Нюансы выбора и правильного расположения громкоговорителей

Опубликовано: 02.09.2018

видео Нюансы выбора и правильного расположения громкоговорителей

Как Правильно Построить Систему Аудиозвучания Автомобиля? Говорит ЭКСПЕРТ /Expert Says/

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик   |   К списку авторов   |   К списку публикаций


Подбор акустики в авто. Как построить аудиосистему в автомобиле! Советы начинающим. Автозвук

Казалось бы, по данной теме много написано и белых пятен в этой области техники нет. К тому же многие производители систем оповещения предлагают различные программы для расчета количества и выбора типа громкоговорителей, однако не всегда построенная по этим рекомендациям система звучит так, как надо. В данной публикации я постараюсь обратить внимание на отдельные подводные камни, о которые то тут, то там спотыкаются и проектировщики, и интеграторы систем оповещения

Роман Мишин

Независимый эксперт

Ошибки в проектировании происходят от того, что зачастую системы звукофикации и оповещения рассматриваются в общем классе слаботочных систем объекта и основное внимание уделяется правильному электрическому сопряжению устройств, что, без сомнения, важно. Но иногда получается так, что корректно электрически построенная система оповещения звучит плохо, неразборчиво, не создает требуемый уровень громкости и т.п. Именно о том, как предупредить такие ситуации, и пойдет речь в дальнейшем.

Заблуждение первое. Существует прямая связь между мощностью и громкостью системы

Это самое распространенное заблуждение. Его суть состоит в том, что часто при написании технических заданий или требований на систему оповещения указывают требуемую звуковую мощность, напрочь забывая о том, что прямой связи между мощностью громкоговорителя и тем, насколько громко он звучит, нет, она лишь косвенная!

Как быть? Прежде всего, отталкиваться не от мощности, а от требуемого уровня звукового давления, который должна обеспечивать система. Именно уровень звукового давления, а не мощность влияет на то, насколько громко звучит тот или иной громкоговоритель. Определить меру громкости звучания поможет параметр, называемый чувствительностью. Он обязательно указывается в технических характеристиках, в описании или паспорте на устройство. Именно чувствительность определяет, насколько хорошо тот или иной громкоговоритель преобразует электрический сигнал в акустические колебания. Чем выше чувствительность, тем громче громкоговоритель. Такой параметр, как мощность громкоговорителя, будет нужен лишь затем, чтобы рассчитать суммарную мощность трансляционных усилителей и их количество.

Заблуждение второе. Тип громкоговорителя зависит от его направленности

Второе заблуждение состоит в том, что тип громкоговорителя однозначно сопоставляют с его направленностью, что в наше время не совсем так. Классическая точка зрения: ненаправленными громкоговорителями считают потолочные устройства, направленными – рупорные громкоговорители, а так называемые колонки относят к промежуточному классу. Однако не стоит забывать, что существуют рупорные громкоговорители и с квазикруговой диаграммой направленности, линейные массивы колонок с управляемой процессором диаграммой направленности, а также такой класс громкоговорителей, как звуковые прожекторы. Этот параметр надо уточнять в техническом описании.

Добавлю, что узкой диаграммой направленности для громкоговорителей считается угол 30 град., широкой – 60 град. и более.

Диапазон звуковых частот

Важным параметром, от которого зависит качество звучания и разборчивость транслируемых объявлений, является диапазон воспроизводимых звуковых частот. Здесь рекомендации до предела просты. Если система будет использоваться только для трансляции безличных речевых сообщений, то вполне достаточно диапазона от 150–200 Гц до 5–5,5 КГц. Если в какой-то мере требуется идентифицировать голос говорящего, то целесообразно расширить диапазон воспроизведения хотя бы до 8 КГц, поскольку именно в диапазоне 4–8 КГц сосредоточены форматные составляющие речи, благодаря которым мы узнаем голос собеседника. Если же предполагается транслировать и рекламные объявления с музыкальным сопровождением, то для такого случая необходимы будут громкоговорители, обеспечивающие полосу воспроизведения от 100 Гц до 10–12 КГц и более.

Расстановка громкоговорителей

Пожалуй, это и есть самый трудный момент при проектировании. К тому же от того, насколько правильно установлены громкоговорители, напрямую зависят и качество звучания, и громкость, и мощность, необходимые для системы оповещения.

При определении точек установки громкоговорителей следует учитывать множество факторов:

пространственную конфигурацию помещения или территории; окружающий уровень шума; материал стен помещения; наличие и направление ветра для открытых территорий.

В помещениях

В помещениях большую роль в плане акустики играют такие параметры, как форма помещения, его объем и коэффициенты поглощения звука стен, потолка и пола. Эти параметры оказывают заметное влияние на частотную характеристику звукового давления, а следовательно и на качество воспроизведения. Одна и та же аппаратура в различных помещениях будет звучать по-разному. Если в помещении присутствуют шторы, ковры, мягкая мебель, обладающие большим коэффициентом звукопоглощения, то система будет звучать несколько тише по сравнению с помещением, где гладкий потолок и стены, которые весьма мало поглощают звук и в значительной степени его отражают.

Следует учитывать также, что всякое помещение представляет собой достаточно сложную акустическую систему, обладающую рядом собственных резонансных частот. При возбуждении в помещении каких-либо звуков, содержащих составляющие таких же частот, возникают резонансные колебания воздуха внутри помещения. Такое явление приводит к усилению звуков этих частот и изменению спектрального состава звукового сигнала, то есть к изменению тембра. Однако для систем оповещения это не так важно, поскольку начиная уже с частоты 150–200 Гц для не очень малых помещений плотность спектра собственных колебаний настолько велика, что явление резонанса становится малозаметным.

Следует отметить, что бОльшие помещения являются более благоприятными для звуковоспроизведения, так как основные резонансные частоты с увеличением размеров понижаются и оказываются за пределами нижней границы рабочего диапазона частот. Единственным исключением, пожалуй, могут служить лишь длинные узкие коридоры офисных зданий. В этом случае, как правило, применяют много небольших потолочных или настенных громкоговорителей. При этом потолочные располагают по оси коридора, а настенные – на одной из стен. Расстояние между громкоговорителями рассчитывают, исходя из требуемого уровня звукового давления, обеспечивающего достаточную разборчивость речи и громкость, диаграммы направленности громкоговорителя, а также условия обеспечения отсутствия эха. Примерный расчет расстояния между потолочными громкоговорителями D показан на рис. 2.

На открытых территориях

Для открытых территорий, как правило, применяют различные типы рупорных громкоговорителей различной направленности. Помимо уровня окружающего шума для открытых пространств, следует учитывать тип застройки на территории, ее конфигурацию (площадь, улица, объект сложной формы с протяженным периметром и т.п.). Например, при построении системы оповещения небольшого населенного пункта обычно расчет производят как для открытой местности, а затем, в зависимости от типа застройки (одноэтажная, малоэтажная или многоэтажная), вводят соответствующий поправочный коэффициент.

Если же на территории присутствует источник повышенного шума, то весьма полезно при проведении предпроектного обследования пройтись по этой территории с шумомером, благо что в настоящее время существуют мобильные приложения для смартфонов, реализующие эту функцию. Следует отметить, что достаточная разборчивость (более 80%) реализуется при превышении уровня звукового сигнала над шумом не менее чем на 12–15 дБ (см. рис. 3).

Еще один скользкий момент связан с ветром. Вернее, с розой ветров в месте расположения озвучиваемого объекта. Если последняя такова, что преобладают ветры определенного направления либо они в одном направлении гораздо сильнее, то этот фактор тоже полезно учесть, располагая громкоговорители с подветренной стороны так, чтобы звук не сдувало с нужной территории.

Отдельно стоит обозначить протяженные объекты, такие как улицы, периметральные ограждения платформ железнодорожных станций. Здесь вполне логичным представляется использование громкоговорителей типа "звуковой прожектор". Эти устройства представляют собой компактные широкополосные громкоговорители с узкой диаграммой направленности. Мощность и чувствительность их меньше, чем у рупорных собратьев, однако они очень подходят для систем типа "пешеходное радио", а также для трансляции объявлений на станционных платформах. Дело в том, что звук в этих случаях должен распространяться в определенном направлении, причем качество звука должно быть достаточно высоким для обеспечения достаточной разборчивости в условиях шума.

Чтобы избежать наложения звуковых волн от различных громкоговорителей, их располагают так, чтобы излучение велось в одном направлении, на котором нет близко расположенных массивных преград. Для примера приведем варианты расстановки звуковых прожекторов для озвучения улицы и совместного использования потолочных громкоговорителей и звуковых прожекторов для станционной платформы (рис. 4, 5).

Резюме

Конечно, рассмотреть все возможные варианты в объеме данной публикации не представляется возможным, однако надеюсь, что основную идею подхода к созданию корректно работающих систем озвучения, состоящую в нераздельной оценке не только известных из описания параметров, но и ситуационных данных, мне удалось донести до читателя.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2018

Посещений: 493

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик   |   К списку авторов   |   К списку публикаций

Добавить комментарий

rss