Journal of the Audio Engineering Society', Vol. 43, No. 6, issue dedicated to papers on audio system
grounding and interconnecting (June 1995)
Sound and Video Contractor, (P.O. Box 12901, Overland Park, KS 66282-2901, USA) (September
1997). Issue dedicated to power quality.
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
55
Глава 5 Требования к мониторному контролю.
Не все прислушаются к рекомендациям, изложенным в предыдущих двух главах. Некоторые могут
даже посчитать их лишними, если их мониторы не позволяют распознать имеющихся проблем, а также
результатов их устранения. Поэтому сначала нужно разобраться с требованиями, предъявляемыми к
мониторингу. Только качественные мониторы позволяют должным образом оценить ход процесса
звукозаписи. А в небольших студиях это, пожалуй, единственная возможность.
Наушники не могут быть заменой хорошей системе мониторов и хорошему в акустическом плане
помещению. Человеческая психология и различные аспекты психоакустики говорят об огромных
различиях в восприятии прослушивания через мониторы и через наушники. Сведение, выполненное по
мониторам в нормальных условиях, будет с гораздо большей вероятностью адекватно передаваться
через наушники, чем сведение, выполненное в наушниках - восприниматься через акустические системы.
Обеспечение правильных условий мониторинга стоит дорого, но это абсолютно необходимо для
достижения хорошего качества записи и сведения. Очень неразумно пренебрегать мониторингом, потому
что это тот элемент студии, посредством которого оценивается всё остальное. А потенциал значительно
более дорогого оборудования никогда не реализуется, если его нельзя услышать.
5.1 Стандарт или рынок?
На проблему мониторинга можно взглянуть с двух сторон: собираемся ли мы осуществлять
прослушивание в соответствии со стандартом; или в соответствии с тем, что нам навязывает рынок? В
последнем случае мы рискуем вступить на скользкую дорожку, выбраться с которой будет не так то
просто. Тем не менее, эта философия имеет своих последователей. Для контроля в соответствии со
стандартом потребуется полный спектр мониторов, которые обеспечивают наиболее нейтральное и
точное качество звучания. Получение желаемого "звучания" или баланса звучания на самой нижней
границе частотного диапазона всегда было трудной задачей. Но есть мнение, что если музыкальные
центры большинства людей не воспроизводят всего диапазона частот, то стоит ли, мол, волноваться об
этом?
Коммерческая точка зрения такова: если сведение «подогнано» под усреднённый уровень
большинства бытовой звуковоспроизводящей техники, тогда значительное число людей будет
удовлетворено результатами. Это мнение представляет собой наиболее дешёвый подход, при котором
мало времени будет уделяться исправлению трудноразличимых проблем. Одна из причин применения
некачественных мониторов состоит в использовании компьютерных источников звука. Многие ошибочно
полагают, что внутренне запрограммированные в них звуки изначально хорошо "сконструированы" и
свободны от неожиданных проблем на граничных частотах. Надо, наконец, понять, что записи, не
выверенные на высококачественных мониторах, не могут считаться высококачественными (hi-fi).
Многие люди, характеризуя полнодиапазонные мониторы, ошибочно применяют термин
"приукрашивание". Но «приукрашивающие» звук мониторы никогда широко не применялись для
контроля, ведь «приукрашивание» предполагает искажение естественности реального звучания.
Выполненные на таких мониторах работы при воспроизведении на другой акустике дают
разочаровывающие результаты. Оценить систему мониторов в студии всегда можно, сравнив
непосредственно звучание «живого» акустического инструмента с воспроизведением его записи через
мониторы.
Со мной иногда спорят инженеры, подразумевающие под словом "приукрашивание" то, что я и
многие мои коллеги называют «нейтральность». В этом случае термин "приукрашивание" используется
для обозначения "звучания лучшего, чем на моих маленьких колонках дома", т.е. полнодиапазонный
мониторинг при рыночном подходе к сведению автоматически бы считался "приукрашивающим".
Контроль только на мониторах ближнего поля, использование компьютерных источников звука и
т.п. уже привели к сходству условий для записи во многих студиях с бытовыми. Это - следствие
философии "сведения под рынок". Всё чаще материал записывается и сводится на случайных
мониторах, близких по характеристикам к бытовым, после чего о результатах работы судят на схожих по
качеству акустических системах дома.
При использовании более качественных мониторных систем значительно расширяется частотный
диапазон, улучшается прозрачность, деталировка, плотность звучания и общее качество, по крайней
мере, при прослушивании качественных записей. Но некоторые неопытные инженеры говорят мне, что
этот материал на бытовой аппаратуре звучит по-другому. Т.е. они заявляют, что не хотят слышать
реальное звучание, потому что дома оно звучит не так.
Конечно, когда мониторы позволяют слышать все недостатки, делать сведение труднее. Но это -
профессиональное отношение.
Если и дальше всё будет катиться по этой дорожке, то у меня останется мало надежд на
поддержание стандартов в сфере звукозаписи, а дни аудиофилов будут сочтены. Помните: мы все в
долгу перед аудиофилами за их постоянное требование качества. Они поддерживают нас. Кто знает,
насколько упали бы стандарты звукозаписи без них. С моей точки зрения, мы обязаны удовлетворить их
требования. Они заслужили право слушать на своей супер-качественной аппаратуре что-нибудь получше