Thiết kế lắp đặt âm thanh biểu diễn

Thiết kế và thiết lập hệ thống âm thanh cho ban nhạc trực tiếp

Lựa chọn loa

Lựa chọn loa bạn phải dựa trên yêu cầu về phạm vi phủ âm của quy mô nơi biểu diễn. Có một số điều cần xem xét về sân khấu nơi không gian khán phòng hoặc không gian mở ngoài trời, chẳng hạn như tường, trần nhà và sàn nhà hoặc ngoài trời nhưng gần xung quanh và phạm vi cho phép.

Bạn muốn có được những loại loa tốt nhất mà ngân sách của bạn cho phép. Bắt đầu bằng cách xác định những gì bạn có thể mua và sau đó xác định âm thanh tốt nhất cho bạn trong phạm vi giá mua. Luôn luôn đến nhưng nơi đã thực hiện thành công trình diễn các loa trước đó khi mua, vì không phải tất cả chúng đều giống nhau. Khi chọn loa, bạn sẽ muốn tham khảo bảng thông số kỹ thuật, bảng này phải có sẵn từ hầu hết các nhà sản xuất uy tín. Các thông số kỹ thuật quan trọng nhất cần biết là đáp ứng tần số, đầu ra SPL và độ phân tán. Nếu bạn đang sử dụng loa thụ động, thì bạn sẽ cần biết công suất và trở kháng (điện trở ohms).

Một loa toàn dải có tần số đáp ứng từ 60 Hz đến 18 kHz có thể phù hợp với nhiều thể loại nhạc, chẳng hạn như nhạc đồng quê dân ca hoặc nhạc sến, nhạc trữ tình nhạc trẻ đơn lẽ nơi trống và bass không cần đến quá mạnh. Đối với nhạc rock, metal, pop, hip hop, EDM, v.v., bạn sẽ cần có loa siêu trầm. Loa siêu trầm mở rộng đáp ứng tần số xuống 45 Hz hoặc thấp hơn và sẽ cho phép các loa toàn dải có thêm khoảng trống và tăng công suất.

                                                                           Phổ tần số cho các đỉnh và loa siêu trầm đầy đủ

Mức áp suất âm thanh của loa sẽ quyết định độ lớn của loa ở một khoảng cách nhất định (thường là 1 mét). Hầu hết các trang thông số kỹ thuật sẽ hiển thị đầu ra Đỉnh và Liên tục. Đỉnh cao là mức độ to của loa khi chuyển tiếp lớn, trong khi đầu ra liên tục là độ lớn trung bình. Đây là một dấu hiệu tốt cho thấy loa hoạt động như thế nào, một cách linh hoạt. Mức áp suất âm thanh (SPL) sẽ giảm đi 6 dB khi khoảng cách tăng gấp đôi. Nếu một loa có công suất 135 dB ở 1m thì 2m sẽ có SPL là 129 dB. Bằng cách tăng gấp đôi khoảng cách lên 4m, loa sẽ phát ra 123 dB, v.v. Một cân nhắc khác là tăng gấp đôi trên loa sẽ dẫn đến mức tăng +3 dB. Nếu một loa có công suất cực đại là 135, bằng cách thêm một loa khác, đầu ra sẽ tăng lên 138 dB.

                                                                                Mức áp suất âm thanh đến khoảng cách decibel

Tán sắc là cách âm thanh được chiếu theo chiều ngang và chiều dọc từ loa. Điều này cực kỳ hữu ích để xác định vị trí của loa, vì bạn có thể hướng âm thanh ra xa các ranh giới, chẳng hạn như tường và trần nhà. Ví dụ: một loa có độ phân tán ngang 60 độ có thể hoạt động tốt cho một căn phòng hẹp, trong khi việc thêm một loa bổ sung có thể tăng độ phân tán lên 120. Mục đích là cung cấp phạm vi phủ sóng cho toàn bộ khán giả, đồng thời hướng âm thanh ra khỏi tường . Nhiều loa được thiết kế để ghép đôi bằng cách sử dụng vỏ hình thang, thay vì vỏ hình vuông hoặc hình chữ nhật. Thiết kế hình thang cho phép dễ dàng bố trí các loa vì chúng có thể được đặt cùng nhau trong nhóm hoặc mảng đan khít, cho phép ghép nối với nhau để giảm nhiễu giữa các loa.

Sự phân tán theo chiều dọc sẽ xác định mức độ cao của các đỉnh toàn dải để cung cấp độ phủ âm thanh thích hợp cho khán giả. Có nhiều cách để định cấu hình hệ thống, về chiều cao và liệu có nên thực hiện việc xếp chồng lên mặt đất, giá đỡ loa, giàn giáo hoặc giàn như một cách để loa đủ cao để cung cấp phạm vi phủ sóng mở rộng hay không. Loa càng cao thì âm thanh truyền đi càng xa. Nếu cao quá sẽ bị mất lực tác động phía trước. Không đủ cao có thể dẫn đến âm thanh lớn gây khó chịu cho hàng ghế trước.

    Phân tán ngang                                                            

 Phân tán theo chiều dọc

Đối với mục đích của chúng tôi, tôi khuyên bạn nên đặt phần ngọn ở ngang vai với đầu, cách sàn khoảng 5 đến 6 feet. Nếu bạn đang sử dụng loa siêu trầm, bạn có thể thử xếp các phần trên mặt đất lên trên đầu của loa con. Nhiều loa cung cấp giá treo cực để sử dụng với giá đỡ loa. Đây là cách đơn giản nhất để có được chiều cao thích hợp, đặc biệt là nếu bạn không có nhiều phụ để tạo nền đất. Ít nhất, bạn muốn trình điều khiển tần số cao của mình ở trên đầu của những người trong khán giả.

                                      Ngăn xếp trên mặt đất

Chủ động so với Bị động
Có những ưu và nhược điểm đối với cả thiết kế loa chủ động và loa bị động. Loa chủ động là loại loa dễ triển khai nhất với bộ khuếch đại tích hợp phù hợp với các thành phần của loa (loa trầm, dải trung và loa tweeter — thường là trình điều khiển nén). Chúng cũng có tính năng giao nhau, giúp cô lập và định tuyến phạm vi tần số cho từng thành phần và các bộ giới hạn tích hợp để bảo vệ trình điều khiển. Một loa hoạt động ba chiều sẽ có hai hoặc nhiều bộ phân tần tích hợp, giúp tách biệt các tần số cao, trung và thấp. Ưu điểm của loa chủ động là dễ cài đặt và vận hành. Chúng chỉ yêu cầu đầu vào mức đường truyền và bạn sẽ không phải sử dụng các bộ khuếch đại riêng biệt để cấp nguồn cho chúng.

Loa thụ động yêu cầu bộ khuếch đại, dây loa và có thể yêu cầu bộ phân tần bên ngoài và xử lý tín hiệu khác. Một số loa thụ động sẽ sử dụng mạng phân tần nội bộ, có chức năng giống như loa chủ động. Các loa khác được thiết kế để trở thành bi-amped hoặc tri-amped, điều này có thể là một lợi ích, vì điều này cho phép kiểm soát tốt hơn các thành phần của loa, nhưng cũng yêu cầu một bộ khuếch đại riêng cho từng thành phần của loa. Nếu quyết định sử dụng thiết kế loa thụ động, bạn sẽ cần xem bảng thông số kỹ thuật do nhà sản xuất cung cấp để xác định (các) bộ khuếch đại chính xác.

                                               
                    Active Speaker                                                                                                              Passive Speaker

Phạm vi đầu vào của loa thường được đưa ra trong các phép đo liên tục, chương trình và công suất cực đại. Bạn rất có thể sẽ thấy đầu ra liên tục và chương trình hoặc đỉnh. Nguyên tắc chung là nhân đôi kết quả liên tục trong chương trình, đồng thời nhân đôi chương trình sẽ cho hiệu suất cao nhất. Ví dụ: giả sử chúng tôi có loa 4 ohm yêu cầu đầu ra liên tục 600 watt, đầu ra chương trình là 1.200 watt và đầu ra tối đa là 2.400 watt.

Câu hỏi mà nhiều người đặt ra, là tôi cần bao nhiêu điện năng? Tôi có thực sự cần bộ khuếch đại 2.400 watt để cấp nguồn cho loa này không? Câu trả lời phụ thuộc vào tổng sản lượng SPL yêu cầu của bạn. Xem xét thông số kỹ thuật của loa. Chúng tôi thấy nó cung cấp giá trị đầu ra SPL liên tục là 128 dB và đầu ra SPL tối đa là 134 dB. Giả sử bạn muốn có đầu ra SPL là 105 dB ở 50 'từ loa. Hãy nhớ mỗi lần tăng gấp đôi khoảng cách, giảm SPL xuống 6 dB. Yêu cầu đầu ra chương trình của người nói là 131 dB ở 1m. 16 mét hoặc 52,8 feet sẽ cung cấp SPL là 107 dB, do đó bạn có thể yên tâm sử dụng bộ khuếch đại công suất 1.200W để đạt được mục tiêu của mình. Nếu chúng tôi tăng gấp đôi công suất chương trình 1.200 watt lên 2.400 watt, bạn sẽ thu được thêm 3 dB. Ý kiến ​​của tôi là mua nhiều điện hơn mức cần thiết để duy trì khoảng không. Tất nhiên, điều này sẽ phù hợp với ngân sách, bởi vì một số loa có thể yêu cầu công suất cực đại lên đến 11.000 watt, điều này sẽ đẩy bạn sang một loại bộ khuếch đại khác với mức giá cao hơn nhiều.

Một vấn đề khác là trở kháng hoặc kháng ohms của loa. Bạn sẽ cần tham khảo các thông số kỹ thuật của bộ khuếch đại để xác định mức công suất mà bộ khuếch đại có thể tạo ra ở mức trở kháng nhất định. Hầu hết các nhà sản xuất sẽ tự hào về sản lượng cao nhất của cả hai kênh ở mức điện trở thấp nhất. Khi kết hợp bộ khuếch đại của bạn với loa, điều quan trọng là phải xem xét xếp hạng ohms và công suất. Ví dụ: một bộ khuếch đại được đánh giá ở mức 4.000 watt (2.000 watt cho mỗi kênh) ở 2 ohms sẽ thực tế cung cấp 1.400 watt ở 4 ohms và 850 watt ở 8 ohms. Loa mẫu của chúng tôi có trở kháng 4 ohm, có thể dễ dàng được cấp nguồn bởi bộ khuếch đại 4.000 watt của chúng tôi.

Một số nhà sản xuất bộ khuếch đại sẽ cho biết công suất rút ra là công suất 1/8, công suất 1/3 và công suất đầy đủ. Công suất 1/8 cung cấp tín hiệu được khuếch đại bên dưới bộ giới hạn clip tích hợp, trong khi công suất 1/3 sẽ có bộ giới hạn clip thỉnh thoảng nhấp nháy. Sức mạnh đầy đủ sẽ có những giới hạn trong hoạt động liên tục. Khi sử dụng các bộ giới hạn clip, bạn thực sự đang làm tròn tín hiệu âm thanh để ngăn chặn sự biến dạng, nhưng tín hiệu âm thanh sẽ bị ảnh hưởng. Tôi thích chạy bộ khuếch đại ở mức công suất 1/8, điều này sẽ mang lại nhiều khoảng không mà không làm ảnh hưởng đến các dạng sóng. Bạn cũng có thể sử dụng bộ khuếch đại được đánh giá cao hơn ở công suất 1/8 mà không sợ làm hỏng loa của mình. Hãy nhớ rằng, cách nhanh nhất để thổi bay người nói là giảm sức mạnh của nó.

Các loa siêu trầm cũng có các tùy chọn chủ động và thụ động với những ưu và nhược điểm giống nhau. Có nhiều thiết kế khác nhau có thể mang lại hiệu quả vượt trội. Chiếc xe tốt nhất mà tôi khuyên dùng là Yorkville ES18P. Đây là thiết kế còi sau đơn 18 "tự cung cấp năng lượng với công suất cực lớn, sánh ngang hoặc vượt qua hầu hết các thiết kế 18" kép.

                                     Loa siêu trầm Yorkville ES18P

Tùy thuộc vào thiết lập của bạn và số lượng đăng ký bạn có, bạn sẽ có kết quả nhất quán hơn bằng cách đặt tất cả các đăng ký lại với nhau. Đặt hai phụ với nhau sẽ mang lại mức tăng 3 dB trong SPL và chúng sẽ ghép nối mà không bị nhiễu. Cấu hình phụ âm thanh nổi có thể tạo ra các điểm trống trong phòng nơi các tần số nhất định triệt tiêu lẫn nhau. Các thủ thuật khác để tối đa hóa âm trầm là đặt phụ âm gần tường hoặc góc, vì mỗi ranh giới sẽ củng cố âm thanh và giúp tải trọng căn phòng. Cấu hình yêu thích của tôi là tập hợp bốn phụ ở giữa lại với nhau (2 rộng x 2 cao).

Bộ xử lý loa
Bất kể bạn đang sử dụng loa chủ động hay loa thụ động với bộ khuếch đại, bạn nên đầu tư vào bộ xử lý loa. Theo tôi, đó là thiết bị quan trọng nhất và sẽ giúp bạn tiết kiệm thời gian, tiền bạc và những cơn đau đầu. Bộ xử lý loa kết hợp một số bộ xử lý thành bộ xử lý tín hiệu rackmount. Bạn sẽ tìm thấy mức tăng, EQ, độ trễ, giao nhau và giới hạn cho cả đầu vào và đầu ra. Một bộ xử lý điển hình có thể có một đầu vào âm thanh nổi và sáu đầu ra. Các đầu vào sẽ có EQ tham số từ 6 đến 8 băng tần và / hoặc EQ đồ họa, cũng như độ trễ của hệ thống. Mỗi đầu ra trên bộ xử lý của bạn sẽ cung cấp độ lợi, EQ tham số 4 băng tần, độ trễ cho các thành phần loa căn chỉnh thời gian trong ứng dụng bi-amp hoặc tri-amp hoặc loa toàn dải và loa siêu trầm.

                                                                            Đường dẫn tín hiệu cho hệ thống âm thanh thụ động

Bạn cũng sẽ tìm thấy những chiếc crossover kỹ thuật số có bộ lọc băng thông Bessel, Butterworth và Linkwitz-Riley. Mỗi bộ phân tần cung cấp một cài đặt tần số cao và tần số thấp với các loại bộ lọc có thể lựa chọn. Đối với phần ngọn, tôi thường đặt HPF thành 96 Hz trên bộ lọc Linkwitz-Riley 24 dB mỗi quãng tám và tắt LPF. Đối với phụ, tôi đặt LPF thành 96 Hz trên bộ lọc Link-Riley 24 dB mỗi quãng tám và HPF thành 30 Hz trên bộ lọc Butterworth 48 dB. Trọng tâm chính là sự giao nhau giữa LPF của sub và HPF của đỉnh. Bộ lọc Link-Riley 24 dB-mỗi quãng tám giữ cho đáp ứng tần số bằng phẳng khi cả loa siêu trầm và loa trên cùng giao nhau.

Lưu ý: Độ trễ của bộ xử lý loa không phải là hiệu ứng độ trễ kỹ thuật số, vì nó nhằm mục đích làm trễ tín hiệu theo nghĩa đen theo một lượng đã đặt và không cung cấp cài đặt "ướt / khô". Nếu nhà sản xuất cung cấp cài đặt độ trễ thời gian cho loa của bạn, bạn có thể sử dụng cài đặt này để căn chỉnh thời gian giữa đỉnh và phụ. LS-801P có độ trễ 3 ms, vì vậy việc điều chỉnh các đỉnh để phù hợp với độ trễ vốn có của thiết bị phụ sẽ cung cấp mặt trước sóng mạch lạc và chính xác theo pha. Nếu bạn không có thông số kỹ thuật, bạn có thể đầu tư vào một hệ thống đo lường như SMAART. Nếu bạn có iPhone hoặc iPad, bạn có thể mua ứng dụng AudioTools của Studio Six Digital, ứng dụng này có thể giúp bạn đo lường và hiệu chỉnh hệ thống âm thanh của mình.

Bộ trộn Analog so với Bộ trộn kỹ thuật số
Bộ trộn analog là trụ cột của bất kỳ hệ thống âm thanh nào, có nhiều loại về giá cả và tính năng. Có một số người đam mê tương tự cứng sẽ không chuyển sang bảng trộn kỹ thuật số, vì họ tin rằng các thành phần tương tự có âm thanh vượt trội hơn so với kỹ thuật số. Nếu bạn đang trộn một ban nhạc sống, bạn sẽ muốn một số bộ xử lý tín hiệu bổ sung để định hình âm thanh của từng nhạc cụ. Hầu hết các bảng điều khiển trộn tương tự sẽ cung cấp EQ tham số bốn dải tích hợp, giúp cân bằng âm sắc và tạo không gian cho từng nhạc cụ trong bản trộn. Hiếm khi tìm thấy bảng điều khiển tương tự với động lực tích hợp sẵn có trên mọi kênh. Do đó, một thiết lập all-analog sẽ yêu cầu một số giá đỡ bánh răng để đáp ứng việc xử lý tín hiệu bổ sung, chẳng hạn như nén và cổng cho mỗi kênh.

                                                                                 Analog Mixer

                                                                                      Digital Mixer

Một khía cạnh khác cần xem xét là việc sử dụng màn hình nêm hoặc màn hình sân khấu. Đây là những loa thường đặt trên sàn và hướng lên trên về phía người biểu diễn, cung cấp một bản phối chuyên dụng, cho phép các nhạc sĩ nghe thấy chính họ trên sân khấu. Phản hồi có thể trở thành một vấn đề, do đó, việc sử dụng các EQ đồ họa sẽ cần thiết để loại bỏ các tần số đang cung cấp lại. Thêm vào các bộ xử lý tín hiệu bổ sung như đa hiệu ứng, độ trễ và âm vang và bạn có thể thấy thiết lập tương tự có thể nghe tốt hơn, nhưng sẽ tốn nhiều tiền hơn với việc xử lý tín hiệu bổ sung, ngoài ra còn có thêm giá đỡ, hệ thống cáp, khắc phục sự cố và bảo trì.

Máy trộn kỹ thuật số đã đạt được một số tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây về chất lượng âm thanh và giá cả có thể so sánh với nhiều bảng điều khiển tương tự có giá vừa phải. Bộ trộn kỹ thuật số cung cấp giải pháp tốt nhất cho bất kỳ băng tần lưu diễn nào, với số lượng kênh lớn và mỗi kênh đóng gói EQ bốn băng tần, nén và gating. Ngoài ra, mỗi đầu ra có EQ đồ họa để đổ chuông màn hình. Nhiều bộ trộn có các hiệu ứng bên trong với tối đa tám khe cắm để sử dụng với các lần gửi nội bộ. Bạn vẫn có thể sử dụng thiết bị gắn ngoài yêu thích của mình, nhưng nền tảng kỹ thuật số làm giảm đáng kể số lượng thiết bị. Một lợi ích khác của bộ trộn kỹ thuật số là các tùy chọn điều khiển không dây. Nhiều máy trộn cung cấp các ứng dụng điều khiển iOS và Android.

Bảng điều khiển trộn kỹ thuật số BEHRINGER X32 Ứng dụng iOS
Nếu vị trí FOH ở một nơi ít hơn mong muốn, kỹ sư có thể di chuyển trong phòng để thực hiện các điều chỉnh sáng suốt dựa trên quan điểm của khán giả. Điều này cũng cho phép kỹ sư điều chỉnh màn hình từ sân khấu, trong khi đứng cạnh các nhạc sĩ. Nhiều nền tảng máy trộn sẽ cho phép thiết lập nhiều thiết bị trong đó các thành viên ban nhạc có thể điều chỉnh bản phối của riêng họ trong thời gian thực, cho phép kỹ sư FOH tập trung vào bản phối chính. Các tính năng khác hiện được tích hợp trong nền tảng kỹ thuật số bao gồm phân tích quang phổ và máy phân tích thời gian thực (RTA) để điều chỉnh màn hình hoặc toàn bộ hỗn hợp. Tuy nhiên, tôi vẫn khuyên bạn nên sử dụng bộ xử lý loa chuyên dụng để điều chỉnh hệ thống âm thanh.

Rắn sân khấu và hộp sân khấu
Hộp sân khấu hoặc con rắn đa kênh rất có lợi cho việc giảm bớt sự lộn xộn trên sân khấu. Một số thiết lập sân khấu lớn hơn sử dụng bộ chia tách tín hiệu từ tất cả các nguồn âm thanh trên sân khấu giữa FOH và màn hình. Hầu hết các ban nhạc cấp trung bình thường không có kỹ sư giám sát chuyên dụng, vì vậy kỹ sư FOH sẽ thực hiện cả nhiệm vụ trộn chính và giám sát. Với thiết lập tương tự, bạn sẽ làm việc với một con rắn âm thanh 16 đến 24 kênh với dây cáp dài hơn 100 feet. Một bộ trống có thể có 8 đến 12 micrô được thiết lập để thu âm thanh, do đó, một con rắn phụ chuyên dụng cho phép chạy cáp micrô ngắn hơn và thiết lập sân khấu gọn gàng hơn nhiều.

                                         Rắn phụ sân khấu

Sử dụng rắn phụ của sân khấu trước khi đến rắn ở màn chính sẽ giúp giảm thiểu tình trạng lộn xộn của dây cáp trên sân khấu. Nhiều bộ trộn kỹ thuật số cung cấp các hộp sân khấu kỹ thuật số có chức năng giống như một con rắn sân khấu tương tự, chỉ thay vì cáp đa kênh 16 đến 24 cặp, con rắn kỹ thuật số sẽ sử dụng một cáp CAT5 duy nhất để kết nối với bộ trộn ở vị trí FOH. Điều này làm giảm đáng kể trọng lượng và thời gian thiết lập của toàn bộ hệ thống.

Con rắn kỹ thuật số
Micrô
Đối với các nhạc sĩ, micrô được sử dụng để thu giọng hát, bộ khuếch đại guitar và trống. Nền tảng chính của nhạc sống là sử dụng micrô động. Có rất nhiều hãng sản xuất micro, nhưng yêu thích của hầu hết các câu lạc bộ vẫn là Shure SM58 cho giọng hát và SM57 cho nhạc cụ. Chúng đã chứng minh giá trị của mình theo thời gian bằng âm thanh tốt và cực kỳ chắc chắn. Theo đúng nghĩa đen, chúng có thể bị đánh bại và vẫn hoạt động. Nếu có ngân sách và mong muốn có micro không dây, tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng micro kỹ thuật số dòng Shure GLXD hoặc QLXD. GLXD là một lựa chọn giá cả phải chăng với âm thanh rõ ràng, trong trẻo mà không có bất kỳ hiện vật nào, thiết lập đơn giản và bộ sạc tích hợp trong bộ thu.

                                                                                                                      Micro kỹ thuật số Shure GLX-D Series

Micro kỹ thuật số Shure GLX-D Series
Màn hình trong tai
Nhiều ban nhạc thích từ bỏ việc sử dụng màn hình sân khấu và chọn màn hình trong tai (IEM). Tôi đã sử dụng Hệ thống Giám sát Cá nhân PSM300 Shure cấp nhập cảnh trong nhiều năm và đã có kết quả xuất sắc. Với bộ trộn kỹ thuật số, việc thiết lập và vận hành thậm chí còn đơn giản hơn, dẫn đến những nhạc sĩ rất hài lòng khi có thể đặt bản trộn màn hình của riêng họ — và không có âm lượng sân khấu quá lớn.

Tóm lại là
Như bạn có thể thấy, có nhiều hướng mà người ta có thể lựa chọn khi thiết lập hệ thống âm thanh cho ban nhạc hoặc sự kiện của mình: bộ trộn analog và bộ trộn kỹ thuật số; loa thụ động và thiết kế phụ so với thiết kế chủ động. Mỗi thứ đều có ưu và nhược điểm riêng. Điều quan trọng nhất là sử dụng đôi tai của bạn khi đưa ra quyết định. Luôn luôn lắng nghe các loa trước khi mua và nếu có thể, hãy demo các loa và sub cùng nhau, đặc biệt nếu bạn đang sử dụng các thương hiệu khác nhau. Tôi không thể giới thiệu đủ tầm quan trọng của việc có bộ xử lý loa chuyên dụng cho bất kỳ hệ thống nào, bất kể kích thước hay ngân sách.