Система оповещения и фонового озвучивания.

Эта статья содержит некоторые базовые требования и полезные советы, которые необходимо учитывать для правильной установки системы оповещения и фонового озвучивания (P.A. System)
В зависимости от типа установки (торговые центра, рестораны, открытые площадки, храмы и т.д. ), условия могут меняться, поэтому рассмотрим ситуации для наиболее распространенных случаев.

Общие требования и критерии проектирования

Система оповещения и фонового озвучивания предназначена для воспроизведения звукового сигнала, который может быть достаточно четко услышан на большой территории. Человеческое ухо реагирует на частоты в диапазоне от 20 Гц  до 20 кГц. В большинстве установок используются только для воспроизведения речи или среднего качества музыки. Полосы частот между 100 Гц и 10 кГц достаточно для обеспечения приемлемого качества воспроизведения.

Общие правила и критерии проектирования.

Звуковая система должна обеспечить постоянное распределение звука в области предполагаемого озвучивания. Колонки должны быть установлены строго в нужной зоне, чтобы избежать областей с высоким выходным уровнем звучания, что может мешать тем, кто находится близко к колонке. Также следует избегать областей низкого уровня звучания. Когда система используется для воспроизведения голоса, необходимо быть уверенным в разборчивости речи и ее хорошем восприятии. По этой причине следует избегать фонового шума, звукового отражения и реверберации, что может вызвать раздражающее эхо.

Подключение динамиков

Низкоомные (4Ω, 5Ω, 8Ω or 16Ω)

Низкоомные (Low Z) динамики в основном используются, когда расстояние между усилителем и динамиками составляет менее 30 метров и напрямую соединяются с усилителем.

 Выбор динамиков.

Для правильной инсталляции и для того, чтобы получить полную передачу мощности, необходимо, чтобы полное сопротивление подключенных колонок соответствовало выходному сопротивлению усилителя:

R _{вых.усил.} = R _{вход.колонки}

Суммарная мощность подключенных громкоговорителей должна быть равна выходной мощности усилителя.

P _{вых.усил.} = P _{сумм.громкогов.}

В случае использования рупорных громкоговорителей рекомендуется иметь двойной запас по мощности усилителя. Рупорные громкоговорители имеют узкую частотную характеристику и высокую производительность. Этот запас позволяет избежать возможного повреждения динамиков из-за усиленных частот в диапазоне отклика динамика.

2 х P _{вых.усил.} = P _{руп.громкогов.}

Трансляционные  (100В, 70В, 50В)

Для расстояний более 30 метров соединение между колонками и усилителем должно быть с высоким сопротивлением (High Z или 100В линия). Это условие позволяет использовать большие расстояния с меньшим сечением кабеля. Выходной низковольтный сигнал в усилителе преобразуется в высоковольтный: 100В (70В, 50В). В громкоговорителе линейный трансформатор преобразует высоковольтный сигнал обратно в низковольтный. Это требует использования линейного трансформатора в каждом громкоговорителе или использование встроенных трансформаторных динамиков.

Выбор трансляционной акустики (High Z). Этот тип установки исключает расчет сопротивления и позволяет подключать цепочку громкоговорители параллельно друг другу. Все акустические системы должны быть подключены параллельно к выходу усилителя. Выходная мощность усилителя должна быть равна общей сумме мощности трансформаторов акустических систем:

P _{вых.усил.} = P _{сумм.громкогов.}

Подключение громкоговорителей

Существует три вида подключения низкоомных громкоговорителей: последовательное, параллельное и Параллельно-последовательное соединение.

Последовательное подключение.

Как видно из формулы сопротивление при таком виде подключения возрастает. Однако при этом падает выходная мощности усилителя.

Пример: При последовательном подключении 2-х громкоговорителей с сопротивлением 4 Ома к усилителю мощностью в 100 ватт и выходным сопротивлением 4 Ома , общее сопротивление будет равно: 4 Ома + 4 Ома = 8 Ом.

При этом мощность усилителя изменится следующим образом: сначала рассчитывается отношение паспортного сопротивления к текущему. Оно равно 4 ома / 8 ом = 0,5. Затем полученный коэффициент умножаем на паспортную мощность усилителя: 0,5 * 100 ватт = 50 ватт. С учетом того что мощность равномерно распределяется между всеми подключенными динамиками мы получаем что на каждую колонку придется по 25 Ватт

Параллельное подключение.

При таком виде подключения сопротивление в цепи постоянно снижается. Таким образом максимальное количество динамиков ограничено сопротивлением усилителя. Мощность АС при параллельном подключении складывается.

Пример: При параллельном подключении 2-х громкоговорителей с сопротивлением 4 ома к усилителю мощностью в 100 ватт и выходным сопротивлением 4 Ом , общее сопротивление будет равно: 1/R рас. = 1/4 ом + 1/4 ом = 2/4 ом = 1/2 ом и R рас = 2 ом.

Параллельно-последовательное соединение.

Использование параллельно-последовательного подключения позволяет при соблюдении согласования по сопротивлению подключить к выходному каскаду усилителя значительно большее количество динамиков. Его суть как следует из названия в использовании одновременно последовательного и параллельного подключений. То есть часть АС объединяется по одному способу подключения, а затем данные части рассматриваются уже как отдельный динамик с заданным сопротивлением и объединяются другим способом.

На первом рисунке сначала 2 пары динамиков подключены параллельно, затем последовательно. На втором рисунке — наоборот.

Данное подключение необходимо использовать с осторожностью, любая ошибка в коммутации может привести к резкому падению сопротивления и как следствие выходу их строя усилителя.