5.2 Выбор системы звукоусиления (озвучения) и типов громкоговорителей

В зависимости от размеров озвучиваемой площади и назначения установки выбираем тип системы: сосредоточенную, зональную, распределенную или смешенную. Т.к размера помещение довольно большие (l>30м), то целесообразней применять сосредоточенные или зональные системы. То у таких систем есть существенный минус – они не могут обеспечить единства слухового и зрительного образа. По этому используем сосредоточенную систему.

Сосредоточенными (или централизованными) называются системы, в которых звук к слушателям приходит как бы из одной точки. Такие системы могут быть использованы при стереофоническом звукоусилении и звуковоспроизведении. Они являются предпочтительными и в случае монофонического звукоусиления, поскольку обеспечивают хорошую «привязку» зрительного и слухового образов.

При стереофоническом звукоусилении направление на кажущийся (виртуальный) источник звука может меняться.

Применяем портальную систему с боковым размещением громкоговорителей, которая применяется в средних по размерам залах, когда на портале имеются достаточно широкие поверхности по бокам сценического проема. Такая система удобна для озвучения залов с крутым амфитеатром и с балконами. В этом случае можно на разной высоте обслуживать соответствующие места, занятые слушателями. В случае сильно вынесенной вперед авансцены или открытой эстрады, когда основные микрофоны приходится выдвигать в зал за линию портала, такую систему применять нежелательно из-за возможности самовозбуждения.

Громкоговорители размещаем по бокам сцены на расстоянии 2,5 м от стен, и акустический центр излучателей на высоте 11 м от авансцены. Акустически центр колонки направляем на последний ряд, причем высота должна быть такой, чтобы звук к слушателю (через уши) в последнем ряду приходил под углом не менее 5⁰. Иначе половина рядов значительной степени поглотят энергию звуковой волны.

Построив трехмерную модель моего оперного театра в программе GoogleSketchUp(версия 8.0.11752), определил этот угол, который обозначим α.

Такая высота подвеса обеспечивает наклон акустической оси излучателя около α=7.8º к плоскости пола последнего ряда (см рисунок 5.1)

Рисунок 5.1 – Определение угла α.

При большой длине помещения приходится применять мощные излучатели с острой диаграммой направленности. При этом могут возникнуть трудности с обеспечением равномерности звукового поля на первых и последних рядах слушателей.

Теперь в той же программе измеряем максимальное расстояние от излучателя до дальнего слушателя по акустической оси.

- требуемое номинальное звуковое давление, создаваемое излучателем

(5.11)

- требуемый коэффициент осевой концентрации, считаем, что число излучателей в колонке (число колонок) n = 3

(5.12)

В качестве громкоговорителя выбираем звуковые колонки 50КЗ-5 (по одной с каждой стороны) с параметрами по справочнику [1, стр87-88]:

- номинальная мощность

- частотный диапазон

- номинальное звуковое давление

- габариты 1280×340×230 мм

- эксцентриситеты в горизонтальной и вертикальной плоскостях

- коэффициент осевой концентрации на частоте 500 Гц

и

Далее производится расчет звукового поля с учетом размещения громкоговорителей.

На плане зала и его вертикальном разрезе размещаем звуковые колонки (пронумеровав их цифрами I и II) с указанием направления их акустических осей. Оси направляем к зрителям последнего ряда, сидящим на крайних креслах у центрального прохода. В одной половине зала (относительно продольной оси) намечаем 8 рабочих точек, в которых необходимо рассчитать уровень звукового давления. (смотри приложение Г)

В каждую расчетную точку на плане и вертикальном разрезе зала их центров звуковых колонок проводим прямые линии. По этим линиям на обоих чертежах определяем истинное расстояние r_i от центра излучателя до i-ой точки (по теореме Пифагора):

(5.13)

где – длина отрезка, соединяющего центр излучателя с i-ой точкой на плане помещения; – разность высот между центром излучателя и i-ой точкой на вертикальном разрезе

Затем при помощи программы GoogleSketchUp определяем углы между акустическими осями и направлением на i-ую точку в горизонтальной (на плане и вертикальной плоскостях (на вертикальном разрезе из центра излучателя.

Определяем значения радиус-векторов в вертикальной и горизонтальной плоскости:

(5.14)

(5.15)

Находим звуковое давление в i-ой точке, развиваемое данным излучателем мы не находим.:

(5.16)

Каждая точка облучается сразу несколькими излучателями, при этом суммарное давление в точке определяется энергетическим суммированием. В нашем случае число излучателей – 2, поэтому

(5.17)

Полученное суммарное давление в i-ой точке пересчитывается в уровни по формуле.

(5.18)

Расчёт поле в точке мы не будем, мы лишь сделаем эскиз помещения с размещением АС и 8 точек в одной части зала (т.к вторая половина симметрична), в которых необходимо рассчитать уровень звукового давления, (см. приложение). Можно лишь до полнить, что по этим расчётам нам надо сравнить расчетную неравномерность звукового поля в зале и величины неравномерности, заданной в начале расчета: и .

Используя вырадениия 5.14 и 5.15 построим диаграмму направленности звуковой колонки 50КЗ-5 в вертикальной и горизонтальной плоскости в полярных координатах на рисунке 5.2

Рисунок 5.2– Диаграмма направленности звуковой колонки 50КЗ-5 в горизонтальной и вертикальной плоскостях