Классификация систем звукового оповещения.

26.

Мгновенное значение входного сигнала отображается на выходе модулятора амплитудой ( пиком импульса) переменного напряжения. Суммамгновенного значения входного сигнала и совпадающего с ним стробирующего импульса поступает на стробирующий диод, уровень срезания которого установлен немного выше максимальной амплитуды входного сигнала. На выходе получается ряд коротких импульсов, модулированных по амплитуде входным сигналом в растянутом масштабе времени. При этоммгновенному значению входного сигнала соответствует амплитуда сигнала переменного тока. Очень часто выходной сигнал такого усилителя может быть использован непосредственно для управления исполнительным устройством или для измерения; при необходимости его выпрямляют и тем воссоздают форму входного сигнала. При этоммгновенному значению входного сигнала соответствует амплитуда сигнала переменного тока. Очень часто выходной сигнал такого усилителя может быть использован непосредственно для управления исполнительным устройством или для измерения; при необходимости его выпрямляют и тем воссоздают форму входного сигнала. Действительно, доя диапазонамгновенных значений входного сигнала 100: 1 выходной сигнал узла if должен изменяться в диапазоне 100Р: 1, что уже при р 3 составляет 1 000 000: 1, т.е. является практически невыполнимой задачей. Цифровые измерители мощности с преобразователямимгновенных значений входных сигналов в частоту импульсов разработаны в ЛПИ [41]: и предназначены для системы контроля перераспределения токов активной мощности. Применение цифровых множительных устройств, в которых осуществляется перемножение кодов, представляющих мгновенные значения тока и напряжения, будет оправдано во многих практических задачах. Этому спо - СОбсТВуеТ ВНеДрСНИе В ПраКТИКу Приборостроения микропроцессоров, которые позволяют расширить возможности обработки информации. Представленные кодами мгновенные значения токов и напряжений смогут использоваться для вычисления многочисленных функционалов в стационарных и переходных режимах, для выработки управляющих воздействий. Цифровые измерители мощности с преобразователямимгновенных значений входных сигналов в частоту импульсов разработаны в ЛПИ [41] и предназначены для системы контроля перераспределения токов активной мощности. Применение цифровых множительных устройств, в которых осуществляется перемножение кодов, представляющих мгновенные значения тока и напряжения, будет оправдано во многих практических задачах. Этому способствует внедрение в практику приборостроения микропроцессоров, которые позволяют расширить возможности обработки информации. Представленные кодами мгновенные значения токов и напряжений смогут использоваться для вычисления многочисленных функционалов в стационарных и переходных режимах, для выработки управляющих воздействий. Выход рабочей точки, задаваемоймгновенным значением входного сигнала, на границу этого участка приводит к скачкам напряжения ( рис. 5.5, б) и тока в системе.В автоматических регуляторах мгновенного действия каждомумгновенному значению входного сигналасоответствует определенное значение коэффициента передачи. Амплитудные характеристики этих регуляторов нелинейны. Поэтому широкое применение таких устройств для регулирования уровня вещательных сигналов недопустимо. В звуковом вещании применяют лишь безынерционный ограничитель - пикосрезатель.

38.

Системы озвучения и звукоусиления представляют собой совокупность усилительных и электроакустических устройств, предназначенных для воспроизведения звукового сигнала и обеспечивающих хорошую слышимость на достаточно большой площади как в закрытых помещениях, так и на открытых пространствах. Звукоусиление применяют тогда, когда мощность первичного источника сигнала (оратора, певца, музыканта и т. п.) недостаточна для создания необходимого уровня сигнала на местах, занятых слушателями. В закрытых помещениях с нормальными акустическими условиями (отсутствие акустических дефектов помещения, невысокий уровень шума) звукоусиление, как правило, требуется при объемах свыше 2000 м³ и при расстояниях до слушателей свыше 25 м. В переглушенных помещениях и при высоком уровне шумов звукоусиление может понадобиться и при меньших объемах и расстояниях. Для передачи на открытом воздухе всегда применяют звукоусиление. Система звукоусиления отличается от системы озвучения наличием акустической обратной связи, обусловленной тем, что микрофон, принимающий сигнал для усиления, находится в звуковом поле громкоговорителей, излучающих усиленный сигнал. Поэтому система звукоусиления потенциально неустойчива и при некоторых условиях может перейти в режим генерации. В зависимости от расположения громкоговорителей по отношению к озвучиваемой площади системы озвучения и звукоусиления подразделяют на сосредоточенные, зональные и распределенные. В полярных координатах, центр которых совмещен с вершиной эллипса, характеристика направленности громкоговорителя с круглым выходным отверстием имеет вид

где е — эксцентриситет аппроксимирующего эллипса.

Рассмотрим распределение акустических уровней на площади, озвучиваемой рупорным громкоговорителем. Расположим громкоговоритель на высоте к над озвучиваемой поверхностью и направим его рабочую ось на наиболее удаленную точку поверхности А, расположенную на расстоянии г₀ от центра выходного отверстия громкоговорителя (точка О).

Эллиптическая диаграмма направленности громкоговорителя в вертикальной плоскости (рис. 5.2) построена в полярных координатах с центром в точке О по формуле г=г_о£>(0) для е=0,9 и

рис 5.2. Эллиптическая диаграмма направленности громкоговорителя в вертикальной плоскости озвучиваемой площади в форме эллипса. Поверхность диаграммы направленности рупора есть поверхность равных звуковых давлений (например, равных рзвл), поэтому на протяжение всей кривой наземного эллипса акустические уровни будут одинаковыми и равными Ыза Внутри площади надземного эллипса уровни будут больше. Вне зоны озвучения, в том числе и на участках, лежащих между наземным эллипсом и проекцией точки подвеса громкоговорителя на озвучиваемую поверхность, акустический уровень будет меньше, чем в удаленной точке А, т. е. это будет необслуживаемая зона. Существует точка (в данном случае В), в которой акустический уровень Л^_аЯ будет максимальным и неравномерность уровней звукового поля в пределах озвучиваемой площади АЫ_а—Ы_ав—При увеличении высоты подвеса громкоговорителя /г уменьшается и неравномерность звукового поля, однако при этом уменьшается и площадь наземного эллипса.

50.

Устройство работает следующим образом:
а) двигательный режим
При подаче трехфазного переменного напряжения от высоковольтной сети, например 6 кВ, на пространственно сдвинутые обкладки статорных конденсаторов 2, укрепленных на электроизоляторах 3, в зазоре 10 создают регулируемое вращающееся электрическое поле, которое постепенно с нарастанием частоты вращения поля увлекает за собой электретный ротор 1 синхронно с частотой вращения вектора электрического поля под действием Кулоновского силового взаимодействия гетероэлектретного ротора и соответствующей заряженной обкладки конденсатора. Емкостной ток статорных конденсаторов, потребляемый из сети 6, можно существенно снизить путем циркуляции электрических зарядов с фазы на фазу при переходе напряжения или тока данной фазы через нуль. Для этой цели в коммутаторе 8 существуют полностью управляемые быстродействующие вентили-ключи К1-К6. В момент перекачки заряда пластины 2-1 ключ К1 размыкают от сети 6, но замыкают ключ К4. Сигнал на такое переключение вырабатывает нуль-орган, входящий в состав схемы управления коммутатором 8-1 вместе с датчиками тока 8-2 и напряжения 8-3. Тогда ключами К1-К3 остается лишь компенсировать Джоулевые тепловые потери электрической машины. В результате кпд такой машины приближается к 100%.

Регулирование скорости ротора осуществляют изменением частоты и амплитуды выходного напряжения с блока 8 в функции датчика скорости 16.

б) генераторный режим
В этом режиме электретный ротор 1 принудительно вращают через вал 15.

На обкладка 2-1,2,3 статорных конденсаторов наводится электродвижущая сила, пропорциональная скорости вращения ротора 1, которая в случае превышения амплитуды сетевого напряжения через коммутатор 8 инвертирует генераторный электроток в сеть 6. Естественно, возможен и автономный генераторный режим получения электроэнергии от такой машины, тогда вместо электросети 6 должна быть включена электрическая нагрузка 4, частота индуктированного многофазного напряжения будет пропорциональна скорости вращения электрета, а коммутатор 8 может выполнять роль демодулятора и выпрямителя.

В связи с высокой напряженностью электрического поля существующих электретов (порядка 10-15 тысяч вольт на метр) и миллиметровыми рабочими вакуумированными зазорами между ротором и статором такой емкостной генератор является высоковольтным преобразователем энергии, следовательно, легким и экономичным, поскольку в его конструкции отсутствует дорогой и тяжелый магнитопровод, нет индуктивных обмоток, а тепловые потери при малых токах снижаются квадратично.

Линейный монорельсовый электротранспорт с электретной левитацией (фиг.6)
Оригинальный вариант реализации предлагаемого способа показан на фиг.6 в виде многофазного линейного электретно-емкостного двигателя поступательного движения с электретной подвеской относительно монорельса.

По существу, это устройство есть обращенная электрическая машина с внешним моноэлектретным ротором 1 и многофазным статором с размещенными на нем n-обкладками конденсаторов 2, уложенных через электроизолятор 3 на монорельс (не показан), к которым через проходные электроизоляторы 14 подводят многофазное высоковольтное напряжение регулируемой амплитуды и частоты от полупроводникового преобразователя 9.

Для создания левитации вагона с полезным грузом, жестко соединенного сверху ротора - электрета 1 (вагон на фиг.6 не показан), на изоляторе 3 монорельса поочередно-последовательно с обкладками конденсаторов 2 размещены моноэлектреты 17 одноименной полярности с электретом

62.

Микрофоны PMZ основаны на другом принципе. Они предназначены для работы на границе акустического пространства и устанавливаются на стене, на полу или на жесткой поверхности. На границе пространства отсутствует движение воздуха, и отраженный звук проявляется как изменение звукового давления, поэтому микрофон- приемник давления, расположенный на данной поверхности, может точно передать эти изменения. Микрофоны PZM считаются идеальными инструментами для записи звука в кино и видео, лекций, интервью, групповых дискуссий и т.п. Для записи сольного вокала в стиле поп или рок эти модели могут не подойти, так как их исключительная ясность и разборчивость может сыграть отрицательную роль. Безусловно, вам следует воспользоваться таким микрофоном, если вы собираетесь записывать классический хор; в случае же с сольным вокалом все зависит как от вокалиста, так и от стиля музыки, который сам по себе диктует определенное звучание голоса. В любом случае — не бойтесь экспериментировать, если в вашем распоряжении есть микрофон PZM! 86.

Коэффициент полезного действия системы определяется как отношение излучаемой акустической мощности к подводимой электрической [3.71:

Выражения (4.15) и (4.16) характеризуют КПД системы, находящейся в условиях свободного поля; КПД, определяемый в условиях полупространства, больше в 2 раза [3.7].

Акустические системы закрытого типа

Закрытый тип оформления, как было сказано выше, является одним из наиболее часто встречающихся в АС категории Ж—Ии Принцип действия систем этого типа известен с 30-х годов, а широкое распространение они получили в 50-х годах, когда появились низкочастотные громкоговорители компрессионного типа, предназначенные специально для работы в закрытых корпусах сравнительно небольшого объема. Эквивалентная акустическая и электрическая схемы системы закрытого типа даны на рис. 4.8,а и б. Норми рованная передаточная функция, полученная из анализа эквивалентной акустической схемы [4,9]:

Рис. 4 8 Эквивалентная схема системы закрытого типа: а) —'акустическая; б) электрическая соотношение гибкости подвеса и гибкости воздуха в закрытом корпусе.

Значения элементов эквивалентной электрической схемы:

Выражение для комплексной передаточной функции закрытой системы На (5) (4.17) позволяет в соответствии с выражениями (4.11) ... (4.13) рассчитать АЧХ, ФЧХ и ГВЗ закрытой системы в области низких частот и количественно оценить влияние иа них отдельных электромеханических параметров громкоговорителя.

На рис. 4.9,с изображены нормированные АЧХ закрытой системы для разных значений полной добротности громкоговорителя в

Рис. 4.9. Нормированные АЧХ (а) и зависимость амплитуды смешения диффузора от частоты (б) закрытой системы.

/ — полная добротность системы Ятс^шЬ ^~Ятс~0,707, 3 — $_гс-0,5

корпусе — С,}тс. При (}тс<0,707 АЧХ иосят гладкий характер, при <2тс>0,707 на АЧХ появляется максимум. Значение Qтc—0,707 соответствует максимально гладкой АЧХ, аппроксимированной по Баттерворту [4.9].

Анализ эквивалентной акустической н электрической схем закрытой системы позволяет, кроме того, рассчитать такие важные характеристики, как зависимость от частоты амплитуды смещения подвижной системы громкоговорителя, коэффициент полезного действия, электрическую мощность, ограниченную допустимой амплитудой смещения подвижной системы, максимальную акустическую мощность и характеристику смещения подвижной системы Г4.91:

достигается в отсутствие механических потерь в подвесе громкоговорителя (т. е. при СЬмс^«>), при суммарной добротности <3гс= »*1,1» что соответствует АЧХ с максимумом около 2 дБ и наличии идеального изотермического режима, обеспечиваемого при заполнении .внутреннего объема звукопоглощающим веществом с бесконечно большой теплоемкостью, а процесс сжатия и расширения воздуха в корпусе происходит прн постоянной температуре.

98.

Звуковые оповещатели — устройства для трансляции звуковых сигналов тревоги в случае пожара или других внештатных ситуаций на охраняемом объекте. Они интегрируются в аппаратный комплекс системы оповещения и могут быть активизированы как вручную диспетчером, так и автоматически. В зарубежной литературе такие системы называют Public Address Systems.

Они изначально проектируются с учетом повседневного применения, например, трансляции фоновой музыки и служебных сообщений, а при возникновении чрезвычайной ситуации в автоматическом режиме и с абсолютным приоритетом происходит речевое оповещение людей по заранее заданному алгоритму.

Перечень функциональных возможностей достаточно велик. Поэтому каждый состав оборудования для построения аппаратного комплекса проектируется для конкретного объекта и решает свои задачи. В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с работой подобных систем - звуковая реклама и фоновая музыка в супермаркетах, громкая связь на вокзалах и в аэропортах, трансляционная сеть стадиона и гостиницы.

Классификация систем звукового оповещения.

По типу:

· Ручные и автоматические.

· Однозоновые и многозоновые.

· Одноканальные и многоканальные.

По назначению:

· Объектовые, или локальные системы оповещения (ОСО).

· Централизованные системы оповещения (ЦСО).

110.

В зависимости от назначения (высококачественное усиление речи и музыки, озвучение улиц парков, площадей, усиление сиг­налов оповещения в условиях повышенных шумов и т. п.) системы озвучения и звукоусиления должны удовлетворять не только об­щим требованиям (полоса воспроизводимых частот, частотные и нелинейные искажения), но и некоторым специальным. В частно­сти, система озвучения и звукоусиления на озвучиваемой площади должна обеспечить необходимый уровень звукового поля (акусти- 148

ческий уровень), допустимую неравномерность его, слитность зву­чания, локализацию источников звука, понятность речи.

Необходимый уровень звукового поля Na зависит от назначе­ния систем озвучения и звукоусиления. Высококачественные си­стемы работают при малых уровнях шума (40...45 дБ). В таких системах максимальный акустический уровень Na определяется из условия естественности звучания первичных источников сигна­ла. Поэтому при воспроизведении музыкальных программ необхо­димо обеспечить на местах слушателей Na = 90...94 дБ (такой уровень развивает симфонический оркестр в (10... 12)-м рядах партера), а при усилении речи — 80...86 дБ, что примерно соот­ветствует акустическому уровню, создаваемому оратором на рас­стоянии 1... 1,5 м.

В тех случаях, когда система озвучения должна создавать лишь музыкальный фон (например, в парках и других местах мас­сового отдыха), который не должен мешать нормальному разгово­ру, акустический уровень необходимо ограничить 65... 75 дБ. Не­обходимые акустические уровни для речевых передач определяют­ся понятностью речи (см. § 5.6), вследствие чего их не нормируют.

Неравномерность звукового поля ANa — разность между мак­симальным и минимальным акустическими уровнями на озвучи­ваемой площади. Неравномерность звукового поля зависит от двух факторов: распределения уровней прямого звука и интерфе­ренцией звуковых волн, приходящих от разных излучателей. В ре­зультате акустический уровень на всей озвучиваемой площади имеет разное значение. При воспроизведении музыки принимается предельное значение ANa^6 дБ, при воспроизведении речи ANa^ <8 дБ.

Слитность звучания — отсутствие заметного или мешающего эхо. Эхо может появиться, если к слушателю будут приходить не­сколько звуковых сигналов с запаздыванием во времени. Для му­зыкальных передач эхо не должно быть заметно. Для речевых пе­редач эхо может быть заметно, но не должно снижать понятности речи. Слитность звучания обеспечивается определенными соотно­шениями уровней прямого и запаздывающих сигналов с разным временем запаздывания (см. гл. 2).

Локализация источников звука — слуховое ощущение местона­хождения кажущегося источника звука. Наилучшее восприятие звучаний получается при совпадении зрительного образа со слу­ховым.

122.