Lydnivå og avstandsforskjeller

Fra naturen sin side, vil lydstyrken fra en lydkilde avta med 6 desibel for hver gang en dobler avstanden til lydkilden. Med noen typer høyttalerkonfigurasjoner, kan vi få det ned mot 3 desibel, i begrensede avstander fra lydkilde. Bakdelen med disse konfigurasjonene er at det i de fleste tilfeller ikke gjelder alle de hørbare frekvensene vi ønsker å distribuere. I denne artikkelen konsentrerer vi oss om systemer hvor lyden avtar med 6 desibel per dobling av avstand, hvilket i praksis vil gjengi den mest naturlige opplevelsen av lyd.

Hva er det ønskede målet vårt med forsterket lyd?

Målet må være å distribuere jevnest mulig lyd, målt i lydtrykk, frekvensrespons og likhetsgrad av det originale signalet, i hele det tiltenkte lyttearealet. En tommelfingerregel er at en bør prøve å oppnå et lydtrykk ( SPL) som ikke har større forskjell enn 6 desibel i hele lyttearealet.

Hvis en skal lage et avstandsforhold på det, så vil det si at vi kan tillate oss en forskjell på 1:2 fra første tilhørere nærmest høyttaler, til tilhørere som er lengst bak i rommet / arena.

Et eksempel:
Vi har et rom hvor høyttaleren er i hodehøyde med tilhørere, den nærmeste tilhøreren er 4m fra høyttaleren. Den bakerste tilhøreren kan da være inntil 8m fra høyttaleren for å fortsatt være innenfor avstandsforholdet 1:2.

Bilde viser Danley SH50 i høyde med tilhører, typisk rett fremfor publikum i et mindre lokale med lav takhøyde. Rød mikrofon er 4m fra høyttaler, blå mikrofon er 8m og den lilla er 16m fra høyttaleren.

Vi kan se på grafen at frekvensresponsen er lik ved alle tilhørere i salen , men at lyden kun er innenfor 6dB intervallet, bak til og med den blå mikrofonen på 8m avstand.

Hva om den bakerste tilhøreren er lenger bak enn 8m?

Det er ikke i alle tilfeller at det er mulig å gjøre noe med situasjonen. Men har en mulighet, er det ønskelig å montere høyttaleren høyere opp i luften slik at avstandsforholdet blir bedre. Henger høyttaleren høyt oppe i luften, får en mye lenger avstand til den nærmeste tilhøreren mens avstanden til den bakerste tilhøreren, forblir stort sett den samme.

Hvordan kan dette effekttiviseress enda bedre?

Det kommer litt an på høyttalerkonstruksjonen om det er gunstig å gjøre. Som distributør av Danley Sound Labs bruker vi her deres måte å konstruere høyttalere på, som eksempel. Det er her noen av egenskapene til Danley kommer frem.

Danley lager hornhøyttalere som dekker største deler av frekvensområde vi er interessert i, med god direktivitet og har jevn tonebalanse både rett fremfor og mot siden av høyttaleren. En av egenskapene til hornkonstruksjonen, er at lyden er sterkest midt i horntrakten, og at den gradvis blir svakere ut mot sidene av hornet - mens en fortsatt er innenfor hornet sitt dekningsområde. En fellesbetegnelse for dekningsområde til høyttalere er hvor en måler et 6 desibel svakere nivå ( -6dB) enn i senter fremfor høyttaleren. Med Danley sine patenter gjelder dette for mesteparten av frekvensregisteret, at frekvensene når -6dB punktet samtidig, mens for andre fabrikater varierer det mer med frekvensen.

Fordelen med Danley er at vi da har 6dB mer å ta av når vi skal regne avstandsforhold, når høyttaleren henger høyt oppe i luften, siden den har lik tonebalanse i hele hornet sitt dekningsområde.

Ved å peke med midten av høyttaleren på de bakerste tilhørerne, vil de fremste ha 6dB lavere lyd på grunn av at de sitter i ytterkant av hornet sitt dekningsområde, og tilhørere lenger bakover gradvis sitter mer og mer midt i hornet, og vil gradvis få mer av energien til høyttaleren. På denne måten ved optimal plassering, kan vi i praksis si at et avstandsforhold på opp mot 1:4 kan oppnås med Danley høyttalere, i stedet for 1:2.

Om avstandsforholdet 1:4 ikke er tilstrekkelig, har hornet i Danley sine konstruksjoner den fordelen at lyden utenfor hornet, straks blir mye svakere. En kan da velge å benytte seg av flere høyttalere med mindre dekningsområde, for å dekke ulike soner, uten at høyttalerne påvirker hverandre i særlig grad – som er noe vi veldig gjerne vil unngå.

Bildet viser Danley SH50 i 4,2m høyde over bakkenivå. En kan se på fargekartet at lydnivået er jevnere i hele tilhørerområdet enn når høyttaleren er i hodehøyde.

Bildet viser at lydnivåforskjellen i tilhørerområdet 4m, til og med 16m avstand fra høyttaler, er innenfor 6dB variasjon i mesteparten av frekvensområdet. Det er noe større forskjell i de lavere frekvensene, men i praksis får vi et fenomen hvor de lavere frekvensene øker i lydtrykk lenger bakover i lokalet ( low frequency build up) , som vil kompensere for det som mangler i simuleringen.

I praksis betyr det, at når en henger Danley høyttalere høyt opp i luften, vil de fremste tilhørerne i mindre grad får ørene blåst av seg, i forhold til andre systemer som tar mer plass i høyden enn Danley sine modeller. En kan med Danley kontrollere lyden fra PA’n bedre for publikum nærmest scenen.

På scener med begrenset takhøyde/ mulighet til å henge høyttalere høyt oppe i luften, som mobilscener, auditorier og konsertsaler er det en fordel å få hengt høyttalersystemet så høyt opp i luften som mulig, slik at avstandsforholdet blir best mulig. Høyttalersystemer som er avhengig av å ha en høyde på høyttalerstacket, på 2m eller mer for å oppnå noe lik tonal balanse i dekningsområdet, vil ofte være skrikende høyt for de fremste publikummerne, når det er begrenset hvor høyt en kan henge høyttalerne.

Det er bedre med en høyttaler som bare er 65- 120cm i høyden, en får da mer klaring til publikum. To meter mer avstand fra høyttaleren til de fremste publikummerne utgjør mye i form av lydtrykk, på så kort avstand!

En liten oppsummering.

-Vi ønsker at lyden skal være av lik tonal balanse i hele tilhørerarealet.

-Vi ønsker at lyden ikke skal variere med mer enn 6dB i hele tilhørerarealet.

-Vi ønsker at de fremste tilhørerne skal unngå å stå rett foran den aller høyeste lyden/høyttalere.

-Vi ønsker at lyden fra flere høyttalere, i de fleste situasjoner, ikke skal spille i hverandres territorier.

Ønsker du mer informasjon om dette tema eller har spørsmål rundt en situasjon du jobber med , er det bare å ta kontakt, så hjelper vi deg så godt vi kan.

Bildet viser Danley SH96HO i midten , sammen med andre høyttalermerker i line-array konfigurasjon. Det er tydelig å se at med samme mulighet for takhøyde, vil avstandsforholdet mellom fremste og bakerste tilhørere være minst med Danley.

Danley SH96HO, montert ideelt oppe i luften for å få minst mulig avstandsforhold mellom fremste og bakerste tilhørere, som gir jevnest lydtrykk i hele tilhørerarealet.