Een speaker monteren naast 120 microfoons is een slecht idee. Zó hebben wij het voor elkaar gekregen.

De geïntegreerde plafondarray voor conferenties MXA902 combineert een array-microfoon, luidspreker en DSP tot één apparaat voor plafondmontage.  Hoewel het plaatsen van een speaker in een plafondarray-microfoon een eenvoudig idee lijkt, bleek het erg lastig te zijn.  Wij spraken met Matt Koschak, ingenieur in het elektro-akoestische designlab van Shure, over de uitdagingen die ze moesten overwinnen.

Chris: Hoe hebben jullie de juiste luidspreker voor de MXA902 gekozen?

Matt: We hadden een speaker met een hoog uitgangsvermogen, goede verstaanbaarheid en brede afstraling nodig. We vonden een speaker van 6,3 cm met neodymium magneet die aan al onze prestatie-eisen voldeed en in de beschikbare ruimte paste. We waren verbaasd over het grote volume dat we uit deze speaker kregen en moesten hem tijdens het testen zelfs zachter zetten omdat hij te sterk was.

Vervolgens moesten we voldoende voeding aanleveren. Het verbruik van de arraymicrofoon en DSP lag al dicht bij de grens van wat PoE kon leveren, en daarom moesten we PoE+ als specificatie gebruiken om de versterker voldoende vermogen te leveren om het gewenste volume te halen.

Chris: Wat was de impact van een speaker die zo dicht bij de microfoons zit?

Matt: Omdat de speaker letterlijk 5 centimeter van de dichtstbijzijnde microfoon zit, en er 120 van zijn, was het heel moeilijk om dat geluid bij de microfoons weg te houden. Denk erom dat de microfoon-gain hoog moet zijn om sprekers van een afstand op te vangen, en dat de speaker aardig hard kan worden gezet, afhankelijk van de condities in de zaal. Aanvankelijk veroorzaakte de akoestische energie van de speaker wat gezoem en geratel en resonanties van de grille die niet best klonken. We deden er wat geluiddempend materiaal bij, dat hielp om de staande golven in het geheel te elimineren, zodat de grille niet meer zoemde.

Chris: Welk effect had de korte afstand tussen de microfoons en de luidspreker op de echo-eliminatie?

Matt: Als het geluid van de speaker door de microfoons wordt opgevangen, kan er akoestische echo optreden, wat een groot probleem is bij conferentieproducten. Maar bij de MXA902 zit de speaker zo dicht bij de microfoons, en zijn de microfoons zo gevoelig, dat de akoestische echo-eliminatie er een extra zware dobber aan heeft. Het DSP-team is lang bezig geweest met het afstemmen van het algoritme voor de akoestische echo-eliminatie om die natuurlijk te laten klinken, ook als de speaker dichtbij zit. Zonder die fijnafstemming van de DSP zou de MXA902 niet mogelijk zijn geweest.

Chris: Wat was jullie grootste uitdaging tijdens het MXA902 project?

Matt: Een van de lastigste onderdelen van het project was het omgaan met mechanische trillingen. De speaker mag geen trillingen doorgeven aan de microfoons of naar de rest van de installatie, omdat sommige onderdelen, zoals de grille of het frame, kunnen gaan ratelen of zoemen. We zijn behoorlijk lang bezig geweest met het afschermen van mechanische trillingen van de luidsprekerconstructie.

We hebben uiteraard veel ervaring met het ontwerpen van gedempte ophangingen voor microfoons, en dat scheelde veel. De kunst is om precies te bepalen welk materiaal de energie blokkeert waar je mee te maken hebt.  Het materiaal moet ook voldoen aan UL-brandveiligheidseisen omdat het in het plafond gemonteerd wordt. En natuurlijk moet het de valtest doorstaan; het mag niet scheuren als de microfoon de vloer raakt.  De ophanging moest ook binnen de ruimte- en gewichtsbeperkingen passen om geschikt te zijn voor plafondmontage.

Chris: Speelde het verkrijgen van certificering voor samenwerkingsplatforms een rol bij het ontwerp van de MXA902?

Matt: De MXA902 laten certificeren voor Microsoft Teams, Zoom en andere platforms was vanaf het allereerste begin van het project het doel. We moesten voldoen aan enkele zeer strenge prestatienormen voor interactiviteit en echo-eliminatie. Je moet meten hoeveel audio van de luidspreker er door de microfoons wordt opgevangen als er niemand in de zaal aan het woord is ('single-talk' genoemd) en wanneer er zowel iemand in de zaal als aan de ontvangende kant spreekt ('double-talk' geheten). Er waren veel tests en fijnafstemming nodig om precies de juiste instellingen te vinden om de prestaties op het vlak van interactiviteit en echo-eliminatie in beide situaties te optimaliseren.

Chris: Waren er ook nog verrassingen die je niet verwacht had?

Matt: Op een gegeven moment hoorden we een vreemd, zoemend geluid, dat wel een kazoo leek. Om uit te zoeken waar dat vandaan kwam, deden we een test en hielden we een vinger op verschillende plekken tot we de oorzaak gevonden hadden. Het bleek de stof achter de grille te zijn. Als de speaker hem triggerde, ging de stof trillen en maakte die een zoemgeluid, net als een papiertje voor een speaker. We bedachten een manier om de trilling te stoppen, waarmee het probleem was opgelost.

De geïntegreerde plafondarray voor conferenties MXA902 is ontworpen zodat hij zo eenvoudig te installeren en te gebruiken is dat je misschien niet eens aan de gebruikte techniek denkt.  En dankzij de niet-aflatende toewijding aan innovatie en excellentie van ons bedrijf hoeft dat ook niet.  Neem voor meer informatie over de MXA902 contact op met uw lokale Shure vertegenwoordiger.