российский производитель звукового оборудования

Фотогалерея

• Главная
|
• Статьи
|
• Обзор акустических систем | АКТОН

Обзор акустических систем

Условно все акустические системы (далее АС) можно подразделить на несколько больших категорий:

• системы для домашнего прослушивания музыки уровня hi-fi,
• системы для домашних кинотеатров,
• автомобильная акустика,
• студийные мониторные системы,
• акустика класса хай-энд,
• акустика для озвучивания мероприятий с большим количеством слушателей.

                Есть и другие, более специфические категории. В  зависимости от категории, факторы выбора той или иной акустической системы приобретают различную значимость. Так, например, при конструировании автомобильных систем, обычно отталкиваются от наличия свободного пространства в автомобиле, необходимого для размещения компонентов системы; в случае студийных мониторов – на передний план выходит линейность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и наилучшие переходные и импульсные характеристики, в случае хай-энда все показатели приносятся в жертву субъективному качеству звучания. Когда же акустику предполагается использовать для озвучивания массовых мероприятий, в первую очередь обращают внимание на электрическую мощность и уровень звукового давления, которое способна обеспечить акустическая система в различных точках пространства, а также свойства направленности. Учитывая сказанное, становится понятно, что  требования для акустики относящейся к различным категориям существенно различаются.  Каждая категория АС представляет собой предмет для отдельного обсуждения. 

В  этой статье, главным образом, пойдёт речь об АС, которые предназначены для озвучивания социальных мероприятий и приведены основные сведения, связанные с конструкцией и эксплуатацией таких систем.

Количество полос

Следует начать с того, что динамик не способен одинаково эффективно воспроизводить весь слышимый человеческим ухом частотный диапазон, поэтому, как правило, акустические системы содержат несколько динамиков, где каждый излучает в своей полосе частот. Наиболее часто можно встретить 2-х и 3-х полосные акустические системы. Диапазоны работы динамиков в таких АС примерно следующие:

Для 2-х полосной АС:

• низкочастотный (НЧ) 20Гц-3кГц;
• высокочастотный (ВЧ) 3кГц-20кГц.

Для 3-х полосной АС:

• низкочастотный (НЧ) 20Гц-500Гц;
• среднечастотный (СЧ) 500Гц-8000кГц;
• высокочастотный (ВЧ) 8000кГц-20кГц.

В 2-х полосных АС в качестве высокочастотного (далее ВЧ) динамика преимущественно используются динамики рупорного типа, т.к. использование рупора позволяет снизить граничную частоту рабочего диапазона ВЧ динамика до 3-5кГц. Если данное значение ниже, чем наивысшая граничная частота низкочастотного (далее НЧ) динамика, то нет необходимости включения в состав АС среднечастотного (далее СЧ) динамика.

Если в качестве ВЧ динамика используется твиттер (ВЧ без рупора), то зачастую нижняя граничная частота воспроизводимого им диапазона оказывается примерно 8-10кГц. Напомним, что обычный НЧ динамик работает примерно до 3-5кГц. Очевидно, что в этом случае возникает необходимость в использовании дополнительного динамика, воспроизводящего средние частоты звукового диапазона, работающего от 3-5кГц  до 8-10кГц.

Широкое распространение получили акустические системы, предназначенные для излучения в узкой полосе частот. К таким АС относятся сабвуферы. Сабвуферы излучают в диапазоне самых низких частот и могут работать исключительно совместно с акустическими системами, рассмотренными выше.

Типы корпусов акустических систем

В АС важная роль отводится акустическому оформлению, в котором работают динамики. Акустическое оформление позволяет повысить эффективность излучения акустической системы в определенном диапазоне частот. Для низкочастотного динамика роль акустического оформления выполняет корпус акустической системы . Для высокочастотного динамика акустическим оформлением является рупор. В обоих случаях одной из главных задач акустического оформления является понижение нижней граничной частоты рабочего диапазона динамика.

Как было сказано, корпус, в той или иной мере, позволяет улучшить качество воспроизведения акустической системой низких частот. Большое влияние на мощность излучения низких частот оказывает размер НЧ динамика и, соответственно, корпуса АС.  Также важным показателем является конструкция корпуса.

Существует множество разновидностей конструкций корпусов АС, но наиболее часто встречаются следующие:

• корпус открытого типа,
• корпус закрытого типа (закрытый ящик),
• корпус фазоинверсного типа (фазоинвертор).

Их распространённость обусловлена простотой конструкции и сравнительно несложным расчётом. Для профессиональных АС, используемых для озвучивания мероприятий, наиболее оптимальным является корпус фазоинверсного типа или фазоинвертор (ФИ). Такие системы позволяют получить высокую отдачу на  низких частотах, при наименьших габаритах и сохранении простоты конструкции. Корпус  фазоинверсного типа рассчитывается под динамик, обладающий определёнными параметрами, которые указывает производитель. Во многом,  от того, насколько правильно выполнен  расчёт, в итоге зависит качество  работы фазоинвертора и, в конечном счёте, звучание АС.

Корпус фазоинверсного типа, в простейшем варианте, представляет собой ящик, в котором имеется отверстие или труба определённой длины, связывающая внешнее пространство с внутренним объёмом корпуса. В зависимости от конкретной реализации, фазоинвертор может содержать несколько отверстий (труб), имеющих одинаковый размер. Для обеспечения расчётных характеристик акустической системы фазоинверсного типа требуется соответствие внутреннего объёма корпуса и размеров отверстий (труб), значениям, полученным в результате расчёта, а также достоверность параметров динамика, используемых в расчёте.

Активное или пассивное исполнение

Ещё одна немаловажная деталь касается усилителя для акустических систем. На рынке представлены модели акустических систем в активном (со встроенным усилителем) и пассивном (требующие внешнего усилителя) исполнениях. Активные конструкции удобны тем, что дают возможность не задумываться потребителю о взаимном согласовании усилителя и акустической системы по мощности, позволяют сократить время коммутации, не требуют прокладки толстого кабеля для подведения мощного сигнала от усилителя до АС.

При использовании пассивных акустических систем  имеется возможность централизованного размещения всего звукового оборудования (за исключением АС), что упрощает управление комплексом, а также повышает удобство контроля работы оборудования во время мероприятия;   в случае выхода из строя акустической системы  или усилителя требуется замена только одного компонента , а не обоих сразу;  не требуется подведения электропитания к  акустическим системам.

Очевидно, что в зависимости от конкретных условий эксплуатации, следует предпочесть активные или пассивные  системы, или использовать комплект оборудования, сочетающий оба варианта.

Общая тенденция такова, что чем меньше масштаб мероприятия, тем отчётливее проявляется стремление к портативности оборудования.

Выбор акустических систем для профессионального озвучивания мероприятий

При выборе акустических систем для озвучивания массовых мероприятий в первую очередь руководствуются необходимым уровнем громкости.

Величиной, определяющей громкость звука, является звуковое давление.

При распространении звуковой волны в каждом из участков звукового поля возникают периодические колебания частиц среды – сжатия и разряжения. За областью повышенного давления следует область пониженного давления, и, таким образом, образуется ряд  поочерёдно сменяющих друг друга областей сжатия и разряжения.

Чередующиеся сжатия и разряжения среды в заданной точке поля вызывают изменения давления относительно статического значения. Разность между мгновенным значением давления и статическим атмосферным давлением называется звуковым давлением. Измеряется звуковое давление в Паскалях (Па).

На практике удобнее пользоваться  уровнем звукового давления – это значение звукового давления, измеренное относительно нулевого уровня, т.е. такого уровня, при котором звук перестаёт быть слышимым.

Для выбора акустических систем для профессионального озвучивания отталкиваются от уровня звукового давления, который должен быть достигнут в различных зонах размещения слушателей (расчётных точках), соответствующего характеру мероприятия. Измерив расстояния от указанных точек до места размещения акустических систем, определяется уровень звукового давления, который способна обеспечить АС. Уровень звукового давления приводится в паспорте на АС или может быть рассчитан по следующей формуле:

p_1метр = SPL + 10*lg(P), дБ

p_1метр - Уровень звукового давления (1метр)

SPL - Чувствительность АС

P - Мощность АС

Данная формула показывает, что каждое удвоение мощности увеличивает уровень звукового давления на 3 Дб. Полученное значение уровня звукового давления будет справедливо при нахождении слушателя на расстоянии 1м от АС.  Уровень звукового давления в расчётной точке определяется выражением:  

p_r = p_1метр - 20*lg(r), дБ

p_r - Уровень звукового давления на расстоянии r от АС

r - расстояние от АС до точки измерения

Для удобства расчёта по приведённым выше формулам можно воспользоваться специальным калькулятором, размещённом на нашем сайте.

Как видно, уровень звукового давления, создаваемого акустической системой зависит от чувствительности и мощности АС, а также от расстояния от АС до точки прослушивания. Если расчётный уровень звукового давления, создаваемого акустической системой, не обеспечивает необходимого уровня для озвучивания данного помещения, тогда следует принять следующие меры:

• выбрать громкоговоритель с большей чувствительностью;
• выбрать громкоговоритель с большей мощностью;
• увеличить количество громкоговорителей;
• изменить схему расстановки громкоговорителей.

Особенности эксплуатации акустических систем

Одним из основных факторов, отличающих работу акустических систем, предназначенных  для профессионального озвучивания от бытовых АС является то, что такие системы предназначена для большого количества слушателей, и следовательно должны обеспечивать комфортное звучание на значительной площади пространства.  Отметим, что восприятие звука в определённой точке пространства определяется не только расстоянием до акустической системы, но и тем, как по отношению к этой точке ориентирована акустическая система. Дело в том, что смещения слушателя относительно АС на некоторый угол, относительно рабочей оси АС, приводит к ощущению изменения звука, и главным образом  – амплитудно-частотной характеристики. Наиболее явно это проявляется в высокочастотном спектре излучения. Рассмотренные свойства наглядно демонстрирует диаграмма направленности акустической системы, которая является одной из паспортных характеристик АС. Диаграмма направленности акустической системы представляет собой графическую зависимость уровня звукового давления для заданных частоты и расстояния до АС, от угла между рабочей осью АС и направлением в точку измерения.  На рисунке представлена типовая диаграмма направленности АС.

Акустические системы направленного типа имеют диаграмму направленности, которая в высокочастотном диапазоне представляет собой  узкий лепесток, и по мере снижения частоты  – приобретает тенденцию к расширению. Это проявляется в том, что на низких частотах акустическая система излучает практически во все стороны, а с повышением частоты поле звукового излучения сужается. Указанные свойства акустических систем являются следствием физической природы звуковых волн, которые распространяются по-разному, в зависимости от частоты излучения.

Опираясь на указанные в паспорте диаграммы направленности АС, можно определить уровень звукового давления в данной точке пространства на заданной частоте. Заниженное значение может привести к ощутимым частотным искажениям, потере разборчивости звука. В качестве меры обеспечения требуемого звукового давления по всей площади озвучивания используют звуковые комплексы, состоящие из большого количества акустических систем, где каждая система направлена на свою зону. Также одно из решений данной проблемы состоит в использовании ненаправленных акустических систем, положение слушателя относительно которых не имеет значения. К таким системам относятся Аурофоничные системы, производимые фирмой АКТОН. Применение таких систем позволяет озвучить значительную площадь при минимальном количестве акустических систем.

Какую акустическую систему выбрать?

На рынке сегодня представлены в основном акустические системы иностранных производителей. Многие из этих систем имеют высокие эксплуатационные параметры и красивый дизайн. Недостатком является только высокая цена… Поэтому всегда находятся желающие изготовить акустическую систему «своими руками». Под этим понимается изготовление корпуса для АС, выбор динамиков, изготовление фильтра.

Изготовление АС своими руками становится возможным, поскольку не требует применения каких-либо специальных технологий. Достаточно обладать базовыми навыками работы с инструментом и материалами. Решение о самостоятельном изготовлении  позволит вам создать АС, не уступающую по качеству зарубежным аналогам, за меньшие деньги.