Расчёт системы звукоусиления

5. Расчёт системы звукоусиления.

5.1 Система озвучания представляет собой совокупность средств, предназначенных для воспроизведения звука и обеспечивающих его хорошую слышимость на достаточно большой площади открытого пространства или в закрытом помещении.

   Системы озвучания создаются для передачи звуковой информации слушателям, находящимся в данном помещении. При этом решаются различные задачи, будь то передача команд и распоряжений, передача информационных сообщений или воспроизведение развлекательных и музыкальных программ. Команды и распоряжения, к примеру, должны быть хорошо слышны всем слушателям, к которым они адресованы.

   Система звукоусиления – это частный случай системы озвучания, когда первичный источник звука находится в пределах звукового поля, создаваемого вторичными источниками звука. Системы звукоусиления применяются в тех случаях, когда из-за ограниченной мощности источника, наличия шума или акустических дефектов помещения непосредственное восприятие источника затруднено.

   Установка звукоусиления является системой с акустической обратной связью. Поэтому при некоторых условиях система может потерять устойчивость и перейти в режим генерации.

   Акустическая обратная связь получается за счёт попадания на микрофон звука, излучаемого громкоговорителями. Так как в точке размещения микрофона результирующее звуковое поле создаётся прямым и диффузным полем, то и акустическую обратную связь можно рассматривать как связь по прямому и диффузному звуку.

   Упрощённая схема установки звукоусиления представляет собой последовательное соединение усилителя, громкоговорителя и микрофона. Выход усилителя связан с входом цепью обратной связи.

   Одной из основных характеристик установок звукоусиления является индекс усиления Q_мс, который равен разности уровня прямого звука, приходящего к микрофону от первичного источника и уровня звука, приходящего к слушателю от громкоговорителя.

Индекс усиления характеризует эффективность системы передачи звукового сигнала от точки, где установлен микрофон, принимающий звук первичного источника, до места размещения слушателя.

Требуемая величина индекса усиления определяется характером звучания. Идеальная система звукоусиления должна обеспечивать для всех слушателей условия, эквивалентные лучшим местам зала, аудитории, концертного зала и т.д.

5.2 Основные характеристики системы звукоусиления. Рассчёт требуемой акустической мощности громкоговорителя и уровеня прямого звука.

   Выберем наиболее подходящий тип системы звукоусиления в проектируемом зале многоцелевого назначения.

   Рассматривая различные типы систем, приходим к выводу, что оптимальной является распределённая система озвучания. В такой системе звук к слушателю приходит от нескольких или многих громкоговорителей с примерно одинаковым уровнем. Особенно часто такие системы применяются для воспроизведения и усиления речи. Применим две линейные цепочки из направленных излучателей, расположенных на боковых стенах зала.

Первоначально рассчитаем требуемую акустическую мощность громкоговорителей и уровень звука.

   Первым этапом при проектировании установки озвучания или звукоусиления является составление технических и технологических требований, к числу которых относятся назначение, возможные варианты использования проектируемой установки и основные характеристики помещения. Одной из основных задач является выбор требуемого уровня звукового поля (N_тр), допустимой неравномерности поля уровней прямого звука на озвучиваемой поверхности (_∆N_пр), величины акустического отношения (R) и предельного индекса усиления (Q_мс.пр).

   В установках для усиления речи величина акустического отношения, которое равно отношению плотности диффузного звука к плотности энергии прямого звука и не может быть постоянным на всей озвучиваемой площади, лежит в пределах от 0,5 до (4…6) с целью обеспечения или сохранения достаточно высокой разборчивости речи.

   Величина требуемого индекса усиления Q_мс.тр должна быть такой, чтобы при работе системы для слушателей создавались благоприятные условия. Так как при нормальном разговоре речь собеседника хорошо слышна, если он находится на расстоянии (1…1,5) м, для установок усиления речи Q_мс.тр =

= (-10…-14)дБ, и такое, чтобы уровень прямого звука, создаваемого громкоговорителями около слушателей, соответствовал уровню, создаваемому оратором на расстоянии (1…1,5) м.

   При определении требуемого уровня звукового поля общим требованием является создание такого звукового поля, уровень которого был бы близок к уровню естественных звучаний при благоприятных условиях. В нашем случае, при усилении речи, желательно обеспечить N_тр = (80…86) дБ, что соответствует нормальной речи на расстоянии (1…1,5) м.

   Неравномерность поля уровней прямого звука _∆N_пр ≤ 8 дБ и расстояние от источника звука до микрофона равно (0,3…0,5) м, согласно данным таблиц 4.1 и 4.2 из [3].

   В соответствии с назначением системы и заданной неравномерностью с помощью графика на рис. 4.2 из [3] выбираем R_ср = 2.