ebook img

The Sound System Design Primer PDF

611 Pages·2019·122.921 MB·English
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview The Sound System Design Primer

The Sound System Design Primer The Sound System Design Primer is an introduction to the many topics, technologies, and sub-disciplines that make up contemporary sound system design. Written in clear, conversational language for those who do not have an engineering background, or who think more in language than in numbers, The Sound System Design Primer provides a solid foundation in this expanding discipline for students, early/mid-career system designers, creative and content designers seeking a better grasp on the technical side of things, and non-sound professionals who want or need to be able to speak intelligently with sound system designers. Josh Loar is a sound, lighting, video, and control system designer who has designed projects all over the world, from theaters, to concerts and festivals, to corporate events and conventions, to theme parks. He has worked as a professional designer for more than 20 years. He has designed and engineered systems for clients including Walt Disney Imagineering, Lotte Group, Busch Gardens, and more. He is co-chair and co-author of the upcoming ESET (Essential Skills for Entertainment Technicians) test in audio. He is chair of the USITT (United States Institute for Theatre Technology) Sound Graphics Working Group, working on issuing new and more comprehensive documentation standards for theatrical sound paperwork. He is an accomplished FOH (Front-of-House) and recording engineer, having worked with artists including Paul Simon, David Byrne, Mos Def, Rickie Lee Jones, Charlie Haden, Philip Glass, and many, many more (he has genuinely lost count). He is an educator who has been teaching at the university level for nearly a decade at Yale School of Drama and now at Michigan Technological University. He is also a multimedia artist, musician, producer, director, and creator of lots of different kinds of weird art. He enjoys long walks in the woods, good whiskey, and the company of intelligent people. Check out his work at www.joshloar.com. The Sound System Design Primer Josh Loar First published 2019 by Routledge 52 Vanderbilt Avenue, New York, NY 10017 and by Routledge 2 Park Square, Milton Park, Abingdon, Oxon, OX14 4RN Routledge is an imprint of the Taylor & Francis Group, an informa business © 2019 Josh Loar The right of Josh Loar to be identified as author of this work has been asserted by him in accordance with sections 77 and 78 of the Copyright, Designs and Patents Act 1988. All rights reserved. No part of this book may be reprinted or reproduced or utilised in any form or by any electronic, mechanical, or other means, now known or hereafter invented, including photocopying and recording, or in any information storage or retrieval system, without permission in writing from the publishers. Trademark notice: Product or corporate names may be trademarks or registered trademarks, and are used only for identification and explanation without intent to infringe. Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Names: Loar, Josh, author. Title: The sound system design primer / Josh Loar. Description: New York, NY : Routledge, 2019. | Includes bibliographical references and index. Identifiers: LCCN 2018048728 (print) | LCCN 2018049480 (ebook) | ISBN 9781351768184 (pdf) | ISBN 9781351768177 (epub) | ISBN 9781351768160 (mobi) | ISBN 9781138716872 (hbk : alk. paper) | ISBN 9781138716889 (pbk : alk. paper) | ISBN 9781315196817 (ebk) Subjects: LCSH: High-fidelity sound systems—Design and construction. | Stereophonic sound systems— Design and construction. Classification: LCC TK7881.7 (ebook) | LCC TK7881.7 .L63 2019 (print) | DDC 621.389/332—dc23 LC record available at https://lccn.loc.gov/2018048728 ISBN: 978-1-138-71687-2 (hbk) ISBN: 978-1-138-71688-9 (pbk) ISBN: 978-1-315-19681-7 (ebk) Typeset in Giovanni by Apex CoVantage, LLC Visit the eResources: www.routledge.com/9781138716889 Dedicated to my teachers, my students, my colleagues in sound, and, most importantly, to my wife, Anna, and my daughter, Ada. CONTENTS CONTENTSCONTENTS LIST OF FIGURES �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������IX PREFACE: WHY THIS BOOK? WHO IS THIS BOOK FOR? ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������XV ACKNOWLEDGMENTS ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������XVII INTRODUCTION: WHAT THIS BOOK DOES AND HOW IT WORKS ������������������������������������������������������������������������������������������������������������XIX A NOTE ON SAFETY ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������XXIII Part I • What Is a Sound System? SECTION I Basics ..................................................................................................................................................3 CHAPTER 1 THE FOUR STANDARD ELEMENTS OF THE ANALOG SOUND SYSTEM ���������������������������������������������������������������3 CHAPTER 2 THE FOUR STANDARD ELEMENTS OF THE DIGITAL SOUND SYSTEM ���������������������������������������������������������������11 CHAPTER 3 WHAT IS SOUND?—PART 1: ACOUSTIC VERSION ��������������������������������������������������������������������������������������������������������19 CHAPTER 4 WHAT IS SOUND?—PART 2: ELECTRIC VERSION ��������������������������������������������������������������������������������������������������������31 CHAPTER 5 WHAT IS SOUND?—PART 3: DIGITAL VERSION ������������������������������������������������������������������������������������������������������������41 SECTION II Inputs .................................................................................................................................................51 CHAPTER 6 MICROPHONES (WIRED) �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������51 CHAPTER 7 MICROPHONES (WIRELESS)�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������67 CHAPTER 8 DIRECT INPUTS (INSTRUMENTS, TURNTABLES, ETC�) ��������������������������������������������������������������������������������������������79 CHAPTER 9 PLAYBACK DEVICES AND SYSTEMS �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������85 SECTION III Processing ........................................................................................................................................95 CHAPTER 10 PREAMPLIFIERS AND MIXING CONSOLES �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������95 vii CHAPTER 11 EFFECTS—PART 1: CREATIVE AND MIXING EFFECTS ���������������������������������������������������������������������������������������������115 CHAPTER 12 DSP: DIGITAL SIGNAL PROCESSING �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������133 CHAPTER 13 EFFECTS—PART 2: SYSTEM CALIBRATION EFFECTS �������������������������������������������������������������������������������������������147 SECTION IV Amplification ...................................................................................................................................161 CHAPTER 14 POWER MATH ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������161 CHAPTER 15 POWER AMPLIFIERS: PLUS A NOTE ON POWER CONDITIONERS, UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLIES, AND DISTROS ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������169 SECTION V Outputs ............................................................................................................................................175 CHAPTER 16 SPEAKERS ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������175 CHAPTER 17 MONITORING SYSTEMS �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������197 SECTION VI Computers and Sound ....................................................................................................................207 CHAPTER 18 NETWORKS AND CONNECTIVITY ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������207 CHAPTER 19 SHOW CONTROL ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������217 CHAPTER 20 TRIGGERS, SENSORS, AND CUSTOMIZATION �����������������������������������������������������������������������������������������������������������223 SECTION VII Communication Systems ...............................................................................................................229 CHAPTER 21 AUDIO COM SYSTEMS ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������229 CHAPTER 22 PAGING SYSTEMS �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������239 CHAPTER 23 VIDEO COM: WE KNOW IT’S NOT AUDIO, BUT IT’S ALMOST ALWAYS OUR JOB ANYWAY! ���������������������243 SECTION VIII Connections ....................................................................................................................................247 CHAPTER 24 CABLE TYPES AND THEIR USES �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������247 Part II • How Do You Set Up, Test, and Calibrate a Basic Sound System? SECTION IX Installation .....................................................................................................................................259 CHAPTER 25 SIGNAL FLOW, FROM INSTALLATION TO VERIFICATION �������������������������������������������������������������������������������������259 CHAPTER 26 TESTING AND TROUBLESHOOTING ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������267 CONTENTS SECTION X Calibration ......................................................................................................................................273 CHAPTER 27 MEASUREMENT TOOLS AND SYSTEMS �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������273 CHAPTER 28 MEASUREMENT PRACTICES, SYSTEM CALIBRATION, AND OPTIMIZATION ������������������������������������������������277 CHAPTER 29 ACOUSTIC TREATMENTS AND OTHER SOLUTIONS �����������������������������������������������������������������������������������������������299 Part III • What Type of Sound System Do You Need? SECTION XI The Basic Process of System Design ............................................................................................307 CHAPTER 30 UNDERSTANDING THE SOURCE MATERIAL ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������307 CHAPTER 31 UNDERSTANDING THE VENUE �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������317 CHAPTER 32 UNDERSTANDING THE AUDIENCE ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������323 CHAPTER 33 UNDERSTANDING THE BUDGET AND AVAILABLE RESOURCES �����������������������������������������������������������������������327 CHAPTER 34 SELECTING LOUDSPEAKERS AND POSITIONS: LOUDSPEAKER MODELING �����������������������������������������������335 CHAPTER 35 SELECTING THE REMAINING EQUIPMENT AND PLAN FOR OPERATION �������������������������������������������������������359 CHAPTER 36 REFINING YOUR CHOICES ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������367 SECTION XII The Different Types of Sound System ...........................................................................................373 CHAPTER 37 CONCERTS, SMALL SCALE�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������373 CHAPTER 38 CONCERTS, LARGE SCALE, AND FESTIVALS �������������������������������������������������������������������������������������������������������������381 CHAPTER 39 THEATER—STRAIGHT PLAYS ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������395 CHAPTER 40 THEATER—MUSICALS ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������407 CHAPTER 41 CONVENTIONS AND OTHER MULTI-ROOM LIVE EVENTS ������������������������������������������������������������������������������������417 CHAPTER 42 PERFORMING ARTS VENUES AND HOUSES OF WORSHIP FOR PERMANENT INSTALLATION �����������423 CHAPTER 43 SUPERMARKETS, AIRPORTS, AND OTHER RETAIL SPACES ������������������������������������������������������������������������������433 CHAPTER 44 THEME PARKS, CRUISE SHIPS, CASINOS, AND OTHER THEMED ENVIRONMENTS ���������������������������������443 CHAPTER 45 RECORDING/MIXING/MASTERING STUDIOS (PROJECT AND COMMERCIAL) FOR MUSIC, FILM, ETC: INCLUDING A BRIEF NOTE ON SOUND STAGES FOR VISUAL MEDIA ���������������������������������������463 CHAPTER 46 CORPORATE OFFICES, HOTELS, RESTAURANTS, AND OTHER ARCHITECTURAL viii ENVIRONMENTS ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������475 CHAPTER 47 CREATIVE SYSTEMS: MULTIMEDIA ART GALLERIES, NEW MEDIA, NEW USES ������������������������������������������481 Part IV • How Do You Document and Present Your Design? SECTION XIII Technical Drawing ..........................................................................................................................491 CHAPTER 48 BASIC TECHNICAL DRAWING STANDARDS: ORGANIZING AND LABELING, DRAWING SETUP, NOTES ON COMPUTER DRAFTING, ETC� �����������������������������������������������������������������������������������������������������491 CHAPTER 49 PLAN AND ELEVATION VIEWS: INCLUDING RACK ELEVATIONS �����������������������������������������������������������������������501 CHAPTER 50 SYSTEM BLOCK DIAGRAMS: AUDIO, CONTROL, NETWORK RISERS �����������������������������������������������������������������515 CHAPTER 51 MOUNTING DETAILS ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������519 CHAPTER 52 MAGIC SHEETS �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������525 SECTION XIV Other Technical Documentation ...................................................................................................529 CHAPTER 53 HOOKUPS AND WORKBOOKS ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������529 CHAPTER 54 EQUIPMENT (HARDWARE, CABLE, RF, IP, ETC�) SCHEDULES AND FACILITIES IMPACT REPORTS ����535 CHAPTER 55 BUDGET DOCUMENTS ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������545 CHAPTER 56 TECHNICAL NARRATIVES �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������549 CHAPTER 57 PRESENTATION PACKAGING: TO CLIENTS, BIDDERS, AND INTEGRATORS �������������������������������������������������553 SECTION XV Presenting Your Work to Paying Clients .......................................................................................559 CHAPTER 58 FIRST PRESENTATIONS �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������559 CHAPTER 59 REVISIONS AND VALUE ENGINEERING ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������563 CHAPTER 60 FINALIZING AND SIGNING OFF ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������567 AFTERWORD: WHAT COMES NEXT—A PATH FORWARD FOR THE SYSTEM DESIGNER ��������������������������������������������������������������571 BIBLIOGRAPHY AND FURTHER READING ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������573 INDEX �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������577 FIGURES FIGURESFIGURES A note on images in this book: all images contained in this book were created by the author unless otherwise inCdiOcatNedT ENTS (public domain, no-attribution-required clip art is used in some images)� Technical drawings are generally shown with a proper title block and other labeling information, as any professional technical drawing would sport these features� Other drawings and images do not feature title blocks and legends, but may feature extensive notes� Title blocks may specify scale, but this is scale as drawn, not scale as published (as images may change size in publication)� Figure 1�1 Signal Flow of the Four Standard Elements ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4 Figure 2�1 Signal Flow of a Basic Sound System With Digital Console������������������������������������������������������������������������������������������������������12 Figure 2�2 Analog Console With Outboard vs� Digital Console With Built-In Effects �����������������������������������������������������������������������������13 Figure 2�3 Analog Playback Routed to Multiple Locations vs� Digital Playback Routed to Multiple Locations �����������������������������14 Figure 2�4 A Simple Digital System Showing All the Standard Analog and Digital Elements ���������������������������������������������������������������15 Figure 3�1 A Balloon Pops and Sound Travels Away in a 360° Sphere����������������������������������������������������������������������������������������������������20 Figure 3�2 A  Speaker Compressing and Rarefacting Air Molecules (Compressed Bands in Red, Rarefacted as Open Space) ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������21 Figure 3�3 Sound Pressure Levels of Common Sounds ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������23 Figure 3�4 A Single Cycle of a Sine Wave Shown With Degrees of Phase �����������������������������������������������������������������������������������������������25 Figure 3�5 Acoustic Reflection ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������26 Figure 3�6 Acoustic Diffusion �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������26 Figure 3�7 Acoustic Diffraction ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������27 Figure 3�8 Acoustic Refraction ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������27 Figure 3�9 Acoustic Absorption ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������28 ix Figure 3�10 Inverting the Polarity of Two Identical Sine Waves Summing to Zero ����������������������������������������������������������������������������������28 Figure 3�11 Comb Filtering ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������29 Figure 3�12 A  Balloon Pops Near a Wall, and the Listener Hears the Reflection Before the Original Sound Based on Position �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������30 Figure 4�1 A Lightbulb Connected to a Battery in a Simple Circuit�������������������������������������������������������������������������������������������������������������34 Figure 4�2 Ohm’s Triangle: E (V) = Voltage, I (A) = Current, R (Z) = Resistance (Impedance) ��������������������������������������������������������������34 Figure 4�3 Ohm’s Wheel: V = Voltage, A = Current, Z = Impedance, W = Wattage ������������������������������������������������������������������������������������35 Figure 4�4 NEMA 5–15 (“Edison”) Receptacle (H = Hot {Black Wire}, N = Neutral {White Wire}, G = Ground {Green Wire}) �����36 Figure 4�5 AC vs� DC Waveforms ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������36 Figure 4�6 A Dynamic Microphone Diaphragm Oscillating to Induce Analogous Current ���������������������������������������������������������������������39 Figure 4�7 Shure SM58 �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������39 Figure 5�1 (Left) Sine Wave; (Right) Cymbal Crash (w/Kick Drum) Waveform���������������������������������������������������������������������������������������42 Figure 5�2 A Sine Wave With Two Data Samples Drawn Around the Compression and Rarefaction �����������������������������������������������43 Figure 5�3 Analog Signal vs� Digitized (“Discrete”) Signal ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������43 Figure 5�4 A 440-Hz Sine Wave (Top) vs� A440 on an Acoustic Guitar (Bottom) ������������������������������������������������������������������������������44 Figure 5�5 A High Sample Rate Capturing a Complex High-Frequency Sound ��������������������������������������������������������������������������������������44 Figure 5�6 Counting the Decimal 107 in Binary �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������46 Figure 5�7 One-Bit Capture of Sine Wave ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������46 Figure 5�8 Square Wave Clocking Signal�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������47 Figure 5�9 Properly Clocked Signals vs� Jittery Signals ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������47 Figure 5�10 Quantize Error (Amplitude) ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������48 Figure 6�1 (Left) Shure SM58 on a Stand; (Right) Cirrus Logic WM7331 MEMS Circuit Board Microphone ���������������������������������52 Figure 6�2 Dynamic Microphone Capsule Diagram �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������54 Figure 6�3 Ribbon Microphone Capsule Diagram ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������55 Figure 6�4 Condenser Microphone Capsule Diagram �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������56 Figure 6�5 Piezoelectric Microphone Diagram �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������57 Figure 6�6 Microphone Polar Patterns ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������58

See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.