جهاز محلل الصوت الآني

جهاز محلل الصوت الآني (Real Time Analyzer) هو جهاز يعمل على تحليل الصوت إلى كافة الترددات التي تحويه، بحيث يبين مطال الإشارة لكل تردد من المجال (20Hz) و حتى (20KHz)، كما أنه يعطي مستوى شدة الصوت (SPL) للإشارة التي يقيسها، يعتبر هذا الجهاز من أهم أجهزة القياس الصوتية لمهندس الصوت المحترف من أجل معايرة النظام الصوتي ومن أجل تحديد الخصائص الصوتية للقاعة أو الصالة، المسجد، المسرح، الاستديو.^[1]

محلل الصوت الآتي من نوع Ashly Protea 4.24C (with RS-232 connection)

استخدامه

يستخدم لتحديد تردد الرنين للقاعة أو الصالة، المسجد، المسرح، الاستديو، ولتحديد الترددات التي تسبب الفيدباك (أو التغذية العكسية) أو الصفير، وذلك من أجل الحصول على أفضل معايرة لنظام الصوت، عادة يقوم مهندس الصوت بإستخدام إشارة (pink noise) (ترجمتها الحرفية الضوضاء الوردية أو الضجيج الوردي) وهي إشارة صوتية لها هذا الشكل:

هي إشارة خاصة يتم توليدها من أجل معايرة الأجهزة والأنظمة الصوتية وللوصول إلى أفضل ضبط للاكولايزر، وتمتاز بأن الإشارة لها طاقة متساوية لكل أوكتاف.

هناك عدة أنواع لإشارت الضوضاء ويرمز لها بالالوان مثل الازرق والبني و الابيض والرمادي، ولكن أكثر ما يهم هي إشارة الضجيج الوردي والضجيج الأبيض white noise و هي الإشارة التي لها طاقة متساوية لكل تردد.

أن التمييز بين هذين النوعين اي الضجيج الوردي والضجيج الابيض، هو (معقد). و لفهم موضوع الاوكتاف الذي يتعامل مع (مضاعفة Double) التردد نأخذ مجموعة القيم التالية من الترددات:

الفرق بين 100HZ و 200HZ هو واحد اوكتاف، (200 هي ضعف 100) الفرق بين 5KHZ و 10KHZ هو أيضا واحد اوكتاف.(10 كيلو هي ضعف 5 كيلو) إذا نظرنا إلى الأمرين من ناحية الترددات بين الفرق بين   100Hz و 200Hz هو 100Hz فقط. بينما الفرق بين 5KHz و 10KHz  هو  5KHz، (بينما من ناحية الاوكتاف فإن الفرق هو نفسه).

نظرنا إلى هذا الفرق بالحساب الرياضي للطاقة بين هذه القيم نجد أن كمية الطاقة ما بين 5KHZ و 10KHz هي أكبر بكثير جدا من الطاقة ما بين 100 Hz و200 Hz.

من ناحية إشارة PINK NOISE  تتوزع هذه الطاقة بالتساوي على كامل الاوكتاف، اي كمية الطاقة بين الترددات  100Hz و 200Hz مساوية لكمية الطاقة بين الترددات 5KHz و 10KHz

وهذا المفهوم هو لتحقيق التطابق حول كيفية سماعنا للأصوات حيث تتوزع الطاقة بالاوكتاف، لذلك يتم استخدام إشارة PINK NOISE  في معايرة الصوت في حتى نتقارب مع كيفية ادراك الاذن للصوت. كلما تم مضاعفة التردد كان الفرق هو اوكتاف وحتى نصل إلى أفضل معايرة لنظام الصوت يجب أن نعرف الخصائص السمعية للاذن البشرية، لأننا نريد معايرة الصوت للحصول على أفضل صوت نسمعه وليس حساب المعادلات الرياضية، لأنه إذا نظرنا إلى الأمرين من وجهة نظر حسابية فقط سنجد أنه عمليا يختلف عما ندركه من اذاننا، مع أن الأذن البشرية (الصحية ولدى الشباب) تسمع كافة الترددات ما بين 20Hz و حتى 20KHZ، (هذا المجال يختلف باختلاف عمر الإنسان، كلما كبر الإنسان في العمر كلما (قل) هذا المجال).

إن الأذن تستجيب للترددات ما بين 500HZ و 8 KHZ أكثر من استجابتها للترددات الأخرى، ومن أجل هذا يتم تغيير طريقة استجابة جهاز القياس بحيث يتوافق تقريبا مع استجابة الأذن وتسمى هذه العملية Weihting، والتي تعني (موازنة) أو (ترجيح)  أو (تصحيح) بمعنى ان يتم تعديل قراءة الأجهزة بحيث تتوافق مع ادراك الأذن للصوت، اي يستجيب الجهاز للترددات كما تستجيب الاذن البشرية لهذه الترددات.

انواع (الموازنة weihting)

A weighting.

C weighting

A Weigting  و فيه يتم تعديل استجابة الجهاز للإشارة بهذا الشكل:

و هو النوع المستخدم إذا كان مستوى الصوت هو بالحدود الطبيعية، وذلك لأن استجابة الأذن للترددات لها علاقة (بشدة الصوت) sound level.

عند زيادة شدة الصوت فوق 100dB فإن استجابة الاذن ايضا تتغير وتصبح مستقيمة أكثر، وهو ما يعبر عنه ب C weighting وله هذا الشكل:

من أجل قياس الصوت الصوت العالي نستعمل موازنة C weighting  أما بالنسبة للأصوات العادية والمنخفضة فإننا نستعمل A weighting .

الشكل التالي يبين مقارنة بين النوعين A  و C :

إن عدم استخدام الموزانة (weighting) المناسبة قد يعطي نتائج غير دقيقة بمعنى أنها قد تكون أعلى أو أقل مما هي عليه، وهو ما يمكن ان نلاحظة إذا وضع الجهاز على الوضعية (دون موازنة Flat response) حيث ستكون القراءات مختلفة بشكل كبير.

القياسات التي تجري على الصوت ويتم استخدام الموازنة لها يعبر عنها بالشكل (dB A) إذا كانت الموازنة A  weighting، و (dB C) إذا كانت الموازنة C weighting .

للحصول على نتائج دقيقة من جهاز الانالايزر يتطلب استعمال مكرفون ذو استجابة ترددية مستقيمة مثل هذا الشكل:

أي أنه يعطي نفس الخرج بالنسبة لكافة الترددات بمعنى أنه لا يستجيب لبعض الترددات بشكل أقل أو أكثر من ترددات أخرى الا ضمن حدود صغيرة جدا. المكرفون ذو استجابة ترددية مثل هذا الشكل:

المكرفون هنا يعطي (خرج) مختلف حسب تغير التردد هذا المكرفون لا يصلح من أجل استخدامه في جهاز التحليل (ليس معناه أنه ليس جيد) ولكنه يصلح للصوت البشري Vocal ولكن ليس لجهاز قياس الصوت.

هناك الكثير من التطبيقات على الجوال التي تدعي أنها تقيس شدة الصوت أو تقوم بتحليل الصوت هي بعيدة عن الواقع، لأنها أصلا تستخدم مكرفون الجوال نفسه لتحليل الصوت وهو مكرفون لايصلح بتاتا لجهاز قياس (قد تصلح هذه التطبيقات فقط لإعطاء فكرة عن شدة الصوت في مكان ما أو لقياس الضجيج أو لإجراء مقارنة بين عدة أصوات فقط) أو للتعليم فقط، ولكن عموما الأجهزة الإحترافية تحتاج إلى مكرفون احترافي.^[2]

انواع أجهزة تحليل وقياس الصوت

• نوع فيزيائي

بمعنى انه جهاز مستقل لتحليل الصوت وقياس شدته أن أغلب الشركات قد توقفت عن إنتاج هذه الأجهزة نظرا لتكلفتها العالية، وهناك أنواع محمولة منها أو ثابتة تركب على الراك. ما زالت هناك بعض الشركات التي تنتج هذه الأجهزة .

• برامج تحليل وقياس الصوت.

على حسب الشركة المنتجة والخيارات التي تتيحها منها من مزود بمكرفون (قياس) مع (CD) محمي مع Adapter اي محول من جاك XLR إلى USB حتى يمكن استخدام البرنامج على الحاسب مثل: (VT RTA  168 Virtins) ومنها مزود بالبرنامج فقط .

معظم الأجهزة أو البرامج تقوم على :

1. توليد إشارة (pink noise).
2. تحليل الصوت.
3. قياس مستوى الإشارة، تقيس إشارة line إضافة إلى إشارة المكرفون، وتقوم بإعطاء شدة الصوت dB.

مراجع

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة سينما
• موسوعة موسيقى
• موسوعة تقانة