Rekken av 18 sekundære høyttalere som skal begrense støyen utenfor konsertområdet.
Rekken av 18 sekundære høyttalere som skal begrense støyen utenfor konsertområdet. (Foto: Morten Probst, Ingeniøren)

Lydteknikk

Festival går naboer på nervene: Ekstra sett med høyttalere reduserte lyden med inntil 11 desibel

  • Industri

Bølger av dundrende bass og pulserende rytmer strømmer ut over publikum. Det sender konsertgjestene inn i ekstase, men beboerne i de omkringliggende områdene får musikken på nervene. Spørsmålet er om det er naboene som må finne seg i høy konsertlyd i under konserten, eller om det er konsertgjestene som må ta til takke med et lavere lydnivå?

Dette dilemmaet vil en gruppe fra Danmarks Tekniske Universitet, DTU-elektro, gjøre noe med, slik at konsertgjestene kan få høy lyd, mens naboene kan få nattero.

– Ved hjelp av sekundære høyttalerenheter vil vi dempe støyen fra konserter i uønskede områder, slik at konsertarrangørene ikke er nødt til å dempe musikken for å skåne naboer for høye lyder, sier Diego Caviedes Nozal, som er Ph.d.-student ved DTU Elektro.

Prosjektgruppen på åtte mann jobber med å dempe basslyder med frekvenser opp til omkring 150 Hz. De har valgt disse frekvensene fordi bølgelengden til disse er de mest problematiske i forhold til støyplager ved konserter.

Systemet er nylig testet i Tivoli i København, men resultatene er ennå ikke tilgjengelige. Tidligere i år har det vært gjennomført to tester av systemet ved utendørskonserter. Her lyktes det utviklerne å redusere de lave frekvensene med henholdsvis 6 dB og 11 dB i de uønskede områdene. Nivået for en «normal» konsert ligger vanligvis omkring 100 dB.

Soner med forskjellig lydnivå

Støyreduseringen foregår ved å lage sound field control. Dette gjøres ved å dele et konsertområde inn i soner hvor lydtrykket kan justeres forskjellig. Soneinndelingen skal hjelpe til med å dempe lydnivået i de omkringliggende områdene, uten at det går ut over lyden på selve konsertområdet.

Publikumsområdet kalles for en bright zone, hvor lydnivået og -kvaliteten skal være høy, samtidig som man i darkzone, som dekker området bak publikum, forsøker å dempe lydnivået fra konserten mest mulig.

– Den såkalte darkzone er det området som ligger i forlengelsen av både scenen og publikumsområdet. Vi har i første omgang valgt å fokusere på støyproblemene her, fordi lyden blir sendt mot dette området, sier Diego Caviedes Nozal.

Artikkelen fortsetter under videoen fra danske Ingeniøren.

Sekundære høyttalere reduserer lyden

Publikumssonen og darkzone separeres av en rekke sekundære subwoofere, som matcher antallet høyttalere på scenen. De stilles bak publikumsområdet til en konsert og peker vekk fra scenen og mot darkzone.

Teknologien fungerer ved at de sekundære høyttalere til støyreduksjonen får samme input-signal som scenehøyttalerne. Før lyden spilles av i de sekundære høyttalerne, sendes lydsignalet gjennom en filterbank. Denne filterbanken regner ut hvordan signalet vil låte på et bestemt sted i darkzonen, og sender deretter et tilpasset signal videre til de sekundære enhetene. De sekundære høyttalerne spiller deretter et lydsignal i darkzonen, og dette reduserer de lave frekvensene som er sendt ut fra scenehøyttalerne.

– På den måten kan lyden fra scenehøyttalerne spille uforstyrret ut over publikum, men når de lavfrekvente lydbølgene kommer til rekken med sekundære høyttalere, vil basstonene bli redusert mens lyden beveger seg videre til den mørke sonen, sier Diego Caviedes Nozal.

De sekundære høyttalerne har større reduksjonseffekt, jo nærmere scenehøyttalerne de er plassert.

Målinger før konserten

For at filterbanken til de sekundære enhetene skal virke optimalt, må det utføres lydmålinger i både brightzone og darkzone før konserten setter starter. Man må finne ut av hvordan en frekvens lyder på et bestemt sted etter at den har blitt sendt av sted fra en høyttaler.

Måleutstyret på bildet brukes til å regne ut transfer-funksjonen mellom høyttaler og den såkalte darkzone. Foto: Morten Probst, Ingeniøren

Det er altså transfer-funksjonen mellom konsertens lydanlegg og de såkalte darkzones som må regnes ut.

Ved disse målingene spilles det av en rekke frekvenser fra scenehøyttalerne og de sekundære høyttalerne, som så måles fra mange forskjellige steder i sonene. Disse målingene tar tid å gjennomføre, fordi man er nødt til å gjøre målinger på nøyaktig definerte steder for å finne ut hvordan man reduserer lyden på akkurat dette området. Denne arbeidsoppgaven håper prosjektgruppen å kunne gjøre enklere i fremtiden.

– Vi jobber med en modell som automatisk kan oppskalere de målingene vi foretar. Dermed trenger vi bare å gjøre lydtester på omkring 10 posisjoner i stedet for flere hundre, sier Diego Caviedes Nozal.

Ifølge gruppens plan skal en slik modell være klar i løpet av 2019.

Vind og vær har betydning

For tiden benytter DTU-prosjektet seg av såkalt statisk støyreduksjon. Man tar derfor ikke konstant opp lyd fra omgivelsene, slik man vanligvis kjenner dette fra støyreduserende teknologi i for eksempel hodetelefoner.

Tidligere tester har vist at systemet kan redusere uønsket støy i darkzonen med opptil 11 dB. Foto: Morten Probst, Ingeniøren

Når prosjektet er ferdig, er det meningen at systemet skal være adaptivt, slik at det kan regne inn og tilpasse seg forskjellige typer vær som kan ha innflytelse på lydens bevegelse. Hvis målingene til filterbanken er foretatt under andre værforhold enn det er under konserten, vil dette nemlig også ha betydning for hvor godt lyden kan reduseres.

– I tillegg til bygninger og andre omgivelser er det primært vind som har en betydning for hvordan lyden beveger seg, men helt generelt vil systemet fungere bedre hvis vi også tar høyde for temperatursvingninger, nedbør og andre værforhold. Vi jobber mot at vi i fremtiden kan koble værinformasjon til lydmodellen i sanntid, slik at vi hele tiden kan ta høyde for hvordan vi reduserer lyden best mulig, sier Diego Caviedes Nozal.

Testet på hardrock

Systemet har tidligere blitt testet under forskjellige utendørskonserter. I vår flyttet prosjektgruppen ut av testlaboratoriets beskyttede omgivelser for å gjennomføre tester på den danske Refshaleøen, hvor rockefestivalen Copenhell blant annet foregår. Testene ble ikke foretatt under selve festivalen, men i de samme omgivelsene.

Her lyktes det å dempe lyden med 11 dB i de uønskede områdene, uten at det påvirket lydnivået i publikumsområdet.

I begynnelsen av juli ble systemet utprøvd i forbindelse med en teknofestival i den italienske byen Torino, og der ble resultatet en gjennomsnittlig reduksjon på 6 dB. Den lavere reduksjonen skyldes ifølge Diego Caviedes Nozal at prosjektet hadde vanskelige vilkår under den italienske festivalen.

– På festivalen i Torino var det flere scener som spilte musikk samtidig. Testene våre foregikk på en av de mindre scenene, og lyden fra de større scenene omkring hadde innflytelse på resultatet, fordi den lyden ikke ble bremset i samme grad. I tillegg foretok vi målingene til filterbanken i et annerledes vær enn det vi testet i, sier han.

Omgivelsene har betydning for hvordan lyden reduseres best mulig. Testen i Torino var utfordret av bygninger som reflekterte lyden, og ifølge Diego Caviedes Nozal var disse forholdene også en faktor som spilte inn på det gode resultatet som gruppen oppnådde på Refshaleøen i vår.

– Vi var veldig glade for resultatene våre på Refshaleøen. Dette var første test utenfor trygge omgivelser, og det foregikk i et forholdsvis ukomplisert terreng.

På fredag ble systemet altså testet under en konsert i Tivoli i København, og folkene bak prosjektet har forventninger til at lydreduksjonen vil være mer effektiv enn de 6 dB som de opplevde i Torino.

Saken ble først publisert på ing.dk.

Kommentarer (2)

Kommentarer (2)