Микрофон начинает свистеть рядом с колонкой, когда звук, вышедший из динамика, снова попадает в микрофон и после усиления возвращается в колонку. Возникает замкнутый контур обратной связи. Если на определённой частоте сигнал после каждого круга не ослабевает, а усиливается, в комнате появляется устойчивый тон – писк, вой или гул. Это не обязательно неисправность микрофона: свист создаёт сочетание его положения, громкости, направленности, колонки и акустики помещения.
Как звук возвращается в систему
Микрофон преобразует колебания воздуха в электрический сигнал. Усилитель делает этот сигнал сильнее, а колонка превращает его обратно в звук. Если акустическая волна из колонки достигает микрофона, та же последовательность запускается снова. При достаточном усилении каждое повторение становится громче. В какой-то момент колебания на одной частоте начинают доминировать над обычным звуком и слышны как непрерывный свист.
В физике такой процесс называют положительной обратной связью: выход системы возвращается на её вход и усиливает сам себя. Связанные с ней микрофон, усилитель и динамик образуют контур. Чтобы свист возник, мало просто услышать колонку в микрофоне – подобное происходит постоянно. Важно, чтобы усиление и задержка сигнала позволяли волне вернуться в подходящей фазе и увеличить колебание.
Почему свистит только на отдельных нотах
В комнате звуковые волны отражаются от стен, потолка, пола и крупных предметов. Одни частоты поглощаются материалами сильнее, другие отражаются и складываются в определённых местах. У микрофона и колонки также есть собственные частотные особенности. В результате система имеет частоты, на которых общий контур особенно легко усиливается.
Свист обычно начинается не сразу на всех частотах. Сначала громче становится та, для которой условия сложились наиболее удачно. В одном помещении это тонкий высокий писк, в другом – низкий гул или протяжный вой. Если менять положение микрофона, направленность или уровень усиления, меняется и то, какая частота первой перейдёт порог устойчивости. Поэтому эквалайзер часто уменьшает конкретный резонанс, но не устраняет главную причину, если микрофон продолжает смотреть прямо в колонку.
Почему движение микрофона меняет звук
Громкоговоритель направляет часть звука в пространство, а микрофоны по-разному воспринимают волны с разных сторон. Если микрофон стоит за колонкой или направлен чувствительной частью от неё, в него попадает меньше прямого сигнала. Уменьшение громкости системы тоже снижает уровень петли обратной связи. Чем дальше микрофон от динамика и чем ближе он ко рту говорящего, тем меньше приходится усиливать нежелательный комнатный звук.
Отражающие поверхности могут усугубить ситуацию. Стекло, голые стены и высокие потолки возвращают больше энергии в помещение, а занавески, ковры и акустические панели часть её поглощают. Однако обработка комнаты – лишь один из инструментов. Расстановка оборудования обычно важнее: не стоит размещать микрофон перед акустической системой, а открытых микрофонов в зале должно быть столько, сколько действительно нужно.
Что помогает прекратить свист
Самый быстрый способ – убрать микрофон из звукового потока колонки, повернуть его или уменьшить усиление. Если свист начался во время выступления, достаточно прикрыть микрофон выключателем или отойти от громкоговорителя, чтобы разорвать петлю. Направленный микрофон помогает лучше принимать голос спереди и слабее – звук с некоторых других направлений, но у него нет волшебной защиты от обратной связи.
Звукооператоры могут снизить уровень отдельных частот эквалайзером после проверки системы. Они постепенно увеличивают громкость и убирают узкий резонанс, который первым начинает свистеть. Слишком сильное вырезание частот делает речь менее естественной, поэтому разумнее сначала исправить расстановку и уровень, а затем точно настроить звук. Автоматические подавители обратной связи тоже уменьшают отдельные резонансы, но не заменяют правильную настройку.
Почему свист не равен эху
Эхо – это задержанная копия первоначального звука, отражённая от стены или другого препятствия. Свист обратной связи – самоподдерживающийся тон, который система создаёт из-за повторного усиления звука. Реверберация представляет собой множество быстрых отражений, из-за которых звук долго затухает. Эти явления могут сосуществовать, но имеют разные причины и требуют разных решений.
Разницу легко заметить: эхо повторяет хлопок или слово и постепенно стихает, а обратная связь продолжает звучать, пока сигнал не ослабить или не разорвать контур. Больше о распространении колебаний рассказывает статья что такое звук, а о том, как ухо воспринимает звуковые сигналы, – материал как человек слышит звук.
Короткий ответ
Свист появляется, когда колонка излучает звук, микрофон улавливает его, а усилитель возвращает сигнал обратно с достаточным усилением. На резонансной частоте контур начинает сам себя поддерживать. Чтобы остановить писк, уменьшают громкость, меняют положение или направление микрофона, сокращают число открытых микрофонов и при необходимости точно настраивают эквалайзер.
Почему хлопок тоже может запустить обратную связь
Контур может усиливаться не только на голосе. Любой звук, который попадает в микрофон и проходит через усилитель, способен получить повторное усиление. Хлопок или резкий шум иногда запускает короткое нарастание резонансной частоты, если система уже близка к порогу свиста. Обычно хлопок быстро заканчивается и не создаёт устойчивого тона, но он помогает услышать, насколько помещение и оборудование склонны к обратной связи.
Сам порог зависит от общего усиления по всему контуру и от фазовых отношений. Если возвращённая волна приходит в момент, когда она поддерживает исходное колебание, сигнал растёт. Если бы она приходила в противоположной фазе, колебание ослабевало бы. Комната добавляет задержки из-за расстояний и отражений, поэтому малое перемещение микрофона иногда сильно меняет результат.
Не нужно направлять микрофон в динамик специально, чтобы «проверить» систему. Резкий свист неприятен и может быть громким. Настройку проводят осторожно, постепенно повышая уровень и контролируя звук, а в повседневной ситуации проще держать микрофон за акустической системой и не закрывать его решётку рукой. Рука меняет направленность микрофона и может создать новые отражения, из-за которых свист станет вероятнее.
