Система громкой связи (или система громкой связи ) — это электронная система, состоящая из микрофонов, усилителей, громкоговорителей и сопутствующего оборудования. Он увеличивает видимую громкость (громкость) человеческого голоса, музыкального инструмента или другого источника акустического звука, а также записанного звука или музыки. Системы громкой связи используются в любом общественном месте, где требуется, чтобы диктора, исполнителя и т. д. было достаточно слышно на расстоянии или на большой площади. Типичные области применения включают спортивные стадионы, транспортные средства и сооружения общественного транспорта, а также площадки и мероприятия с живой или записанной музыкой. Система громкой связи может включать в себя несколько микрофонов или других источников звука, микшерный пульт для объединения и изменения нескольких источников, а также несколько усилителей и громкоговорителей для большей громкости или более широкого распространения.
Простые системы громкой связи часто используются в небольших помещениях, таких как школьные аудитории, церкви и небольшие бары. Системы громкой связи с множеством динамиков широко используются для объявления объявлений в общественных, институциональных и коммерческих зданиях и местах, таких как школы, стадионы, а также на пассажирских судах и самолетах. Системы внутренней связи, установленные во многих зданиях, имеют как динамики по всему зданию, так и микрофоны во многих комнатах, чтобы жильцы могли реагировать на объявления. Системы громкой связи и внутренней связи обычно используются как часть системы экстренной связи .
Термин « система звукоусиления» обычно означает систему громкой связи, используемую специально для живой музыки или других выступлений. [1] В Великобритании любую систему громкой связи иногда в разговорной речи называют Tannoy , в честь одноименной компании, ныне принадлежащей TC Electronic Group, которая поставляла многие системы громкой связи, использовавшиеся ранее в Великобритании. [2]
Начиная с эпохи Древней Греции и до девятнадцатого века, до изобретения электрических громкоговорителей и усилителей, люди, выступавшие перед большой аудиторией, использовали диффузоры мегафонов , чтобы их голос больше распространялся на большое пространство или группу. Мегафоны, как правило, представляют собой портативные, обычно ручные, акустические рожки конической формы , используемые для усиления голоса человека или других звуков и направления их в заданном направлении. Звук вводится в узкий конец мегафона, если поднести его к лицу и говорить в него. Звук выходит из широкого конца конуса. Пользователь может направить звук, направив широкий конец конуса в определенном направлении. В 2020-х годах черлидинг — одна из немногих сфер, где для передачи голоса все еще используется конус в стиле девятнадцатого века. Устройство еще называют «говорящей трубой», «мегафоном» или «громким рупором».
В 1910 году компания «Automatic Electric Company» из Чикаго, штат Иллинойс, уже являвшаяся крупным поставщиком автоматических телефонных коммутаторов, объявила о разработке громкоговорителя, который продавалась под названием « Automatic Enunciator» . Президент компании Джозеф Харрис предвидел множество потенциальных применений, и в первоначальной рекламе подчеркивалась ценность изобретения как системы громкой связи в отеле, позволяющей людям во всех общественных помещениях слышать объявления. [3] В июне 1910 года первая «полупубличная» демонстрация была проведена для репортеров газет в здании компании «Автоматическая электрическая компания», где голос говорящего передавался в громкоговорители, расположенные в дюжине мест «по всему зданию». [4]
Некоторое время спустя в Чикаго была основана компания «Автоматические дикторы» для продвижения нового устройства на рынке, после чего последовала серия рекламных инсталляций. [5] В августе 1912 года на водном карнавале, проводимом в Чикаго Ассоциацией яхтенных и моторных лодок Америки, была установлена большая наружная инсталляция. Семьдесят два громкоговорителя были установлены парами с интервалом в сорок футов (12 метров) вдоль доков, охватывая в общей сложности полмили (800 метров) трибун. Система использовалась для объявления отчетов и описаний гонок, проведения серии выступлений о «Плане Чикаго» и обеспечения музыки между гонками. [6]
В 1913 году на бейсбольном стадионе Комиски-Парк в Чикаго было установлено несколько устройств, предназначенных как для объявлений, так и для создания музыкальных интерлюдий, [7] цитируя слова Чарльза А. Комиски: «День человека с мегафоном в нашем парке прошел. ." Компания также создала экспериментальную службу под названием Musolaphone , которая использовалась для передачи новостей и развлекательных программ домашним и деловым абонентам в южной части Чикаго, [8] но эта попытка продлилась недолго. Компания продолжала продавать устройства для объявления объявлений в таких учреждениях, как больницы, универмаги, фабрики и железнодорожные станции, хотя в 1926 году компания автоматических дикторов была распущена. [5]
Питер Дженсен и Эдвин Придэм из Magnavox начали экспериментировать с воспроизведением звука в 1910-х годах. Работая в лаборатории в Напе, Калифорния , они подали первый патент на громкоговоритель с подвижной катушкой в 1911 году . [9] Четыре года спустя, в 1915 году, они построили динамический громкоговоритель со звуковой катушкой диаметром 1 дюйм (2,5 см) . Гофрированная диафрагма диаметром 3 дюйма (7,6 см) и рупор размером 34 дюйма (86 см) с апертурой 22 дюйма (56 см). Электромагнит создавал магнитное поле напряженностью примерно 11 000 Гаусс . [9]
В их первом эксперименте использовался угольный микрофон . Когда к системе была подключена батарея 12 В, они испытали один из первых примеров акустической обратной связи , [9] типично нежелательного эффекта, часто характеризующегося высокими звуками. Затем они разместили громкоговоритель на крыше лаборатории и утверждают, что усиленный человеческий голос можно было услышать на расстоянии 1,6 км. [9] Дженсен и Придэм усовершенствовали систему и подключили к громкоговорителю фонограф , чтобы он мог транслировать записанную музыку. [10] Они делали это несколько раз, в том числе один раз в лаборатории Напы, на Панамско -Тихоокеанской международной выставке [9] и 24 декабря 1915 года в мэрии Сан-Франциско вместе с мэром Джеймсом Рольфом . [10] Эта демонстрация была официальной презентацией работающей системы, и около 100 000 человек собрались, чтобы послушать рождественскую музыку и речи «с абсолютной отчетливостью». [9]
Первая внешняя трансляция состоялась неделю спустя, снова под контролем Дженсена и Придэма. [1] [11] 30 декабря, когда губернатор Калифорнии Хайрам Джонсон был слишком болен, чтобы произнести речь лично, в Civic Auditorium в Сан-Франциско были установлены громкоговорители , соединенные с домом Джонсона в нескольких милях от него кабелем и микрофоном. откуда он произнес свою речь. [9] Дженсен наблюдал за тем, как губернатор использовал микрофон, а Придэм управлял громкоговорителем.
В следующем году Дженсен и Придэм подали заявку на патент на то, что они назвали своим «фонографом с увеличением звука». В течение следующих двух лет они разработали свой первый ламповый усилитель. В 1919 году он был стандартизирован как трехкаскадный усилитель мощностью 25 Вт. [9]
Эту систему использовал бывший президент США Уильям Говард Тафт во время речи в Грант-Парке , Чикаго , и впервые применил нынешний президент, когда Вудро Вильсон обратился к 50 000 человек в Сан-Диего, Калифорния . [11] [12] Речь Вильсона была частью его общенационального турне по содействию созданию Лиги Наций . [13] Оно состоялось 9 сентября 1919 года на Городском стадионе . Как и в случае с инсталляцией в Сан-Франциско, Дженсен контролировал микрофон, а Придэм — громкоговорители. Уилсон говорил в два больших рупора, установленных на его платформе, которые передавали его голос в микрофон. [13] Подобные системы использовались в последующие годы Уорреном Г. Хардингом и Франклином Д. Рузвельтом . [9]
К началу 1920-х годов Маркони основал отдел по громкой связи и начал производить громкоговорители и усилители, чтобы удовлетворить растущий спрос. [9] В 1925 году Георг V использовал такую систему на выставке Британской империи , обращаясь к 90 000 человек через шесть громкоговорителей дальнего действия. [9] Публичное использование громкоговорителей привлекло внимание к возможностям такой технологии. На конкурсе Королевских ВВС 1925 года на аэродроме Хендон использовалась система Маркони, чтобы позволить диктору обращаться к толпе, а также усиливать звучание оркестра. [9] В 1929 году на гонке «Шнайдер Трофи» в Калшот-Спит использовалась система громкой связи с 200 рожками общим весом 20 тонн . [9]
Инженеры изобрели первые громкие и мощные усилители и акустические системы для систем громкой связи и кинотеатров . Эти большие акустические системы и звуковые системы для кинотеатров были очень большими и очень дорогими, поэтому большинство гастролирующих музыкантов не могли их использовать. После 1927 года портативные акустические системы меньшего размера с питанием от сети переменного тока, которые можно было подключить к обычной сетевой розетке, «быстро стали популярными среди музыкантов»; действительно, «... Леон МакОлифф (с Бобом Уиллсом ) все еще использовал угольный микрофон и портативную акустическую систему даже в 1935 году». В конце 1920-х - середине 1930-х годов небольшие портативные акустические системы и гитарные комбо-усилители были довольно похожими. Эти ранние усилители имели «один регулятор громкости и одно или два входных разъема, динамики с полевой катушкой» и тонкие деревянные корпуса; Примечательно, что эти ранние усилители не имели регуляторов тембра или даже выключателя. [14] Портативные акустические системы, которые можно было подключать к настенным розеткам, появились в начале 1930-х годов, когда появление электролитических конденсаторов и выпрямительных ламп позволило создать экономичные встроенные источники питания, которые можно было подключать к настенным розеткам. Раньше для усилителей требовались тяжелые аккумуляторные блоки.
В 1960-х годах версия мегафона с электрическим усилителем, в которой использовались громкоговоритель, усилитель и сложенный рупор, в значительной степени заменила базовый мегафон конической формы. Небольшие портативные электрические мегафоны с батарейным питанием используются пожарными и спасателями, полицией, протестующими и людьми, выступающими перед аудиторией на открытом воздухе. Во многих небольших портативных моделях микрофон устанавливается на задней стороне устройства, и пользователь подносит мегафон ко рту, чтобы использовать его, и нажимает спусковой крючок, чтобы включить усилитель и громкоговоритель. Более крупные электрические мегафоны могут иметь микрофон, прикрепленный с помощью кабеля, что позволяет человеку говорить, не закрывая лицо расширяющимся рупором.
Простейшие и самые маленькие системы громкой связи состоят из микрофона, усилителя и одного или нескольких динамиков. Системы громкой связи этого типа, часто обеспечивающие мощность от 50 до 200 Вт, часто используются в небольших помещениях, таких как школьные аудитории, церкви и сцены кафе. Небольшие системы громкой связи могут распространяться на все здание, например ресторан, магазин, начальную школу или офисное здание. Источник звука, такой как проигрыватель компакт-дисков или радио, может быть подключен к системе громкой связи, чтобы музыка могла воспроизводиться через систему. Меньшие по размеру системы на 12 В с батарейным питанием могут быть установлены в таких транспортных средствах, как туристические автобусы или школьные автобусы, чтобы гид и / или водитель могли разговаривать со всеми пассажирами. Портативные системы могут работать от батареи и/или питаться от подключения системы к электрической розетке. Они также могут использоваться людьми, обращающимися к небольшим группам, например, на информационных сессиях или групповых собраниях. Системы с батарейным питанием могут использоваться гидами, которые разговаривают с клиентами во время пешеходных экскурсий.
Системы громкой связи состоят из источников входного сигнала (микрофоны, устройства воспроизведения звука и т. д.), усилителей , оборудования управления и контроля (например, светодиодных индикаторов, измерителей уровня громкости, наушников) и громкоговорителей . Обычные входы включают микрофоны для речи или пения, прямой вход от музыкальных инструментов и устройство воспроизведения записанного звука. В неэффективных приложениях может существовать система, которую операторы или автоматизированное оборудование используют для выбора из ряда стандартных заранее записанных сообщений. Эти источники входного сигнала подаются на предусилители и маршрутизаторы сигналов, которые направляют аудиосигнал в выбранные зоны объекта (например, только в одну часть школы). Предварительно усиленные сигналы затем поступают в усилители. В зависимости от местной практики эти усилители обычно усиливают аудиосигналы до линейного уровня динамиков 50 В, 70 В или 100 В. [15] Оборудование управления контролирует усилители и линии громкоговорителей на наличие неисправностей еще до того, как они достигнут громкоговорителей. Это оборудование управления также используется для разделения зон в системе громкой связи. Громкоговоритель преобразует электрические сигналы в звук.
Некоторые системы громкой связи имеют динамики, которые охватывают более одного здания, охватывая весь кампус колледжа, офис или промышленную площадку или весь открытый комплекс (например, спортивный стадион). Большая система громкой связи также может использоваться в качестве системы оповещения во время чрезвычайной ситуации.
Системы громкой связи по размеру и подходу к сабвуферу
[16]
В некоторых телефонных системах частных телефонных станций (УАТС) используется средство пейджинговой связи, которое действует как связующее звено между телефоном и усилителем мощности. В других системах пейджинговое оборудование не встроено в телефонную систему. Вместо этого система включает в себя отдельный пейджинговый контроллер, подключенный к магистральному порту телефонной системы. Доступ к пейджинговому контроллеру осуществляется либо по назначенному телефонному номеру, либо по линии центрального офиса. Во многих современных системах функция пейджинга интегрирована в телефонную систему, поэтому система может отправлять объявления на динамики телефона.
Многие предприятия розничной торговли и офисы предпочитают использовать телефонную систему в качестве единственной точки доступа к пейджинговой системе, поскольку ее функции интегрированы. Многие школы и другие более крупные учреждения больше не используют большие и громоздкие микрофонные системы громкой связи и перешли на пейджинговую телефонную систему, поскольку доступ к ней можно получить из разных точек школы.
PA over IP относится к системам пейджинга и внутренней связи PA , которые используют сеть Интернет-протокола (IP) вместо центрального усилителя для распределения аудиосигнала по местам пейджинга в здании или кампусе или где-либо еще в пределах досягаемости IP-сети. , включая Интернет. Для обеспечения функции связи используются сетевые усилители и устройства внутренней связи. В конце передачи компьютерное приложение передает цифровой аудиопоток через локальную сеть, используя звук со входов звуковой карты компьютера или из сохраненных аудиозаписей. На принимающей стороне специализированные модули внутренней связи (иногда называемые IP-динамиками ) принимают эти сетевые передачи и воспроизводят аналоговый аудиосигнал. Это небольшие специализированные сетевые устройства, адресуемые по IP-адресу, как и любой другой компьютер в сети. [17]
Системы громкой связи беспроводной мобильной телефонии (WMT) относятся к системам громкой связи и системам внутренней связи, в которых используется любая форма системы беспроводной мобильной телефонии, такая как сети GSM, вместо централизованного усилителя для распределения аудиосигнала по местам пейджинговой связи в здании или кампусе, или Другое место. Мобильные сети GSM используются для обеспечения функции связи. В конце передачи с ним может связываться телефон PSTN, мобильный телефон, телефон VOIP или любое другое устройство связи, которое может получать доступ и совершать аудиовызовы на мобильную SIM-карту GSM. На принимающей стороне приемопередатчик GSM принимает эти сетевые передачи и воспроизводит аналоговый аудиосигнал через усилитель мощности и динамик. Впервые это было сделано Стивеном Робертом Пирсоном из Ланкашира, Англия, которому были предоставлены патенты на системы, которые также включают в себя функции управления. Использование сети WMT (GSM) означает, что объявления в реальном времени могут быть сделаны в любой точке мира, где есть соединение WMT. Патенты охватывают все формы WMT, т.е. 2G, 3G, 4G…××G. Британская компания Remvox Ltd (Remote Voice experience) получила лицензию на разработку и производство продуктов на основе этой технологии.
Система громкой связи по длинной линии (LLPA) — это любая система громкой связи с распределенной архитектурой, обычно охватывающая широкую географическую территорию. Системы этого типа обычно встречаются в железнодорожном транспорте, легкорельсовом транспорте и метрополитене и позволяют запускать объявления из одного или нескольких мест в остальную часть сети по устаревшим медным каналам с низкой пропускной способностью, обычно по линиям PSTN с использованием модемов DSL или таким средствам связи. как оптоволокно , GSM-R или сети на базе IP. [18]
Железнодорожные системы обычно имеют интерфейс с сервером системы информации о пассажирах (PIS) на каждой станции. Они связаны с описаниями поездов, которые указывают местоположение подвижного состава в сети с помощью датчиков на путевом сигнальном оборудовании. PIS вызывает сохраненное сообщение для воспроизведения из локальной или удаленной системы цифрового голосового оповещения или серию фрагментов сообщения для сборки в правильном порядке , например : "/the/23.30/Great_Western_Railway/Night_Riviera_sleeper_service/from/London_Paddington/to/ Пензанс / .... / отправится с платформы / одного / этот поезд состоит из / 12_вагонов /». Сообщения маршрутизируются через IP-сеть и воспроизводятся на локальном усилительном оборудовании. В совокупности PA, маршрутизация, DVA, дисплеи для пассажиров и интерфейс PIS называются системой информации о клиентах (CIS) , этот термин часто используется как синоним системы информации о пассажирах . [ нужна цитата ]
В небольших клубах, барах и кофейнях используется довольно простая установка: кабинеты с громкоговорителями в передней части дома (и в некоторых случаях сабвуферы), направленные на аудиторию, и кабинеты с мониторными динамиками, направленные назад на исполнителей, чтобы они могли слышать их вокал и инструменты. . Во многих случаях громкоговорители перед домом поднимаются либо путем установки их на опоры, либо путем «подвешивания» их на анкерах в потолке. Динамики в передней части зала приподняты, чтобы звук не поглощался первыми рядами зрителей. Сабвуферы не нужно поднимать, потому что глубокий бас всенаправлен. В самых маленьких кофейнях и барах аудиомикшер может находиться на сцене, чтобы исполнители могли микшировать свои собственные уровни звука. [19] В барах большего размера аудиомикшер может располагаться внутри или позади зоны отдыха зрителей, чтобы звукорежиссер мог слушать микс и регулировать уровни звука. Регулировки микса мониторных динамиков могут выполняться одним звукорежиссером с использованием основного микшерного пульта или вторым звукорежиссером, который использует отдельный микшерный пульт.
На концертах популярной музыки используется более мощная и сложная акустическая система, обеспечивающая живое воспроизведение звука . На концерте обычно есть две полные системы громкой связи: «основная» система и «мониторная» система. Каждая система состоит из микшерного пульта, оборудования для обработки звука, усилителей и динамиков. Микрофоны, которые используются для записи вокала и звуков усилителя, пропускаются как через основную, так и через мониторную систему. Аудиоинженеры могут установить разные уровни звука для каждого микрофона в основной и мониторной системах. Например, бэк-вокалист , чей голос имеет низкий уровень звука в основном миксе, может попросить гораздо более громкий уровень звука через мониторный динамик, чтобы он мог слышать свое пение.
На концерте с использованием живого воспроизведения звука звукорежиссеры и техники управляют микшерными пультами «основной» и «мониторной» систем, регулируя тембр, уровни и общую громкость.
Гастрольные постановки путешествуют с передвижными большими линейными акустическими системами, которые иногда арендуют у компании по прокату аудиооборудования. Звуковое оборудование перемещается с места на место вместе с различным другим оборудованием, таким как освещение и проекция.
Все акустические системы имеют возможность создания звуковой обратной связи , которая возникает, когда микрофон улавливает звук из динамиков, который повторно усиливается и снова передается через динамики. Часто он звучит как громкий пронзительный визг или визг и может возникнуть, если громкость системы увеличена слишком сильно. Обратная связь возникает только тогда, когда усиление петли обратной связи больше единицы, поэтому ее всегда можно остановить, достаточно уменьшив громкость.
Звукорежиссеры предпринимают несколько шагов, чтобы максимизировать усиление до появления обратной связи , включая размещение микрофонов на расстоянии от динамиков, обеспечение того, чтобы направленные микрофоны не были направлены в сторону динамиков, снижение уровня громкости на сцене и снижение уровней усиления на частотах, где возникает обратная связь, с помощью графический эквалайзер , параметрический эквалайзер или режекторный фильтр . Некоторые микшерные консоли и блоки эффектов 2010-х годов имеют схемы автоматического предотвращения обратной связи.
Устройства предотвращения обратной связи обнаруживают начало нежелательной обратной связи и используют точный режекторный фильтр для снижения усиления частот обратной связи. Некоторые автоматические детекторы обратной связи требуют, чтобы пользователь «устанавливал» частоты, подверженные обратной связи, намеренно увеличивая усиление (во время проверки звука), пока не начнет возникать обратная связь. Этот процесс часто называют «вызовом» или «эквалайзером» помещения/зала. Затем устройство сохраняет эти частоты в своей памяти и готово их обрезать. Некоторые автоматические устройства предотвращения обратной связи могут обнаруживать и уменьшать новые частоты, отличные от тех, которые были обнаружены при проверке звука.
система оборудования, используемая для того, чтобы сделать речь достаточно громкой, чтобы ее могло услышать большое количество людей, особенно для передачи информации