8.3. Рупорні гучномовці.
Одним з найпоширеніших видів аудіоапаратури широко використовується в даний час рупорні гучномовці.По ГОСТ 16122-87 рупорний гучномовець визначається як "гучномовець-акустичним оформленням якого є жорсткий рупор". Таким чином, рупор можна вважати повноправним акустичним оформленням поряд з розглянутими раніше у розділі 8.2.3. Здатність рупорів посилювати і спрямовувати звук у потрібному напрямку (що давно використовується при створенні музичних інструментів) призвели до того, що рупорні гучномовці стали застосовуватися від початку розвитку електротехніки, вони з'явилися навіть раніше, ніж дифузорні гучномовці.
Проте створення реального рупорного гучномовця з конструкцією дуже близькою до сучасної, починається з 1927 року, коли відомі інженери фірми Bell laboratories (США) А. Тhuras and D. Wente розробили і наступного року запатентували "компресійний рупорний випромінювач". Як гучномовець (драйвера) використовувався електромагнітний перетворювач з безкаркасною котушкою з намотаною на ребро алюмінієвою стрічкою. Діафрагма драйвера була зроблена зі зверненого вниз алюмінієвого бані. Вже тоді використовувалася і передрупорна камера і так зване тіло Венте (про них докладніше розповімо пізніше). Перша модель, що серійно випускається, 555/55W (ф. "Western Electric) широко застосовувалася в кінотеатрах 30-х років.
Значним кроком шляхом розширення діапазону в бік низьких частот був винахід P. Voigt (Англія), де вперше було запропоновано використовувати «згорнуті» рупори, які широко застосовуються в даний час. Вперше складні конструкції згорнутих низькочастотних рупорів для високоякісних акустичних систем були розроблені Paul Klipsh в 1941 році і отримали назву Кліпшхорн. На базі цієї конструкції з рупорним оформленням фірма досі виробляє високоякісні акустичні системи.
Необхідно відзначити, що в Росії перші зразки рупорних гучномовців були створені в 1929 р. (інж.А.А.Харкевич і К.А.Ломагін).
В даний час область застосування рупорних гучномовців надзвичайно широка, це і системи озвучування вулиць, стадіонів, площ, системи звукопідсилення в різних приміщеннях, студійні монітори, портальні системи, високоякісні побутові системи, системи оповіщення та ін.
Причини поширення рупорних гучномовців обумовлені насамперед тим, що вони мають більшу ефективність, їх ККД становить 10%-20% і більше (у звичайних гучномовцях ККД менше 1-2%); крім того, застосування жорстких рупорів дозволяє формувати задану характеристику спрямованості, що дуже важливо під час проектування систем звукопідсилення.
Принцип їхньої роботи полягає насамперед у цьому, що рупорний гучномовець (РГ) є трансформатором акустичного импеданса. Однією з причин низької ефективності ГГ прямого випромінювання є велика різниця в щільності між матеріалом діафрагми і повітрям, а отже, і малий опір (імпеданс) повітряного середовища коливань гучномовця. Рупорний гучномовець (за рахунок використання рупора та передрупорної камери) створює додаткове навантаження на діафрагму, що забезпечує кращі умови узгодження імпедансів і тим самим збільшує випромінювану акустичну потужність. Це дає можливість отримати великий динамічний діапазон, менші нелінійні спотворення, найкращі перехідні спотворення та забезпечити менше навантаження на підсилювач. Однак, при використанні рупорних гучномовців виникають специфічні проблеми: для випромінювання низьких частот необхідно значно збільшувати розміри рупора, крім того, великі рівні звукового тиску в малій передрупорній камері створює додаткові нелінійні спотворення і т.д.
Класифікація: рупорні гучномовці можна розділити на два великі класи- широкогорлі та вузькогорлі. Вузькогорлі РГ складаються з купольного гучномовця спеціальної конструкції, званого драйвером, рупора і передрупорної камери (часто з додатковим вкладишем, що називається фазосдвігателем або тілом Венте).
Крім того, вони можуть бути класифіковані за формою рупору:експоненційні, згорнуті, багатокомірчасті, біполярні, радіальні та ін. Нарешті, їх можна розділити по частотної області відтворення: низькочастотні (як правило, згорнуті), середньо-і високочастотні, а також по області застосуванняу службовому зв'язку (наприклад, мегафони), у концертно-театральній апаратурі (наприклад, у портальних системах), у системах озвучування та ін.
Основи пристрою: основні елементи вузькогорлого рупорного гучномовця, показані на рис.8.32, включають: рупор, передрупорну камеру і драйвер.
Рупор - є трубою змінного перерізу, на яку навантажений драйвер. Як було зазначено вище, він одна із різновидів акустичного оформлення. Без оформлення гучномовець не може випромінювати низькі частоти через ефект короткого замикання. При встановленні гучномовця в нескінченний екран або в інший вид оформлення акустична потужність, що випромінюється ним, залежить від активної складової опору випромінювання Рак = 1/2v 2 Rізл.Реактивна складова опору випромінювання визначає тільки приєднану масу повітря. хвилі одно Rизл= cS(ka) 2 /2 (У плоскій хвилі воно більше і одно Rизл = зS), S-площа випромінювача, а - його радіус, до-хвильове число. Особливістю сферичної хвилі є ще й те, що в ній тиск досить швидко знижується пропорційно відстані. p~1/r. Забезпечити випромінювання на низьких частотах (тобто усунути ефект короткого замикання) і наблизити форму хвилі до плоскої можна, якщо випромінювач помістити в трубу перетин якої поступово зростає. Така труба і називається рупором.
Вхідний отвір рупора, в якому розташовується випромінювач називається горлом,а вихідний отвір, що випромінює звук у навколишнє середовище, - гирлом.Оскільки рупор повинен збільшувати навантаження на діафрагму, горло повинно мати маленький радіус, тільки при цьому відбувається ефективна трансформація енергії. Але цьому він повинен мати досить великий діаметр гирла, т.к. у вузьких трубах, де довжина хвилі- -більше радіусу вихідного отвору -а-, (тобто виконується умова >8a), більша частина енергії відбивається назад, створюючи стоячі хвилі, це явище використовується в музичних духових інструментах. Якщо отвір труби стає більшим (<a/3),то Rизл приближается к сопротивлению воздушной среды и волна беспрепятственно излучается в окружающее пространство устьем рупора.
Форма утворюючоїрупора має бути обрана в такий спосіб, щоб зменшити "розтікання" енергії, тобто. швидкий спад звукового тиску, отже трансформувати сферичну форму фронту хвилі таким чином, щоб вона наближалася до плоскої хвилі, що збільшує опір випромінювання (у плоскій хвилі воно вище ніж у сферичній) і зменшує швидкість зменшення тиску; крім того, вибір форми твірної дозволяє концентрувати звукову енергію в заданому куті, тобто формує характеристику спрямованості.
Таким чином, рупор повинен мати невеликі розміри горла, причому переріз у горла повинен повільно зростати, розміри гирла слід збільшувати. Щоб більші розміри гирла могли бути досягнуті при прийнятній осьовій довжині рупора, швидкість зростання перерізу рупора повинна зростати зі збільшенням площі перерізу (рис.8.33). Цій вимогі відповідає, наприклад, експоненційна форма рупору:
Sx=S 0 e x , (8.2)
де Sо - перетин горла рупора; Sx - переріз рупора на довільній відстані від горла; - показник розширення рупору. Одиницею виміру є 1/м. Показник розширення рупора є величина, що вимірюється зміною перерізу рупора, що припадає на одиницю його осьової довжини. Експонентний рупор зображений на рис. 2 де показано, що відрізку осьової довжини рупора dLвідповідає постійне відносне зміна перерізу. Аналіз хвильових процесів, що відбуваються в експоненційному рупорі, показує, що опір випромінювання, на який навантажений випромінювач, залежить від частоти (рис.8.34). З графіка випливає, що в експоненційному рупорі хвильовий процес можливий лише за умови, що частота коливань випромінювача перевищує деяку частоту, яка називається критичної(fкр). Нижче критичної частоти активна складова опору випромінювання рупора дорівнює нулю, опір чисто реактивним і рівним інерційному опору маси повітря в рупорі. Починаючи з деякої частоти, яка приблизно на 40% вище критичної, активний опір випромінювання перевищує реактивне, тому випромінювання стає досить ефективним. Як випливає з графіка на рис.8.34, на частотах, що більш ніж у чотири рази перевищують критичну частоту, опір випромінювання залишається постійним. Критична частота залежить від показника розширення рупора таким чином: кр= с/2,де з - швидкість звуку. (8.3)
При значенні швидкості звуку повітря при температурі 20град 340м/сек, можна отримати таке співвідношення між показником розширення рупора та критичною частотою f кр (Гц): ~0,037f кр.
Від показника розширення рупора залежить як величина критичної частоти рупора, отже, і частотна характеристика опору випромінювання, а й габарити рупора. Осьова довжина рупора може бути визначена з формули (1) при х=L як:
L=1/ ln S l /s 0 (8.4)
З виразу (3) можна зробити наступний висновок: оскільки для зниження критичної частоти рупора слід зменшувати показник розширення рупора(2), осьова довжина рупора L при цьому повинна збільшуватися. Ця залежність становить головну проблему використання рупорних гучномовців у високоякісних акустичних системах і є причиною застосування "згорнутих" рупорів. Слід зазначити, що з побудові графіка опору випромінювання експоненційного рупора (рис.8.36) не враховано відбиток хвиль від гирла всередину рупора, яке частково має місце для рупорів кінцевої довжини. Стоячі хвилі, що утворюються при цьому, створюють деякі коливання в значеннях опору випромінювання. Відображення звуку від гирла рупора відбувається у області нижніх частот. При збільшенні частоти акустичні властивості середовищ (у рупорі та поза рупором) вирівнюються, відображення звуку всередину рупора не відбувається, вхідний акустичне опір рупору залишається майже постійним.
Передрупорна камера:оскільки випромінювана акустична потужність гучномовця залежить від активного опору випромінювання і коливальної швидкості випромінювача, то її збільшення у вузькогорлих рупорних гучномовцях використовується принцип акустичної трансформації сил і швидкостей, для чого розміри горла рупора 2 в кілька разів зменшують у порівнянні з розмірами випромінювача . 8.35). Об'єм, що утворюється між діафрагмою і горлом рупора 3 називається передрупорною камерою. Можна умовно уявити ситуацію в передрупорній камері як коливання поршня, навантаженого на широку трубу площею S 1, що переходить у вузьку трубу S 0 (рис.8.35). ,то її опір випромінювання було б одно Rизл = зS 1 ,і випромінювана нею акустична потужність приблизно дорівнювала б Ра = 1/2R изл v 1 2 =1/2 зS 1 v 1 2 (Ці співвідношення строго виконуються тільки для плоскої хвилі, але можуть бути при певних припущеннях застосовуватися і в даному випадку.) При установці діафрагми в передрупорну камеру, тобто. навантаженні її на другу трубу з вузьким вхідним отвором, виникає додатковий опір (імпеданс) коливань діафрагми (за рахунок відбитої хвилі, що виникає на стику двох труб). Величина цього імпедансу Z L (віднесеного до місця входу в другу трубу тобто при х = L )може бути визначена з наступних міркувань: якщо припустити, що повітря в передрупорній камері стискаємо, то тиск р, який створюється в камері при дії сили F 1 на поршень (діафрагму) площею S 1 передається повітрю в горлі рупора і зумовлює силу F 0 , діюча в горлі рупора з площею S 0 :
р=F 1 /S 1 , F 0 =pS 0 (8.5).
Звідси виходять такі співвідношення: F 1 /S 1 =F 0 /S 0 , F 1 /F 0 =S 1 /S 0 . Відношення площі випромінювача до площі горла рупора S 1 /S 0 називається коефіцієнтом акустичної трансформаціїі позначається п.Отже, відношення сил можна уявити як: F 1 =nF 0 . З умови рівності об'ємних швидкостей діафрагми і повітря в гирлі рупора (тобто з умови збереження об'єму повітря, що витісняється діафрагмою при зміщеннях з передрупорної камери) виходять співвідношення: S 1 v 1 =S 0 v 0 або: v 0 /v 1 =S 1 /S 0 =n.
(8.6).<. V 0), значит, она испытывает большее сопротивление среды при колебаниях. Значение Z L в таком случае (учитывая, что импеданс по определению есть отношение силы к скорости колебаний Z L =F 1 /v 1) будут равны с учетом соотношений (8.5)и (8.6): Z L =F 1 /v 1 =S 1 p/v 1 =S 1 p/{v 0 S 0 /S 1 }=(S 1 2 /S 0 2)S 0 p/v 0 . (8.7)
Отримані співвідношення дозволяють зробити наступний висновок: діафрагма під дією більшої сили (F 1 > F 0) коливається із меншою швидкістю (V 1
Якби поршень стояв на вході вузької труби, його опір було б дорівнює Rизл=сS 0 ,при цьому за визначенням Rизл=F 0 /v 0 =S 0 p/v 0 ,т.е. S 0 p/v 0 =с S 0 , підставивши цей вираз у формулу (8.7) отримаємо: Z L 1 2 /S 0 2 =(S 0 з)S 1 /S 0 ) S 1 =(S
с. (8.8) 1 2 /S 0 2 ) Таке множення імпедансу S0 на коефіцієнт
(S
еквівалентно застосуванню деякого понижуючого трансформатора, що видно на відповідній еквівалентній електричній схемі (рис.8.37) Отже, якщо за наявності додаткового опору випромінювана акустична потужність збільшиться і дорівнюватиме: Z =1/2 зS 1 v 1 2 (S 1 /S 0 ). (8.9)
Таким чином, використання акустичної трансформації за рахунок передрупорної камери дозволяє збільшити акустичну потужність (S 1 /S 0) разів, що суттєво збільшує ефективність роботи рупорного гучномовця. Величина коефіцієнта акустичної трансформації обмежена, оскільки залежить від площі випромінювача (S 1) і площі горла рупора (Sо). Збільшення площі випромінювача пов'язано зі зростанням його маси. Випромінювач великої маси має на верхніх частотах має великий інерційний опір, який стає порівнянним з опором випромінювання. В результаті на верхніх частотах зменшується коливальна швидкість, отже, і акустична потужність. p align="justify"> Коефіцієнт акустичної трансформації збільшується при зменшенні площі горла рупора, але це також припустимо в певних межах, т.к. призводить до збільшення нелінійних спотворень. Зазвичай коефіцієнт акустичної трансформації вибирають близько 15-20.
Ефективність рупорного гучномовця може бути приблизно оцінена за формулою: ККД = 2R E R ET /(R E +R ET ) 2 x100% (8.10)
де R E -активний опір звукової котушки, R ET = S 0 (BL) 2 / cS 1 2 де B-індукція в зазорі, L-довжина провідника. Максимальне ККД дорівнює 50% досягається, коли R E = R ET , Що на практиці отримати не вдається.
Нелінійні спотворення в рупорних ГГ визначаються як звичайними причинами, що виникають в головках гучномовців: нелінійною взаємодією звукової котушки з магнітним полем, нелінійною гнучкістю підвісу та ін. а також нелінійна компресія повітря у передрупорній камері.
Випромінювач,який використовується для рупорних гучномовців являє собою звичайний електродинамічний гучномовець. Для широкогорлих рупорів (без передрупорної камери) це потужний низькочастотний гучномовець. систем для озвучування та ін.
У вузькогорлих рупорних гучномовцях застосовуються спеціальні типи електродинамічних гучномовців (зазвичай вони називаються драйвери).Приклад конструкції показаний на рис.8.32. Як правило, вони мають купольну діафрагму з жорстких матеріалів (титанова, берилієва, алюмінієва фольга, просочена склотканина та ін.), виготовлену разом з підвісом (синусоїдальної або тангенціальної гофрування). До зовнішнього краю діафрагми кріпиться звукова котушка (каркас з аф видів паперу з двох або чотиришаровим намотуванням). Підвіс закріплюється спеціальним кільцем на верхньому фланці магнітного ланцюга. Над діафрагмою встановлюється протиінтерференційний вкладиш (тіло Венте)- акустична лінза для вирівнювання фазових зрушень акустичних хвиль, що випромінюються різними ділянками діафрагми. У деяких високочастотних моделях використовуються спеціальні кільцеві діафрагми.
Для аналізу роботи рупорних гучномовців у сфері низьких частот використовується метод електромеханічних аналогій. Методи розрахунку переважно використовують теорію Thiele-Small, на якій побудовані методики розрахунку звичайних дифузорних гучномовців. Зокрема, вимірювання параметрів Thiele-Small для драйвера дозволяють оцінити форму АЧХ для рупорних низькочастотних гучномовців. На рис.8.37 показана форма АЧХ, де частоти перегину кривої визначаються наступним чином: LC = (Q ts) f s / 2; f HM = 2f s / Q ts;
f HVC = R e / L e; f HC = (2Q ts) f s V as / V fs ; де Q ts - загальна добротність; f s \ Резонансна частота випромінювача; R e ,L e -опір та індуктивність звукової котушки,V fs -еквівалентний об'єм,V as -обсяг передрупорної камери.Повний розрахунок структури звукового поля, що випромінюється рупорними гучномовцями, у тому числі з урахуванням нелінійних процесів, проводиться чисельними методами (МКЕ або МГЕ), наприклад, за допомогою пакетів програм:
http://www.sonicdesign.se/ ;http://www.users.bigpond.com/dmcbean/ ; http://melhuish.org/audio/horn.htm.Оскільки одним із головних завдань рупорних гучномовців є формування заданої характеристики спрямованості, що має принципово важливе значення для систем озвучування різного призначення, то нині використовується велика різноманітність
= форм рупорів, основні з яких такі:
=експоненційнийрупора, які були розроблені для боротьби з загостренням характеристики спрямованості на високих частотах (рис.8.38). При цьому їх осі виявляються розгорнутими в просторі віялом, хоча спрямованість кожного осередку загострюється з частотою, загальна спрямованість групового випромінювача залишається широкою.
=радіальнийрупор має різну кривизну по різних осях (рис.8.39а,б). Ширина діаграми спрямованості показана на рис.8.43б., з якого видно, що в горизонтальній площині вона майже постійна, у вертикальній площі зменшується Монітори, крім того, вони використовуються в кінотеатральних системах.
Для розширення характеристики спрямованості у рупорних гучномовцях застосовуються також акустичні розсіювальнілінзи (рис.8.40).
=дифракційнийрупор (рис.8.41а,б) має вузьке відкриття лише у площині і широке на другий. У вузькій площині він має широку та майже постійну діаграму спрямованості, у вертикальній більш вузьку. Варіанти таких рупорів широко використовуються у сучасній звукопідсилювальній техніці.
Рупора рівномірного покриття(після кількох років досліджень було створено фірмі JBL), дозволяють контролювати характеристику спрямованості обох площинах (рис.8.42а,в).
Особлива форма згорнутих рупорівзастосовується до створення низькочастотних випромінювачів рис.8.43. Перші кінотеатральні системи зі згорнутим рупором для кіно було створено ще 30 років. Згорнуті рупори як у вузькогорлих так і широкогорлих гучномовцях широко використовуються в даний час для високоякісних контрольних агрегатів, для потужних акустичних систем в концертно-театральній апаратурі та ін.
У виробництві є нині й інші різновиди рупорів як апаратури звукопідсилення, так побутової аудіоапаратури. У практиці озвучування великих концертних залів, дискотек, стадіонів та ін. використовуються також підвісні комплекти рупорних гучномовців. кластерами.
Після періоду перших грамофонів, у яких повсюдно використовувалися рупорні гучномовці, популярність останніх різко впала внаслідок відносно великого розміру, складності виготовлення та, отже, високої вартості. Незважаючи на те, що сьогодні широкосмугові рупорні системи використовуються лише окремими ентузіастами, більшість експертів одностайно відзначають низку переваг звучання, властивих цьому типу гучномовця, особливо високий ступінь реалізму та присутності. У статті коротко викладено історію рупорних гучномовців, і докладніше = теоретичні та практичні відомості, необхідні для грамотного проектування. Наведено дані для різноманітних видів рупорів.
Ідеальний експоненційний рупор складається з прямої круглої труби, поперечний переріз якої логарифмічно збільшується в залежності від відстані від горла (де встановлено гучномовець) до гирла. Найнижчі басові ноти вимагають гирла дуже великої площі (2-3 кв.м) і самого рупора завдовжки принаймні 6 м. Навпаки, для верхніх нот потрібно рупор розміром всього сантиметрів десять. З цієї причини більшість широкосмугових рупорних систем включають безліч окремих гучномовців, кожен з яких має відповідну довжину і площу гирла. Щоб розміщувати ці комбінації в межах корпусу розумного розміру, басові і навіть середньочасні рупори мають квадратний переріз і «згорнуті» складним чином. На жаль, неминучі обмеження та компроміси, викликані відхиленнями від прямолінійності осі та круглого перерізу, можуть викликати серйозні зміни в амплітудно-частотній характеристиці. Мистецтво проектування акустичної системи прийнятного розміру та вартості полягає в тому, щоб не принести в жертву дивовижний реалізм, властивий ідеальному рупору.
Ефективність рупорної системи зазвичай становить від 30 до 50% = дуже значне значення в порівнянні з 2 - 3% фазоінверторного і менше ніж 1% для закритого оформлення. Основними причинами недостатньої популярності рупорів є їх розміри та висока вартість. Повний розмір басової ланки, навіть вдало згорнутої в корпус, буде набагато більшим, ніж фазоінвертора або закритого ящика з порівнянним значенням нижньої граничної частоти.
Але, хоч іноді зустрічаються курйозні проекти прямих рупорів довжиною 6 м, чудові результати можуть бути отримані і від рупорів зручнішого розміру; наприклад, повна система може бути згорнута в корпус об'ємом всього 150-200 літрів, що цілком прийнятно для використання в приміщенні. Вартість виготовлення корпусу зазвичай розглядається як головна перешкода, що цілком справедливо, оскільки обсяг роботи з виготовлення згорнутого рупора істотно перевищує такий для інших видів оформлень. Крім того, ця робота вимагає високої кваліфікації виконавця і погано пристосована до | потокових | методів. Однак це ні в якому разі не означає, що побудова згорнутого рупора знаходиться за межами здібностей підготовленого самоделиціка, не кажучи вже про професіоналів, і саме для них призначена ця стаття.
1.4. Гучномовці
Класифікація гучномовців: за способом випромінювання звуку, шириною робочої смуги частот, за принципом дії Основні експлуатаційні характеристики гучномовців: повний електричний опір, електрична потужність (номінальна і паспортна), частотна характеристика спрямованості.
Як відомо, гучномовець може бути навантажений на рупор. Відомі дві модифікації пристрою рупорних головок. У першій з них, так званою широкогорлою, горло рупора безпосередньо примикає до дифузора головки. За рахунок того, що гирло має діаметр більше діаметра дифузора головки, спрямованість такого рупора гостріша за спрямованість головки. Тому звукова енергія концентрується на осі рупора і звуковий тиск зростає.
У другій модифікації (вузькогорлою) рупор зчленовується з діафрагмою (дифузором) головки через передрупорну камеру, що відіграє роль, аналогічну ролі електричного узгоджувального трансформатора. Тут узгоджуються механічні опори рухомий системи голівки і горла рупора, що збільшує навантаження на діафрагму і як би підвищує її опір випромінювання, завдяки чому сильно підвищується ККД. Таким чином, це дає змогу отримати великий звуковий тиск.
Є багато різних типів рупорів, але практично найчастіше застосовують у побутовій апаратурі експоненційний рупор, перетин якого змінюється згідно із законом:
S = S 0 ∙ e βx ,
де S 0 – площа вхідного отвору рупору,
β - Показник експоненти.
На рис. 1 наведено різні профілі рупорів:
Як можна вивести з вище формули, поперечний переріз такого рупора збільшується на однакове відсоткове значення через кожну одиницю його осьової довжини. Значення цього відсоткового збільшення визначає нижню граничну частоту рупора. На рис. 2 представлена залежність відсоткового збільшення поперечного перерізу на 1 см осьової довжини від нижньої граничної частоти. Так, наприклад, щоб забезпечити відтворення рупором нижньої граничної частоти 60 Гц площа поперечного перерізу повинна збільшуватися на 2% через кожен 1 см його осьової довжини. Цю залежність можна уявити і у вигляді наступного виразу:
f гр.н = 6,25 ∙ 10 3 ∙ lg (0,01 k + 1)
де k - Збільшення площі поперечного перерізу, %.
Для низьких частот (до 500 Гц) цей вираз спрощується і набуває вигляду:
f гр.н = 27kЯкщо рупор робиться квадратного або круглого перерізу, то сторона квадрата або діаметр кола повинні збільшуватися на кожен 1 см довжини рупору на √ k відсотків. Якщо ж його роблять прямокутного перерізу з постійною висотою, то ширина перерізу рупора має збільшуватисяk відсотків за кожен 1 див його довжини.
Проте витримати необхідне відсоткове збільшення перерізу ще замало хорошого відтворення низьких частот. Потрібно мати достатню площу його вихідного отвору – гирла. Його діаметр (або діаметр рівновеликого кола) має бути:
D ≥ λ гр.н / ∏ ≈ 110/f гр.н
Так, для нижньої граничної частоти 60 Гц діаметр гирла складе близько 1,8 м. Для нижчих граничних частот розміри гирла будуть ще більшими. Крім того, рупорна головка, добре відтворюючи нижчі частоти (вищеf гр.н ), недостатньо добре відтворює широкий частотний діапазон. Враховуючи це, доцільно мати дві рупорні головки: одну для відтворення низьких, а іншу – для високих частот. На рис. 3 представлений зовнішній вигляд та переріз такої АС з двома рупорними головками та фазоінвертором для відтворення частот нижчеf гр.н рупора.
Застосування низькочастотних рупорних оформлень у житлових приміщеннях обмежено розмірами приміщення. Однак, якщо така можливість є, то розрахунок рупора слід починати, задавшись площею гирла по вибраній нижній граничній частоті, зменшуючи перетин на відсотків на кожен 1 см осьової довжини до тих пір, поки не досягають площі перерізу, що дорівнює площі дифузора головки. У цьому, щоб сполучити головку з широкогорлым рупором, рупор повинен мати перетин тієї ж форми, тобто. кругле чи еліптичне. Для вузькогорлих рупорів ідентичність фоми перерізу та діафрагми головки не обов'язково, оскільки горло та діафрагма зчленовуються через передрупорну камеру. Зазначимо, сто висота камери повинна бути істотно більшою за амплітуду коливань рухомої системи головки, щоб уникнути виникнення сильних нелінійних спотворень через несиметричність деформації об'єму повітря в камері. Однак надто велика висота передрупорної камери погіршує відтворення високих частот.
Іноді, щоб зменшити габаритні розміри АС, застосовують згорнуті рупори, різні конструкції яких показано на рис. 4. Згорнуті рупори розраховують практично так само, як і звичайні. При розрахунку профілю необхідно стежити, щоб у місцях переходу (згину колін) був різких змін перерізів, викликають нерегулярності в частотної характеристиці.
Принцип дії рупорного випромінювача - розділ Освіта, Основні принципи влаштування концертних комплексів. Мікшерні пульти. Еквалайзери та їх застосування. З'єднувальні кабелі та з'єднувачі Грубе Пояснення Принципу Дії Рупорного Випромінювача Можна Зробити...
Найбільш грубе пояснення принципу дії рупорного випромінювача можна зробити в такий спосіб. Якщо ви захочете, щоб вас почули з великої відстані, то ви повинні повернутись у той бік, звідки вас можуть почути і скласти біля рота руки рупором. У цьому випадку ваша фраза в прямому напрямку буде чути голосніше, ніж у всіх інших, що пояснюється спрямованістю звукових хвиль, що створюються вами.
Без рупора енергія звукових хвиль джерела звуку поширюється рівномірно у всіх напрямах, тому гучність звуку у кожному з цих напрямів однакова.
Рупор фокусує енергію звукових хвиль джерела в межах деякого кута, тому гучність звуку в області простору, обмеженої цим кутом, вища, ніж у всіх інших напрямках.
Людський слух має максимальну чутливість в області звукових частот діапазону вокалу. Середня частота цієї області приблизно дорівнює 1000 Гц. У чотирисмуговій системі звуковідтворення значення цієї частоти лежить на межі між смугами середніх низьких і середніх високих частот, тому будь-яка неточність налаштування цих двох частотних каналів дуже помітна на слух і різко погіршує звучання всієї системи звуковідтворення. Для того, щоб повністю виключити можливість неузгодженості звучань частотних каналів багатосмугової системи звуковідтворення в цій критичній області застосовують спеціальні акустичні системи, що відтворюють розширений діапазон середніх частот. Основою такої акустичної системи є спеціальна середньочастотна динамічна головка, що має трохи менший діаметр, ніж звичайна - близько 4-6 дюймів. Ця головка встановлюється в ящику резонаторі звичайної конструкції, але забезпечується спеціальним середньочастотним рупором. Завдяки такій конструкції у цій акустичній системі поєднуються переваги звичайних та рупорних систем, а верхня межа смуги середніх частот піднімається до 3 КГц.
Застосування в акустичних системах аналогічної конструкції динамічних головок з діафрагмою титану дозволило розширити діапазон смуги середніх частот до верхньої межі чутного діапазону. Такі широкосмугові середньочастотні акустичні системи дозволяють виключати зі складу багатосмугової системи звуковідтворення канал високих частот, але оскільки потужність цих систем невисока, в потужних професійних системах звуковідтворення для відтворення високих частот, як і раніше, застосовують звичайні високочастотні акустичні системи.
Чутливість слуху в області низьких частот низька рівно стільки ж, наскільки вона висока серед середніх частот. Тому для того, щоб отримати щільне, добре відчувається звучання низьких частот, потрібна дуже висока потужність. Ця особливість сприйняття низьких частот дуже добре ілюструється кривими чутливості людського слуху, знятими Флетчером та Мансоном, які є у будь-якому хорошому підручнику з акустики.
Кінець роботи -
Ця тема належить розділу:
Основні принципи улаштування концертних комплексів. Мікшерні пульти. Еквалайзери та їх застосування. З'єднувальні кабелі та з'єднувачі
Якщо вас зацікавило зведення звучання концертних виступів, то це може бути викликано принаймні двома причинами Вам подобається бути.. Однак дана книга не є технічним керівництвом.
Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:
| Твітнути |
Всі теми цього розділу:
Що таке концертний комплекс
Концертний комплекс – це набір звукотехнічних систем, призначений для озвучування приміщень під час концертних виступів. До складу концертного комплексу входять влаштування.
Концертні комплекси середньої складності
З простими системами, здається, все ясно. Давайте розглянемо тепер пристрій складніший, наприклад, один із концертних комплексів, які застосовуються при озвучуванні клубів, дискотек чи неболь
Мікшерні пульти
Мікшерний пульт-це пристрій, призначений для збору електричних сигналів від усіх систем концертного комплексу-мікрофонів, музичних інструментів, звукових ефектів та
Чутливість
Ця функція іноді називається "рівень вхідного сигналу" або "посилення". Регулятором чутливості підбирається необхідне посилення вхідного каналу пульта мікшера в діапазоні від рівня вихідного каналу.
Канальний еквалайзер
Канальним еквалайзером називається секція вхідного мікшерного каналу пульта, призначена для налаштування амплітудно-частотної характеристики каналу. Регуляторами цієї секції м
Багатосмугові регулятори тембру
Багатосмугові регулятори тембру на відміну параметричних еквалайзерів неможливо змінювати значення частоти, де відбувається регулювання амплітуди сигналу. Вони дозволяють лише підняти або
Квазіпараметричний еквалайзер
Цей тип еквалайзера є спрощеним різновидом параметричного еквалайзера, від якого відрізняється відсутністю регулятора ширини смуги пропускання. Повний параметричний еквала
Перемикач чутливості
Перемикач чутливості вхідного каналу пульта мікшера призначений для установки чутливості цього каналу відповідно до рівня вихідного сигналу підключеного до нього джерела,
Угруповання
Угрупуванням називається об'єднання вхідних каналів пульта мікшера в групи або підгрупи.
Додаткові виходи
Система додаткових виходів пульта мікшера призначена для виведення з пульта сигналу будь-якого з його вхідних каналів. Через додаткові виходи ці сигнали, минаючи головний вихід мікшерного пу
Група керованих додаткових виходів
Рівень вихідного сигналу керованих додаткових виходів пульта мікшера залежить від положення регуляторів рівнів вхідних каналів. Змінюючи положення регуляторів рівнів, можна керувати балансом
Задня панель мікшерного пульта
На задній панелі мікшерного пульта зазвичай мають роз'ємні з'єднання для підключення вхідних і вихідних ланцюгів пульта.
Кожен вхідний канал на задній панелі пульта має принаймні
Графічний еквалайзер
Графічний еквалайзер – багатодіапазонний коректор амплітудно-частотних характеристик електричних звукових сигналів. Межі повного діапазону частот, у якому здійснює
Параметричний еквалайзер
Про роботу цього еквалайзерів частково вже розповідалося в описах принципу дії квазипараметрического еквалайзера вхідних каналів мікшерних пультів. До сказаного залишається додати, що
Застосування аналізаторів спектру
Як ви знаєте, амплітудно-частотна характеристика приміщення, призначеного для озвучування, має бути лінійною. Вона не повинна містити піків і провалів, здатних позначитися на результуючому
Налаштування еквалайзера
Головний еквалайзер звуковідтворювальної системи є сполучною ланкою між звучанням звуковідтворювальної системи та звучанням приміщення. Його головною функцією є корекція звучання більше
Практичні методи корекції амплітудно-частотної характеристики системи відтворення звуку у приміщенні
Розташуйте контрольний мікрофон десь у середині приміщення, спрямувавши його у бік сцени. Потім підключіть його до одного з каналів пульта мікшера, встановіть в цьому каналі лінійну х
При налаштуванні головного еквалайзера розташовуйте контрольний мікрофон трохи осторонь осі симетрії залу
Характеристику звучання основної системи звуковідтворення з урахуванням впливу приміщення можна налаштувати контрольною фонограмою. Як подібна фонограма можна використовувати ви
Правила, які необхідно мати на увазі при налаштуванні еквалайзерів
1) Переконайтеся, що еквалайзер увімкнено, а його обхід вимкнено.
Неправильне згортання кабелів з'єднання рано чи пізно неодмінно викличе проблеми. Відповідно до законів Мерфі, погано складений рулон у невідповідний час і в самому невідповідному часі.
Укладання багатопровідного з'єднувального кабелю
Багатопровідний з'єднувальний кабель або коса застосовується для комутації зовнішніх джерел та приймачів сигналів з вхідними та вихідними ланцюгами пульта мікшера. Від стану цього кабелю залежить
Симетричні та несиметричні кабелі
Несиметричний ізольований кабель є звичайним ізольованим дротом, поміщеним в екрануючу обплетення, також покриту ізоляцією.
Призначення симетричного підключення
Основна причина, через яку вдаються до симетричного підключення, полягає в тому, що симетрична лінія має більш високу захищеність, ніж несиметрична. Посилення сигналів,
Міжнародні стандарти
Для трьохконтактних кенноновських з'єднувачів типу XLR\AXR прийнято міжнародний стандарт щодо призначення та нумерації їх висновків. Якщо з'єднувач призначений для симетричного підключення,
Правила поводження зі з'єднувальними кабелями
1) Усі з'єднання в концертному комплексі, які використовуються передачі звукових сигналів, повинні бути симетричними. Виняток може бути зроблено тільки для тих ланцюгів, сигнали яких мають високий у
Кросовер
Кросовер - це пристрій, що поділяє спектр вхідного сигналу на декілька частотних діапазонів. Цей поділ відповідає частотним смугам акустичних звуковідтворювальних систем. Акустичний
Мікрофони
Сучасні мікрофони добре приймають всі компоненти звуку, які необхідні отримання якісного звучання. Але в той же час, вони так само добре приймають всі компоненти звуку, які явл
Всіми цими якостями володіє більшість з динамічних мікрофонів, які не потребують додаткових джерел живлення і мають кардіоїдні або суперкардіоїдні характеристики спрямованості.
Вокальні мікрофони
Займаючись проведенням концертів, дуже важко не зустрітися з таким типом мікрофонів, як Shure SM 58. Цей мікрофон, що нагадує за зовнішньою формою морозиво у вафельній склянці, представляє
Мікрофони, призначені для озвучування ударних установок
Озвучуючи ударну установку, важливо підібрати мікрофони басового і ведучого барабанів, т.к. звучання цих барабанів визначає характер та злагодженість роботи всієї ритм-секції.
Гарний
Для того, щоб гранично точно передати звучання рояля, потрібно застосовувати велику кількість мікрофонів, розташовуючи їх так, щоб звучання, що знімається, найбільш повно відповідало його призначенню в музиці.
Прийом звуку мідних духових та саксафону
Звук мідних духових інструментів можна знімати за допомогою звичайного вокального мікрофона, що встановлюється безпосередньо.
Прийом звуку флейти
Більшість флейтистів вважають за краще застосовувати для прийому звуку флейти звичайний вокальний мікрофон,
Радіомікрофони
Радіомікрофони мають цілу низку позитивних властивостей. Наприклад, вони не потребують сполучного кабелю, завдяки чому знижується рівень перешкод. Проте вони мають і своєрідні недоліки.
Узгоджувальні пристрої
Узгоджувальні пристрої прямого включення призначені для узгодження виходу та входу двох пристроїв, що з'єднуються. Найчастіше параметрами узгодження є вхідний та вихідний опір з'єднання
Одночасним увімкненням кількох ліній затримки можна створити надзвичайний об'єм звучання
На деяких моделях стрічкових ревербераторів передбачено спеціальний вхід для підключення педалі дистанційного керування. Ця педаль призначена для зупинки руху стрічки ревербератора в
Влаштування стрічкового ревербератора
Типовим прикладом стрічкового ревербератора може модель японської фірми Роланд RE – 201. Цю модель можна зустріти досить часто, тому наведемо фрагмент з технічного опису цього ревербу
Правила роботи з цифровою лінією затримки, що має цифрове керування
Цифрова лінія затримки D 1500 має 16 банків для зберігання даних – від 0 до 9 та від A до F. Перед початком роботи з цією лінією затримки необхідно ввести регулятори рівнів вхідного та вихідного сигналів.
Реверберація
Ефект штучної реверберації має дуже істотне відмінність від ефекту, виробленого лінією затримки, т.к. реверберація є сумою великої кількості затриманих загасаючих
Пружинний ревербератор
Пружинні ревербератори використовуються досі на різних студіях. Більшість їх було випущено фірмами АКГ і Роланд, проте вони випускалися й іншими фірмами. Зараз пружинні ревербератори ви
Цифровий ревербератор
В наш час випускається велика різноманітність моделей цифрових ревербераторів. Вони володіють широким набором різних можливостей, мають безліч спеціалізованих програм звукових ефектів,
Цифрові ревербератори з аналоговим керуванням
Одним з перших цифрових ревербераторів з аналоговим управлінням був ревербератор Yamaha R 1000, який мав лише чотири програми реверберації. Однак їм було дуже зручно користуватися, що
Спеціальні цифрові ревербератори
Цифровий ревербератор Alises Midiverb у момент своєї появи був найдешевшим цифровим ревербератором, що мав багатобанківське апаратурне програмування. Цей ревербератор випускався в небіль
Звукові ефекти, які отримують застосуванням лінії затримки
Затримка звукового сигналу може створювати різні звукові ефекти.
Затримка сигналу на проміжок часу від 1 до 16 мілісекунд, що виробляється з невеликою глибиною модуляції
Ревербераційні звукові ефекти
Програми ревербераційних звукових ефектів зазвичай відбивають умови, у яких виникає аналогічна реверберація. Наприклад, «маленька кімната», «велика зала», «м'який лист» тощо. Проте,
Компенсація затримки сигналу у концертному комплексі
Швидкість, з якою звукові хвилі поширюються повітрям, становить приблизно 330 м\сек. Тому при розміщенні в середній частині великої зали додаткових акустичних систем, що підзвучують.
Прості правила, що полегшують роботу зі звуковими ефектами
1. перед початком роботи перевірте правильність підключення входів та виходів пристроїв обробки звуку до додаткових виходів та входів пульта мікшера. Переконайтеся, що всі пристрої обробки
Компресори та лімітери
Для початку небагато технічних визначень.
Компресор - це підсилювач зі змінним коефіцієнтом передачі, величина якого зменшується зі зростанням амплітуди вхідного си
Застосування компресорів та лімітерів
Компресори та лімітери можуть застосовуватися як для обробки вхідних сигналів пульта мікшера, так і для обробки його різних вихідних сигналів. До складу пересувного концертного комплексу звичайн
Налаштування обмежувача шуму
Одним із найбільш типових прикладів застосування обмежувачів шуму є обробка звуку ударних інструментів. Обмежувач шуму включається до каналу вибраного інструменту, наприклад, через роз'їди
Вхід зовнішнього керування
Багато моделях обмежувачів шуму передбачено наявність входу зовнішнього управління. Цей вхід призначений керувати роботою обмежувача шуму зовнішніми звуковими сигналами.
Контрольні та вимірювальні пристрої
Найпоширенішими вимірювальними пристроями концертних комплексів є різні вимірювачі рівнів. Більшість цих вимірювачів призначено для контролю та встановлення відносних
Підсилювачі
З усіх електронних систем концертного комплексу максимальне навантаження посідає систему підсилювачів потужності, основним призначенням якої є перетворення напруг електричних звуко.
Увімкнення та вимкнення підсилювачів потужності. Підсилювачі потужності завжди включаються в останню чергу, а вимикаються в першу чергу
При включенні живлення підсилювачів потужності потрібно дотримуватись наступного порядку: 1. переконайтеся, що всі підсилювачі потужності системи звуковідтворення вимкнені, а регулятори рівнів вуст
Порядок усунення найпростіших несправностей підсилювачів потужності
1) Вимкніть підсилювач і від'єднайте його від мережі живлення. Не торкайтеся частин і деталей включеного підсилювача, т.к. живлення електричних схем та блоків підсилювача потужності має високе
Гранична потужність посилення
Для того, щоб підсилювач робив посилення з мінімальною кількістю спотворень, він повинен мати максимально великий запас потужності вихідного сигналу. Цей запас потужності зазвичай обмежений перед
Потужність підсилювача та опір навантаження
Здатність підсилювача створювати сигнал певної потужності характеризується величиною струму, який підсилювач може створити у підключеному до нього навантаженні. Для того щоб не прив'язуватися до чисельності
Кросовери
Кросовер призначений для поділу повного спектру звукового сигналу на кілька частотних смуг у багатосмуговій системі звуковідтворення.
Багатосмугова система звуковідтворення
Пасивні кросовери
Пасивний кросовер являє собою набір фільтрів, що розділяють пасивні, частоти поділу яких фіксовано узгоджені між собою. Найчастіше пасивні кросовери вбудовуються всередину.
Переваги, які створює застосування кросоверів
Всі акустичні системи багатосмугової системи звуковідтворення є тією чи іншою мірою спеціалізованими. Вони добре відтворюють одні частоти і набагато гірше або взагалі не відтворюють
Гранична частота та крутість спаду
При налаштуванні кросовера необхідно враховувати, що гранична частота будь-якої з його смуг не є межею в точному значенні цього слова, а лише деякою крайньою частотою, з якої починається
Іноді відтворення найнижчих частот звукових сигналів застосовують спеціальні рупорні низькочастотні акустичні системи. Довжина цих рупорів може перевищувати 2,5 метри. У такому рупорі мо
Процесори управління систем звуковідтворення
Процесори управління систем звуковідтворення – це досить складні пристрої, що є комбінацією різних систем кросоверів, еквалайзерів, лімітерів, ліній затримки та влаштування
Пристрій та принцип дії динамічних головок гучномовців
Незалежно від типу конструкції динамічних головок, дія всіх динамічних головок заснована на тому самому принципі. Всі динамічні головки мають у своїй конструкції нерухомий магніт,
Процес перегорання котушок динамічних головок
Котушки динамічних головок намотуються з тонкого дроту, покритого лаковою ізоляцією. Від тривалого нагріву ця ізоляція поступово стає крихкою, обсипається і згоряє. Через е
Басові рупорні акустичні системи
Рупори басових акустичних систем мають значні розміри. Наприклад, т.к. довжина звукової хвилі на частоті 60 Гц дорівнює 5,5 метрів, довжина рупора, здатного вплинути на спрямованість цієї
Багатосмугові акустичні системи
Останнім часом у практиці експлуатації концертних комплексів стали дедалі частіше застосовуватися багатосмугові акустичні системи. Ці системи можуть відтворювати повний або майже повний діапазон частин.
Якщо система може бути встановлена і підключена лише одним єдиним способом, припуститися помилки при її збиранні практично неможливо
Підключення сигналу в більшості багатосмугових акустичних систем здійснюється за допомогою несиметричних багатовивідних роз'ємів, завдяки чому виключається можливість неправильного підключення.
Фазування динамічних головок акустичних систем
Динамічні головки у всіх акустичних системах системи звуковідтворення повинні бути включені синфазно один до одного, тобто. позитивні висновки динамічних головок повинні з'єднуватися
Зв'язок між електричною потужністю акустичних систем та рівнем звукового тиску
Гучність звуку, що випромінюється акустичною системою, характеризується рівнем звукового тиску, а не величиною електричної потужності акустичної системи.
Для того, щоб можна було порівняти
У найбільш простому випадку акустичну систему великої потужності, що відтворює, можна скласти з однотипних багатосмугових акустичних систем, кожна з яких має збалансовані динамічно.
Залежність рівня звукового тиску системи звуковідтворення від відстані
при віддаленні джерела звуку величина створюваного ним звукового тиску зменшується вчетверо, що відповідає зниження рівня звукового тиску на 6 дБ.
Т.о. система звуковідтворення
Моніторні системи
Моніторною системою називають опорну звуковідтворюючу систему концертного комплексу.
Ця система призначена для створення в деякій частині приміщення додаткового зв'язку, що озвучується
Похилі моніторні акустичні системи
Похилі моніторні акустичні системи, що мають косокутну форму, розташовуються в передній частині сцени навпроти тих виконавців, звук яких вони відтворюють. Ці акустичні системи мали б
Зв'язок між основною та моніторною системами звуковідтворення
Різні подробиці взаємозв'язку між основною та моніторною системами розглядаються в розділі, що стосується компонування та складання концертного комплексу. Щоб з'ясувати основний принцип цієї взаємодії
Незалежна моніторна система
Центральною частиною незалежної моніторної системи є моніторний пульт мікшера. Цей пульт мікшера розташовується в безпосередній близькості від основного пульта мікшера і підключається до
Зведення звуку моніторної системи
Зведення звуку моніторної системи дуже відрізняється від зведення звуку в залі. Під час зведення звуку в залі необхідно побудувати лише один баланс, а моніторна система може вимагати до 16
При переміщенні великих тягарів намагайтеся найбільш раціонально використовувати їхню інерцію
При вивантаженні з вантажівки акустичних систем їх слід піднімати на руки передньою панеллю вниз. Щоб важкий ящик не вислизав із рук, його потрібно підтримувати знизу за допомогою пальців. Це ПР
Складання системи
Проводячи складання системи, ви припуститеся менше помилок і витратите менше часу, якщо дотримуватиметеся певної послідовності її складання. Наприклад, збірку концертного комплексу краще за все
Порядок поводження з пошкодженими та запасними з'єднувальними кабелями
До проведення збірного концерту за участю кількох груп необхідно готуватися заздалегідь, враховуючи специфіку складів, що беруть участь у концерті. Тим не менш, працювати з різними групами буде простіше,
Якщо всі мікрофони та вхідні гнізда розподільної скриньки підписані, підключення інструментів займає менше часу та уваги
Щоб уникнути плутанини, яка може виникнути при вимушеному використанні входів розподільної скриньки сцени не за значенням, корисно завести таблицю відповідності номерів вхідних каналів
Міканальний мікшерний пульт
За допомогою 8-канального пульта мікшера надзвичайно складно здійснити гнучке управління звуком групи. Їм можна успішно користуватися, якщо вихідні сигнали деяких інструментів попередньо
Тиканальний мікшерний пульт
12-тиканальний пульт мікшера дозволяє більш точно керувати звуком ударних, т.к. робочий простір, що займається ударною установкою на такому пульті, може бути більшим, ніж на 8-міканальному міку.
Тиканальний мікшерний пульт
20-тиканальний мікшерний пульт представляє найширші змогу побудови звуку маленької групи, т.к. кількість його каналів перевищує кількість окремих інструментів групи. Розподілить
Правила угруповання
Для управління монофонічним балансом груп інструментів потрібно щонайменше 4 групові канали. Щоб здійснити найпростішу стереофонічну інформацію, необхідно розподілити по стереопанорамі пар
Порядок збирання концертного комплексу
У принципі, чітко визначеного порядку складання концертного комплексу немає. Єдиний принцип складання, який не варто порушувати, є наступним. Не потрібно розпаковувати та встановлювати додатки
Остаточне настроювання звучання концертного комплексу
Насамперед, остаточне настроювання звучання концертного комплексу в жодному разі не повинно переростати в репетицію. Метою цієї відповідальної операції є одержання остаточного звучання
Налаштування звуку ударних інструментів
Розставивши мікрофони ударної установки відповідно до задуманої схеми отримання звуку, прослухайте сигнали кожного з них окремо. Підберіть потрібне значення чутливості каналів,
Налаштування звуку бас-гітари
Перед початком налаштування звуку каналу бас-гітари необхідно встановити канальний регулятор рівня бас-гітари в положення, що відповідає 0 дБ, а регулятором чутливості каналу бас-гітари
Налаштування звуку електронних клавішних інструментів
Власне звучання електронних кнопкових інструментів розраховане на безпосереднє пряме підключення до системи звуковідтворення. Однак їх пряме підключення – не така проста справа, як
Фазність підключення живлення всіх встановлених на сцені електронних пристроїв має співпадати з фазністю живлення апаратури концертного комплексу
Налаштування каналів клавішних інструментів необхідно проводити при максимальному рівні вихідного сигналу, т.к. у цьому випадку ви будете гарантовані від випадкового навантаження вхідних каналів мікшерног
Налаштування звуку електрогітари
Якщо рівень перешкод у каналі електрогітари не дуже високий, то налаштування звуку здійснити досить просто. Підберіть чутливість каналу таким чином, щоб її сигнал був однаково сильним.
Налаштування звучання вокалу
Правильність налаштування звуку каналів вокалу багато в чому визначає якість звучання всього балансу системи звуковідтворення. Вокал повинен сприйматися гранично ясно, голосно і чисто, і бути в
Налаштування каналів пристроїв обробки звуку
Перед початком налаштування переконайтеся у працездатності всіх пристроїв обробки звуку, якими ви користуватиметеся. Перевірте надійність підключень їх виходів та входів. Джекові роз'єми, які
Електроживлення концертного комплексу
Фази електроживлення всіх пристроїв та систем концертного комплексу мають збігатися. Нульові дроти електроживлення всіх пристроїв повинні бути підключені до нульової фази живлення. Цілком недо
Створення звукового балансу
Після того, як вся апаратура налаштована, а виконавці вийшли на сцену та приготувалися грати, можна приступити до відома звуку.
Однак, для того, щоб цю інформацію здійснити, необхідно
Співвідношення між вокалом та музикою
Співвідношення, у якому вокал має бути у загальному балансі твори, визначається виконуваної ним функцією. Наприклад, у простих піснях вокал має дещо переважати музику. Сте
Баланс ритм-секції
Звучання ритм-секції має бути рівним та щільним. Добиваючись граничної насиченості звучання басового барабана, слід стежити, щоб він гудів і звучав занадто глухо. Якщо його звучання
Перевірка якості балансу
При тривалому ретельному вслуховуванні в звучання окремих інструментів увага стомлюється, і слух поступово втрачає здатність до достовірної оцінки балансу загального звучання. Тому необхідно в
Непогано записувати всі концерти, що проводяться з вашою участю на магнітну стрічку. Прослуховуючи ці записи, можна знайти багато типових помилок, які повторюються кожен концерт. Проаналізувавши
Основні засади зведення звучання концертів незалежних виконавців
Звукооператор, який здійснює зведення звуку на концерті незалежного виконавця, повинен враховувати специфіку розподілу навантаження виконання такого концерту. Незалежний виконавець не
Рекомендації щодо звуку на концерті
1. налаштовуючи звучання на концерті, уважно вслухайтеся в звук і сміливо виконуйте необхідне переналаштування 2. під час попереднього налаштування балансу на самому початку концерту підлога
Недостатня гучність звуку у моніторній системі
Низька гучність звучання моніторної системи – дуже серйозна проблема. У процесі роботи всі звукооператори рано чи пізно неодмінно з нею стикаються, а іноді з нею доводиться боротися п
Недостатня гучність звуку монітора ударних
Гучність звуку в моніторі ударних рідко буває достатньою. Дуже важко домогтися того, щоб барабанщик увійшов у баланс з власною моніторною системою, тому що для цього моніторна система у
Особлива проблема ударних
Знаєте, які слова неприємно чути звукооператору? Ні, це не "немає грошей". Набагато неприємніше знати, що барабанщик співає. Ці слова наганяють жах навіть на найстійкіших звукооператорів.
Психоакустичний ефект сприйняття гучності звуку моніторної системи
У процесі налаштування звуку моніторної системи, а також при тривалих музичних репетиціях слухова увага людей, що знаходяться на сцені, стомлюється, тому потрібне постійне збільшення.
Усунення технічних неполадок
При перегоранні мережного запобіжника підсилювача потужності всі його блоки повністю знеструмлюються. Вихідний сигнал повністю зникає, індикатор живлення не світиться, а вентилятори
Переналаштування апаратури для наступного концерту
Якщо апаратура зберегла своє налаштування з минулих концертів, налаштувати її для нового концерту не складно. У таких випадках звучання систем звуковідтворення зазвичай виявляється
Прискорене налаштування звуку
Здійснити негайне налаштування звуку абсолютно неналаштованої системи неймовірно важко, особливо якщо вас посадили за пульт за 15 хвилин до початку виступу. У залі повним повно галасливих слухають
Прості правила усунення непередбачених ситуацій
- щоб не сталося, намагайтеся зберігати спокій. Визначте причину, продумайте спосіб дії та дійте сміливо та рішуче.
- перевіряючи роботу складної системи, дійте сист
Запобігання слуху
Бережіть свій слух. Життя звукооператора залежить від його стану.
Якщо ви маєте шість годин трястися в галасливій вантажівці, одягніть навушники на весь час подорожі. Якщо ви
Правила поведінки на сцені для вокалістів
не спрямовуйте мікрофон у бік моніторних акустичних систем.
Заключне слово
Для того, щоб успішно працювати у музичному виробництві, треба дуже любити свою справу. Потрібно мати чимало почуття гумору і вміти моментально аналізувати масу подробиць, потрібно вміти кон
Гучномовець – це пристрій, що перетворює електричний звуковий сигнал на вході, чутний акустичний сигнал на виході. Для забезпечення належної якості гучномовець повинен працювати гучно та якісно – відтворювати звуковий сигнал у допустимому (чутному) динамічному (85-120дБ) та частотному (200 –5000Гц) діапазонах.
Трансформаторні гучномовці - гучномовці з вбудованим трансформатором є кінцевими виконавчими елементами в провідних трансляційних системах, на базі яких будуються системи оповіщення про пожежу, локальні системи оповіщення, системи гучномовного зв'язку. У таких системах реалізовано принцип трансформаторного узгодження, у якому окремий гучномовець чи лінія з кількома гучномовцями підключається до високовольтного виходу трансляційного підсилювача. Передача сигналу у високовольтній лінії дозволяє зберігати величину потужності, що передається за рахунок зменшення струмової складової, тим самим мінімізувати втрати на проводах. У трансформаторному гучномовці здійснюється 2 етапи перетворення. У першому етапі з допомогою трансформатора відбувається зниження напруги високовольтного звукового електричного сигналу, другого етапі здійснюється перетворення електричного сигналу в чутний акустичний звуковий сигнал.
На малюнку зображено задню частину корпусного настінного трансформаторного гучномовця. Трансформаторний гучномовець складається з наступних частин:
Корпус гучномовця в залежності від сфери застосування може бути виконаний з різних матеріалів, найбільш широким з яких на сьогоднішній день є АВС пластик. Корпус необхідний для зручності монтажу гучномовця, запобігання струмоведучих частин від попадання пилу і вологи, поліпшення акустичних характеристик, формування необхідної діаграми спрямованості (ШДН).
Знижувальний трансформатор призначений для зниження високовольтної напруги вхідної лінії (15/30/60/120В або 25/75/100В) до робочої напруги електродинамічного перетворювача (динаміка). Первинна обмотка трансформатора може містити кілька відводів (наприклад, повна потужність, 2/3 потужності, 1/3 потужності), що дозволяє варіювати вихідний потужністю. Відводи маркуються та підключаються до клемних колодок. Таким чином кожен такий відвід має свій імпеданс (r, Ом) – реактивний опір (первинної обмотки трансформатора), що залежить від частоти. Вибираючи (знаючи) значення імпедансу можна розрахувати потужність (p, Вт) гучномовця при різних напругах (u, В) вхідної трансляційної лінії, як:
p = u 2 /r
Клемна колодка забезпечує зручність підключення трансляційної лінії до різних відводів первинної обмотки трансформаторного гучномовця.
Динамік – пристрій для перетворення електричного сигналу на вході звуковий (чутний) акустичний сигнал на виході. Підключається до вторинної обмотки понижувального трансформатора. У рупорному динаміці роль динаміка виконує драйвер, жорстко скріплений з рупором.
3. Пристрій динаміка
Динамік (електродинамічний перетворювач) – гучномовець, що перетворює електричний сигнал на вході, звукові хвилі на виході за допомогою механічної рухомої системи діафрагми або дифузора (див. малюнок, картинка взята з інтернету).
Основним робочим вузлом електродинамічного гучномовця є дифузор, який здійснює перетворення механічних коливань на акустичні. Дифузор гучномовця рухається силою, що діє на жорстко скріплену з ним котушку, що знаходиться в радіальному магнітному полі. У котушці тече змінний струм, що відповідає аудіо сигналу, який має відтворити гучномовець. Магнітне поле в гучномовці створюється постійним кільцевим магнітом і магнітним ланцюгом з двох фланців і керна. Котушка під дією сили Ампера вільно рухається в межах кільцевого зазору між керном і верхнім фланцем, а її коливання передаються дифузору, що у свою чергу створює акустичні коливання, що поширюються в повітряному середовищі.
4. Пристрій рупорного гучномовця
Рупорний гучномовець є (активним первинним) засобом відтворення акустичного звукового сигналу в допустимому частотному і динамічному діапазонах. Характерними особливостями рупора є забезпечення високого акустичного звукового тиску за рахунок обмеженого кута розкриття та відносно вузького частотного діапазону. Рупорні гучномовці використовуються в основному для мовного сповіщення, знаходять дуже широке застосування в місцях із підвищеним рівнем шуму – підземні стоянки, автовокзали. Висококонцентрований (вузьконаправлений) звук дозволяє застосовувати їх на залізниці. станціях, у метрополітенах. Найчастіше рупорні гучномовці використовуються для озвучування відкритих майданчиків – парки, стадіони.
Рупорний гучномовець (рупор) є узгоджувальним елементом між драйвером (випромінювачем) та навколишнім середовищем. Драйвер, жорстко пов'язаний з рупором, перетворює електричний сигнал на звукову енергію, що надходить і посилюється в рупорі. Посилення звукової енергії всередині рупору здійснюється за рахунок спеціальної геометричної форми, що забезпечує високу концентрацію звукової енергії. Використання конструкції додаткового концентричного каналу дозволяє істотно зменшити розміри рупора при збереженні якісних характеристик.
Рупор складається з наступних частин (див. малюнок, картинка взята з інтернету):
- металева діафрагма (a);
- звукова котушка або кільце (b);
- циліндричний магніт (c);
- компресійний драйвер (d);
- концентричний канал або виступ (e);
- рупор або горн (f).
Рупорний гучномовець працює наступним чином: електричний звуковий сигнал надходить на вхід компресійного драйвера (d), що перетворює його в акустичний сигнал на виході. Драйвер (жорстко) скріплений з горном (f), що забезпечує високий звуковий тиск. Драйвер складається з жорсткої металевої діафрагми (a) звукової котушкою (витком або кільцем b), що приводиться в рух (збуджується) намотаною на циліндричний магніт (c). Звук у цій системі поширюється від драйвера, проходячи через концентричний канал (e), експоненційно посилюється в рупорі (f), після чого надходить на вихід.
ПРИМІТКА: У різній літературі та в залежності від контексту можуть зустрічатися наступні найменування рупора – мегафон, горн, репродуктор, рефлектор, труба.
5. Підключення трансформаторних гучномовців
У трансляційних системах найбільш поширений варіант, коли до одного трансляційного підсилювача необхідно підключити кілька трансформаторних гучномовців, наприклад, для збільшення гучності або площі покриття.
При великій кількості гучномовців зручніше підключати їх не безпосередньо до підсилювача, а до лінії, яка в свою чергу підключена до підсилювача або комутатора (див. малюнок).
Довжина таких ліній може бути протяжною (до 1км). До одного підсилювача може бути підключено кілька таких ліній, при цьому слід дотримуватися таких правил:
ПРАВИЛО 1: Трансформаторні гучномовці підключаються до трансляційного підсилювача (тільки) паралельно.
ПРАВИЛО 2: Сумарна потужність всіх гучномовців, підключених до трансляційного підсилювача (у тому числі через релейний модуль), не повинна перевищувати номінальну потужність трансляційного підсилювача.
Для зручності та надійності підключення необхідно використовувати спеціальні клемники.
6. Класифікація гучномовців
Можливий варіант класифікації гучномовців представлений малюнку.
Гучномовці для систем оповіщення можна класифікувати за такими категоріями:
- За сферою застосування,
- За характеристиками,
- За конструктивним виконанням.
7. Область застосування гучномовців
Гучномовці мають широку сферу застосування: від гучномовців, що використовуються в тихих закритих приміщеннях, до гучномовців, що використовуються на галасливих відкритих майданчиках, залежно від акустичних характеристик – від мовних оголошень до фонової музичної трансляції.
Залежно від умов експлуатації та сфери застосування гучномовці можна розбити на 3 основні групи:
- Гучномовці внутрішнього виконання – використовуються для застосування у закритих приміщеннях. Для цієї групи гучномовців характерна не високий рівень захисту (IP-41).
- Гучномовці зовнішнього виконання – використовуються для застосування на відкритих майданчиках. Такі гучномовці іноді називають вуличними. Для цієї групи гучномовців характерна високий рівень захисту (IP-54).
- Гучномовці вибухозахищеного виконання (вибухозахисні) – використовуються для застосування у вибухонебезпечних приміщеннях або на територіях з підвищеним вмістом агресивних (вибухонебезпечних) речовин. Для цієї групи гучномовців характерна високий рівень захисту (IP-67). Такі гучномовці застосовуються в нафтовій, газовій промисловості, атомних станціях і т.д.
Кожній із груп можна зіставити відповідний клас (ступінь) захисту IP. Під ступенем захисту розуміється спосіб, що обмежує доступ до небезпечних струмоведучих і механічних частин, попадання твердих предметів та (або) води всередину оболонки.
Маркування ступеня захисту оболонки електроустаткування здійснюється за допомогою міжнародного знака захисту (IP) та двох цифр, перша з яких означає захист від попадання твердих предметів, друга – від проникнення води.
Найбільш поширеними для гучномовців є такі ступеня захисту:
- IP-41де: 4 – Захист від сторонніх предметів розміром понад 1 мм; 1 – Вертикальна вода, що капає, не повинна порушувати роботу пристрою. Гучномовці такого класу найчастіше встановлюються у закритих приміщеннях.
- IP-54де: 5 – Пилозахист, при якому деяка кількість пилу може проникати всередину, однак це не повинно порушувати роботу пристрою; 4 - Бризки. Захист від бризок, що падають у будь-якому напрямку. Гучномовці такого класу найчастіше встановлюються на відкритих майданчиках.
- IP-67де: 6 – Пиленепроникність, при якій пил не повинен потрапити у пристрій, повний захист від контакту; 7 – При короткочасному зануренні вода не повинна потрапляти в кількості, яка порушує роботу пристрою. Гучномовці даного класу встановлюються в місцях, що піддаються критичним впливам. Існують і більш високі ступені захисту.
8. Характеристики гучномовців
Гучномовці залежно від сфери застосування та класу розв'язуваних завдань можна додатково класифікувати за такими ознаками:
- по ширині амплітудно-частотної характеристики (АЧХ);
- по ширині діаграми спрямованості (ШДН);
- за рівнем звукового тиску.
8.1 Класифікація гучномовців за шириною АЧХ
Залежно від ширини АЧХ гучномовці можна розділити на вузькосмугові, смуги яких достатньо для відтворення мовної інформації (від 200Гц до 5кГц) і широкосмугові (від 40Гц до 20кГц), що застосовуються для відтворення як промови, а й музики.
Частотна характеристика гучномовця по звуковому тиску - це графічна чи чисельна залежність рівня звукового тиску від частоти сигналу, що розвивається гучномовцем у певній точці вільного поля, що знаходиться на певній відстані від робочого центру за постійного значення напруги на висновках гучномовця.
Залежно від ширини АЧХ гучномовці можуть бути вузькосмуговими та широкосмуговими.
Вузькосмугові гучномовці, що характеризуються обмеженим значенням АЧХ і, як правило, використовуються для відтворення мовної інформації, що знаходиться в діапазоні від 200 ... 400 Гц - низький чоловічий голос, до 5 ... 9 кГц - жіночий високий голос.
Широкосмугові гучномовці характеризуються широкою АЧХ. Якість звучання гучномовця визначається величиною нерівномірності частотної характеристики – різниці максимального та мінімального значень рівнів звукового тиску у заданому діапазоні частот. Для забезпечення належної якості ця величина не повинна перевищувати 10%.
8.2 Класифікація гучномовців за шириною діаграми спрямованості
Ширина діаграми спрямованості (ШДН) визначається типом і конструкцією гучномовця і істотно від частотного діапазону.
Гучномовці з вузької ШДН називають вузькоспрямованими (наприклад, рупорні гучномовці, прожектори). Перевагою таких гучномовців є високий звуковий тиск.
Гучномовці з широкою ШДН називають широкоспрямованими (наприклад, акустичні системи, звукові колони, корпусні гучномовці).
8.3 Класифікація гучномовців за звуковим тиском
Гучномовці можна умовно розрізнити за рівнем звукового тиску.
Рівень звукового тиску SPL (Sound Pressure Level) – виміряне за відносною шкалою значення звукового тиску, віднесене до опорного тиску 20 мкПа, що відповідає порогу чутності синусоїдальної звукової хвилі частотою 1 кГц. Величину SPL звану чутливістю гучномовця (вимірюється в децибелах, дБ) слід відрізняти від (максимального) рівня звукового тиску, max SPL, що характеризує здатність гучномовця відтворювати без спотворень верхній рівень заявленого динамічного діапазону. Таким чином, звуковий тиск гучномовця (у паспортах позначається як, maxSPL) інакше зване гучністю гучномовця і складається з його чутливості (SPL) та електричної (паспортної) потужності (Р, Вт), переведеної в децибели (дБ), за правилом "десяти логарифмів":
maxSPL = SPL + 10Lg(P)
З цієї формули видно, що високий чи низький рівень звукового тиску (гучності) переважно залежить його електричної потужності, як від чутливості визначається типом гучномовця.
Гучномовці внутрішнього виконання, як правило, мають maxSPL не перевищує 100дБ, у той час як звуковий тиск, наприклад, рупорні гучномовці може досягати 132дБ.
8.4 Класифікація гучномовців з конструктивного виконання
Гучномовці для трансляційних систем розрізняються за конструктивним виконанням. У загальному випадку гучномовці можна розділити на корпусні (з електродинамічним гучномовцем) та рупорні. Корпусні гучномовці у свою чергу можна розділити на стельові та настінні, врізні та накладні. Рупорні гучномовці можуть відрізнятися формою розкриття – круглі, прямокутні, матеріалом – пластик, алюміній.
Приклад класифікації гучномовців з конструктивного виконання наведено у статті "Конструктивні особливості гучномовців ROXTON".
9. Розташування гучномовців
Однією з актуальних є завдання правильного вибору типу, кількості. Правильною схемою розміщення гучномовців можна досягти хороших результатів - високої якості звучання, фонової розбірливості, рівномірного (комфортного) розподілу звуку. Наведемо кілька прикладів.
Для озвучування відкритих майданчиків використовуються рупорні гучномовці, завдяки таким характеристикам, як високий ступінь спрямованості звуку і високий ККД.
У коридорах, галереях та інших протяжних приміщеннях рекомендується встановлювати звукові прожектори. Прожектор може встановлюватися як наприкінці коридору – односпрямований прожектор, і у середині коридору – двонаправлений прожектор і здатний легко пробивати довжини, кілька десятків метрів.
При використанні стельових гучномовців необхідно враховувати, що звукова хвиля від гучномовця поширюється перпендикулярно підлозі, отже, площа, що озвучується, визначається на висоті вух слухачів, являє собою коло, радіус якого для діаграми спрямованості 90° приймається рівним різниці висоти стелі (кріплення гучно) позначки 1,5 м від підлоги (за нормативними документами).
У більшості завдань для розрахунків стельової акустики використовується (геометричний) променевий метод, при якому звукові хвилі ототожнюються з геометричними променями. У цьому діаграма спрямованості стельового гучномовця визначає кут вершини прямокутного трикутника, а половина основи – радіус кола. Таким чином для розрахунку площі озвучуваної стельовим гучномовцем достатньо теореми Піфагора.
Для рівномірного озвучування приміщення гучномовці слід встановлювати так, щоб результуючі площі трохи перекривали один одного. Необхідна кількість гучномовців виходить із відношення величин площі, що озвучується до площі, що озвучується одним гучномовцем. Розміщення гучномовців визначається геометрією будівлі. Відстань між гучномовцями, або крок розміщення, визначають, виходячи з областей покриття. При неправильному розміщенні (перевищенні кроку) звукове поле розподілятиметься нерівномірно, у деяких областях спостерігатимуться провали, що погіршують сприйняття.
У разі застосування гучномовців з великим звуковим тиском зростає рівень ревербераційного фону, що призводить до такого негативного явища, як відлуння. Щоб компенсувати цей ефект, підлогу та стіни приміщення покривають або обробляють звукопоглинаючими матеріалами (наприклад, килимами). Ще одна причина реверберації – неправильне розміщення гучномовців. У приміщеннях з високими стелями близько розташовані динаміки є джерелом потужної перешкоди один для одного. Для зменшення цього впливу гучномовці бажано розташовувати на більшій відстані, але для збереження характеристик доведеться збільшувати потужність. У таких випадках можна рекомендувати використовувати підвісні звукові гучномовці.
Розміщення гучномовців у приміщеннях здійснюється після попередніх розрахунків. Розрахунки можуть підтверджувати, так і визначати різні схеми розстановки, найбільш ефективними з яких є: розстановка за схемою "квадратні грати", "трикутник", в шаховому порядку. Для розміщення гучномовців у коридорах основним розрахунковим параметром є крок розміщення.
Питання, пов'язані з електроакустичним розрахунком і розстановкою гучномовців, будуть детально висвітлені в наступній статті.