Mengenal Teknologi Sound System Line Array

Mengenal Teknologi Sound System Line Array
November 18, 2019 No comment

Terdapat lusinan perusahaan pabrikan sistem tata suara profesional yg membuat sound system line array saat ini.

Ketimbang membahas beragam produk yg sudah ada, lebih baik kita belajar lebih dalam tentang Mengenal Teknologi Sound System Line Array itu sendiri. Dengan ini, kalian akan memiliki pemahaman lebih akan permasalahan yg terkait dengan sistem line array gantung dan mampu melihat kesamaan dan keunikan diantara produk produk yg beredar saat ini.

Sejarah Speaker Line Array

Sistem speaker line array sudah ada lebih dari setengah abad sebagai speaker column, dan selain yg dibuat oleh Rudy Bozak di Amerika, kebanyakan darinya hanya dipakai untuk rentang suara vokal.

Secara umum, aplikasinya adalah untuk reproduksi suara dalam ruangan yg sangat bergema, dimana sebaran dispersi suara yg rapat mencegah terjadinya suara gema itu sendiri, menyediakan nilai Q yg lebih tinggi dan sebagai hasilnya , kejelasan suara yg meningkat.

Sama populernya di Eropa , speaker line array L-Acoustics V-DOSC asal Perancis pada pertengahan tahun 1990an merupakan yg pertama yg menunjukkan kepada industri konser musik bahwa level suara yg lebih tinggi dan respon frekuensi yg lebih halus dapat dicapai melalui pemakaian komponen penggerak yg lebih sedikit dalam sebuah susunan sistem tata suara line array.

Setelah para pendengar menyadari bahwa sistem tata suara jenis ini tidak memiliki gangguan destruktif untuk area yg dicakup dan kombinasinya cukup selaras satu sama lain, perlombaan dimulai.

Pola Gelombang Suara Silindrikal

Pada dasarnya, sebuah baris sumber suara secara alami akan menciptakan sebuah gelombang tekanan suara depan silindris yg melonggar pada panjang gelombang frekuensi suara tertentu.

Bentuk yg ideal dari gelombang suara ini sebenarnya mirip potongan kue,dan selagi area permukaan gelombang suara depan hanya mengembang pada bidang horisontal, digandakan pada setiap penggandaan jarak area. Ini sama dengan hilangnya tingkat tekanan suara SPL sebesar 3 dB untuk setiap penggandaan jarak.

Gelombang Suara Bulat

Sebuah sistem speaker point source biasanya diwakili oleh sebuah barisan speaker non linear yg meradiasikan suara dalam pola gelombang suara yg membulat ketimbang silindris. Gelombang suara depannya membesar sampai 4 kali ukuran area pada setiap penggandaan jarak, yg sama dengan hilangnya tingkat tekanan suara SPL sebesar 6 dB untuk setiap penggandaan jarak.

Ini umumnya dikelan sebagai hukum inverse square atau kuadrat terbalik, dan berlaku untuk semua jenis energi sebaran suara point source.

Oleh karena itu ,keunggulan besar untuk sistem speaker line array adalah jumlah komponen transduser yg dipakai, menghasilkan tingkat tembakan suara jarak jauh yg lebih kencang ketimbang sistem lainnya.

Pola Gangguan

Ini adalah istilah yg diterapkan kepadan pola dispersi suara, atau balon respon dari sebuah sistem tata suara line array. Artinya adalah ketika kalian menumpuk beberapa unit speaker, sudut sebaran suara bidang vertikal akan berkurang dikarenakan datangnya keluaran suara dari masing masing komponen penggerak keluar dari fase satu sama lainnya pada posisi luar sudut bidang vertikal.

Semakin tinggi tumpukannya, semakin rapat sebaran dispersi suara vertikalnya dan semakin tinggi sensitivitasnya pada sudut on axis. Pada bidang horisontal, sebuah susunan penggerak akan mempunyai pola kutub sebaran suara yg sama sebagai satu kesatuan.

Beberapa orang meyakini kalau pola sebaran bidang horisontal lebih lebar ketimbang satu penggerak saja, namun mereka salah, kemungkinan tertipu oleh fakta bahwa level suara menjadi lebih keras pada bagian samping oleh sebab meningkatnya sensitivitas dari beberapa penggerak. Namun, pola kutub suara tetap sama layaknya seperti satu penggerak.

Panjang Susunan Array

Sebagai tambahan untuk sudut cakupan suara bidang vertikal yg merapat, panjang susunan array juga menentukan panjang gelombnag mana yg akan terpengaruh oleh perapatan dispersi. Semakin panjang susunan array , semakin rendah frekuensi dari kontrol pola yg akan terjadi.

Jarak Kritis

Ada batasan untuk hilangnya SPL sebesar 3 dB per penggandaan, dan pada titik dimana susunan speaker line array cukup jauh dan menjadi lebih point source serta tingkat level suaranya mulai melemah sesuai dengan hukum kuadrat terbalik pada 6 dB per penggandaan jarak. Transisi diantara kedua wilayah ini dikenal sebagai jarak kritis untuk sebuah sound system line array.

Wilayah area yg lebih dekat dari jarak kritis, dan area diatasnya disebut dengan wilayah Fresnel dan  Fraunhofer masing masingnya, dinamai oleh Christian Heil dari pabrikan L-Acoustics. Jika kalian bukan pakar matematika , area bidang dekat dan area bidang jauh lebih mudah untuk diucapkan dan diingat.

Jarak kritis untuk panjang susunan speaker line array tertentu bervariasi berbanding terbalik dengan panjang gelombang frekuensi. Gelombang suara pendek ( frekuensi yg lebih tinggi) memiliki jarak kritis yg lebih jauh ketimbang gelombang yg lebih panjang (frekuensi yg lebih rendah).

Secara teori, ini mengartikan kalau pada jarak yg semakin jauh , sebuah sistem tata suara line array akan menjaga lebih banyak konten frekuensi tinggi ketimbang suara bass. Namun , pelemahan udara dari suara frekuensi tinggi akan dapat mengatasi karakteristik ini.

Susunan Array Terartikulasi

Artikulasi adalah sebutan untuk lengkungan. Ini mendeskripsikan bentuk J-Array yg populer yg mayoritas ditawarkan oleh pabrikan pabrikan sound system profesional yg ada saat ini.

Disisi lainnya, sistem Intellivox buatan Duran Audio adalah sebuah sistem line array yg mencakup bidang dekat sampai sangat jauh dengan pendekatan instalasi permanen yg tegak lurus. (Pengertian mendalam akan ilmu ini dapat seketika merubah peran kalian dari teknisi sound system menjadi insinyur sistem tata suara profesional.)

Array Spiral

Ini juga merupakan sebutan untuk bentuk lengkungan dari jenis susunan line array tertentu. Spiral array  ditentukan dari sebuah lekukan dengan sudut putar yg naik dari satu ujung ke ujung yg lain, mirip seperti bagian atas sampai bawah dari bentuk J-Array pada umumnya.

Array Spiral Aritmatika

Mark Ureda, ketika bekerja sebagai konsultan untuk JBL Pro, secara matematis menemukan bahwa spiral array dengan sudut lengkungan yg naik secara merata ,bekerja lebih baik.

Sebagai contoh, pada tumpukan atas dari sebuah sistem line array, kemiringan antara kedua kabinet adalah 0 derajat. Semakin ke bawah, elemen lainnya dimiringkan pada sudut 1 ,2 atau 3 derajat dst. Atau dapat juga dimulai dari 2 derajat lalu 4, 6 derajat dst. Hal ini secara aritmatika meningkatkan spiral dari array.

Kuping / Lobes

Sebutan kuping atau lobes merujuk pada semua energi akustik yg keluar dari sebuah atau sekumpulan speaker. Sudut cakupan dari sebuah corong pemandu gelombang suara adalah kuping utamanya.

Kuping lobes palsu adalah energi yg memancar keluar dari sumber ke arah yg tidak berguna.

Kuping / Lobes Penyetir

Banyak yg telah terjadi dalam hal penyetiran kuping lobe. Visi utamanya adalah untuk dapat menyediakan fungsi penyesuaian cakupan suara untuk operator FOH hanya dengan menggerakkan joystick.

Penyetiran kuping lobe suara umumnya dilakukan dengan menaikkan waktu keterlambatan delay dari komponen penggerak didalam sebuah sistem line array. Ini hanya dapat dicapai ketika sumber suara ( dalam hal ini komponen penggerak ), berjarak ½ panjang gelombang satu sama lain antar frekuensi tertentu, dan hanya pada arah dalam sudut dari line array. Selagi komponen penggerak frekuensi tinggi speaker tipikal memiliki ukuran diameter 9 inci, ini mengakibatkan mereka tidak dapat diposisikan berdekatan satu sama lain untuk disetir frekuensinya ( diatas 750 Hz ).

Namun , menggunakan bukaan adaptif untuk meniru sebuah barisan panjang dari sumber yg lebih kecil memungkinkan sedikit poenyetiran pada gelombang suara yg lebih pendek.

Kuping Lobe Samping

Kuping lobe samping adalah bocoran bocoran suara dari sistem line array, dan sebenarnya, bocorran suara ini terpancar dari ujung susunan array paling atas dan bawah. Hal ini disebabkan oleh elemen individual yg berada dalam fase pada sudut dan panjang gelombang suara tertentu pada beberapa posisi luar sudut atau off axis dari kuping lobe utama susunan array.

Menghilangkan kuping lobe samping itu dimungkinkan, namun ada batasan dan konsekuensinya.

Lereng Gradasi Kuping Lobe Samping

Ini adalah sebutan yg mirip dengan kuping lobe samping. Lereng gradasi merujuk pada bagaimana kuping lobe muncul pada sudut sudut tertentu atau meningkat sesuai dengan orientasi sebuah sistem speaker line array.

Jarak Antar Komponen Penggerak

Parameter fundamental dasar lainnya dari sebuah sound system line array adalah jarak antara elemen individual.

Batasan yg dapat diterima untuk sebuah sistem tata suara line array gantung yg baik adalah sumber suara tidak boleh lebih dari ½ panjang gelombang antar frekuensi. Ini artinya bahwa sistem speaker yg mereproduksi gelombang suara yg lebih panjang dapat dipisahkan lebih jauh tanpa menurunkan kinerjanya.

Namun oleh karena 1/2 panjang gelombang suara pada frekuensi 15 kHz hanya berjarak satu setengah inci, perangkat frekuensi tinggi tidak akan pernah dapat cukup dekat posisinya satu sama lain.

Jarak Antar Komponen Penggerak Logaritmik

Sistem speaker line array Intellivox milik Duran sebagai contohnya, memanfaatkan teknik penjarakkan penggerak logaritmik. Ini menyediakan jarak antar komponen penggerak yg lebih padat pada gelombang suara pendek dan mengurangi jumlah penggerak yg dibutuhkan untuk gelombang suara panjang dengan cara memisahkan jarak antar komponen menjadi lebih lebar melalui peningkatan logaritmik.

Bukaan Isofasik

Bukaan isofasik adalah salah satu sebutan teknis tingkat tinggi. Sebutan ini menerangkan karakteristik fase dari sisipan yg mengisi bel corong dari beberapa bagian frekuensi tinggi line array.

Penggerak line array yg sempurna, terutama untuk gelombang suara yg sangat pendek, adalah penggerak pita ribbon yg ada pada speaker buatan SLS Audio. Penggerak kompresi lebih kokoh dan mampu menyalurkan level keluaran suara yg lebih tinggi ketimbang penggerak pita ribbon, namun tidak mempunyai sinyal fase linear pada mulut dari sebuah corong pemandu gelombang suara.

Idealnya, sinyal dari ujung atas dan ujung bawah dari mulut corong akan bergerak dalam fase yg sama dengan sinyal yg ada pada bagian tengah mulut corong untuk menirukan karakteristik penggerak pita ribbon.

Sejak bagian tengah corong lebih dekat dengan diafragma dari komponen penggerak ketimbang bagian atas dan bawahnya, jalur yg lebih menengah dari corong penggerak harus melambatkan sinyal agar sampai dalam fase yg selaras dengan jalur rambatan suara yg lebih panjang ke bagian atas dan bawah dari corong. Ada dua cara untuk mencapai hal ini.

Cara yg pertama adalah membuat jalur progresif yg lebih panjang ke bagian tengah dari corong lewat pemakaian perangkat steker fase. Teknik ini dipakai oleh JBL pada komponen super tweeter “slot tweeter” dan diadaptasi oleh Christian Heil pada sistem V-DOSC untuk gelombang suara 1,000 Hz dan ke atas. Pabrikan sound system line array lainnya juga banyak yg menggunakan perangkat yg sejenis.

Metode lainnya adalah menggunakan busa berdensitas variabel, yg mana berperan untuk memperlambat kecepatan rambatan suara disekitar corong. Electro-Voice dan McCauley memakai teknik ini untuk membuat bagian corong isophasis dalam produk speaker line array mereka.

Pendekatan teknik yg menarik untuk sebuah perangkat isophasis adalah bukaan frekuensi menengah tinggi yg dipatenkan oleh Adamson. Memanfaatkan metode alur yg lebih panjang, dan menggunakan baling baling searah untuk mencegah sebaran suara vertikal yg berlebihan.

Pendekatan ini dipakai untuk kedua seksi frekuensi menengah dan tinggi dari sistem speaker line array buatan mereka. Energi frekuensi tengah keluar lewat dua sisipan vertikal dikedua sisi samping dari sisipan keluaran frekuensi tinggi. Alur dari frekuensi tengah melekuk diantara ruang frekuensi tinggi. Kesemua sisipannya adalah isopasis.

Dengan sisipan bagian frekuensi menengah yg ada pada setiap sisi sisipan frekuensi tinggi, permasalahan difraksional dari setiap sisipan satu sama lain bisa sangat bermasalah.

Namun , Brock Adamson hadir dengan sebuah solusi yg unik yakni dengan meniban titik persilangan antara frekuensi menengah dan tinggi. Ini menyediakan tekanan dalam fase didepan sisipan lainnya untuk mencegah gangguan difraksional dalam rentang frekuensi yg bermasalah.

Peruncingan Frekuensi

Sebutan “tapering” atau peruncingan umumnya juga dikenal dengan sebutan “shading.” Salah satu trik pertama yg dipakai untuk memanfaatkan efek line array adalah peruncingan frekuensi.

Salah satu yg pertama kali memanfaatkan teknik ini adalah speaker kolom Electro-Voice LR4B. Untuk bagian frekuensi rendah / menengah, speaker ini menggunakan komponen penggerak 6 inci kali 9 inci yg diberi saringan filter low pass yg menurunkan frekuensi rendah.

Ini menghasilkan sebuah barisan kolom yg lebih panjang pada gelombang suara yg lebih panjang dan kolom yg lebih pendek pada gelombang suara yg lebih pendek juga, menghasilkan pola sebaran dispersi suara dan jarak kritis yg sama pada semua frekuensi, yg mana menyediakan respon frekuensi yg lebih seimbang diseluruh area pendengar.

Pembentukan Amplitudo

Teknik peruncingan frekuensi lainnya adalah lewat pembentukan amplitudo. Teknik ini banyak dipakai pada produk sound system line array saat ini untuk mencapai cakupan isian depan dimana bagian ujung bawah dari sebuah susunan “J-array” melingkupi para pendengar pada bidang yg sangat dekat.

Teknik ini pada dasarnya dicapai melalui penurunan volume dari speaker yg mencakup baris pendengar depan dengan mempertimbangkan level speaker tembakan jarak jauh yg ada diatasnya.

Perbedaan Cakupan Divergence Shading

Beberapa sistem line array menyediakan lebih dari satu pilihan cakupan suara bidang vertikal dari setiap elemen kabinet dalam susunan array. Ini disediakan sebagai solusi untuk mencakup area bidang dekat dan baris pendengar yg sangat dekat pada kebanyakan aplikasi secara umum.

Beberapa tahun yg lalu , EAW membuat dua model speaker line array yg berbeda namun dispersi vertikal dan level keluaran suara dari keduanya cocok satu sama lain jadi komponen komponen penggerak dapat menghasilkan tingkat tekanan SPL yg sama disepanjang baris susunan. Mereka menghindari perbedaan cakupan pada area pendengar yg lebih dekat dengan meningkatkan sudut sebaran suara dari elemen speaker tsb.

Kenapa menghindari perbedaan cakupan itu penting?

Merujuk kepada David Gunness, yg dulunya menjabat sebagai direktur riset dan pengembangan dari EAW saat itu ( dan sekarang menjadi pendiri dari Fulcrum Acoustic), kapanpun dua gelombang depan dengan tekanan yg berbeda terkombinasi , akan terjadi pemutusan antara jeda keduanya.

Pemutusan ini akan terdengar seperti sumber suara non koheren yg terpisah. Hasilnya adalah noda transien dan respon frekuensi yg tidak sama rata.

Perbedaan cakupan menyediakan gelombang suara depan yg bergantung pada variabel lengkungan, namun tidak pada besaran tekanan. Karena itu , hal ini tidak akan menghasilkan putusnya waktu ke sinyal.

Susunan Array Horisontal Simetris

Sistem speaker line array yg tersedia di pasaran saat ini mayoritas adalah simetris secara horisontal. Idealnya, setiap dari band pass adalah selebar 1/2 panjang gelombang yg berjalan disepanjang susunan array. Keunggulannya adalah hal ini menghindari pengupingan horisontal pada pita frekuensi persilangan. Dibutuhkan juga pasangan simetris dari dalaman penggerak frekuensi tengah dan bagian luar dari penggerak frekuensi rendah untuk mengapit perangkat frekuensi tinggi.

Kekurangan dari pendekatan ini adalah untuk bagian penggerak frekuensi tengah harus berjarak 1/2 panjang gelombang satu sama lainnya, mereka harus digabungkan kedalam bel dari corong frekuensi tinggi. Sudut normal 90 derajat menyebabkan pantulan antar penggerak frekuensi tengah dan halangan pada dinding corong juga akan menyebabkan hal yg sama pada frekuensi tinggi.

Susunan Array Horisontal Asimetris

Pendekatan metode ini menghindari frekuensi menengah yg terjadi pada bagian bel corong yg disebabkan oleh pertentangan titik persilangan pada kuping bidang horisontal, ini kerap terjadi pada desain asimetris.

Bagian Frekuensi Bass Kardioid dan Hiperkardioid

Sound system line array mempunyai kontrol arah yg sangat baik pada sudut sebaran vertikal. Sedangkan sistem subwoofer oleh sifat alaminya, tidak mempunyai kontrol pengarahan kecuali disusun.

Dikarenakan sifat sebaran suara kesegala arah atau umumnya disebut dengan omni-directional. Hal ini menyebabkan suara bass yg keruh dan masalah umpan balik feedback diatas panggung.

Disinilah sistem reproduksi frekuensi bass kardioid dan hiperkardioid mengambil peran.

Cara kerja sistem subwoofer kardioid dan hiperkardioid mirip dengan mikrofon, hanya saja kebalikannya. Dalam hal speaker, dua komponen transduser dipisahkan satu sama lain dengan jarak tertentu didalam kabinet, dengan tambahan delay pada penggerak belakang, menghasilkan pola radiasi yg terarah.

Jenis kardioid memiliki level pembatal maksimum pada posisi 180 derajat dibelakangnya, dan jenis hiperkardioid mempunyai level pembatalan maksimum disekitar 120 derajat diluar sudut axis. Sebagai contohnya, Meyer Sound menggunakan metode kardioid untuk seksi frekuensi rendah mereka sedangkan NEXO menggunakan metode hiperkardioid.

mengenal-teknologi-sound-system-line-array-2Filter Penyaringan DSP Berbasis FIR vs IIR

Filter IIR atau singkatan dari Infinite Impulse Response yg ada didalam sebuah prosesor DSP bertindak layaknya sebuah titik persilangan frekuensi dan penyelarasan EQ analog. Karakteristik amplitudo dan fase antara keduanya telah ditetapkan. Jadi ,banyaknya besaran dorongan atau potongan akan menghasilkan perubahan terhadap respon fase.

Sedangkan filter FIR atau Finite Impulse Response dapat memanipulasi fase amplitudo secara mandiri dan mengoreksi pembatalan yg berhubungan dengan jarak antar komponen penggerak jika setiap dari masing masing komponen dibawah kontrol DSP. Beberapa sistem memanfaatkan pemrosesan DSP dan amplifikasi tersendiri untuk setiap penggerak didalam susunan array.

Demikian artikel Mengenal Teknologi Sound System Line Array ini kami rangkum , semoga dapat memperluas pengetahuan kalian tentang sistem tata suara profesional. Ikuti dan like halaman facebook kami untuk berita berita terkini didalam industri pro audio. Salam

Tagged : ,

Leave a Comment