Электроакустические установки

Системы озвучивания (ELA)

Как правило, электроакустические установки работают в монорежиме. Обычно они используются для трансляции одной или нескольких аудиопрограмм в различные зоны. Это могут быть фоновая музыка, автоматические и оповещения в ручном режиме или тональные сигналы (гонг, аварийные сигналы). Обычно аудиопрограммы не смешиваются. Одна аудиопрограмма транслируется в одну или несколько зон.

Присвоение приоритета позволяет избежать произвольного наложения различных аудиопрограмм, например, при необходимости одновременной трансляции в одну и ту же зону нескольких объявлений. Большинство установок для озвучивания (ELA) работают с высокоомными громкоговорителями.


Система озвучивания сосредоточенного типа

Система озвучивания сосредоточенного типа предполагает установку всех громкоговорителей в одном месте, например, в потолке над центральной частью зала.


Система озвучивания фронтального типа

Если система озвучивания используется для сопровождения мероприятий, то звук должен распространяться из места проведения мероприятия. Трансляция звука из других направлений будет мешать зрителю. Обычно мероприятия проводятся в фронтальной части помещения, например, на сцене. Обычно громкоговорители устанавливаются слева и справа от места мероприятия. При этом высота установки громкоговорителей должна быть достаточной, чтобы предотвратить слишком высокое звуковое давление вблизи зрительной зоны. В противном случае возможны нарушения слуха.

Если помещение имеет большую длину, то кроме системы озвучивания фронтального типа на стенах или потолке по всей длине устанавливаются дополнительные громкоговорители («линия задержки»). Для высокой разборчивости фронтального сигнала эти громкоговорители должны вести трансляцию с задержкой (настраивается индивидуально, в зависимости от расстояния до системы фронтального типа). Это создает эффект поступления звука непосредственно со сцены. Время задержки рассчитывают по следующей формуле: T = d / 340 + 0,01 с

T: время задержки (с)
d: разница расстояния от фронтального громкоговорителя / громкоговорителя «линии задержки» до слушателя (м)


Система озвучивания зонального типа

Если нет необходимости в направленном озвучивании мероприятий или помещение отличается большой площадью и низким потолком (например, супермаркет), то использовать систему озвучивания фронтального типа нецелесообразно. Оптимальной для таких случаев является система озвучивания зонального типа, когда громкоговорители устанавливаются непосредственно в зонах трансляции.

Потолочные громкоговорители распределяются равномерно, обычно на одинаковом расстоянии друг от друга. Важная задача при проектировании такой системы – добиться необходимой разборчивости. Она зависит от нескольких факторов:

  • высота потолка
  • угол раскрытия громкоговорителя
  • предназначение (требования к качеству звучания)

Чем больше высота установки громкоговорителя, тем больше зона озвучивания и, соответственно, озвучиваемая плоскость (на высоте расположения органов слуха ≈ 1,5 м), также при увеличении высоты установки уменьшается звуковое давление. Чтобы обеспечить хорошую разборчивость, полоса частот системы должна составлять до 6 кГц в любой точке озвучиваемой плоскости. Полоса частот до 4 кГц гарантирует приемлемую разборчивость. При трансляции фоновой музыки это показатель не имеет особого значения.


Усилители

Усилители для систем озвучивания подразделяются на усилители для низкоомных громкоговорителей с сопротивлением 4 – 16 Ом, усилители для высокоомных громкоговорителей (часто на 50, 70 и 100 В), а также универсальные для обоих типов громкоговорителей. Чтобы снизить потери в линии и сохранить качество звука в низкоомных громкоговорителях, необходимо использовать провода небольшой длины (до 10 м) или провода с большим сечением жил. К низкоомному усилителю можно подключить только несколько громкоговорителей. Системы с высокоомными громкоговорителями позволяют использовать провода большой длины и большое количество громкоговорителей.


Низкоомное оборудование

В низкоомных системах необходимо учитывать, что общее сопротивление всех подключенных громкоговорителей должно быть выше минимального полного нагрузочного сопротивления усилителя. Слишком низкое общее сопротивление всех подключенных громкоговорителей может привести к сбоям в работе и повреждениям усилителя. Длина проводов между усилителем и громкоговорителем/громкоговорителями не должна превышать 10 м. Большая длина проводов ведет к увеличению потерь в линии. Для сохранения качества звука необходимо использовать провода с большим сечением жил.

Вообще говоря, на усилителе должны работать только одинаковые громкоговорители, поскольку распределение мощности разных громкоговорителей зависит от схемы и импеданса.


Оборудование на 100 вольт

Для минимизации потерь в линии при необходимости озвучить большие площади предпочтение отдают оборудованию на 100 вольт. Высокоомные системы отличаются максимальным уровнем линейного сигнала до 100 В при полном изменении уровня сигнала. Высокоомные трансляционные линии также могут быть рассчитаны на 70 или 50 В. Это улучшает совместимость с точки зрения адаптации уровня и позволяет расширять архитектуру системы. По сравнению с низкоомными системами оборудование на 100 вольт обладает следующими преимуществами:

  • простота установки, возможность расширения и увеличения числа громкоговорителей (параллельное подключение)

  • возможность подключения большого числа громкоговорителей

  • возможность регулировки громкости для каждого отдельного громкоговорителя, включения и выключения отдельных громкоговорителей без влияния на работу других

  • в одной линии могут использоваться громкоговорители различной мощности

  • возможность использовать провода большой длины / устанавливать громкоговорители на большом расстоянии

  • небольшое сечение проводов для подключения громкоговорителей

  • незначительные потери в линии

  • простота расчетов необходимой мощности усилителя путем сложения мощности громкоговорителей, сумма которых не должна превышать номинальную мощность усилителя


Контроль линий громкоговорителей

После модернизации или монтажа новой системы озвучивания прежде, чем подключить линии громкоговорителей к усилителю, их необходимо проверить. Это предотвратит проблемы электротехнического характера. Контроль предполагает измерение сопротивления.

Следующая формула представляет взаимосвязь электрической мощности с максимальной амплитудой сигнала и сопротивлением:

Z = U2  / P

Z: сопротивление (Ом) U: напряжение (В) P: мощность (Вт)

При расчетах необходимо учитывать максимальную амплитуду сигнала 100 В (10 000).
Пример: В одну линию объединены громкоговорители общей мощностью 75 Вт. Чему равно сопротивление линии громкоговорителей? Z = 10 000 / 75 = 133 Ом


Соотношение сечения и длины провода громкоговорителя

В приведенной ниже таблице указана зависимость необходимого сечения жил от длины провода. Линия громкоговорителей системы озвучивания (ELA) проектируется таким образом, чтобы потери не превышали 10%.

Сечение провода в мм2

 

Длина провода

 Мощность 50 м 100 м 200 м 300 м 500 м 750 м 1000 м
 30 Вт 0,05 0,09 0,19 0,28 0,47 0,71 0,95
 60 Вт 0,09 0,19 0,38 0,57 0,95 1,42 1,89
 120 Вт 0,19 0,38 0,76 1,13 1,89 2,84 3,78
 240 Вт 0,38 0,76 1,51 2,27 3,78 5,67 7,56
 360 Вт 0,57 1,13 2,27 3,40 5,67 8,51 11,34
 420 Вт 0,66 1,32 2,65 3,97 6,62 9,92 13,23