Подключение акустических систем
В профессиональной работе со звуком очень важно понимать основные принципы коммутации разных видов оборудования, это позволяет легче и быстрее добиваться качественного звука и продлить жизнь аппаратуры.
Рассматривая в этом свете акустические системы можно выделить три вида: активные, пассивные и трансляционные акустические системы. Для каждого вида есть свои особенности, которые мы рассмотрим в этой статье.
Итак, считаем, что вы выбрали акустическую систему и купили ее. После распаковки оборудования первым делом возникает вопрос подключения.
Активная акустика. Главное отличие активной акустики от пассивной – наличие встроенного в ее корпус усилителя. Это значит, что подводимая мощность звукового сигнала к активной акустической системе (далее АС) значительно меньше, чем к пассивной. Поэтому в этой акустике применяются свои кабеля и разъемы, рассчитанные на меньший ток и напряжение.
Уровни. Хотя уровни линейного сигнала стандартизированы, несоответствия между устройствами все равно могут возникнуть. Потому что на самом деле в звуковой технике применяется не один стандарт, а несколько. Наиболее популярные линейные уровни для звуковой аппаратуры – это +4 дБ (1,23 В), -10 дБ (0,25 В) и -10 дБв (0,32 В). В результате несоответствия уровней выходного устройства (например, микшера) и входного устройства (например, активной АС) сигнал может искажаться или получать большой уровень шума. В связи с этим на устройствах мы можем часто увидеть переключатели номинального уровня выхода и входа. Если такого переключателя нет и нет регулятора выходного уровня, то придется применить дополнительное устройство согласования.
Баланс и небаланс. Для качественной передачи сигнала кабель, подходящий к активной АС должен быть экранирован. Также важно понимать, что соединение может быть балансным и небалансным. Небалансным соединением (несимметричным) называется соединение с помощью одножильного экранированного провода. Балансное соединение (симметричное) – это соединение с помощью двух экранированных проводов. Один из проводов передает неизмененный сигнал (+), а второй передает сигнал в противофазе (-). Такая передача сигнала позволяет использовать устройства, которые на основе вычитания сигналов помогают хорошо бороться с помехами и наводками. На практике небалансное соединение чаще применяется в роли проводов-перемычек между оборудованием, то есть тогда, когда источник и приемник находятся рядом. Балансное соединение рекомендуется использовать на расстоянии более 20 метров и позволяет качественно передавать сигнал на 200 метров. Способы передачи сигнала в подключаемых устройствах должны быть согласованы, балансный вход должен соединяться с балансным выходом. В противном случае применяются переходники или устройства согласования способа передачи сигнала.
Hi—z. Вход Hi-Z– это вход, который обладает большим импедансом и обеспечивает согласованное по сопротивлению соединение акустической системы и звукоснимателей гитары. То есть, это небалансный вход для акустической гитары, соло и бас гитары. Он еще называется инструментальным входом.
Использование дополнительных коммутационных переходников должно выполняться с осторожностью. Нужно учитывать все вышеупомянутые характеристики, они должны совпадать: у входа и выхода должен совпадать номинальный уровень сигнала (+4 дБ, -10 дБ и др.), способ передачи (баланс/небаланс) и импеданс (входное и выходное сопротивление).
Разъемы. В набор популярных разъемов для активных АС входят разъемы XLR, RCA и TRS.
Самый популярный в акустических системах разъем – XLR.
Известен своей высокой надежностью. Пришедший в звук из авиации, разъем XLR, или как его еще называют «Кэнон», удачно прижился в большинстве устройств профессионального звукового оборудования. Наиболее привычен для нас трехконтактный вид разъема, хотя бывают они четырех, пяти, а иногда и более-контактные. Практически всегда контакты на разъеме подписаны: 1 – корпус и/или земля, 2 – сигнал плюс (+), 3 – сигнал минус (-). Может быть распаян как под небалансное соединение (используются контакты 1 и 2), так и под балансное (контакты 1, 2, 3). В разъеме используется механизм-защелка, который фиксирует положение.
Разъемы TRS и TS. Разъем “Джек” бывает трехконтактный TRS и двухконтактный TS.
Расшифровуется аббревиатура как обозначения контактов: 1 – Sleeve (гильза) земля и/или корпус, 2 – Tip (наконечник) сигнал плюс (+), 3 – Ring (кольцо) сигнал минус (-). Понятно, что штекер TS может выполнять передачу только небалансного сигнала. TRS может быть распаян и под баланс и под небаланс. По размерам разъем может быть четвертьдюймовым (TRS1/4”) и 1/8-дюймовым (TRS1/8”, 3.5 мм), еще его называют миниджек.
Разъем, который часто применяется и в профессиональной и в бытовой аппаратуре — разъем RCA.
В народе его называют «тюльпан». Является не самым корректным соединением устройств с инженерной точки зрения. Все потому, что в момент подключения первым контактом соединяется сигнал, а не земляной контакт как должно быть. Однако благодаря своей форме и дешевизне он прочно занимает свою позицию среди популярных коннекторов. Передает несимметричный сигнал с линейным уровнем.
Практически в каждой современной профессиональной активной АС в корпусе предусмотрен сквозной выход на XLR разъеме.
Этот выход может по-разному называться — Link Output, Mix Out, Thru Out, Line Out, но суть одна — отдать входной на АС сигнал для дальнейшей маршрутизации. В зависимости от модели АС выходной сигнал может быть абсолютно идентичен входному или претерпевать некоторые изменения. Например, на выход может отдаваться уже лимитированный сигнал или сигнал после обрезного ВЧ фильтра. Если в акустическую систему встроен микшер на несколько каналов, то на выход может отдаваться сигнал только с определенного входа или суммарный сигнал от всех входов. Такие вопросы можно уточнить, просмотрев инструкцию к АС. Данная концепция подключений позволяет создавать длинные линии из акустических систем, не подводя к каждой АС кабель от микшера.
Также сквозной выход используется при подключении сабвуферов и сателлитов. Важно «посадить» все акустические системы, используемые в роли портальной системы, на один стереовыход микшера – Main Mix, чтобы управлять звуком в зрительном зале одним фейдером. АС выполняющие функции мониторов подключаются на отдельные выхода микшера. Обычно в такой ситуации звук от микшера из выхода Main Mix подводится к одному/двум сабвуферам, а дальше от него/них с помощью сквозного выхода сигнал подается на сателлиты.
Получается, что если с двумя сателлитами можно подключить один сабвуфер, а звук подводится вначале к нему, то сабвуфер должен содержать два независимых канала, чтобы отдать стерео на сателлиты. Ниже на рисунке мы можем увидеть схему типичной панели сабвуфера с разъемами.
Здесь соединения выполнены на балансных XLR разъемах. Два канала имеют названия A и B. Выходы (Output): FullRange – полный диапазон сигнала, HighPass – сигнал после ВЧ фильтра. С выхода HighPassсигнал от сабвуфера отдается на сателлиты, с Full Range — на другой сабвуфер (в случае, если у вас используется четыре сабвуфера и два сателлита).
Схема подключения (один сабвуфер и два сателлита):
Схема подключения (два сабвуфера и два сателлита):
Схема подключения (четыре сабвуфера и два сателлита, напольные мониторы):
Пассивная акустика. Подключение пассивных акустических систем стоит начинать с проверки соответствия мощностей подключаемого усилителя и АС. Это самый важный вопрос. При неправильном подборе появляются искажения (перегрузки) выходного сигнала усилителя, что может привести к выводу из строя акустики. Выходная мощность усилителя должна быть равной мощности акустики или процентов на 5 – 10 больше. Лучше всего использовать усилитель на 90% мощности (что соответствует максимальной мощности АС), чем усилитель меньшей мощности на 100%, который не дотягивает до максимальных значений мощности АС. При недостаточной мощности усилителя акустика не «раскроется» полностью. Нужно следить за тем, чтобы при подборе мощностей сравнивались показатели мощности одних и тех же стандартов.
Мощность.Производители используют такие стандарты мощности как номинальная, пиковая, синусоидальная, DIN, RMS, AES, PMPO, Program power. И это еще не все существующие стандарты мощности. Некоторые мощности близки по показателям, но все же, не стоит забывать, что это разные мощности! Такое множество мощностей можно оправдать разными подходами стандартизации в разных странах. Для России родными являются стандарты номинальной и синусоидальной мощности, DIN относится к немецкому институту стандартизации, RMS, AES, PMPO– западные стандарты. Наиболее объективными считаются показатели номинальной (Nominal) и среднеквадратичной мощности (RMS), самым «несерьезным» считается стандарт PMPO, так как по нему сложно действительно объективно оценить мощность акустических систем. Существуют формулы, которые позволяют хотя бы грубо перевести одну мощность в эквивалент другой.
Наиболее простой для покупателя вариант в подборе АС и усилителя — это выбрать устройства одной фирмы, так как обычно крупные компании производят конкретные серии усилителей в связке с конкретными АС, многократно проверяя надежность таких комплектов и оптимизируя их работу. Подсказкой могут послужить брошюры выпускаемые производителями, в которых описаны оптимальные варианты сочетания серий усилителей с АС.
Сопротивление. Необходимо не забывать о соответствии сопротивлений устройств. Так для усилителя в технических характеристиках обычно указываются несколько мощностей для рабочих сопротивлений (например, 2000 Вт для 8 Ом / 4000 Вт для 4 Ом / 6000 Вт для 2 Ом). Наиболее популярные сопротивления АС – 8 и 4 Ом, а с сопротивлениями 2 Ом не каждый усилитель сможет работать. Эти особенности перекликаются с известными понятиями последовательного и параллельного соединения АС. Часто бывают ситуации, когда на стереоусилитель нужно нагрузить четыре колонки. Если, к примеру, подключить четыре 4-омных колонки к двухканальному усилителю последовательно, то их суммарное сопротивление составит 16 Ом. Мы не опускаемся до опасных значений сопротивления, но теряем в мощности при таком соединении. При параллельном соединении вырастает выходная мощность, однако, в нашем случае сопротивление падает до 2 Ом. Это означает, что усилитель будет заметно больше греться из-за большего тока. И вообще, до использования такого подключения следует удостовериться в паспорте усилителя, что он работает с 2-омной нагрузкой, а то быть беде. Считается, что на 2-омной нагрузке снижается способность усилителя контролировать движение диффузора динамика, что может проявиться в размытом звуке баса.
Сечение провода. Все, наверное, понимают, что хотя сопротивление кабеля низкое, но оно есть, а значит, вызывает все-таки падение напряжения. То есть, уровень сигнала падает, особенно на высоких частотах. Фишка в том, что сопротивление зависит не только от материала и длины провода, а и от площади его поперечного сечения. Чем больше сечение – тем меньше сопротивление. В технических характеристиках к кабелю должно указываться погонное сопротивление. Это значит, что вооружившись калькулятором, вы можете подсчитать, отталкиваясь от нужной вам длины, какое сопротивление будет у проводов.
Фаза. При подключениях пассивных АС очень важно соблюдать совпадение фаз динамиков. Это значит, что диффузоры всех динамиков в любой момент времени должны смещаться в одном направлении. Обычно для удобного подключения на динамиках и проводах отходящих от них производитель обозначает контакты пометками (+) и (-). При неправильной фазировке, диффузоры динамиков будут двигаться в противоположном направлении и тем самым гасить в ноль все повторяющиеся в их сигналах амплитуды. Так как в стереосигнале практически всегда басовая составляющая одинакова (имеется в виду полоса примерно в пределах 30 – 130 Гц), то эта часть сигнала в «антифазовом» режиме будет исчезать. На практике можно увидеть картину, когда стоящие две колонки по отдельности отдают нормальный звук. При одновременном включении НЧ составляющая пропадает. Это значит, что у одной из колонок подключены неправильно контакты плюс и минус.
Разъемы. Наиболее популярными для профессиональных усилителей являются разъемы Speakon, XLR, TS, Euroblock, а также винтовые зажимы.
XLR, TRS/TS, Euroblock – используются для подключения входного в усилитель сигнала.
Speakon, TS, винтовые зажимы – для подключения акустических систем к усилителю.
Разъем TS. Подключаются контакты так: к контакту Tip (наконечник) подключается сигнальный контакт (+), к контакту Sleeve (гильза) подключается (-).
Разъемы Speakon бывают трех видов: 8-контактные, 4-контактные и 2-контактные. Самые популярные 4-контактные – они используются для подключения двухполосных АС. Для подключения трехполосных применяются 8-контактные. Благодаря своей конструкции очень надежный разъем. После соединения с гнездом штекер нужно провернуть по направлению часовой стрелки для фиксации контактов.
Винтовые зажимы позволяют фиксировать провода со специальными металлическими зажимами и просто зачищенные оголенные кончики проводов.
Маршрутизация.В большинстве современных стереоусилителей доступны режимы маршрутизации Stereo, Parallel, Bridge. Обычно два канала подписываются обозначениями «A» и «B». Режим Stereo обеспечивает работу двух независимых каналов, режим Parallel обеспечивает параллельную подачу сигнала с входа A на выход A и B, при этом вход B – не активен, но для каждого выхода есть свой регулятор громкости, а режим Bridge (мостовой режим) поможет предоставить максимальную мощность на одну колонку, при этом активен регулятор A.
Схема подключения (режим Stereo):
Схема подключения (режим Parallel):
Схема подключения (режим Bridge):
В приведенных выше схемах подключение АС в мостовом режиме выполнено на разъеме винтовые зажимы. Однако это не единственный разъем, на котором можно реализовать мостовой режим. Рассмотрим детальнеетакое подключение на разъеме Speakon. Контакты разъема:
Для подключения мостового режима провода подводятся к контактам выхода канала A (контакты 1+ и 2+):
Подключение колонок к усилителю на разъемах Speakon для параллельного и стереорежима выполняются одинаково, разница только в самой маршрутизации внутри усилителя.
Из схем видно, что подключение стерео можно выполнить как на двух разъемах Speakon, так и на одном. При двойном подключении на каждом разъеме используются контакты 1+ и 1-, при подключении на одном разъеме двух колонок в одном штекере используются все четыре контакта 1+, 1-, 2+, 2-. Изменение режимов в усилителе может быть реализовано в виде физического переключателя или в меню управления DSP-процессора.
Разделение на полосы. Следующий вопрос неразрывно связан с предыдущим. Так как профессиональный усилитель одинаково успешно может работать как с широкодиапазонными АС, так и с сабвуферами, очень удобно, когда усилитель оборудован встроенным кроссовером. Это позволяет избавиться от необходимости в дополнительном аппаратном устройстве и дополнительной коммутации. Так как при использовании сателлитов с сабвуферами рекомендуется срезать НЧ составляющую, усилитель со встроенным кроссовером должен реализовывать три функции – НЧ фильтр, ВЧ фильтр, полный диапазон.
Рассмотрим варианты подключения АС к одному двухканальному усилителю с кроссовером. Начнем с простого.
Обычный режим стерео с двумя широкополосными колонками:
Моно режим с одним сабвуфером и одним сателлитом:
Такой режим предпочтительнее использовать тогда, когда, сигнал стерео не требуется, а к басовой характеристике предъявляются повышенные требования.
Биампинг и бивайринг (Bi-Amping и Bi-Wiring). Чтобы рассмотреть следующее подключение нужно понять, что такое биампинг. Биампинг – это схема подключения, при которой каждому динамику двухполосной акустической системы требуется отдельный канал усилителя. То есть, в такой АС просто отсутствует встроенный кроссовер и каждый из двух подводимых к колонке каналов должен быть соответственно настроен на НЧ или СЧ/ВЧ полосу. Бивайринг – это схема подключения, при которой от одного канала усилителя подводятся отдельно провода к НЧ динамику и СЧ/ВЧ динамику. Так как подсоединяются они все равно к одному каналу усилителя, то получается, что он должен быть широкополосный, а значит в акустической системе должны быть установлены НЧ и ВЧ фильтр для каждого динамика. То есть, тот же кроссовер, только на какой-то раздельной конструкции с фильтрами. Выгода от такого способа подключения сомнительна, в отличие от биампинга. Биампинг может быть полезен в случаях, когда по каким-либо причинам в АС невозможно разместить кроссовер.
Подключение двухполосной АС по схеме биампинг:
Все принципы согласования усилителя и динамиков актуальны и для многоканальных усилителей. Разница, лишь в количестве каналов и акустических систем, также усложняется маршрутизация таких усилителей. Любой многоканальный усилитель теоретически может быть заменен набором двух и одноканальных усилителей.
Кроме рассмотренных нами подключений активной и пассивной акустических систем, еще можно затронуть отдельное направление – подключение трансляционных акустических систем.
Трансляционная акустика. Это оборудование принципиально отличается от пассивной и тем более от активной акустики. Особенность трансляционных систем в том, что благодаря использованию понижающих и повышающих трансформаторов в конструкциях усилителей и АС, достигается качественная передача звука на большие расстояния. Поэтому эта система озвучивания востребована на предприятиях, в офисах, супермаркетах и т. п. Естественно, что, не имея большого опыта, самому очень сложно спроектировать и настроить систему трансляции, лучше доверить это дело профессионалам.
Рассмотрим основные принципы подключения трансляционных акустических систем:
Что это значит?
Пассивные колонки не оснащаются встроенным усилителем. Это значит, что акустическую систему придется собирать из нескольких узлов, что не всегда под силу сделать начинающему любителю хорошего звука или обывателю. Чтобы колонки «заиграли», требуется минимальный набор устройств: усилитель звука и коммутация (специальные акустические провода). Типичные пассивные колонки можно увидеть в комплекте с музыкальным центром: чаще всего такой комплект представляет собой сам проигрыватель, небольшой усилитель и отдельно подключающиеся к нему посредством обыкновенных медных проводов колонки. Также пассивная акустика применяется на концертных сценах. Самая суть таких систем в её простоте, как следствие, в надежности и возможности более тонкой настройки.
К колонкам подбирается усилитель (разнообразие которых поражает воображение), в отдельных случаях приобретается кроссовер (чтобы развести весь звуковой поток на отдельные частоты), а также акустические провода и кабели в зависимости от условий. Всё это представляет собой интереснейший и творческий процесс. Все колонки звучат по-разному: есть мнение, что пассивная акустика (особенно в деревянном корпусе) звучит приятнее и мягче, чем не могут похвастать активные колонки в пластике, с четко подобранным к ним цифровым усилителем.
Подключение пассивных колонок к компьютеру без усилителя
Имеются колонки SONY от музыкального центра SONY W55, макс. мощность — 90Вт, сопротивление 6Ом. Музыкальный центр практически не используется, а вот колонки хотелось бы подключить к компьютеру. Подскажите, что необходимо приобрести для этого. Усилок? В аудиотехнике не разбираюсь. Куплю необходимое оборудование по предложению
Да их (колонки) можно и как наушники подключить, ничо не случится. Правда и громкость будет соответствующая. Стандартная встроенная звуковуха выдержит на выходе все, что угодно, кроме прямого попадания метеорита.
1. Чем Вам музыкальный центр в качестве усилка не угодил? Вообще кабель 2RCA-jack3,5 — джек-2тюльпана, продаётся практически везде, не надо там ничо самому городить из разъёмов (наприме egor67, завсегдатай форума ими банчит) и подключить к МЦ как было указано в режиме аукс. (самый дешевый вариант)
2. Если есть желание избавиться от старых коробок то сменять всё это на какие-нить микролабы. Звук они дают не хуже. На мрз точно не хуже. Ну может в мощи поетряете чутка. (по деньгам — как повезет)
3. Если МЦ ну нафик не нужен, а колонки жуть как нравятся, то опять же вышеуказанный кабель и купить любой усилок который устроит Вас мощностью и внешним видом. Ничо там нет несовместимого. Но это наверно самый дорогой вариант. Ибо люди стали прижимистые, и за более-менее приличные вещи просят совсем уж неприличные деньги
цитата: Originally posted by too_blonde:
3. Если МЦ ну нафик не нужен, а колонки жуть как нравятся, то опять же вышеуказанный кабель и купить любой усилок который устроит Вас мощностью и внешним видом. Ничо там нет несовместимого. Но это наверно самый дорогой вариант. Ибо люди стали прижимистые, и за более-менее приличные вещи просят совсем уж неприличные деньги
Да, верно. Это как раз мой случай. Идет тотальная зачистка комнаты от большинства объемных вещей. А как вообще эти усилки выглядят? Они компактные или тоже объемные? И какой порог у «неприличия» для денег в абсолютных величинах?
Да, много чего у него покупал.
Имеете в виду поменять сами колонки на Microlab и подключать напрямую без усилка?
