Javno ozvočenje
PA Speakers

1. Uvod
Dobrodošli v našem spletnem vodiču, v katerem vam bomo predstavili javno ozvočenje. V digitalni dobi je zvočnik postal nespremenljiva in nujna komponenta analogne tehnologije. Njegova naloga je prevajanje elektronskih signalov v fizično gibanje zraka. Idealen zvočnik je tisti, ki izvede to pretvorbo brez izgube kakovosti in vsebine izvirnega zvoka. Dokler pa ne takega zvočnika ne izumijo, se moramo zadovoljiti z zvočniki, ki se čim bolj približajo popolnosti. Skozi ta vodič vam bomo poskušali podati bistvene informacije, ki jih boste potrebovali za izbiro zvočnikov, namenjenih javnemu ozvočenju. Preučili bomo različne tehnične težave in njihov pomen za izvedbo.
2. Pregled
Na izbiro je osupljiva izbira raznolikih zvočnikov. Vsak proizvajalec proizvaja serije, ki ustrezajo vsem vrstam uporabe in proračunom, vključno z aktivnimi sistemi zvočnikov z vgrajenim ojačevalcem, pasivnimi monitorji in ogromnimi hupami. Vsi zvočniki pa pri svoji osnovni funkciji uporabljajo iste principe.

Verjetno najbolj znan tip zvočnikov je tisti s stožčastim pogonom, pri katerem je stožčasta membrana pritrjena na zvočno tuljavo z magnetom, ki visi za njo. Električni signali, ki dosežejo gonilnik, povzročijo, da se tuljava premika nazaj in naprej skozi magnetno polje, posledično pa povzroči, da stožec potiska zvočne valove skozi zrak. Takšne zvočnike običajno merimo glede na njihov premer, pri čemer velja pravilo, da večji kot je premer zvočnika, več nizkofrekvenčnih tonov proizvede. Majhni zvočniki se zato uporabljajo za visoke frekvence, srednje veliki zvočniki prenašajo zvok srednjega tona, veliki zvočniki pa nizke tone. Tu posegamo na področju uporabne fizike: nižja kot je frekvenca, daljši je zvočni val in težje je potisniti zvok skozi zrak. Tako kot potrebujete veliko veslo za premikanje velikega čolna, potrebujete velik stožec za premikanje močnega zvoka.

Kako velik naj bo zvočnik?
Na splošno se premeri zvočnikov merijo v inčih. Najpogosteje uporabljene velikosti so 12" (30 cm), 15" (38 cm) in 18 (46 cm). V praksi so lahko dimenzije, uporabljene pri namestitvi zvočnika, drugačne, vendar se večina standardnih specifikacij nanaša na največji premer zvočnika. Nekateri zvočniki imajo pritrjen drugi stožec, ki poveča moč za visoke in srednje frekvence. Ti se pogosto uporabljajo za sisteme z več zvočniki in odrske monitorje, ker lahko obravnavajo širši razpon frekvenc.
3. Tehnični podatki
Moč
Na splošno velja, da pri primerjavi obremenitev zvočnikov šteje le ena meritev, in to je povprečje kvadratov ali RMS. Je merilo zmožnosti zvočnika za prenašanje zvoka v celotnem frekvenčnem območju v daljšem časovnem obdobju. Pazite na številke, izražene kot največje vrednosti, saj so lahko višje od vrednosti RMS, vendar delovanje z največjo zmogljivostjo ni trajnostno in bo hitro uničilo vaš zvočnik. Višja kot je RMS vrednost, večja je nosilnost zvočnika. Običajno je izražena v vatih (W) - 100 W RMS, 500 W RMS itd. Upoštevajte, da mora biti izhodna moč vašega ojačevalca v smislu RMS na splošno večja od moči zvočnika, pri čemer se upošteva impedanca vsake naprave.
Obseg prenosa
To je še zlasti pomembno merilo za glasbenike. Nakazuje namreč najprimernejšo uporabo zvočnika. Ali je dober za zvok visokih, srednjih ali nizkih frekvenc? Ali je primeren za bas kitaro (35 Hz – 3.000), električno kitaro (75 Hz – 7.000 Hz) ali vokal (80 Hz – 16.000 Hz)? Večina ljudi sliši zvok v območju med 20 Hz in 20.000 Hz (Hz = število ciklov na sekundo). Idealen zvočnik bi bil sposoben učinkovito oddajati po celotnem frekvenčnem območju, čeprav je to v praksi tako rekoč nemogoče. Ključno vprašanje je torej, ali lahko zvočnik oddaja dosledno in kakovostno v idealnem frekvenčnem območju. To je znano kot linearni prenos. Linearni prenos se meri kot razlika med ravnmi vhodne in izhodne frekvence. Običajno je prikazan kot krivulja, ki daje dober pokazatelj razpona frekvenc, pri katerih se zvočnik najbolje obnese. Industrija uporablja frekvence, ločene z glasbeno terco, ravni pa so izražene v decibelih (dB). Diagrame frekvenčnega odziva je precej enostavno brati, saj pozitivna ali negativna krivulja prikazuje, katere frekvence oddaja ali absorbira zvočnik, ki se meri. Merilo nič pomeni popoln frekvenčni odziv, vendar ne pričakujte, da ga boste kmalu našli. Na frekvenčni odziv zvočnika močno vpliva fizična konstrukcija celotne naprave. Nasprotno pa bi morala biti mešalna miza sposobna ustvariti ničelno krivuljo, ker preprosto oddaja elektronske signale, medtem ko imajo mikrofoni pogosto umetno dvignjena nižja območja, da proizvedejo več moči. Običajno, če je frekvenčni odziv prikazan kot 40 Hz – 20.000 Hz, +/-3 dB, lahko domnevate, da so bile nizke frekvence dvignjene na raven +3 dB in da so bile višje frekvence dušene na okoli -3 dB. Običajno opozorilo o podatkih s strani proizvajalca vedno velja. Po navadi bodo uporabljali številke, ki laskajo njihovi opremi, čeprav bo večina uglednih podjetij prikazala dokaj natančne podatke o frekvenčnem odzivu in vrednosti RMS.
Zvočni tlak
Zvočni tlak pomeni glasnost. Višji, kot je pritisk zvočnega vala, ki udari v vaša ušesa, glasnejši je zvok. Meri se, morda primerno, v paskalih (Pa), ki predstavljajo moč na enoto površine. Pravzaprav imamo ljudje dokaj omejeno slišno območje, od okoli 100 Pa (prag bolečine za večino ljudi) do približno 20 uPa. Uho jih zazna kot logaritemske vrednosti, merjene v decibelih. Nič dB je približno enako 20uPa, običajno pa nas začne boleti pri približno 130 dB. Filtriramo večino visokih in nizkih frekvenc, čeprav obstajajo tisti, ki verjamejo, da se nanje odzivamo na podzavestni ravni. Pri zvočnikih je raven zvočnega tlaka (SPL) običajno prikazana v decibelih. Na primer, zvočnik je lahko prikazan kot 400 W RMS, 118 dB SPL. Tako kot pri drugih podatkih tudi podatkov proizvajalca o zmožnostih zvočnega tlaka njihovih zvočnikov ni mogoče vedno zanesljivo primerjati. Ne gre za to, da so proizvajalci nepošteni, ampak preprosto obstaja veliko različnih načinov za merjenje zvočnega tlaka. Kar iščete, je pokazatelj, koliko prejetega signala se zvesto pretvori v premikajoči se zrak. Višje kot je število, večja sta učinkovitost in zvočni tlak, ki ju proizvaja zvočnik. Če na primer primerjate dva zvočnika, ki imata 3dB razliko v ocenah zvočnega tlaka, potem lahko domnevate, da boste potrebovali približno dvakrat večjo moč, da dosežete enako glasnost z nižjo oceno in zato manjšo učinkovitostjo.
Impulzni odziv
To je še en pokazatelj zmožnosti zvočnika, da oddaja pravi zvok v realnem času. Za merjenje potrebujete osciloskop, zato so v resnici vaš najboljši merilni sistem vaša ušesa. Kako dobro zveni zvočnik pri glasnosti, ki jo potrebujete?
4. Vzpostavljanje povezav
Zvočnike lahko povežete na tri načine: vzporedno, torej vsak zvočnik prejme neposredni signal iz ojačevalca; zaporedno ali drug za drugim v eni liniji od ojačevalca; in v kombinacijah zaporedne in vzporedne povezave. V nekaterih primerih so zvočniki povezani prek kretnice, ki porazdeli frekvence med zvočniki. V kitarskih kabinetih ali kombiniranih enotah bodo zvočniki povezani tako, da ustrezajo specifikacijam ojačevalca, ne glede na to, ali je vgrajen ali zunanji. Ključni dejavnik je impedanca ali upor. To je kot zožitev toka vode: ožja kot je reža, večja sila je potrebna, da pride voda skozi. V tem primeru višja kot je impedanca, večjo moč potrebujete za pogon zvočnika. Če je impedanca zvočnikov višja od impedance ojačevalca, boste zvočniki dosegli manjšo zmogljivost od optimalne. Če je manjša, tvegate poškodbe zvočnikov.



Najpogostejša impedanca posameznega zvočnika je 8 ohmov, in če so zvočniki združeni v kabinetih, so pogosto povezani tako, da ustvarijo skupno impedanco 8 Ohmov. Običajno je na kabinetu tablica s tehničnimi podatki. Kabineti imajo pogosto tudi vtičnico za priključitev drugega kompleta zvočnikov, ki je običajno vzporedno povezan. Če dodate še eno 8-ohmski kabinet, skupna impedanca pade na 4 ohme.
5. Kabineti
Kabineti so sestavni del sistema zvočnikov. Poleg tega, da zagotavljajo pritrditev zvočnika in ga ščitijo, ohišje bistveno vpliva na dejanski proizvedeni zvok. Umetnost izdelave zvočniškega sistema vključuje doseganje dobrega ujemanja med samimi zvočniki in kabinetom.
Kabineti za kitaro

Morda najbolj poznan sistem z več zvočniki je kitarski kabinet z dvema ali štirimi 12-inčnimi zvočniki. To je običajno zaprt kabinet z močnimi pritrdilnimi elementi, ki dušijo vse, razen dejanskega zvoka, ki se oddaja spredaj. Večji kabineti so pogosto nameščeni na kolesih in jih je mogoče zložiti enega na drugega.
Eksponentni kabineti
Ta zasnova uporablja samo kabinet kot nekakšen rog. Služi za projiciranje veliko močnejšega zvoka kot običajen kabinet. Eksponentni sistemi zvočnikov so bili dejansko razviti za kinematografe v dneh, ko ojačevalci niso mogli zagotoviti potrebne moči za slišnost zvočnih posnetkov. Oblikovalci so dosegli povečanje SPL za kar 9 dB. Današnji sistemi so bolj kompaktni in prenosljivi, vendar še vedno zagotavljajo visokokakovosten zvok in znatno povečanje glasnosti. Obstajajo tri različne vrste eksponentnih zvočniških kabinetov.
Spredaj naloženi kabineti
Zvočnik je nameščen na zadnji strani velike hupe, z dodatno zunanjo nameščeno hupo za krepitev visokih frekvenc.

Zloženi kabineti
Gonilnik kaže na zadnji del kabineta, hupa pa se zoži navzven. Ta oblika je še posebej primerna za nizke frekvence.

Zadaj naloženi kabineti
Zvočnik je obrnjen naprej, nizke frekvence pa tečejo nazaj in nato ven skozi prepognjeno hupo. To je dobro za nizke tone in zvok srednjega tona.

Tako imenovani žleb, ki je lahko opremljen z enim ali dvema 15-inčnima zvočnikoma, je primer zadaj naloženega kabineta. Čeprav niso tako učinkoviti kot drugi eksponentni modeli, dajejo dober nizkotonski zvok in so še posebej priljubljeni za disko sisteme, ali kot namenski kabineti za base. Obstaja skoraj toliko različnih vrst eksponentnih kabinetov, kot je proizvajalcev. Vendar pa v vseh primerih natančnost vključenega inženiringa pomeni fino uravnoteženo razmerje med dolžino in obliko hupe ter končno kakovostjo zvoka.
Bas refleksni kabineti
Ti kabineti vključujejo posebej oblikovane cevi za okrepitev zvoka. Spet je nekaj zapletenih izračunov vključenih v zagotavljanje optimalnega dušenja in gibanja zraka za doseganje razkošnega nizkotonskega zvoka. Na voljo so različne velikosti refleksnih kabinetov.

Križni kabineti
V križnih kabinetih filter porazdeli signal med kombinacijo zvočnikov in refleksnih cevi glede na njihove karakteristike delovanja. Zvočniki nizkih tonov, srednjih in visokih frekvenc so vsebovani v eni sami omarici. Pogosto bo gonilnik srednjega tona nastavljen v lastnem ohišju, da prepreči, da bi na njegov stožec vplivale nizke frekvence. Križni kabineti so odlični za glas in splošno zvočno okrepitev v majhnih in srednje velikih prostorih. So relativno enostavni za prenašanje in jih je mogoče zložiti na kup, da ustvarijo večji zvok, če je potrebno. Zgodovinsko gledano običajno niso imeli dovolj razpona za večja prizorišča ali zunanje nastavitve, vendar je zdaj na trgu nekaj zelo kompetentnih tovrstnih naprav.

Monitorji
Bistvena komponenta vsakega sistema so monitorji, ki vsem na odru omogočajo, da slišijo, kaj se dogaja. Še posebej so pomembni, ko je celotna glasbena skupina miksirana prek PA. Večji sistemi imajo pogosto ločen mikser za monitorje, kar omogoča vsakemu glasbeniku, da sliši specifično ravnovesje instrumentov, ki mu ustreza. Monitorji so uporabni tudi kot nizkotonski sistemi za glasbene vaje.

6. Decibeli
Glasbeniki prostodušno govorijo o decibelih, vendar le redki med njimi zares razumejo, kaj ta izraz pomeni. Mnogi od njih vedo, da je povečanje glasnosti za en decibel pravzaprav zelo pomembna, vendar ne vedo, zakaj. O tem se splača na kratko razpravljati, nenazadnje zato, ker bi vam lahko rešilo sluh, če veste, kako glasen je lahko 118 dB SPL! Decibel je izraz, ki se najpogosteje uporablja kot merilo zvočnega tlaka, čeprav je njegov pravi pomen veliko bolj subtilen. Pravzaprav opisuje razmerje med dvema različnima količinama. Dejansko ne obstaja določen decibel; odvisen je namreč od tega, kako se uporablja. Decibeli se uporabljajo v elektroniki in optiki, vendar nas tukaj skrbi zlasti njihova uporaba v akustiki in zvočnem tlaku dB SPL. Pri merjenju zvočnega tlaka decibel kaže razmerje med zvočnim tlakom in določeno mero nič. Običajno je nič vzeto kot točka, na kateri je zvok neslišen za človeško uho, kar pomeni, da je lahko decibel ene osebe nič, odvisno od kakovosti vašega sluha. Pravzaprav je ničelna vrednost, od katere se meri večina decibelov, običajno nastavljena na približno 20 uPa, kar je normalna spodnja meja človeškega slišnega območja. Decibeli olajšajo merjenje zvočnega tlaka, ker so logaritemska mera. Če bi uporabili preprosto merilo, bi številke znašale trilijone. Mera decibelov omogoča bolj obvladljiv način izražanja sprememb zvočnega tlaka. Torej, kako glasno je glasno? Kot smo videli, se 130 dB SPL na splošno šteje za prag bolečine. Upoštevajte pa, da so lahko veliko nižje ravni še vedno škodljive, zlasti če so trajne. Raziskave na področju, znanem kot psihofizika, so pokazale, da je povečanje za 10 dB za večino ljudi enako podvojitvi glasnosti. Zato bodite previdni, ko delate z decibeli, saj niso preprosto merilo in narastejo veliko višje in hitreje, kot si mislite.
7. Vrste zvočnikov
Kupolasti zvočniki
Kupolasti zvočniki, ki se uporabljajo predvsem v studijskih ali hi-fi napravah, nimajo gibljivega stožca. Kupola je fiksna in je najboljša za srednje in višje frekvence. Takšni zvočniki imajo široko zmožnost razpršitve zvoka, ki širi zvok za 180 stopinj.
Rogovi
Rogovi temeljijo na nekaterih najzgodnejših načelih oblikovanja zvočnikov. Sestavljeni so iz same hupe, ki je običajno velika, razširjena naprava, in iz pogona na pritisk. Tanka kovinska plošča vibrira na blazinici zraka, da ustvari zvočne valove.

Krivulje hup so natančno zasnovane za prenos zvoka. Najbolje jih je uporabljati za zvok visokega in srednjega tona, nekateri pa so lahko opremljeni z več kot enim gonilnikom. Rogovi so togi in imajo omejeno disperzijo in obseg zvoka. Če so slabo zasnovani, lahko poslabšajo kakovost zvoka, tako da ustvarijo nekakšen učinek megafona. Kljub temu se pogosto uporabljajo v večjih inštalacijah ozvočenja.
Piezo-električni zvočniki

Piezoelektrični zvočnik boste najverjetneje našli v uri ali prenosnem radiu. Razviti so bili v 70. letih prejšnjega stoletja in ponujajo pomembno prednost, saj jih je skoraj nemogoče preobremeniti. Vendar pa imajo omejeno frekvenčno območje in po navadi oddajajo ostre in kričeče zvoke. To je še zlasti idealno za sonar ali miniaturni alarm, vendar ni dobro za glasbo.
8. Izbira zvočnikov
Ne glede na to, ali ste izvajalec, zvočni inženir ali vodja prizorišča, je izbira zvočnikov bistvena za vaš uspeh. Celo na najvišjih ravneh stroke so odlični nastopi ogroženi zaradi neustreznih zvočnih sistemov. Preberite na primer recenzije koncertov Rolling Stones v Twickenhamu leta 2006, da vidite, kako lahko njihovi zvočni sistemi razočarajo tudi najboljše. Ni nujno, da si nakopljete visoke stroške. Glede na vaše potrebe lahko dobite odličen sistem po zelo ugodni ceni. Prav tako ni vse v glasnosti, ključna je čistost zvoka. Popačenje je lahko neprijetno poslušati tudi pri nizkih ravneh, medtem ko je glasen, jasen zvok lahko še vedno udoben.
Prva načela
Kaj točno potrebujete? Nekaj bistvenih točk je treba upoštevati že na samem začetku. • Koliko volumna potrebujete? Bodite realni glede velikosti prizorišča. In če ste del glasbene skupine, ne pozabite, da ko boste začeli igrati na večjih ali bolj profesionalnih prizoriščih, bodo običajno imeli svoje sisteme. • Kakšna naj bo nosilnost? Javno ozvočenje je pogosto okorno in ga je težko prenašati naokoli. Obstaja kompromis med kakovostjo zvoka in prenosljivostjo. • Kakšen hrup povzročate? Potrebe po zvočni okrepitvi težke metal skupine bodo bistveno drugačne od tistih v cerkveni dvorani. Je sistem za celotno skupino, samo za govor ali za vokal in trobilno sekcijo? Izberite zvočnike na podlagi frekvenc, ki potrebujejo največjo podporo. • Koliko denarja imate? Uravnotežite svoj proračun s svojimi potrebami in po potrebi zgradite svoj sistem po stopnjah, pri čemer najprej kupite najnujnejše elemente. Dobro osnovno javno ozvočenje običajno zahteva kombinacijo kompaktnih kabinetov polnega razpona, morda v kombinaciji z nizkotoncem za obdelavo nizkih nizkih frekvenc, če vaša glasba to zahteva. Kabineti s polnim razponom bi bili običajno nameščeni na stebrih, na obeh straneh odra, medtem ko je nizkotonec mogoče postaviti skoraj kamorkoli na odru, ker naša ušesa ne zaznavajo tako dobro usmerjenih elementov nizkih frekvenc. Pomembna pa je dobra stopnja fizične ločitve med kabineti, da preprečimo medsebojno izničenje frekvenc.
Aktivni zvočniki
Aktivni zvočniki so kabineti polnega razpona z vgrajenimi lastnimi ojačevalci in kretnicami. Njihova prednost je prenosljivost in dejstvo, da je vse zasnovano tako, da deluje skupaj. Ta konfiguracija je idealna za večino majhnih in celo srednje velikih dvoran, čeprav je dobro, da jo podprete z nizkotoncem, če želite doseči res poln zvok bobnov in basov.
Modularni sistemi
To je standard za pravo vsestransko zvočno ojačitev. Modularni sistemi so primerni za precej velike prostore, odvisno od nazivne moči sistema. Njihova prednost je, da jih je mogoče prilagoditi prizorišču. So tudi bistvenega pomena, če potrebujete večjo glasnost in čist zvok.
Vrstni nizi (Line arrays)
Večja prizorišča potrebujejo večje sisteme za ojačitev zvoka. Težava je v tem, da več kot imate zvočnikov, večja je nevarnost, da se bodo nekatere njihove frekvence medsebojno izničile in boste dejansko imeli slabši zvok kot z enim samim zvočnikom. Vrstni nizi (Line arrays) so zasnovani za boj proti tej težavi in so postali standard za večje arene in dogodke na prostem. Zgrajeni so z uporabo zvočniških modulov z jasno definiranimi koti snopa - to je širina pokritosti iztisnjenega zraka. Če te module natančno poravnate drugega z drugim, lahko dejansko zgradite valju podoben zvočni stolpec, v katerem se vse frekvence prenašajo, ne da bi bile v nasprotju med seboj. Prav tako lahko distribuirate poln zvok velikemu in razpršenemu občinstvu, kakršnega dobite na festivalih. Z dobrim sistemom občinstvo morda ne bo imelo dostojnega pogleda, lahko pa dobi spodoben zvok.

9. Zaključek
Ko so Led Zeppelin igrali v areni O2, je britanski Daily Telegraph poročal, da so imeli še pri prvi skladbi težave s povratnimi informacijami. Jasno je, da nihče - niti Jimmy Page - ni izvzet iz nevarnosti, povezanih s tehnologijo ojačitve zvoka, kar samo kaže, kako previdni morate biti pri izbiri zvočnikov. Prav tako si velja zapomniti, da vsa umetniška integriteta tega sveta ne pomeni nič, če vaše občinstvo ne prenese zvoka, ki ga ustvarjate. Bistveno je, da spoštujete svoje občinstvo in poskrbite za čim boljši zvok. Na srečo to danes res ni več tako težko. Na voljo je veliko dobrih sistemov po dostopnih cenah. Potrebna je dobra naložba, da zagotovite, da imate pravo opremo, ki jo lahko prilagodite in nastavite vsaki uporabi. Upamo, da vam je ta spletni vodič dal znanje, ki ga potrebujete za pravilno izbiro. Za zdaj pa se zabavajte z raziskovanjem subtilnega sveta zvoka.