۳ نکته کلیدی برای جلوگیری از فیدبک میکروفن

کمتر پدیده‌ای در یک اجرای زنده به‌اندازه صدای تیز، زیر و گوش‌خراش ناشی از فیدبک میکروفون می‌تواند برای اجراکننده و تیم صدابرداری آزاردهنده باشد. وقوع ناگهانی فیدبک نه‌تنها تمرکز اجراکننده را مختل می‌کند، بلکه می‌تواند مهندس صدا را نیز در موقعیتی دشوار قرار دهد؛ زیرا در چنین شرایطی، توجه حاضران بلافاصله به سمت سیستم صوتی و فرد مسئول کنترل آن معطوف می‌شود.

البته هیچ سیستم صوتی حرفه‌ای با هدف ایجاد فیدبک و به خطر انداختن سلامت شنوایی افراد یا وارد کردن فشار و آسیب به تجهیزات طراحی یا راه‌اندازی نمی‌شود. بااین‌حال، استفاده هم‌زمان از بلندگوها و میکروفن‌های باز در یک محیط، به‌دلیل برهم‌کنش میان مسیر تقویت صدا و مسیر دریافت میکروفن، می‌تواند پایداری سیستم را با چالش مواجه کند و احتمال وقوع فیدبک را افزایش دهد.

در ادامه، مجموعه‌ای از اصول و راهکارهای کاربردی برای کاهش احتمال وقوع فیدبک میکروفن و افزایش پایداری سیستم صوتی بررسی خواهد شد. آشنایی با این اصول برای تمامی افراد درگیر در یک اجرای صوتی، از مهندس صدا و اپراتور کنسول گرفته تا اجراکنندگان و سخنرانانی که با میکروفن کار می‌کنند، اهمیت دارد.

فیدبک میکروفن چگونه ایجاد می‌شود؟

فیدبک میکروفون زمانی ایجاد می‌شود که بلندگو و میکروفن، صدا را چندین بار در یک مسیر بازتولید و تقویت کنند و در نتیجه، محدوده مشخصی از فرکانس‌ها به‌طور مداوم افزایش یابد. دلیل اصلی وقوع فیدبک این است که هیچ میکروفون یا بلندگویی در شرایط واقعی عملکرد، پاسخ فرکانسی کاملاً مسطح و یکنواختی ندارد. اگر یک میکروفن در فرکانس ۶ کیلوهرتز دارای یک پیک برای افزایش وضوح صدا باشد و در سیستم صوتی نیز یک منحنی اکولایزر موسوم به «لبخندی» اعمال شده باشد، هر دو بخش سیستم، فرکانس‌های بالاتر را تقویت می‌کنند. هنگامی که صدا وارد میکروفن می‌شود، بلندگو آن را در فضای اتاق پخش می‌کند و میکروفن نیز این صدا را دریافت کرده و دوباره تقویت می‌کند. از آنجا که این صدا اغلب پس از بازتاب از سطوح مختلف محیط به میکروفن می‌رسد، با تأخیر نسبت به سیگنال اصلی دریافت می‌شود؛ بنابراین این چرخه می‌تواند چندین بار تکرار شود.

از آنجا که سطح سیگنال معمولاً در هر بار عبور از این مسیر به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌یابد، این فرایند معمولاً مشکل‌ساز نمی‌شود. بااین‌حال، فضای آکوستیکی محل اجرا نیز بر اساس هندسه خود، برخی فرکانس‌ها را بیشتر تقویت می‌کند. به این فرکانس‌ها مدهای اتاق گفته می‌شود که بر اساس طول، عرض و ارتفاع فضا شکل می‌گیرند.

هرچه ابعاد یک اتاق به شکل مکعب نزدیک‌تر باشد، این اثر شدیدتر خواهد بود؛ زیرا هر یک از ابعاد اتاق باعث تجمع انرژی در فرکانس مشخصی می‌شود و اگر این ابعاد با یکدیگر برابر باشند، انرژی در همان فرکانس می‌تواند به‌شدت تشدید شود. برای مثال، اتاقی مکعب‌شکل با ابعاد ۱۶×۱۶×۱۶ فوت می‌تواند انرژی زیادی را در فرکانس ۳۵ هرتز تجمع دهد و این اتفاق در مضرب‌های اکتاو آن فرکانس، یعنی ۷۰ و ۱۴۰ هرتز نیز رخ می‌دهد.

اگر به محاسبات ریاضی علاقه‌مند باشید، فرمول محاسبه این فرکانس‌ها نسبتاً ساده است.

برای محاسبه این فرکانس، سرعت صوت در هوا، یعنی ۱۱۳۰ فوت بر ثانیه، بر حاصل‌ضرب اندازه اتاق بر حسب فوت در عدد ۲ تقسیم می‌شود. برای اتاقی با بُعد ۱۶ فوت، فرمول به این صورت خواهد بود:

1,130/(16X2) = 35.3125Hz

فیدبک میکروفن زمانی می‌تواند به یک مشکل جدی تبدیل شود که مدهای اتاق در همان فرکانس‌هایی قرار بگیرند که در پاسخ فرکانسی میکروفن و بلندگو دارای پیک هستند. در این حالت، آن فرکانس چندین بار تقویت می‌شود و در نهایت صدای ناخوشایند و آزاردهنده‌ای ایجاد می‌کند که همه از شنیدن آن هراس دارند.

سه راهکار مؤثر برای جلوگیری از فیدبک میکروفن

• ویژگی‌های میکروفن خود را بشناسید

بهترین راه برای جلوگیری از فیدبک میکروفن، پیشگیری از بروز مشکل پیش از شروع آن است. به بیان ساده، پیشگیری بسیار مؤثرتر از اصلاح مشکل پس از وقوع آن است. به‌طور معمول، باید بلندگوها در جهتی قرار گیرند که از میکروفون‌ها دور باشند و اجراکننده نیز در پشت سیستم اصلی بلندگو قرار بگیرد. اگر از یک سیستم صوتی کوچک استفاده می‌شود و برای شنیدن بهتر صدای اجراکننده، بلندگوها در پشت میکروفن‌ها قرار داده شوند، حتی پیش از روشن کردن میکروفن نیز شرایط برای ایجاد فیدبک نامساعد خواهد بود.

علاوه بر این، شناخت ویژگی‌های میکروفن و نحوه عملکرد آن می‌تواند نقش مهمی در جلوگیری از فیدبک میکروفن داشته باشد. یکی از مؤثرترین موارد، استفاده صحیح از الگوی قطبی میکروفون است. در شرایط یکسان، میکروفون کاردیوید نسبت به میکروفن اُمنی‌دایرکشنال (Omni) کمتر مستعد ایجاد فیدبک است؛ زیرا با دور شدن منبع صدا از قسمت جلویی میکروفن، حساسیت آن کاهش می‌یابد.

بااین‌حال، باید توجه داشت که میکروفون‌های هایپرکاردیوید و سوپرکاردیوید مانند Shure Beta58A یا Sennheiser e 945، در قسمت پشتی میکروفن نسبت به یک میکروفن کاردیوید معمولی حساسیت بیشتری دارند. بنابراین، اگر در صحنه از Wedge monitor باز استفاده می‌شود، این نوع میکروفون‌ها ممکن است انتخاب مناسبی نباشند.

بااین‌حال، میکروفون اُمنی‌دایرکشنال معمولاً پاسخ فرکانسی یکنواخت‌تری نسبت به میکروفن کاردیوید دارد. بنابراین، اگر با گرفتن بخش توپی‌شکل میکروفون، الگوی قطبی یک میکروفون کاردیوید را عملاً به حالت اُمنی تبدیل کنید، احتمال ایجاد فیدبک در آن افزایش می‌یابد.

همچنین، دور کردن میکروفونی که دچار فیدبک شده از دهان خواننده، برخلاف تصور رایج، می‌تواند مشکل فیدبک را تشدید کند؛ زیرا مهندس صدا برای حفظ همان سطح صدا مجبور خواهد بود گین بیشتری اعمال کند. آموزش تکنیک صحیح استفاده از میکروفن به اجراکننده می‌تواند نقش مؤثری در کاهش احتمال ایجاد فیدبک میکروفون داشته باشد.

متأسفانه قوانین فیزیک را نمی‌توان آموزش داد یا تغییر داد. تمام میکروفون‌های روی صحنه، سیگنال حاصل از صداهای موجود در صحنه را دریافت می‌کنند. هرچه منبع صدا دورتر باشد، شدت صدای دریافتی آن کمتر خواهد بود؛ اما در عین حال، صدا با تأخیر نیز به میکروفون می‌رسد. این تأخیر تقریباً به ازای هر فوت فاصله، یک میلی‌ثانیه است؛ یعنی با توجه به سرعت صوت، ۱۱۳۰ فوت بر ثانیه ÷ ۱۰۰۰ میلی‌ثانیه ≈ ۱٫۱۳ میلی‌ثانیه به ازای هر فوت.

برای مثال، اگر دو خواننده در فاصله بسیار نزدیکی از یکدیگر ایستاده باشند، ممکن است فاصله میکروفن‌های آن‌ها حدود ۱۸ اینچ باشد. هر دو میکروفن صدای هر دو خواننده را دریافت می‌کنند، اما سیگنال مربوط به خواننده دورتر با تأخیر به میکروفن می‌رسد. اگرچه صدای منبع دورتر شدت کمتری دارد، همین تأخیر کوتاه می‌تواند باعث ایجاد فیلتر شانه‌ای (Comb Filtering) شود و در نتیجه، پاسخ فرکانسی را نامنظم‌تر کند.

بنابراین، هرچه تعداد میکروفن‌های باز روی صحنه بیشتر باشد، احتمال ایجاد فیدبک میکروفن نیز افزایش می‌یابد. همچنین، نزدیک‌تر شدن این میکروفون‌ها به یکدیگر می‌تواند این مشکل را تشدید کند.

راهکار رفع این مشکل، قطع صدای میکروفون‌های بلااستفاده (Mute) و قرار دادن میکروفن‌های باز در بیشترین فاصله ممکن از یکدیگر، تا حدی است که از نظر عملی امکان‌پذیر باشد. قانون عکس مجذور فاصله را به خاطر داشته باشید: با دو برابر شدن فاصله میان منبع صدا و گیرنده، سطح سیگنال ۶ دسی‌بل کاهش پیدا می‌کند؛ و این میزان کاهش قابل‌توجه است. می‌توان از همین اصل فیزیکی به نفع سیستم صوتی استفاده کرد.

برای مثال، اگر دو میکروفن در فاصله ۱۸ اینچ از یکدیگر قرار داشته باشند، می‌توان آن‌ها را با فاصله ۳ فوت نیز نصب کرد. در این حالت، میزان نشت صدا بین این منابع و در نتیجه فیلتر شانه‌ای (Comb Filtering) ایجادشده، حدود ۶ دسی‌بل کاهش می‌یابد. نتیجه، پاسخ فرکانسی یکنواخت‌تر و احتمال کمتر ایجاد فیدبک میکروفن خواهد بود.

 در نهایت، باید توجه داشت که تمام میکروفن‌های جهت‌دار دارای پدیده‌ای به نام اثر مجاورت (Proximity Effect) هستند. این پدیده باعث می‌شود زمانی که منبع صدا بسیار نزدیک به میکروفن قرار دارد، سطح خروجی میکروفن در محدوده فرکانس‌های پایین حدود ۱۰ تا ۱۵ دسی‌بل افزایش پیدا کند.

اگر خواننده بیش از حد به میکروفنی مانند Neumann KMS 104 یا DPA 2028 نزدیک باشد و فضای اجرا ابعادی در حدود ۲۰×۲۰ فوت داشته باشد، سیستم صوتی از پیش انرژی زیادی را در محدوده ۱۰۰ هرتز تجمع می‌دهد و این انرژی می‌تواند به‌سرعت از کنترل خارج شود. استفاده از فیلترهای بالاگذر (High-Pass Filter) در کنسول صدا یا خود میکروفن می‌تواند به کنترل این انرژی و کاهش احتمال ایجاد فیدبک میکروفن کمک کند.

•  شناسایی و حذف فرکانس‌های ایجادکننده فیدبک میکروفن

اگر هنگام بررسی تمام اکولایزرها مشخص شود که در بیشتر کانال‌ها یک فرکانس مشخص را کاهش داده‌اید، احتمالاً فضای آکوستیکی اتاق در حال تجمع بیش از حد انرژی در همان محدوده فرکانسی است. در چنین شرایطی، ممکن است زمان آن رسیده باشد که فرکانس‌های مشکل‌ساز اتاق شناسایی و کنترل شوند.

این کار به شناسایی فرکانس‌هایی که برای میکروفون‌ها مشکل‌ساز هستند کمک می‌کند و در نتیجه، احتمال ایجاد فیدبک میکروفون کاهش می‌یابد. برای انجام این کار می‌توان از یک متخصص برای تنظیم و تیون کردن سیستم صوتی و فضای اجرا کمک گرفت یا از پردازنده‌های خودکار مانند dbx DriveRack 260 استفاده کرد که قابلیت تنظیم سیستم صوتی و سرکوب خودکار فیدبک را دارد.

فرایند حذف فیدبک میکروفون در صورتی که قصد انجام آن به‌صورت دستی وجود داشته باشد، در واقع نسبتاً ساده است. بیشتر کنسول‌های دیجیتال دارای RTA (تحلیلگر زمان‌واقعی طیف فرکانسی) داخلی هستند که امکان مشاهده پاسخ فرکانسی صدای ورودی را فراهم می‌کند. اگر کنسول به RTA و همچنین اکولایزر گرافیکی یا پارامتریک در خروجی مجهز باشد، می‌توان این فرایند را آغاز کرد.

ابتدا باید نویز صورتی (Pink Noise) به بلندگوها ارسال شود. در صورت نبود امکان تولید نویز صورتی، می‌توان یک فایل آماده را دانلود و از طریق سیستم صوتی پخش کرد.

یک میکروفون اندازه‌گیری ساده، مانند PreSonus PRM1، در موقعیت شنیداری اتاق قرار دهید و آن را به یکی از کانال‌های کنسول متصل کنید؛ به‌گونه‌ای که هیچ اکولایزری روی آن اعمال نشده باشد. سپس RTA مربوط به کانالی را که میکروفون به آن متصل است بررسی کنید.

نویز صورتی توزیع یکنواختی از انرژی در محدوده فرکانسی ایجاد می‌کند. بنابراین، اگر در پاسخ فرکانسی شاهد پیک‌های بزرگ باشید، این پیک‌ها می‌توانند نشان‌دهنده تجمع انرژی یا رزونانس در اتاق باشند؛ پدیده‌ای که ممکن است باعث ایجاد فیدبک میکروفون شود.

برای مثال، اگر یک برآمدگی در ۳۰۰ هرتز مشاهده شود، می‌توان با استفاده از اکولایزر گرافیکی، سطح این فرکانس را حدود ۳ دسی‌بل کاهش داد. بااین‌حال، اگر در منحنی پاسخ فرکانسی افت‌های شدید مشاهده شود، نباید با افزودن اکولایزر در آن فرکانس‌ها اقدام به جبران کرد؛ زیرا این افت‌ها نیز می‌توانند ناشی از هندسه و ابعاد اتاق باشند و افزایش EQ در خروجی مشکل را برطرف نخواهد کرد. در چنین شرایطی، راهکار مناسب، جابجا کردن بلندگوها است؛ البته بررسی این موضوع به بحثی جداگانه نیاز دارد.

پس از انجام این مراحل، می‌توان فرایند شناسایی و حذف فرکانس‌های ایجادکننده فیدبک میکروفون را انجام داد. ابتدا نویز صورتی را قطع کنید و تمام میکروفون‌های متصل به کنسول را باز کنید. سپس فیدر اصلی را به‌آرامی افزایش دهید تا سیستم صوتی شروع به ایجاد فیدبک میکروفون کند.

فرکانسی که باعث ایجاد فیدبک شده است، در RTA به‌وضوح برجسته خواهد شد. در این مرحله می‌توان همان فرکانس را با استفاده از اکولایزر خروجی کاهش داد. اگر کنسول به RTA مجهز نباشد، می‌توان از یک اپلیکیشن RTA روی تلفن همراه استفاده کرد.

گاهی نیز می‌توان صدای فیدبک را مستقیماً وارد RTA تلفن همراه کرد تا فرکانس آن به‌سرعت مشخص شود؛ به‌ویژه زمانی که نمی‌خواهید برای پیدا کردن فرکانس موردنظر، دوباره در حین اجرای برنامه فیدبک ایجاد کنید. این فرایند را در صورت نیاز تکرار کنید تا فرکانس‌های مستعد ایجاد فیدبک شناسایی و کنترل شوند.

• استفاده ازقابلیت حذف خودکار فیدبک میکروفون

گاهی سازندگان تجهیزات، قابلیت‌های پیشرفته برای شناسایی و کنترل فیدبک میکروفن را نیز در خود دستگاه تعبیه می‌کنند. اگر انجام تمام این مراحل به‌صورت دستی کمی پیچیده به نظر می‌رسد، میکسرهایی مانند Allen & Heath CQ Series و Yamaha DM Series هم قابلیت تنظیم خودکار سیستم صوتی و اتاق را ارائه می‌دهند و هم به مجموعه‌ای از فیلترهای سرکوب خودکار فیدبک مجهز هستند.

استفاده از این قابلیت بسیار ساده است؛ به‌محض شنیده شدن فیدبک میکروفون، تنها با فشردن یک دکمه، سیستم فرکانس مشکل‌ساز را شناسایی کرده و آن را حذف می‌کند. وجود چنین قابلیتی در هر کنسول صدای اجرای زنده می‌تواند بسیار کاربردی باشد.

حتی اگر از قابلیت هوشمند تشخیص و حذف فیدبک تعبیه‌شده در این میکسر استفاده نشود، می‌توان از قابلیت شناسایی فرکانس آن برای پیدا کردن محدوده‌های مشکل‌ساز استفاده کرد؛ برای مثال، می‌توان پیش از رسیدن گروه موسیقی، عمداً مقدار کمی فیدبک ایجاد کرد تا فرکانس مربوطه شناسایی و سپس در اکولایزر کاهش داده شود.

فیدبک میکروفن را به حداقل برسانید

ابزارها و نرم‌افزارهای تخصصی متعددی برای بهینه‌سازی و پایدارسازی سیستم صوتی و کاهش احتمال ایجاد فیدبک میکروفن وجود دارند. در وب‌سایت پسکو می‌توان مجموعه‌ای از تجهیزات و راهکارهای تخصصی صوتی را بررسی کرد و با انتخاب تجهیزات مناسب، عملکرد سیستم صوتی استودیویی را در شرایط مختلف بهبود داد.