Системи за разпространение на звукови съобщенияНовите системи станаха многофункционални, компютъризирани и са част от системата за сигурност на обектите. Те се използват и за сигнално-охранителна дейност, управление на критични ситуации и много други дейности. Наличието на жична връзка между устройствата прави комуникацията много по-успешна и независима от основното електрозахранване и конкретните обстоятелства. В тази статия ще се спрем накратко на вградените системи за разпръскване на звукови съобщения и сигнали и ползата от тях.
текст инж. Петър Петров
Съвременните сгради и комплекси от сгради имат десетки жични и безжични системи за предаване на електронни сигнали, които може да са както аналогови, така и цифрови. От всичките тях изглежда още десетки години ще има поне две системи, които ще останат с жична аналогова връзка между устройствата, които ги изграждат. Очевидно е, че първата система е електрическата мрежа на сградата и не толкова очевидно е, че най-вероятно втората ще е вградената система за разпръскване на звукови съобщения и сигнали (ВСРЗСС). Интересното е, че тези две системи имат едни и същи цели и използват едни и същи принципи, независимо, че имат различни параметри. И двете трябва да доставят определена мощност на значително разстояние с минимални загуби. И двете използват трансформатори, за да постигнат това и за да осигурят висока надеждност, малки загуби и гъвкавост на приложенията.
Има тенденция електрическата мрежа да се използва и за разпръскване на звукови съобщения и управляващи сигнали, но засега няма да се спираме на тази възможност. От друга стана ВСРЗСС стават все по-многофункционални и интелигентни. Нека разгледаме ВСРЗСС и да видим какви са основанията да се предполага, че тези системи ще продължават да се развиват и използват масово дори в ерата на безжичните комуникации и интернет.
Основни характеристики
В идеалния случай дешифрирането на всеки термин би трябвало да е лесно дори и за неспециалист в съответната област. Освен това от термините се очаква да не са подвеждащи. В много случаи това не е така. ВСРЗСС се наричат обикновено на английски език Constant Voltage Speaker System или Constant Voltage Distributed Speakers System, което може да се преведе свободно като система от високоговорители с постоянно напрежение или като разпределена система от високоговорители, използващи постоянно по ниво напрежение. Терминът е популярен, но е неточен и дори подвеждащ, защото напрежението по свързващите проводници между усилвателя/усилвателите на мощност и високоговорителите/тонколоните не е постоянно нито по ниво и нито по полярност. То се променя в зависимост от амплитудата на усилвания сигнал, така както се променя и амплитудата във всяка звукова инсталация. Понякога се използва и терминът Public Announcement Systems – системи за публични съобщения. Използват се термините Public Address System и PA systems, които отразяват само част от възможностите на тези системи.
Как да определим тогава тези системи? Основната характеристика на по-качествените системи от този тип, е че както усилвателите на мощност така и озвучителните тела са отделени от свързващите проводници със звукови трансформатори. Това е гаранцията за галваничната изолация на всички устройства от линията и за високата надеждност на цялата система, която на практика е много трудно да бъде подтисната или повредена. И така може да се каже че в повечето случай става дума за разпределени звукови системи с трансформаторно развързване на устройствата, които са предназначени за озвучаване на значителни площи. Тази интензивна употреба на трансформатори за звукови честоти утежнява и оскъпява системата, но я прави изключително гъвкава и устойчива на външни въздействия, включително и на злоумишлени действия. За по-малките и по-евтини системи има и безтрансформаторни варианти на подобни системи.
Втората основна характеристика на ВСРЗСС е, че те по аналогия с електрическата мрежа доставят почти постоянна мощност във всяка точка от инсталацията и това донякъде оправдава термина Constant Voltage Speaker System. Усилвателите, използвани в тези системи, достигат максималната си мощност при напрежението, за което е проектирана инсталацията, например ако усилвателят е с мощност 350W, а линията е с напрежение 110V, то е сигурно, че когато усилвателят развие максималната си мощност от 350W, напрежението върху линията ще бъде 110V. Важното е, че това напрежение ще остане постоянно (константно), независимо от броя на включените чрез трансформатори озвучителни тела и това ще бъде така, докато не се достигне максималната мощност на усилвателя. Ако усилвателят се претовари, напрежението по линията ще спадне или дори ще се задействат системите за защита на усилвателя и товарът ще се изключи. Озвучителните тела са групирани по определен начин и един усилвател може да захранва една или повече групи чрез общ или чрез отделни звукови трансформатори. Съществува и случай, когато няколко усилвателя работят върху един изходен трансформатор за получаване на по-голяма мощност.
Висококачествените ВСРЗСС са скъпи и полезни съоръжения. Например те са устойчиви на злоумишлени действия, аварии и естествени катастрофи. Често пъти те са захранени от непрекъсваеми токозахранвания и не зависят от основното мрежово захранване на сградата или съоръженията, в които са разположени. Развитието на полупроводниковата технология доведе до създаване на транзисторни звукови усилватели с мощност стотици ватове или дори киловати, които могат да работят и от локални акумулатори и по този начин да са напълно автономни за необходимото време. ВСРЗСС са устойчиви на нарочни или случайни къси съединения по елементите на звуковата мрежа. Например окъсяване на един изходен контакт ще изведе от строя в най-лошия случай клонът, в които е включен контакта, но не и цялата система. Основните усилватели на ВСРЗСС е много трудно или дори напълно невъзможно да бъдат заглушени или подтиснати чрез подаване на сигнали от контактна точка в някоя част от звуковата мрежа. А това означава че студиото, което управлява мрежата, винаги ще има контрол върху нея.
Изключването, или повреждането на няколко озвучителни тела, обикновено няма тежки последици за ВСРЗСС, тъй като тя е проектирана така че до една озвучавана точка да достигат сигналите от няколко високоговорителя и едва ли е възможно всичките те да се извадят строя. Част от системите имат контролни микрофони и други средства, чрез които могат да открият дали всички озвучителни тела работят нормално. Контактите на ВСРЗСС, където се включват озвучителните тела, обикновено са труднодостъпни за злоумишлени действия и лесни за проверка. Силата на сигнала от озвучителните тела може да се регулира локално, но не винаги може да се изключва напълно, което гарантира, че звуковите съобщения винаги ще бъдат приети.
След изграждане на инсталацията има още един етап за оценка или дори препроектиране, защото акустичните характеристики на окончателния вид на помещенията може да се окаже различен от очаквания. Монтажът и доработката на ВСРЗСС може да изисква строително-монтажни дейности и преработка на проекта за вътрешна архитектура на помещенията.
Най-добрите ВСРЗСС, използвани в концертни и конгресни зали, театри, опери и на други подобни места, са почти невидими. Инсталациите и акустичните тела обикновено се вграждат в стените, тавана, определени мебели включително и столове и седалки и изобщо навсякъде, където се счете за необходимо. Дори и озвучителните тела под формата на тонколони да се виждат понякога, което е характерно при по-евтините и по-набързо изградени системи, то системата като цяло трябва да създава впечатление че звукът идва от водещия, изпълнителя, оратора или от сцената, а не от тонколоните или високоговорителите. Това е голям проблем защото в помещенията може да има движещи се хора, преместване на мебели, понякога се поставят и временни заграждения и завеси и т.н. и всичко това променя акустиката за залата. Ето защо понякога озвучителните системи имат и обратна връзка в смисъл, че отчитат моментната акустика на помещенията, за да настроят параметрите си с цел да постигнат определени зададени цели. Понякога има и оператор, който ръчно настройва системата според обстоятелствата. А това може да се окаже и оскъпяващ фактор за системата.
Конфигурации
Съществуват множество реализации на ВСРЗСС, които имат различни параметри и се прилагат в зависимост от целите и ангажираните средства. По-долу ще кажем няколко думи за трите основни конфигурации.
Конфигурацията с пълна директна връзка не използва никакви трансформатори между усилвателя на мощност и озвучителните тела. Тя е най-евтина, но и най-уязвима и е приложима за системи с малък брой озвучителни тела и на малки разстояния. При тази основна конфигурация високоговорителите са най-често от един и същи тип се свързват с проводници с широко сечение, което прави инсталацията по-скъпа.
Конфигурацията с трансформаторна връзка на озвучителните тела и безтрансформаторна връзка на усилвателя е компромисно решение между цена и сигурност. Тя се използва тъй като висококачествените звукови трансформатори за мощности над около 600W са или много скъпи, или неподходящи, или просто липсват на пазара и трябва да се правят по поръчка.
Конфигурацията с двойна трансформаторна връзка е най-скъпа, но и най-устойчива. При нея всички усилватели и всички озвучителни тела са изолирани от линията с трансформатори. Тук енергийните загуби са най-големи и цената е най-висока. Тази конфигурация е доста точен аналог на електрическата мрежа, но използвана за звукови цели.
Напреженията във ВСРЗСС бяха общо взето безопасни за човека. При първите системи те бяха 25V, 30V, 35V и 50V (ефективни стойности). След това се премина към системи за 70.7V (наричани понякога 70V) и 110V. Първата от тези системи получи масово разпространение в САЩ, а втората в Европа. До тук напреженията бяха общо взето безопасни. Изискванията за по-големи мощности доведоха до системи за 150V, 210V, 250V и т.н. Тъй като мощностите са стотици ватове и дори киловати, то тези системи вече може да представляват опасност за здравето и живота на хората.
Усилвателите на повечето ВСРЗСС имат външни изходни звукови трансформатори, които се избират в зависимост от максималното напрежение и мощност, за които са проектирани системите. Цената на тези трансформатори е сравнително висока, особено в по-висококачествените системи. Усилвателите обикновено са моно с изходна мощност от около 10W до около 600W, като системи с усилватели над 600W са по-скоро рядкост. Големите системи съдържат индивидуални усилватели на всеки контур (зона), което ги прави по-надеждни. Част от усилвателите работят в мостово или паралелно свързване с цел да се осигури по-голяма надеждност или мощност.
Най-общо казано озвучителните тела за по-високо напрежение може да се включат в инсталация с по-ниско напрежение и ще развият по-малка мощност. Например озвучителни тела за инсталация за 70V ще работят без проблеми в инсталация за 30V. Обратното обаче обикновено не е вярно. Ако озвучително тяло за 70V се включи в инсталация за 110V, то в най-лекия случай ще се получават изкривявания на звука при по-големите мощности, а в по-тежките случаи ще се повреди тялото.
Приложения
Едва ли може да си представим комерсиалния успех на супермаркети, хипермаркети, молове и други големи търговски обекти без ВСРЗСС. Тези обекти имат собствени студия и дори понякога и малки радиостанции, покриващи територията на обекта със звукови и телевизионни програми. Изключването на ВСРЗСС на обекта обикновено прави обстановката по-тягостна и клиентите ще побързат да го напуснат с по-малко покупки. Освен това всички сме чували напомнящите съобщения за поредната промоция и много от нас са бързали към съответния щанд за да се възползват от нея. В даден момент в големите търговски обекти може да има хиляди посетители от различни възрасти и в различно състояние, чието ефективно управление по време на критична ситуация е невъзможно без ВСРЗСС. Мощностите на системите може да са киловати и да са с буферно захранване за поне четвърт час, което да се използва при освобождаване на обекта при отпаднало мрежово захранване.
Стадионите са предпочитани места за спортни прояви, концерти, политически митинги и други масови прояви. Една от основателните причини, е че те предлагат възможности за контролиран достъп и лесно следене и управление на присъстващите. Провеждането на мероприятията обаче е невъзможно без висококачествена ВСРЗСС, която да привлича и задържа вниманието на посетителите. За решаване на задачата се поставят както постоянни инсталации за разпространение на картини и звук така и временни такива, като между двете трябва да има отличен синхрон за да бъде управлението на тълпата ефективно.
Състезателни трасета за автомобили, камиони, мотоциклети и велосипеди и изобщо за всякакви превозни средства от всякакъв тип представляват огромно предизвикателство за инсталирането на ВСРЗСС. Дължината на озвучаваните чрез жична връзка трасета може да бъде повече от 30km, необходимите мощности може да са десетки киловати, а климатичните изисквания може да варират в големи граници. Освен това се изисква и висококачествено разпръскване както на говор така и на музикални програми с широк спектър.
Огромните модерни концертни и конгресни зали, опери и театри едва ли биха могли да съществуват без ВСРЗСС. Анализът на строителните планове с инсталациите на тези помещение може да покаже че в тях има десетки микрофони и хиляди високоговорители и озвучителни тела, монтирани по такъв начин че да създават на всеки слушател или зрител впечатлението, че сигналът идва директно от сцената и е с достатъчно ниво и качество.
Големите лекционни зали трябва да осигуряват отлична чуваемост и разбираемост при всякакъв брой слушатели, при всякакви комбинации от отворени и затворени прозорци и при всякакъв режим на работа на климатичната инсталация. Това обикновено налага изграждане на интелигентна ВСРЗСС, управлявана от малко студио свързано със съответната зала.
Всички видове гари и терминали, като например железопътни, автобусни, аерогари, пристанищни терминали и т.н., имат нужда от ВСРЗСС за да функционират нормално.
Най-общо казано ВСРЗСС остават жични и аналогови, т.е. старомодни, класически и сигурни. Те обаче обхващат много широк клас от устройства. В най-ниския и евтин клас са обикновените комбинирани звукови уредби, които се намират в кабинета на някое отговорно лице във фирмата и съдържа радио, предусилвател/смесител с няколко входа и усилвател с мощност от няколко десетки вата. Такива уредби обслужват до няколко десетки маломощни озвучителни тела.
В по-големите фирми със стотици и дори хиляди служители има добре обзаведено локално студио способно не само да приема и разпространява радио и телевизионни програми, но и да произвежда местни такива за вътрешна и външна употреба. В този случай ВСРЗСС са важна част от културния живот на фирмата и подпомагат редица мероприятия с развлекателен и социален характер.
Масовият стремеж към дигитализация и въвеждате на интернет протоколи и подобни на тях на ниво едва ли не всички домакински и промишлени устройства не подминава и ВСРЗСС и затова част от устройствата, които ги изграждат, са компютъризирани.
Всяко специфично приложение на ВСРЗСС изисква и индивидуално проектиране а понякога и специализиран хардуер и софтуер независимо от факта, че всички тези системи използват общи принципи.
Съществуват все по-голям брой обекти, чието действие или икономическа ефективност са поставени под въпрос без ВСРЗСС. Един пример, с който се сблъскваме почти ежедневно, са хипермаркетите и моловете. Изключването на ВСРЗСС в тези обекти би се отразило негативно и затова те работят постоянно. Проводниците на ВСРЗСС са скъпи и затова се използват от няколко системи, например те се използват и за сигнално-охранителна и пожаро-известителна дейност, което увеличава ефективността на инвестициите в системата. ВСРЗСС станаха малогабаритни, високоефективни и понякога и по-евтини. Всичко това определя много добри перспективи за тяхното по-нататъшно развитие, усъвършенстване и специализиране.
У нас имаше много добри традиции в производството и използването на ВСРЗСС, високоговорители и всякакви озвучителни тела както са сгради така и за превозни средства. Все по-масовото навлизане на ВСРЗСС изглежда неизбежно. То е полезно както при нормалната експлоатация на обектите, така и при управлението на критични ситуации. Освен това е и широко поле за действие на български производители и инстасталиращи и поддържащи фирми.26/05/2013 |
