Главная | Обратная связь

Определение мощности усилительных каналов для стереофонического звуковоспроизведения

 

Комплекс звуковоспроизводящей аппаратуры выбирается по требуемой электрической мощности, необходимой для создания заданного уровня звукового давления в зрительном зале.

 

К выбору оборудования для звуковоспроизведения необходимо подходить в несколько этапов:

- на первом этапе определяется необходимая электрическая мощность основных (заэкранных) усилительных каналов;

- на втором этапе определяется необходимая электрическая мощность усилительных каналов окружения;

- на третьем этапе определяется необходимая электрическая мощность низкочастотного усилительного канала;

- на четвертом этапе выбирают модели усилителей мощности для каждого канала звуковоспроизведения;

 

В нашем кинозале будет стоять система звуковоспроизведения Dolby Surround 7.1, опираясь на это, будем рассчитывать электрическую мощность всех каналов.

 

 

1. Определяем электрическую мощность заэкранного канала.

Каждый канал звуковой системы должен иметь запас мощности для того, чтобы просто воспроизводить фонограммы, записанные при 100%-ом уровне модуляции на всех частотах во всем динамическом диапазоне. Это минимальное требование и для воспроизведения цифровых фонограмм, а надежность системы звуковоспроизведения при кинопоказе может потребовать значительного увеличения величины усиления мощности. Также важно отметить, что характеристика пикового уровня цифровых фонограмм имеет уровень около 100дБ на каждый заэкранный канал.

В соответствии с этим, а также опираясь на проведенные исследовательские расчеты, следует принять уровень звукового давления для расчетов необходимой электрической мощности заэкранного канала величиной 98…100дБ. Мы выберем N = 100дБ.

Для того, чтобы учесть влияние объема помещения на звуковоспроизведение в закрытом зале кинотеатра, расчет необходимой электрической мощности усилительного устройства для каждого заэкранного канала при стереофоническом звуковоспроизведении следует вести по (4.1)

где – объем зрительного зала (рассчитанный в разделе [1./8]); – время реверберации (найденное, исходя из рис.4.1); – коэффициент полезного действия громкоговорителей;

 

 

Рис. 4.1. Зависимость времени реверберации на частоте 500 Гц от объема зала.

1 – с одноканальным звуковоспроизведением;

2 – с многоканальным звуковоспроизведением.

Полученное значение величины электрической мощности является основой для выбора конкретной модели усилительного устройства.

Так как мы выбрали систему звуковоспроизведения Dolby Surround 7.1, то у нас 3 заэкранных каналов (Левый «Left», Центральный «Center», Правый «Right» ) и следовательно электрической мощность усилительного устройства 3 по .

Каждый заэкранный канал будет оборудоваться громкоговорителями 3-полосной акустической системой фирмы Electro-Voice серии Variplex-II рис. 4.2.

Рис. 4.2. Electro-Voice серии Variplex-II

Технические характеристики указаны в табл. 4.1

Таблица 4.1

Технические характеристики Electro-Voice Variplex-II

Параметр	Величина пареметра
Частота	34 Гц - 16 кГц
SPL 1W/1M (НЧ/СЧ/ВЧ)	101 дБ/109 дБ/112 дБ
SPL пиковая	130 дБ
Кроссоверная частота	500 Гц / 1300 Гц
Мощность RMS (НЧ/СЧ/ВЧ)	800/400/75 Вт
Мощность программная (НЧ/СЧ/ВЧ)	1600/800/150 Вт
Угол раскрытия Г° x В°	90 °х 20°/30°
Импеданс	4/4/8 Ω
Габариты (В х Д х Ш)	1924 х 648 х 396 мм
Вес	74 кг

 

2. Определяем электрической мощности и количества громкоговорителей канала окружения.

Расчет электрической мощности канала окружения следует вести таким образом, чтобы учесть объем помещения, в котором происходит звуковоспроизведение. Последовательность расчетов электрической мощности канала окружения аналогична расчету электрической мощности усилительного устройства для заэкранного канала стереофоническом звуковоспроизведении.

Определение требуемой электрической мощности одного канала окружения - следует вести по (4.1) с той лишь разницей, что необходимо задать уровень звукового давления = 95 … 98 дБ. Мы зададимся .

 

Для получения одинаковой мощности с выхода усилителя мощности громкоговорители канала окружения, в зависимости от их сопротивления, должны соединяться последовательно параллельно, чтобы их общее сопротивление было близким к 4 Ом, как показано на рис. 4.3.

 

 

 

При активном сопротивлении одного громкоговорителя R_i = 8 Ом получаем R_общ = 5,3 Ом.

 

 

Рис. 4.3. Последовательно-параллельное соединение катушек громкоговорителей канала окружения

где «+» и «-» - знаки обозначения начала и окончания обмоток катушки громкоговорителя.

Выберем громкоговорители для звуковоспроизведения фирмы Electro-Voice серии SL12-2V рис. 4.4.

Рис.4.4. Electro-Voice SL12-2V

Технические характеристики указаны в табл. 4.2

Таблица 4.2

Технические характеристики Electro-Voice SL12-2V

Параметр	Величина параметра
Частотный диапазон (-3 дБ)	75 - 20 000 Гц
Частотный диапазон (-10 дБ)	60 - 20 000 Гц
Мощность RMS - Общая	200 Вт
Мощность пиковая - Общая	800 Вт
Чувствительность, 1Вт/1м	93 дБ
Максимальное звуковое давление	121 дБ
Импеданс	8 Ω
Угол раскрытия Г° x В°	100° x 90°
Динамики (НЧ/ВЧ)	12" / 1" компрессионный (DH2010A)
Габаритные размеры (В x Д x Ш), мм	535 x 476 x 335 мм
Масса (нетто)	21.3 кг

 

Определив требуемую общую электрическую мощность для работы каждого канала, находят количество громкоговорителей по (4.2), требуемое для получения этой мощности.

где - минимальное количество громкоговорителей в каждом канале; – электрическая мощность в одном канале окружения; – мощность одного громкоговорителя.

Для поддержания равномерного охвата области прослушивания может потребоваться большее число громкоговорителей, чем найдено по (4.2), поэтому округляем до

Так как мы выбрали систему звуковоспроизведения Dolby Surround 7.1 и следовательно электрическая мощность усилительного устройства левого канала окружения «Left Surround» и правого канала окружения «Right Surround» по . и .6, а задний канал окружения «Back Surround» по , но количество громкоговорителей разделим по 3 на задний левый окружения «Back Left Surround» и на задний правый окружения «Back Right Surround».

3. Определяем электрической мощности низкочастотного канала

В канале низких частот воспроизводятся в основном кратковременные сигналы (типа взрывов), имеющие большой пиковый уровень.

Для воспроизведения цифровых фонограмм мощность канала НЧ должна быть больше, чем мощность заэкранного канала.

На увеличении усиления в канале НЧ сказываются два фактора вместе. Первым фактором является наличие требуемого динамического запаса, вторым – эффективность НЧ громкоговорителей. В сочетании оба фактора требуют на 13 дБ (в 20 раз) больший уровень мощности, чем усиление на один заэкранный канал.

На основании сказанного расчет мощности канала НЧ следует вести для пикой мощности по 4.3.

где – заданный уровень звукового давления для канала НЧ.

Низкочастотный канал будет оборудоваться громкоговорителем фирмы Electro-Voice серии TL 880 D рис 4.5.

Рис. 4.5. Electro-Voice TL 880 D

Технические характеристики указаны в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Технические характеристики Electro-Voice TL 880 D

Параметр	Величина Параметра
Частотный диапазон (-3dB)	23 - 80 Гц
SPL 1W/1M	105 дБ
SPL пиковая	142 дБ
Мощность (RMS, програмная, пиковая)	1200/2400/4800 Вт
Импеданс (Passive)	4 Ω
Габариты (В х Д х Ш)	1210 x 762 x 605 мм
Вес	72.6 кг.

В мировой практике оборудование кинотеатров применяется система сертификации THX, которую создали фирмы Dolby Ladoratories Inc. и Lucan Film. Фирмы гарантируют качественное звуковоспроизведение фонограмм, записанных по системам Dolby, если в кинотеатре установлено оборудование, прошедшее указанную сертификацию, и зрительный зал отвечает критериям этой системы.

Все наше используемое звуковоспроизводящие оборудование отмечено знаком «THX».

4. Выбор усилителей мощности каналов для воспроизведения стереофонических фонограмм.

После определения требуемой электрической мощности каналов необходимо выбрать модели усилителей мощности, которых будут работать в каждом канале. Канал стереофонической звуковой системы, предназначенный для воспроизведения цифровых фонограмм, должен иметь запас мощности для того, чтобы воспроизводить сигналы канала окружения, записанные при 100%-ом уровне модуляции на всех частотах и всей ширины частотного диапазона. Это требование для воспроизведения цифровых фонограмм является важным, но наиболее существенным фактором является надежность усилителя, которая требует значительного увеличения мощностей воспроизводимых сигналов.

Выбираем усилитель CPS 2.4 MK II Electro-Voice рис 4.6.

Рис. 4.6. CPS 2.4 MK II Electro-Voice

Технические характеристики указаны в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Технические характеристики CPS 2.4 MK II Electro-Voice

Параметр	Величина параметра
Частотный диапазон	10 Гц - 40 кГц
Мощность (1kHz, THD <1%)	650 Вт (2 Ω), 450 Вт (4 Ω), 270 Вт (8 Ω)
Мощность (20-20 kHz, THD <0.2%)	400 Вт (4 Ω), 200 Вт (8 Ω)
Мощность в мосту	1300 Вт (4 Ω), 900 Вт (8 Ω)
Входной импеданс	20 kΩ
Отношение сигнал/шум	103,5 дБ
Скорость нарастания	25 В/мс
Размеры (В х Д х Ш)	88.1 х 483 х 421.5 мм
Вес	12,6 кг.

 

Все каналы оборудуются выбранными усилителями.

Наши используемые усилители отмечены знаком «THX».

 

Выбираем звуковой процессор DOLBY CP650 рис 4.7

Рис. 4.7. DOLBY CP650

Технические характеристики:
- Сигнальные входы: Для двух проекторов со стерео фотоэлементами или аналоговыми ридерами

- Цифровой ридер: Входы для двух ридеров Dolby Digital

- Шестиканальный аналоговый вход: Для внешнего цифрового процессора, >10 кОм (L, С, R, Ls, Rs, SW), опорный уровень 300 мВ

- Цифровой вход: AES/EBU

- L, C, R выходы: Выходное сопротивление 100 Ом. Максимальный уровень: +26 дБ (симметричная нагрузка), +20 дБ (несимметричная нагрузка).

- Рабочий диапазон: 20—780 мВ

- Dolby-декодирование: Dolby Digital, Dolby Digital Surround EX; 4 канала Dolby А-типа; 4 канала Dolby-SR

- Динамический диапазон: 99 дБ на положении фейдера 7.0

- Размеры: Для установки в рэк 19"; 133x483x365 mm

- Вес: 10.4 кг