Стереофоническое радиовещание

При монофонической передаче звука его воспроизведение обычно осуществляется при помощи одного динамика, но даже при использовании нескольких громкоговорителей. воспроизводимые звуковые колебания будут идентичными. Слушатель мгновенно понимает искусственность (ненатуральность) подобного звучания.

Направление на источник звука человек определяет без труда. Звук представляет собой колебания воздуха. Эти колебания распространяются в воздушной среде со скоростью 330 метров в секунду. Если они доходят до человека справа, то правое ухо на тысячную долю секунды воспринимает их раньше, чем левое. Последовательность восприятия звука двумя органами слуха1 позволяет человеку определить, откуда идет звук. Причем в горизонтальной плоскости погрешность определения направления звука минимальна (всего 3%). Следовательно, чтобы добиться более естественного звучания, необходимо получить эффект локализации источников звука. Например, во время прослушивания пьесы радиослушатель должен «видеть» перемещение актеров по сцене, а при восприятии оркестра мог определять солирующий инструмент. Некоторую роль при этом играет и отражающая способность черепа (экранирующее действие головы) – звук, идущий справа, достигает левого уха ослабленным. Если источник звука находится на одинаковом расстоянии от обоих ушей спереди или сзади, то определить направление звука невозможно.

Абсолютно точную передачу звучания с эффектом локализации и тоновой передачей можно осуществить только теоретически: для этого необходимо, чтобы помещения, где располагается оркестр и где будет находиться потенциальный слушатель, полностью совпадали. Перед каждым музыкальным инструментом во время записи необходимо расположить отдельный микрофон, а в помещении для прослушивания именно на этом месте установить громкоговоритель. Кроме того, необходимо, чтобы каждый микрофон, а соответственно, и динамик воспроизводили музыкальные инструменты с полной гаммой звучания, и при этом подобрать диаграмму направленности микрофонов таким образом, чтобы на мембрану отдельного микрофона попадали звуки исключительно отдельного инструмента и т.д.

Удовлетворительно естественную передачу звука можно реализовать при двухканальной передаче – стереофонии, при которой у слушателя во вторичном помещении создается эффект присутствия в первичном помещении Стереофония дает возможность воспринимать звук более естественно, создает эффект локализации источника звучания, объемности и «прозрачности» звука.

Для формирования стереосигнала используются различные способы. Теоретически во время записи можно использовать два одинаковых симметрично расположенных микрофона. В этом случае близкий к одному микрофону источник звука преобразуется в более сильный сигнал и приходит с некоторым запозданием ко второму микрофону. При движении источника звучания изменяется интенсивность и временной сдвиг звука между микрофонами. При воспроизведении двумя динамиками у слушателя будет создаваться эффект перемещения звукового источника. Но в этом случае радиопередача будет некачественно восприниматься в монофоническом режиме, так как звуковые волны будут достигать микрофонов с некоторым сдвигом по времени. Следовательно, данный прием записи для радиовещания неприменим из-за того, что не все слушатели имеют возможность принимать информацию на стереоприемники.

Для проверки совместимости моно- и стереосигналов применяются специальные устройства – стереогониометры или стереокоррелометры, показывающие визуально присутствие в сигнале противофазных составляющих.

Для совмещения возможности приема в моно- и стереорежимах может применяться схема записи на совмещенные микрофоны, каждый из которых будет отличаться диаграммой направленности, а стереоэффект формирует за счет различных уровней сигналов: например, из одного динамика от общего микрофона (приемник градиента давления) будет слышен весь зал, а из другого – кардиоидного (приемник давления) – солирующий инструмент. Микрофоны с различной диаграммой направленности будут воспринимать звук в направлении определенных осей, которые выбираются журналистом или звукорежиссером.

Выраженность стереофонического вещания, передача тембра и эффект присутствия во многом зависят от выбора и правильного расположения микрофонов. На первых попах при внедрении стереофонии применялся метод «искусственной головы»: на месте ушей головы манекена устанавливалась пара микрофонов; пространственное разделение ощущалось на высоких частотах. При записи классической музыки «искусственная голова» себя оправдывает из-за эффекта единства звучания оркестра. Солист, находящийся в центре сцены, воздействует на оба микрофона одинаково и при прослушивании слышен из двух громкоговорителей с равной силой, то есть будет находиться в центральной точке между динамиками. А смещенные от центральной оси звуки благодаря «эффекту Хааса» (эффект предварения) будут локализовываться ушами слушателя. В современной звукозаписи для прослушивания музыкальных фрагментов через наушники вновь используется метод «искусственной головы».

При студийной записи в настоящее время в основном применяется помикрофонный способ расстановки микрофонов: для каждого музыкального инструмента устанавливается отдельный монофонический микрофон. Далее на звукорежиссерском пульте производится обработка каждого канала, подбирается оптимальный уровень и тембр сигнала, и в устройстве, называемом панорамным регулятором, множество монофонических сигналов распределяется по двум стереофоническим каналам. Таким образом, при воспроизведении отдельно записанный музыкальный инструмент может располагаться в соответствии с замыслом звукорежиссера в любой точке, и слушатель воспринимает звук более естественно, как бы звучащим из множества точек.

При любых способах записи должна быть обеспечена прямая совместимость стерео- и моновещания, то есть стереофоническая передача должна быть качественно принимаемой монофоническим приемниким, и наоборот, монофоническая передача – стереофоническим приемником, разумеется, в обоих случаях без стереоэффекта.

Это же правило неукоснительно соблюдается и для звукового сопровождения телевизионных передач. Звуковая стереофония все шире и шире внедряется в телевещание, несмотря на малое расстояние между динамиками из-за относительно небольшого размера экрана.

При стереофонической записи сигналы корректируются и обрабатываются в микшерном пульте, после чего поступают в мастер-рекордер. При использовании аналоговых студийных магнитофонов первичные записи для сведения многоканального звучания к двухканальному используются исключительно для перезаписи, из-за чего неизбежно возникают искажения и помехи. Несмотря на это, многие специалисты считают, что использование аналоговых магнитофонов обеспечивает наибольшую естественность звучания. В настоящее время для записи классической музыки нередко используют аналоговые устройства стереозаписи с высокой скоростью движения магнитной ленты (76 см/сек). В отличие от монофонического магнитофона, аналоговый стереомагнитофон имеет два симметричных канала записи и воспроизведения звука.

В цифровых стереомагнитофонах запись осуществляется либо продольно неподвижными головками, либо наклонно-строчно вращающимися головками. Цифровое кодирование сигнала позволяет избавиться от искажений, вызванных структурой магнитной ленты и, главное, дает возможность в дальнейшем использовать нелинейный монтаж по адресно-временным кодам.

При внестудийной стереофонической записи могут применяться устройства записи на мини-диски, но в этом случае для экономии дискового пространства используются алгоритмы сжатия, срезающие часть звуковой информации.

Стереофоническое радиовещание обычно ведется в УКВ-1 и УКВ-2 (FM) диапазонах, обеспечивающих высшую категорию качества и низкий уровень атмосферных и промышленных помех.