U radu profesionalnih zvučnih sistema, akustična povratna sprega je čest i vrlo destruktivan problem. Manifestuje se kao oštro zavijanje ili cviljenje, što ne samo da ozbiljno utiče na iskustvo slušanja, već može i da ošteti skupe drajvere zvučnika. Osnovni uzrok ovog fenomena leži u formiranju zatvorene akustične petlje između zvučnika (izlaza) i mikrofona (ulaza): mikrofon hvata zvuk koji emituje zvučnik, sistem pojačava signal i emituje ga ponovo iz zvučnika, samo da bi ga mikrofon još jednom uhvatio... rezonantne frekvencije. Na kraju, sistem ulazi u nestabilno stanje, proizvodeći neugodan urlik.
Kako bi efikasno riješili ovaj uporni problem, moderni digitalni audio procesori obično integriraju naprednu funkciju eliminacije/supresije povratnih informacija. Njegov osnovni cilj je da precizno identifikuje i eliminiše energiju signala unutar putanje povratne sprege, obezbeđujući stabilnost sistema i poboljšavajući razumljivost govora i vernost muzike. Njegov princip rada prvenstveno uključuje sljedeće ključne korake:
Osnovni principi eliminacije povratnih informacija
- Modeliranje putanje povratnih informacija (identifikacija sistema):
Prvi korak za eliminator povratne sprege je identificiranje i modeliranje kompletnog puta akustične povratne informacije od zvučnika do mikrofona. Ovaj put uključuje odziv zvučnika, akustične karakteristike prostorije (kao što su odjek i stojni talasi), karakteristike mikrofona i njihov relativni položaj.
Moderni digitalni procesori obično koriste adaptivne algoritme. Ubrizgavanjem specifičnih test signala (kao što su ružičasti šum ili sinusni sweeps) u sistem ili korištenjem samog signala programa, oni analiziraju korelaciju između ulaza (mikrofon) i izlaza (referentni signal zvučnika) u realnom-vremenu, dinamički konstruirajući tačan model putanje povratne informacije. Ovaj model je u suštini digitalni filter koji simulira karakteristike stvarne akustične povratne informacije.
- Adaptivno filtriranje i referentni signal:
Na osnovu uspostavljenog modela putanje povratnih informacija, procesor interno generiše Adaptive Filter. Osnovni zadatak ovog filtera je predviđanje: predviđa koji bi signal bio proizveden na ulazu mikrofona ako bi trenutni referentni signal (tj. idealan signal poslan zvučnicima, obrađen ali *prije* dodavanja povratne informacije) prošao kroz stvarni put akustične povratne informacije.
Adaptivni filter kontinuirano uspoređuje svoje predviđanje (predviđeni povratni signal) sa stvarnim ulaznim signalom mikrofona. Razlika između njih (nazvana signalom greške) pokreće dinamičko prilagođavanje parametara filtera u realnom-vremenu. Cilj je da se predviđeni povratni signal učini beskonačno približnim stvarnoj povratnoj komponenti sadržanoj u signalu mikrofona. Ovaj proces zahtijeva izuzetno veliku brzinu i preciznost računanja.
- Precizno otkazivanje povratnog signala:
Jednom kada adaptivni filter može precizno simulirati komponentu povratne sprege u signalu mikrofona, procesor generiše signal poništavanja jednake amplitude, ali suprotne faze (180 stepeni van faze).
Ovaj invertirani signal se superponira u realnom-vremenu na originalni ulazni signal mikrofona. Kroz preciznu faznu inverziju i usklađivanje amplitude, komponenta povratnog signala se efektivno poništava ili značajno potiskuje na izvoru (prije nego što ulazni signal uđe u lanac obrade procesora). U konačnici, procesor prvenstveno upravlja željenim čistim izvornim signalom (glas, instrumenti, itd.), uvelike smanjujući energiju koja uzrokuje zavijanje.
- Dinamičko praćenje i prilagođavanje{0}}u realnom vremenu:
Akustično okruženje je dinamično. Na primjer, kretanje ljudi, otvaranje/zatvaranje vrata ili prozora, pomicanje objekata, pa čak i promjene temperature i vlažnosti mogu uzrokovati promjenu putanje povratne informacije od zvučnika do mikrofona.
Stoga, eliminator povratnih informacija mora biti vrlo-prilagodljiv u stvarnom vremenu. Potrebno je kontinuirano pratiti signal greške i u skladu s tim dinamički ažurirati parametre adaptivnog filtera. Ovo osigurava da model uvijek drži korak s promjenama u trenutnom akustičkom okruženju, održavajući optimalno potiskivanje povratnih informacija. Ovaj proces "učenja" i "prilagođavanja" nikada ne prestaje tokom rada sistema.
Široka primjena tehnologije eliminacije povratnih informacija
Zahvaljujući svojoj ključnoj ulozi u stabilizaciji sistema i poboljšanju kvaliteta zvuka, tehnologija eliminacije povratnih informacija se široko koristi u različitim scenarijima koji zahtijevaju pojačanje zvuka sa velikim-pojačavanjem:
- Nastup uživo:Na koncertima, pozorištima i estradnim pozornicama, gdje postoje brojni mikrofoni, zahtjevi za visokim pojačanjem i složena, promjenjiva akustična okruženja, eliminacija povratnih informacija ključna je tehnička barijera koja osigurava glatke performanse i sprječava ometajuće iznenadne urlike koji ometaju umjetničku prezentaciju.
- Dvorane za konferencije i predavanja:U sobama za sastanke, auditorijumima i učionicama, jasan i razumljiv govor je najvažniji. Eliminacija povratnih informacija omogućava sistemu da bezbedno radi na većim pojačanjima, značajno poboljšavajući razumljivost govora i pojačanje pre povratne informacije (GBF), obezbeđujući da svaki slušalac može jasno da čuje govornika.
- Emitiranje i snimanje:U profesionalnim okruženjima za audio produkciju kao što su radio studiji, TV studiji i studiji za snimanje muzike, svaka manja buka ili urlik je neprihvatljiv. Tehnologija eliminacije povratnih informacija pomaže u održavanju čistog kvaliteta snimanja i emitovanog signala, izbjegavajući neželjene smetnje i podižući profesionalni standard rada.
- Instalirani i prenosivi PA sistemi: Ovo uključuje fiksna mjesta za instalaciju poput crkava, gledališta i hotelskih plesnih dvorana, kao i scenarije kao što su KTV sobe, sistemi za komentarisanje turističkih vodiča i prijenosni govorni sistemi. U ovim aplikacijama, tehnologija eliminacije povratnih informacija uvelike pojednostavljuje postavljanje sistema, poboljšava jednostavnost korištenja i slušno iskustvo krajnjeg-korisnika, osiguravajući da je zvuk čist, stabilan i bez zavijanja.
Rezime
Funkcija eliminacije povratnih informacija unutar digitalnih audio procesora, koja koristi sofisticirane algoritme za modeliranje putanje akustične povratne informacije u realnom-vremenu i koristi adaptivno filtriranje za generiranje inverznih signala za precizno otkazivanje, je osnovna tehnologija za rješavanje problema sa zavijanjem u zvučnim sistemima i osiguravanje stabilnosti sistema i čistoće zvuka. Ima nezamjenjivu ulogu u nastupima uživo, konferencijama, predavanjima, emitiranju, snimanju i raznim scenarijima pojačanja zvuka. To je bitna komponenta "zaštite" i "osiguranja kvaliteta" modernih profesionalnih audio sistema.
Preporuka proizvoda
https://www.tendzone.net/audio-procesor/web-bazirani-audio-procesori/ai-audio-processor.html
https://www.tendzone.net/audio-processor/fixed-audio-processors/dante-dsp.html
