172630. lajstromszámú szabadalom • Kisgerjedékenységű hangosítási rendszer
3 172630 4 sugárzók irányjelleggörbéjének, ezek frekvenciáitól való függésének. Felismertük azt is, hogy adott teremben a gerjedés létrejöttéhez időre van szükség. Felismertük, hogy ha a hangfrekvenciás jel fázisát megváltoztatjuk azzal, hogy időben változó késleltetési idejű egységet és egy beállítható késleltetési idejű egységet iktatunk a hangosító láncba, - amely gradiens elven felépült elektroakusztikai átalakítókat tartalmaz — még kedvezőtlen hangosítási körülmények között is, a begerjedés veszélye nagymértékben lecsökken. A találmány tárgya tehát kisgeijedékenységű hangosítási rendszer, amely mikrofon(ok)ból, erősítő(k)ből és hangsugárzódból áll és a hangnyomásszint emelésére szolgál. A találmány abban van, hogy a mikrofonok mindegyike legalább elsőfokú gradiens működésű, azaz kardioid, vagy nyolcas irányjelleggörbéjű a hangosító rendszer átviteli sávján belül, a hangsugárzók mindegyike a hangosítórendszer átviteli sáyján belül legalább kardioid, illetve nyolcas irányjelleggörbéjű, (vagy ennél erősebben irányított) és a mikrofon(ok) és a hangsugárzóik) közé egy olyan elektromos és elektronikus elemekből álló erősítőlánc van kapcsolva, amely legalább egy beállítható, de időben nem változó késleltetési idejű késleltető egységet és/vagy egy beállítható fázisforgatású fáziskésleltető egységet és legalább egy, időben az infrahangjel ütemében változó késleltetési idejű késleltetőt is tartalmaz. A találmány egy kiviteli példája szerint a beállítható késleltetési idejű késleltető, valamint az infrahang frekvenciás ütemben változó késleltetési idejű késleltető egy elektronikus elemekből álló késleltető egység, amely késleltető egységnek vezérlőbemenetéhez legalább egy, időben az infrahang frekvenciájával változó villamos jelet előállító vezérlőgenerátor vagy közvetlenül, vagy legalább egy frekvencia és/vagy amplitúdó modulátoron keresztül van csatolva, és ezen modulátorok) másik bemenetére egy segédgenerátor csatlakozik. A találmány egy további előnyös kiviteli példája szerint a mikrofonok mélyfrekvencián kardioid, a magasfrekvencián pedig nyalábolt irányjelleggörbéjűek. A mélyfrekvenciákon további hangnyomásszint növelést enged meg a találmány azon kiviteli példája szerinti konstrukció, amelyben a mikrofonok és mélyfrekvenciák felé eső jelleggörbéjűek, és közelbeszélő típusúak. További hangnyomásszint növelést enged meg elsősorban a magasfrekvenciákon a találmány azon kiviteli példája szerinti megoldás amelyben a hangsugárzók a mélyfrekvenciákon kardioid, a magasfrekvenciákon pedig erősen nyalábolt irányjelleggörbéjűek. A találmány előnye abban van, hogy a hangnyomásszint jelentősen megnövelhető egy hagyományos hangolási rendszerhez képest. Az adott teremben, vagy térrészben a rendszer stabilitása megnő, és mindenkor optimálisra állítható azzal, hogy az időben változó késleltetési idejű késleltető egységgel, vagy a beállítható értékű fázistoló egységgel, a lánchurok erősítésével abszolút érték és fázis állítható be. Az elérhető nyereség egy nyomás-mikrofonból, erősítőből és szokásos hangsugárzóból álló hangosítási rendszerhez képest legalább 12 dB-t, nem ritkán 20 dB-t is elér, ami függ a terem akusztikai sajátosságától és a hangosítási rendszer megkívánt frekvencia menetétől (pl. az átviteli sáv egyes részeivel megkívánt kiemelés az ún. hangszín korrekciók, jelentésen befolyásolják az adott rendszer gerjedékenységét). A találmányt részletesebben a leíráshoz mellékelt ábrák segítségével ismertetjük. Az 1. ábrán egy nagyméretű terem átviteli jelleggörbéje látható 1000 Hz körüli frekvenciában, a 2. ábra egy hagyományos hangosítási rendszer vázlatát adja, a 3. ábra a találmány szerinti kisgerjedékenységű hangosítási rendszer vázlatát mutatja, a 4. ábra a találmányban alkalmazott késleltető blokkvázlatát adja. Az 1. ábrán egy nagyméretű terem átviteli jelleggörbéje látható 1000 Hz körüli frekvencián. A jelleggörbét az irodalomból vettük át (pl. Prestigiacomo et al: A frequency shifter for improving acoustic feedback stability. JAES Vol 10. N° 2 April 1962, 110-113 p). Az ábrán a jelleggörbe maximális értékét amax.-val, általános értékét a^-val jelöltük. Az adott terem esetében a maximális és az átlagos érték között 12 dB értékű eltérés van, a jelleggörbe csúcsai és maximumai átlagosan 5 Hz-enként követik egymást. A 2. ábrán egy hagyományos hangosítási rendszert ábrázoltunk. A hangosító rendszerben alkalmazott M mikrofon irányjelleggörbéje sok esetben a sáv kisebb-nagyobb részében gömbi, vagy közel gömbi jellegű, amelyet a mikrofonhoz rajzolt jelleggörbe sorozattal érzékeltetünk, és „0”-val jelöltük meg a vonatkozó görbét. Hasonlóképpen az alkalmazott H hangsugárzó irányjelleggörbéje a sáv egy részében, a gyakorlati esetekben a mélyfrekvenciákon gömbi, amelyet a hangsugárzóhoz rajzolt irányjelleggörbe sorozattal fejezünk ki. A gömbi jellegre itt is a „0”-val megjelölt görbével utalunk. A beállítható erősítésű E erősítővel az M mikrofon jelét olyan értékűre erősíthejük fel csak, hogy a begerjedés még ne jöjjön létre. Nyilván a H hangsugárzók által keltett hanghullámok részben közvetlenül, részben a környezetről, a környező falakról visszaverődve visszajutnak a mikrofonhoz. Mivel mind az M mikrofon, mind a H hangsugárzó irányítottsága adott frekvencia sáv(ok)-ban közel gömbi, a szokásos termekben a mikrofon és a hangsugárzó hiba vannak egymással háttal felállítva, az adott frekvenciasávban a közvetlen jel lesz nagyobb és nem a visszavert jel, ezért az előbbi hozza létre a gerjedést. Ez esetben a terem átviteli jelleggörbéjének a begerjedésben nincs meghatározó szerepe. A 3. ábrán a találmány szerinti kisgerjedékenységű hangosítási rendszer látható. A „K” kardioid irányjelleggörbéjű, egymásnak háttal fordított M mikrofon és H hangsugárzóik), közvetlen egymásra hatása nyilván az előre-hátra viszony arányában lecsökken. Ez az érték jelentős lehet, együttesen a 30 dB-t is elérheti. Ezért elsősorban a visszavert hangullámok fogják a gerjedést létrehozni. Ez esetben azonban a terem átviteli jelleggörbéje válik 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
