সাউন্ড ইঞ্জিনিয়ার, আসুন 'নিয়ম' দিয়ে সিস্টেম লাভ নিয়ে আলোচনা করি
পিএ (পাবলিক অ্যাড্রেস) ক্ষেত্রে প্রথম দিকে, শব্দ লাভ পাওয়ার জন্য স্পিকার এবং অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করা একটি কঠিন কাজ ছিল। সেই সময়ে, যখন পাওয়ার লেভেল 100W বা এমনকি 150W ছিল, তখন স্পিকার সংযোগ করার পরে, সেটা সত্যিই বিশাল ব্যাপার ছিল! অর্থাৎ মূল আলোচনা ছিল কত ওয়াট নিয়ে, বর্তমান শব্দ চাপ লাভের মানক শব্দভাণ্ডার নিয়ে নয়।
বর্তমানে 100-ওয়াট অ্যামপ্লিফায়ার আর মূলধারা নয়, হাই-টেক স্পিকার উৎপাদন প্রক্রিয়া ভোক্তাদের মধ্যে গভীরভাবে প্রবেশ করেছে, অ্যামপ্লিফায়ার 1000W বা তারও বেশি ওয়াটের। আজকের শিল্প প্রযুক্তিতে, লাভের এই সমস্যাটি, আপনার পর্যাপ্ত বাজেট থাকলে, সহজেই অর্জন করা যায়। কিন্তু যখন খেলার নিয়ম স্থির হয়ে যায়, মানুষের ধারণা এবং স্বীকৃতি একই সাথে আপডেট হয় না, জ্ঞানের ব্যবধান প্রায়শই এভাবেই ঘটে, বিশেষত যেহেতু আমরা এখানে স্পেসিফিকেশন ঘোষণা সংস্থা নই, ভাষার সমস্যার কারণে, তখন "ইউজার বাগ" এর হার আরও বেশি।
আজকে আমাদের অডিও সার্কেলে, জিজ্ঞাসা করি কতজন লোক নিয়মিত বৈদ্যুতিক-পদার্থবিজ্ঞানের লগারিদমিক নিয়ম ব্যবহার করে বর্তমান স্থানের জন্য প্রয়োজনীয় স্পিকার সংখ্যা বা অ্যামপ্লিফায়ারের লাভ গণনা করে? প্রায়শই মূল্যের ভিত্তিতে আনুমানিক সংখ্যক স্পিকার বাছাই করা হয়, এই সমস্যাটি কখনও টেবিলে গুরুত্ব সহকারে আলোচনা করা হয়নি, এখন আমাদের নিজেদের সিস্টেমের ক্ষমতা নিয়মিত উপায়ে বোঝা যাক।
ভূমিকা
একটি শব্দ বিবর্ধন/সহায়তা সিস্টেম তৈরি করা, অনেকেই এর প্রকৃত তাৎপর্য বোঝাতে পারে না। শব্দ সংক্রমণে কেন সহায়তার প্রয়োজন হয় তার অনেক কারণ রয়েছে, আপনি এবং আমি মুখোমুখি কথা বললে তা সরাসরি, খুব স্পষ্ট, কিন্তু যদি আমাদের মধ্যে 30 মিটার দূরত্ব থাকে? যখন কথা বলতে সহজ এবং স্পষ্ট হতে হবে, তখন সহায়তার প্রয়োজন, কোন জিনিসের মাধ্যমে? সেটা হল ইলেক্ট্রো-অ্যাকোস্টিক সিস্টেম, ইলেকট্রনিক সরঞ্জাম ব্যবহার করে একটি লাইভ ইভেন্টের জন্য প্রয়োজনীয় শ্রবণকে প্রসারিত করা, তারপর কিছু শব্দ সরঞ্জাম সংমিশ্রণের হিসাব প্রয়োজন। (পরবর্তীতে, আমরা পূর্বের নিয়ম অনুসরণ করব, গণিত যতটা সম্ভব বাদ দেব, নিবন্ধটি আরও আকর্ষণীয় হবে, এখানে যে ডেটা প্রবর্তন করা হবে তা হল বিদ্যমান পদার্থবিজ্ঞান এবং মানুষের কানের লগারিদমিক বৈশিষ্ট্যের নিয়ম, নতুন কিছু "অ্যারে" এর অ্যালগরিদম নয়।)
আমাদের কত লাভ দরকার?
একজন ভাল সাউন্ড ম্যান সর্বদা নিজের অন শো সাউন্ড সিস্টেমটি কী তা স্পষ্টভাবে স্থাপন করতে সক্ষম, পুরো এসপিএল (সাউন্ড প্রেসার লেভেল) সামনে-পিছনে কী ঘটছে, যাতে সে এই সময়ের মধ্যে সঙ্গীত অনুষ্ঠানের ওঠানামা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। যদি এই প্রাক-কাঠামো অপারেশনের শব্দ চাপের মান না থাকে, আপনি দেখবেন যে আপনি সর্বদা পুরো সিস্টেমের মোট লাভ প্রয়োজনীয়তার স্পেসিফিকেশনের নিচে বা এমনকি উপরে, দুর্ভাগ্যবশত এই ধরনের পরিস্থিতি সার্কেলে অস্বাভাবিক নয়।
মনোযোগ দিতে হবে: শব্দ লাভ শর্ত পূরণ না করা সিস্টেম, জোর করে ব্যবহার করবেন না, ক্ষতিগ্রস্থ হয় শুধু সরঞ্জাম নয়, আপনার নিজের প্রযুক্তিগত দক্ষতাও প্রশ্নবিদ্ধ হবে। এছাড়াও, যখন মোট শব্দ লাভ শর্ত স্থানের নামমাত্র প্রয়োজনীয়তার চেয়ে বেশি হয়, তাহলে অন প্যানেলের সাউন্ড ম্যান প্রক্রিয়া উপভোগ করতে সহজ এবং আনন্দিত হবে।
আসুন কাজের পরিস্থিতি অনুমান করি: একটি ইনডোর মাঝারি আকারের স্থানের পরিবেশে (যে ধরনের পরিস্থিতিতে লোকেরা প্রায়শই মুখোমুখি হয়), আমরা চাই যে স্পিকার থেকে শ্রোতার অবস্থানে, সেখানে 95dB এর স্বাভাবিক সঙ্গীত অনুষ্ঠান পারফরম্যান্স শব্দ চাপ থাকুক, আপেক্ষিকভাবে এর ডাইনামিক পিক হবে 101dB, এবং তারপর আমরা আমাদের কাঙ্ক্ষিত 10dB ডাইনামিক পিক (হেড রুম) যোগ করি, লাইভ মুহূর্তের পারফরম্যান্স ডাইনামিক শব্দ চাপের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করার জন্য।
আমরা সবাই জানি যে স্পিকার শব্দ বিকিরণ গোলকাকার বিস্তারের মতো, শব্দ উৎস বিন্দু থেকে দূরত্বের সাথে ক্ষয় দূরত্বের বর্গের সমানুপাতিক, এই রূপান্তর পরিমাপ মান অনুযায়ী, দূরত্ব দ্বিগুণ হওয়ার সাথে সাথে, শব্দ চাপ লেভেল 6dB হ্রাস পাবে (দয়া করে মনে রাখবেন এই গণনা পদ্ধতি উল্লম্ব অ্যারের জন্য প্রযোজ্য নয়)।
আরও ধরে নিন যে সাউন্ড কনসোল 80 ফুট দূরে স্থাপন করা হয়েছে, স্পিকারের সংবেদনশীলতা আন্তর্জাতিক AES (অডিও ইঞ্জিনিয়ারিং সোসাইটি) স্ট্যান্ডার্ড 1 মিটারে 1W লেভেলের উপর ভিত্তি করে, স্পিকারে ইনজেক্ট করে প্রাপ্ত পরীক্ষার মান, তারপর দূরত্বের কারণে ক্ষয় হওয়া লেভেলের সূত্র হল:
সূত্র 1
শব্দ চাপ দূরত্ব ক্ষতি মান = 20log(ফুটে দূরত্ব/3.3)
শব্দ চাপ দূরত্ব ক্ষতি মান = 20log(মিটারে দূরত্ব)
সূত্র 1 এর প্রথম লাইনটি হল যদি দূরত্ব ফুটে পরিমাপ করা হয়, তবে এটিকে মিটারে রূপান্তর করতে এটি ব্যবহার করা যেতে পারে, এখন আমাদের অনুমান করা ডেটা প্রতিস্থাপন করুন (ইঞ্জিনিয়ারিং ক্যালকুলেটর ভুলবেন না), "সূত্র 1" ব্যবহার করে এই 80 ফুট মিটারে রূপান্তরিত করে প্রায় 24.242424.. অর্থাৎ 24 মিটার, তারপর 24 মিটার log(লগারিদম) করুন, ফলাফল মান হবে 1.38457……। তারপর 20 দ্বারা গুণ করুন, চূড়ান্ত উত্তর হবে 27.6915…., রাউন্ড আপ করে 28dB।
অতএব গল্পটি আমাদের বলে: শ্রোতার অবস্থান এবং শব্দ উৎস বিন্দুর মধ্যে 80 ফুট (24 মিটার) দূরত্ব, 28dB শব্দ চাপ ক্ষতি হবে, ঠিক আছে! পূর্ববর্তী উদাহরণে অনুমিত ডাইনামিক পিক 101dB এবং পূর্বনির্ধারিত 10dB ডাইনামিক পিক, এবং 28dB দূরত্ব ক্ষতি যোগ করুন, অর্থাৎ 101dB+10dB+28dB=139dB, এই মুহুর্তে আমরা জানি যে সাউন্ড কনসোল থেকে স্পিকার শব্দ উৎস অবস্থানে, এর সর্বোচ্চ SPL 139dB থাকতে হবে। অবশ্যই, যদি কোন স্পিকার থাকে যা শুরুর অবস্থান থেকে শব্দ উৎপন্ন করে 80 ফুট দূরেও 139dB বজায় রাখে, তাহলে একটি স্পিকার দিয়েই কাজ শেষ। কিন্তু প্রযুক্তি এখনও এত উন্নত হয়নি, তাই আমাদের অবশ্যই উপরে উল্লিখিত AES স্ট্যান্ডার্ড 1 মিটার@1W-তে 139dB এর রেটেড পিক শব্দ চাপ লেভেল পরিমাপ করতে সক্ষম এমন একটি স্পিকার বেছে নিতে হবে, তারপর এই স্পেসিফিকেশনের স্পিকার সংখ্যা বাড়াতে হবে, এটাই হল প্রধান স্পিকার সংখ্যা এত বেশি হওয়ার কারণ, বুঝেছেন তো?
বর্তমানে লোকেরা যে প্রধান স্পিকার ব্যবহার করে তা প্রায়শই সিঙ্গল-ওয়ে (ফুল-রেঞ্জ) নয়, বেশিরভাগই থ্রি-ওয়ে (3way), উচ্চ (HF), মধ্যম (MF), নিম্ন (LF) ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে বিভক্ত।
AES দ্বারা ঘোষিত সর্বনিম্ন পাওয়ার রেটিং স্পেসিফিকেশন বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে মান:
স্পিকারের ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ —— HF —— MF —— LF
1W@1m মান —— 112dB —— 109dB —— 103dB
AES পাওয়ার রেটিং —— 200W —— 400W —— 1000W
গণনা করা সর্বোচ্চ SPL মান —— 141dB —— 141dB —— 139dB
স্পিকারের সর্বোচ্চ শব্দ চাপ MAX.SPL গণনা পদ্ধতি:
ধরে নিন একটি ব্র্যান্ডের স্পিকার, এর সংবেদনশীলতা (1W@1m) হল হাই ফ্রিকোয়েন্সি (HF) 112dB, মিড ফ্রিকোয়েন্সি (MF) 109dB, লো ফ্রিকোয়েন্সি (LF) 110dB, তাহলে আমরা এই সূত্রটি ব্যবহার করে এর সর্বোচ্চ শব্দ চাপ (1W@1m) গণনা করতে পারি।
সূত্র 2 :
শব্দ চাপ সর্বোচ্চ মান = স্পিকার 1W@1m সংবেদনশীলতা + 10log(AES দ্বারা ঘোষিত সর্বনিম্ন রেটিং পাওয়ার) + 6dB পিক
SPL = হাই ফ্রিকোয়েন্সি 112 + 10log(200W) + 6dB
SPL = 112 + 23 + 6
SPL = 141dB
ইঞ্জিনিয়ারিং ক্যালকুলেটর টিপে, আপনি একবারে সম্পূর্ণ লিখে মোট মান দেখতে পারেন, এবং সাধারণ ব্যবসায়িক ক্যালকুলেটর হাই ফ্রিকোয়েন্সি 200W প্রথমে log(লগারিদম) করে, তার মান 10 দ্বারা গুণ = 23.010299.., তারপর 112dB যোগ করুন = 135.0102…. এবং তারপর 6dB পিক ফ্যাক্টর যোগ করুন। এই স্পিকারের হাই ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভার 141dB যা 139dB এর প্রয়োজনীয় শর্তের চেয়ে বেশি।
এখানে একটি খুব সহায়ক গণিত দেখা যায়, তা হল যেকোনো ওয়াটেজের পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারকে কত ডেসিবেল-ওয়াট (dBW) এ রূপান্তর করার সূত্র জানা, যা হল:
সূত্র 3:
10log(ওয়াটেজ)
একইভাবে মিড ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভারও সূত্র 2 ব্যবহার করে গণনা করা হয়, কিন্তু লো ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভারের SPL স্ট্যান্ডার্ডের নিচে, তাই এই অনুমিত শব্দ চাপ স্ট্যান্ডার্ড পূরণ করতে একই রেসপন্স ফ্রিকোয়েন্সির আরও একটি লো ফ্রিকোয়েন্সি স্পিকার যোগ করতে হবে।
দ্বিতীয় পদ্ধতি হল সামগ্রিক ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের শব্দ চাপের সাথে মেলানোর জন্য মিড/হাই ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের শক্তি হ্রাস করা, আপেক্ষিকভাবে পূর্ববর্তী শব্দ চাপ স্ট্যান্ডার্ড মান কমিয়ে।
যদি 141 dBSPL শব্দ চাপ মান থেকে 139dBSPL অবস্থানে নামানো হয়, এটি শুধুমাত্র 3dB এর বিষয় নয়, পূর্ববর্তী নিবন্ধে উল্লেখ করা হয়েছে, মানুষ শব্দের আকার পরিবর্তনের বৈশিষ্ট্যের কারণে +-3dB পরিবর্তন, এবং এই 3dB পরিবর্তন পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারের শক্তিকে +-10 গুণ পরিবর্তন করে দেয়।
উপরোক্তটি 8 ওহম পদ্ধতি ব্যবহার করে উদাহরণ হিসাবে করা হয়েছে, প্রকৃত বিনিয়োগ প্রয়োগে, প্রায় সবাই 4 ওহম সমান্তরাল সংযোগ পদ্ধতি ব্যবহার করে, যার অর্থ দুটি স্পিকার একটি অ্যামপ্লিফায়ারের এক পাশে সংযোগ করা, এখন দেখা যাক এগুলি কীভাবে আলাদা। একটি হাই ফ্রিকোয়েন্সি 112dB, আরেকটি যোগ করলে হয় 115dB।
10log(10^(112/10)+10^(112/10))=115
এছাড়াও, 200W অ্যামপ্লিফায়ার যখন 4 ওহম প্রতিবন্ধকতায় থাকে, তখন সাধারণত 75% শক্তি বৃদ্ধি পায়, শতভাগ না হওয়ার কারণ হল বৈদ্যুতিক প্রয়োজনীয়তা, তারের ক্ষতি ইত্যাদি, তাই এই দুটি হাই ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ করতে প্রায় 300 ওয়াটে পরিণত হয়।
সূত্র 2 এ প্রতিস্থাপন করুন:
শব্দ চাপ সর্বোচ্চ মান = স্পিকার 1W@1m সংবেদনশীলতা + 10log(AES দ্বারা ঘোষিত সর্বনিম্ন রেটিং পাওয়ার) + 6dB পিক
MaxSPL=115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL=115 + 24.7 + 6
MaxSPL=145.7=146dB
এই ফলাফল আমাদের অনুমিত শব্দ চাপ স্ট্যান্ডার্ড পূরণ করবে, অতিরিক্ত পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার যোগ না করেই, শব্দ চাপ বেড়েছে। তাহলে পার্থক্য কী? আমরা স্পিকার সংখ্যা বাড়িয়েছি, এবং আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল প্রতিটি পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার কাজ করার সময় বিদ্যুৎ খরচ দ্বিগুণ বেড়েছে, সবচেয়ে মনোযোগ দিতে হবে তাপ সুরক্ষার বিষয়, অনেক পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে প্রায়ই বন্ধ হয়ে যায় বা স্বয়ংক্রিয়ভাবে আউটপুট পাওয়ার কমিয়ে দেয় সার্কিটের তাপমাত্রা দ্রুত কমাতে, এটি একটি সমস্যা।
ঠিক আছে, আগের 8 ওহম বিষয়বস্তুতে ফিরে আসা, আসলে অভিজ্ঞ ব্যক্তিরা আগেই জানে যে শব্দ চাপের অনুভূতি দ্বিগুণ করতে চাইলে, আপনার প্রায় 10dB পার্থক্য প্রয়োজন তবেই আপনি পার্থক্য অনুভব করবেন।
অতএব আমরা এখনও ব্যবহারিক থাকব, এখানে ব্যাখ্যা করা হল, সম্মানিত পাঠকগণ, আমরা ইতিমধ্যেই জানি উপরের একটি ব্র্যান্ডের স্পিকারের বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের সর্বোচ্চ SPL মান, তাহলে আমাদের উপযুক্ত শক্তির পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার বেছে নিতে হবে, এই সূত্রটি ব্যবহার করে প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের পাওয়ার রেটিং গণনা করুন, যা হল:
সূত্র 4:
dBW = শব্দ চাপ পিক - ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ কম্পোনেন্টের সংবেদনশীলতা + দূরত্বের ক্ষতি
সূত্রে (শব্দ চাপ পিক) হল আমাদের পূর্বে অনুমিত ডাইনামিক পিক 101dB (95dB শ্রবণ + 6dB ডাইনামিক পিক), এবং তারপর আমাদের কাঙ্ক্ষিত 10dB ডাইনামিক মাত্রাতিরিক্ত (Head Room) যোগ করুন, তাই 101dB+10dB=111dB, ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ কম্পোনেন্টের সংবেদনশীলতা হল স্পিকারের ভিতরে, প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ কম্পোনেন্টের 1W@1m মান, দূরত্বের ক্ষতি, হল পূর্বের 80 ফুট (24 মিটার) থেকে প্রাপ্ত 28dB শব্দ চাপ ক্ষতি মান। ঠিক আছে, এখন প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের মান প্রবেশ করিয়ে এর পাওয়ার পরিমাণ গণনা করুন, যা হল :
হাই ফ্রিকোয়েন্সি (111dB─112dB)+28dB=27dBW।
মিড ফ্রিকোয়েন্সি (111dB─109dB)+28dB=30dBW।
লো ফ্রিকোয়েন্সি (111dB─103dB)+28dB=36dBW।
dBW কে ওয়াট শক্তিতে রূপান্তরিত করুন যেমন সংযুক্ত সারণীতে কিছু ইঙ্গিত দেখা যাবে,
হাই ফ্রিকোয়েন্সি 27dBW=500W
মিড ফ্রিকোয়েন্সি 30dBW=1000W
লো ফ্রিকোয়েন্সি 36dBW=4000W
সংগঠিত করার পর, আমরা কিছু পার্থক্য দেখতে পাই, তা হল বাস অংশের ডেটা, অনেক বৃদ্ধির প্রয়োজন, আমরা একাধিক 1000W পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার এবং লো ফ্রিকোয়েন্সি স্পিকার ব্যবহার করতে পারি, অথবা উপরে উল্লিখিত 4 ওহম পদ্ধতি ব্যবহার করে অনুমিত স্ট্যান্ডার্ড অর্জন করতে পারি। এই নিবন্ধের বিষয়বস্তু পড়ার পরে, আমরা কয়েকটি সহজ গাণিতিক সূত্রও পেয়েছি, এটি আমাদের প্রাথমিক পরিকল্পনায় কত শব্দ চাপ, এবং ব্যবহার করা ডাইনামিক মান ইত্যাদি গণনা করতে সাহায্য করতে পারে, আপনি নিজের ব্যবহৃত প্রধান স্পিকার দেখতে পারেন, তাদের স্পেসিফিকেশন কত, যেমন আমি নিজের MARTIN VRS-1000 উদাহরণ হিসাবে,
1m@1W=106dB, আমি 1000W এর পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করি, তাই 106+30=136dB
1m স্থানে, এবং তারপর আমি সাধারণ 4 ওহম সংযোগ পদ্ধতি ব্যবহার করলে 109+31.5=140.5dB পর্যন্ত পাব (1m অবস্থান)।
এই নিবন্ধের উদ্দেশ্য হল আপনাদের নিজের পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার এবং স্পিকার সরঞ্জামের শক্তি কতটা হতে পারে তা বুঝতে সাহায্য করা, এতে তথাকথিত ভাল শোনার বা খারাপ শোনার বিষয়টি অন্তর্ভুক্ত নয়, এটি শুধুমাত্র পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার এবং স্পিকার, সামনের দিকে প্রসারিত হল প্রি-অ্যামপ্লিফায়ার অংশ, তাদের কোথায় সমন্বয় করা উচিত? স্ট্যান্ডার্ড কোথায়? এটি একটি সিস্টেম স্থাপনের পরে সমন্বয় এবং বোঝার বিষয়।
Mixing Console & Processors (মিক্সার এবং প্রসেসর)
মিক্সারের আউটপুট লেভেল এবং ডাউনস্ট্রিম প্রসেসরের মধ্যে লেভেল রেফারেন্স, শেষ পর্যন্ত পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারের সাথে সংযোগ করার সময়, আপনাকে অবশ্যই পরিষ্কারভাবে জানতে হবে যে মিক্সার দ্বারা সংমিশ্রিত শব্দ সংকেত ব্যবহার করে, তাদের সংকেত লেভেল কোন নির্দেশে আপনার পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার পূর্ণ লোডে যেতে পারে, কোন লেভেল নির্দেশে, অ্যামপ্লিফায়ার সর্বাধিক পিক ক্লিপিংয়ে পৌঁছায়, এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
সাধারণ মিক্সারগুলি +18dBu, এমনকি +24dBu এর মধ্যে আউটপুট লেভেল রেফারেন্স পরিচালনা করতে পারে। সহজ কথায়, আপনি যদি সাধারণ +4dBu ব্যবহার করেন, (1.23V)=0VU; এছাড়াও, আপনার ডিজিটাল প্রসেসিং ডিভাইস -18dB (dBFS) বা -20dB (dBFS)=+4dBu, আপেক্ষিকভাবে যদি আপনার অ্যামপ্লিফায়ার 0.775V বা 1.4V এ সম্পূর্ণ লোডে কাঠামোগত থাকে, তাহলে আপনি পুরো অ্যামপ্লিফায়ার কোন পরিসরে কাজ করছে তা পরিষ্কারভাবে বুঝতে পারবেন, তাই অ্যামপ্লিফায়ারের পিক ক্লিপিং বোঝা এবং সংজ্ঞায়িত করা, এবং অ্যামপ্লিফায়ারের লাভ ডেসিবেল সংখ্যা এবং ভোল্টেজের মধ্যে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
বর্তমানে 100-ওয়াট অ্যামপ্লিফায়ার আর মূলধারা নয়, হাই-টেক স্পিকার উৎপাদন প্রক্রিয়া ভোক্তাদের মধ্যে গভীরভাবে প্রবেশ করেছে, অ্যামপ্লিফায়ার 1000W বা তারও বেশি ওয়াটের। আজকের শিল্প প্রযুক্তিতে, লাভের এই সমস্যাটি, আপনার পর্যাপ্ত বাজেট থাকলে, সহজেই অর্জন করা যায়। কিন্তু যখন খেলার নিয়ম স্থির হয়ে যায়, মানুষের ধারণা এবং স্বীকৃতি একই সাথে আপডেট হয় না, জ্ঞানের ব্যবধান প্রায়শই এভাবেই ঘটে, বিশেষত যেহেতু আমরা এখানে স্পেসিফিকেশন ঘোষণা সংস্থা নই, ভাষার সমস্যার কারণে, তখন "ইউজার বাগ" এর হার আরও বেশি।
আজকে আমাদের অডিও সার্কেলে, জিজ্ঞাসা করি কতজন লোক নিয়মিত বৈদ্যুতিক-পদার্থবিজ্ঞানের লগারিদমিক নিয়ম ব্যবহার করে বর্তমান স্থানের জন্য প্রয়োজনীয় স্পিকার সংখ্যা বা অ্যামপ্লিফায়ারের লাভ গণনা করে? প্রায়শই মূল্যের ভিত্তিতে আনুমানিক সংখ্যক স্পিকার বাছাই করা হয়, এই সমস্যাটি কখনও টেবিলে গুরুত্ব সহকারে আলোচনা করা হয়নি, এখন আমাদের নিজেদের সিস্টেমের ক্ষমতা নিয়মিত উপায়ে বোঝা যাক।
ভূমিকা
একটি শব্দ বিবর্ধন/সহায়তা সিস্টেম তৈরি করা, অনেকেই এর প্রকৃত তাৎপর্য বোঝাতে পারে না। শব্দ সংক্রমণে কেন সহায়তার প্রয়োজন হয় তার অনেক কারণ রয়েছে, আপনি এবং আমি মুখোমুখি কথা বললে তা সরাসরি, খুব স্পষ্ট, কিন্তু যদি আমাদের মধ্যে 30 মিটার দূরত্ব থাকে? যখন কথা বলতে সহজ এবং স্পষ্ট হতে হবে, তখন সহায়তার প্রয়োজন, কোন জিনিসের মাধ্যমে? সেটা হল ইলেক্ট্রো-অ্যাকোস্টিক সিস্টেম, ইলেকট্রনিক সরঞ্জাম ব্যবহার করে একটি লাইভ ইভেন্টের জন্য প্রয়োজনীয় শ্রবণকে প্রসারিত করা, তারপর কিছু শব্দ সরঞ্জাম সংমিশ্রণের হিসাব প্রয়োজন। (পরবর্তীতে, আমরা পূর্বের নিয়ম অনুসরণ করব, গণিত যতটা সম্ভব বাদ দেব, নিবন্ধটি আরও আকর্ষণীয় হবে, এখানে যে ডেটা প্রবর্তন করা হবে তা হল বিদ্যমান পদার্থবিজ্ঞান এবং মানুষের কানের লগারিদমিক বৈশিষ্ট্যের নিয়ম, নতুন কিছু "অ্যারে" এর অ্যালগরিদম নয়।)
আমাদের কত লাভ দরকার?
একজন ভাল সাউন্ড ম্যান সর্বদা নিজের অন শো সাউন্ড সিস্টেমটি কী তা স্পষ্টভাবে স্থাপন করতে সক্ষম, পুরো এসপিএল (সাউন্ড প্রেসার লেভেল) সামনে-পিছনে কী ঘটছে, যাতে সে এই সময়ের মধ্যে সঙ্গীত অনুষ্ঠানের ওঠানামা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। যদি এই প্রাক-কাঠামো অপারেশনের শব্দ চাপের মান না থাকে, আপনি দেখবেন যে আপনি সর্বদা পুরো সিস্টেমের মোট লাভ প্রয়োজনীয়তার স্পেসিফিকেশনের নিচে বা এমনকি উপরে, দুর্ভাগ্যবশত এই ধরনের পরিস্থিতি সার্কেলে অস্বাভাবিক নয়।
মনোযোগ দিতে হবে: শব্দ লাভ শর্ত পূরণ না করা সিস্টেম, জোর করে ব্যবহার করবেন না, ক্ষতিগ্রস্থ হয় শুধু সরঞ্জাম নয়, আপনার নিজের প্রযুক্তিগত দক্ষতাও প্রশ্নবিদ্ধ হবে। এছাড়াও, যখন মোট শব্দ লাভ শর্ত স্থানের নামমাত্র প্রয়োজনীয়তার চেয়ে বেশি হয়, তাহলে অন প্যানেলের সাউন্ড ম্যান প্রক্রিয়া উপভোগ করতে সহজ এবং আনন্দিত হবে।
আসুন কাজের পরিস্থিতি অনুমান করি: একটি ইনডোর মাঝারি আকারের স্থানের পরিবেশে (যে ধরনের পরিস্থিতিতে লোকেরা প্রায়শই মুখোমুখি হয়), আমরা চাই যে স্পিকার থেকে শ্রোতার অবস্থানে, সেখানে 95dB এর স্বাভাবিক সঙ্গীত অনুষ্ঠান পারফরম্যান্স শব্দ চাপ থাকুক, আপেক্ষিকভাবে এর ডাইনামিক পিক হবে 101dB, এবং তারপর আমরা আমাদের কাঙ্ক্ষিত 10dB ডাইনামিক পিক (হেড রুম) যোগ করি, লাইভ মুহূর্তের পারফরম্যান্স ডাইনামিক শব্দ চাপের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করার জন্য।
আমরা সবাই জানি যে স্পিকার শব্দ বিকিরণ গোলকাকার বিস্তারের মতো, শব্দ উৎস বিন্দু থেকে দূরত্বের সাথে ক্ষয় দূরত্বের বর্গের সমানুপাতিক, এই রূপান্তর পরিমাপ মান অনুযায়ী, দূরত্ব দ্বিগুণ হওয়ার সাথে সাথে, শব্দ চাপ লেভেল 6dB হ্রাস পাবে (দয়া করে মনে রাখবেন এই গণনা পদ্ধতি উল্লম্ব অ্যারের জন্য প্রযোজ্য নয়)।
আরও ধরে নিন যে সাউন্ড কনসোল 80 ফুট দূরে স্থাপন করা হয়েছে, স্পিকারের সংবেদনশীলতা আন্তর্জাতিক AES (অডিও ইঞ্জিনিয়ারিং সোসাইটি) স্ট্যান্ডার্ড 1 মিটারে 1W লেভেলের উপর ভিত্তি করে, স্পিকারে ইনজেক্ট করে প্রাপ্ত পরীক্ষার মান, তারপর দূরত্বের কারণে ক্ষয় হওয়া লেভেলের সূত্র হল:
সূত্র 1
শব্দ চাপ দূরত্ব ক্ষতি মান = 20log(ফুটে দূরত্ব/3.3)
শব্দ চাপ দূরত্ব ক্ষতি মান = 20log(মিটারে দূরত্ব)
সূত্র 1 এর প্রথম লাইনটি হল যদি দূরত্ব ফুটে পরিমাপ করা হয়, তবে এটিকে মিটারে রূপান্তর করতে এটি ব্যবহার করা যেতে পারে, এখন আমাদের অনুমান করা ডেটা প্রতিস্থাপন করুন (ইঞ্জিনিয়ারিং ক্যালকুলেটর ভুলবেন না), "সূত্র 1" ব্যবহার করে এই 80 ফুট মিটারে রূপান্তরিত করে প্রায় 24.242424.. অর্থাৎ 24 মিটার, তারপর 24 মিটার log(লগারিদম) করুন, ফলাফল মান হবে 1.38457……। তারপর 20 দ্বারা গুণ করুন, চূড়ান্ত উত্তর হবে 27.6915…., রাউন্ড আপ করে 28dB।
অতএব গল্পটি আমাদের বলে: শ্রোতার অবস্থান এবং শব্দ উৎস বিন্দুর মধ্যে 80 ফুট (24 মিটার) দূরত্ব, 28dB শব্দ চাপ ক্ষতি হবে, ঠিক আছে! পূর্ববর্তী উদাহরণে অনুমিত ডাইনামিক পিক 101dB এবং পূর্বনির্ধারিত 10dB ডাইনামিক পিক, এবং 28dB দূরত্ব ক্ষতি যোগ করুন, অর্থাৎ 101dB+10dB+28dB=139dB, এই মুহুর্তে আমরা জানি যে সাউন্ড কনসোল থেকে স্পিকার শব্দ উৎস অবস্থানে, এর সর্বোচ্চ SPL 139dB থাকতে হবে। অবশ্যই, যদি কোন স্পিকার থাকে যা শুরুর অবস্থান থেকে শব্দ উৎপন্ন করে 80 ফুট দূরেও 139dB বজায় রাখে, তাহলে একটি স্পিকার দিয়েই কাজ শেষ। কিন্তু প্রযুক্তি এখনও এত উন্নত হয়নি, তাই আমাদের অবশ্যই উপরে উল্লিখিত AES স্ট্যান্ডার্ড 1 মিটার@1W-তে 139dB এর রেটেড পিক শব্দ চাপ লেভেল পরিমাপ করতে সক্ষম এমন একটি স্পিকার বেছে নিতে হবে, তারপর এই স্পেসিফিকেশনের স্পিকার সংখ্যা বাড়াতে হবে, এটাই হল প্রধান স্পিকার সংখ্যা এত বেশি হওয়ার কারণ, বুঝেছেন তো?
বর্তমানে লোকেরা যে প্রধান স্পিকার ব্যবহার করে তা প্রায়শই সিঙ্গল-ওয়ে (ফুল-রেঞ্জ) নয়, বেশিরভাগই থ্রি-ওয়ে (3way), উচ্চ (HF), মধ্যম (MF), নিম্ন (LF) ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে বিভক্ত।
AES দ্বারা ঘোষিত সর্বনিম্ন পাওয়ার রেটিং স্পেসিফিকেশন বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে মান:
স্পিকারের ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ —— HF —— MF —— LF
1W@1m মান —— 112dB —— 109dB —— 103dB
AES পাওয়ার রেটিং —— 200W —— 400W —— 1000W
গণনা করা সর্বোচ্চ SPL মান —— 141dB —— 141dB —— 139dB
স্পিকারের সর্বোচ্চ শব্দ চাপ MAX.SPL গণনা পদ্ধতি:
ধরে নিন একটি ব্র্যান্ডের স্পিকার, এর সংবেদনশীলতা (1W@1m) হল হাই ফ্রিকোয়েন্সি (HF) 112dB, মিড ফ্রিকোয়েন্সি (MF) 109dB, লো ফ্রিকোয়েন্সি (LF) 110dB, তাহলে আমরা এই সূত্রটি ব্যবহার করে এর সর্বোচ্চ শব্দ চাপ (1W@1m) গণনা করতে পারি।
সূত্র 2 :
শব্দ চাপ সর্বোচ্চ মান = স্পিকার 1W@1m সংবেদনশীলতা + 10log(AES দ্বারা ঘোষিত সর্বনিম্ন রেটিং পাওয়ার) + 6dB পিক
SPL = হাই ফ্রিকোয়েন্সি 112 + 10log(200W) + 6dB
SPL = 112 + 23 + 6
SPL = 141dB
ইঞ্জিনিয়ারিং ক্যালকুলেটর টিপে, আপনি একবারে সম্পূর্ণ লিখে মোট মান দেখতে পারেন, এবং সাধারণ ব্যবসায়িক ক্যালকুলেটর হাই ফ্রিকোয়েন্সি 200W প্রথমে log(লগারিদম) করে, তার মান 10 দ্বারা গুণ = 23.010299.., তারপর 112dB যোগ করুন = 135.0102…. এবং তারপর 6dB পিক ফ্যাক্টর যোগ করুন। এই স্পিকারের হাই ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভার 141dB যা 139dB এর প্রয়োজনীয় শর্তের চেয়ে বেশি।
এখানে একটি খুব সহায়ক গণিত দেখা যায়, তা হল যেকোনো ওয়াটেজের পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারকে কত ডেসিবেল-ওয়াট (dBW) এ রূপান্তর করার সূত্র জানা, যা হল:
সূত্র 3:
10log(ওয়াটেজ)
একইভাবে মিড ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভারও সূত্র 2 ব্যবহার করে গণনা করা হয়, কিন্তু লো ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভারের SPL স্ট্যান্ডার্ডের নিচে, তাই এই অনুমিত শব্দ চাপ স্ট্যান্ডার্ড পূরণ করতে একই রেসপন্স ফ্রিকোয়েন্সির আরও একটি লো ফ্রিকোয়েন্সি স্পিকার যোগ করতে হবে।
দ্বিতীয় পদ্ধতি হল সামগ্রিক ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের শব্দ চাপের সাথে মেলানোর জন্য মিড/হাই ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের শক্তি হ্রাস করা, আপেক্ষিকভাবে পূর্ববর্তী শব্দ চাপ স্ট্যান্ডার্ড মান কমিয়ে।
যদি 141 dBSPL শব্দ চাপ মান থেকে 139dBSPL অবস্থানে নামানো হয়, এটি শুধুমাত্র 3dB এর বিষয় নয়, পূর্ববর্তী নিবন্ধে উল্লেখ করা হয়েছে, মানুষ শব্দের আকার পরিবর্তনের বৈশিষ্ট্যের কারণে +-3dB পরিবর্তন, এবং এই 3dB পরিবর্তন পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারের শক্তিকে +-10 গুণ পরিবর্তন করে দেয়।
উপরোক্তটি 8 ওহম পদ্ধতি ব্যবহার করে উদাহরণ হিসাবে করা হয়েছে, প্রকৃত বিনিয়োগ প্রয়োগে, প্রায় সবাই 4 ওহম সমান্তরাল সংযোগ পদ্ধতি ব্যবহার করে, যার অর্থ দুটি স্পিকার একটি অ্যামপ্লিফায়ারের এক পাশে সংযোগ করা, এখন দেখা যাক এগুলি কীভাবে আলাদা। একটি হাই ফ্রিকোয়েন্সি 112dB, আরেকটি যোগ করলে হয় 115dB।
10log(10^(112/10)+10^(112/10))=115
এছাড়াও, 200W অ্যামপ্লিফায়ার যখন 4 ওহম প্রতিবন্ধকতায় থাকে, তখন সাধারণত 75% শক্তি বৃদ্ধি পায়, শতভাগ না হওয়ার কারণ হল বৈদ্যুতিক প্রয়োজনীয়তা, তারের ক্ষতি ইত্যাদি, তাই এই দুটি হাই ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ করতে প্রায় 300 ওয়াটে পরিণত হয়।
সূত্র 2 এ প্রতিস্থাপন করুন:
শব্দ চাপ সর্বোচ্চ মান = স্পিকার 1W@1m সংবেদনশীলতা + 10log(AES দ্বারা ঘোষিত সর্বনিম্ন রেটিং পাওয়ার) + 6dB পিক
MaxSPL=115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL=115 + 24.7 + 6
MaxSPL=145.7=146dB
এই ফলাফল আমাদের অনুমিত শব্দ চাপ স্ট্যান্ডার্ড পূরণ করবে, অতিরিক্ত পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার যোগ না করেই, শব্দ চাপ বেড়েছে। তাহলে পার্থক্য কী? আমরা স্পিকার সংখ্যা বাড়িয়েছি, এবং আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল প্রতিটি পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার কাজ করার সময় বিদ্যুৎ খরচ দ্বিগুণ বেড়েছে, সবচেয়ে মনোযোগ দিতে হবে তাপ সুরক্ষার বিষয়, অনেক পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে প্রায়ই বন্ধ হয়ে যায় বা স্বয়ংক্রিয়ভাবে আউটপুট পাওয়ার কমিয়ে দেয় সার্কিটের তাপমাত্রা দ্রুত কমাতে, এটি একটি সমস্যা।
ঠিক আছে, আগের 8 ওহম বিষয়বস্তুতে ফিরে আসা, আসলে অভিজ্ঞ ব্যক্তিরা আগেই জানে যে শব্দ চাপের অনুভূতি দ্বিগুণ করতে চাইলে, আপনার প্রায় 10dB পার্থক্য প্রয়োজন তবেই আপনি পার্থক্য অনুভব করবেন।
অতএব আমরা এখনও ব্যবহারিক থাকব, এখানে ব্যাখ্যা করা হল, সম্মানিত পাঠকগণ, আমরা ইতিমধ্যেই জানি উপরের একটি ব্র্যান্ডের স্পিকারের বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের সর্বোচ্চ SPL মান, তাহলে আমাদের উপযুক্ত শক্তির পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার বেছে নিতে হবে, এই সূত্রটি ব্যবহার করে প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের পাওয়ার রেটিং গণনা করুন, যা হল:
সূত্র 4:
dBW = শব্দ চাপ পিক - ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ কম্পোনেন্টের সংবেদনশীলতা + দূরত্বের ক্ষতি
সূত্রে (শব্দ চাপ পিক) হল আমাদের পূর্বে অনুমিত ডাইনামিক পিক 101dB (95dB শ্রবণ + 6dB ডাইনামিক পিক), এবং তারপর আমাদের কাঙ্ক্ষিত 10dB ডাইনামিক মাত্রাতিরিক্ত (Head Room) যোগ করুন, তাই 101dB+10dB=111dB, ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ কম্পোনেন্টের সংবেদনশীলতা হল স্পিকারের ভিতরে, প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ কম্পোনেন্টের 1W@1m মান, দূরত্বের ক্ষতি, হল পূর্বের 80 ফুট (24 মিটার) থেকে প্রাপ্ত 28dB শব্দ চাপ ক্ষতি মান। ঠিক আছে, এখন প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের মান প্রবেশ করিয়ে এর পাওয়ার পরিমাণ গণনা করুন, যা হল :
হাই ফ্রিকোয়েন্সি (111dB─112dB)+28dB=27dBW।
মিড ফ্রিকোয়েন্সি (111dB─109dB)+28dB=30dBW।
লো ফ্রিকোয়েন্সি (111dB─103dB)+28dB=36dBW।
dBW কে ওয়াট শক্তিতে রূপান্তরিত করুন যেমন সংযুক্ত সারণীতে কিছু ইঙ্গিত দেখা যাবে,
হাই ফ্রিকোয়েন্সি 27dBW=500W
মিড ফ্রিকোয়েন্সি 30dBW=1000W
লো ফ্রিকোয়েন্সি 36dBW=4000W
সংগঠিত করার পর, আমরা কিছু পার্থক্য দেখতে পাই, তা হল বাস অংশের ডেটা, অনেক বৃদ্ধির প্রয়োজন, আমরা একাধিক 1000W পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার এবং লো ফ্রিকোয়েন্সি স্পিকার ব্যবহার করতে পারি, অথবা উপরে উল্লিখিত 4 ওহম পদ্ধতি ব্যবহার করে অনুমিত স্ট্যান্ডার্ড অর্জন করতে পারি। এই নিবন্ধের বিষয়বস্তু পড়ার পরে, আমরা কয়েকটি সহজ গাণিতিক সূত্রও পেয়েছি, এটি আমাদের প্রাথমিক পরিকল্পনায় কত শব্দ চাপ, এবং ব্যবহার করা ডাইনামিক মান ইত্যাদি গণনা করতে সাহায্য করতে পারে, আপনি নিজের ব্যবহৃত প্রধান স্পিকার দেখতে পারেন, তাদের স্পেসিফিকেশন কত, যেমন আমি নিজের MARTIN VRS-1000 উদাহরণ হিসাবে,
1m@1W=106dB, আমি 1000W এর পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার ব্যবহার করি, তাই 106+30=136dB
1m স্থানে, এবং তারপর আমি সাধারণ 4 ওহম সংযোগ পদ্ধতি ব্যবহার করলে 109+31.5=140.5dB পর্যন্ত পাব (1m অবস্থান)।
এই নিবন্ধের উদ্দেশ্য হল আপনাদের নিজের পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার এবং স্পিকার সরঞ্জামের শক্তি কতটা হতে পারে তা বুঝতে সাহায্য করা, এতে তথাকথিত ভাল শোনার বা খারাপ শোনার বিষয়টি অন্তর্ভুক্ত নয়, এটি শুধুমাত্র পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার এবং স্পিকার, সামনের দিকে প্রসারিত হল প্রি-অ্যামপ্লিফায়ার অংশ, তাদের কোথায় সমন্বয় করা উচিত? স্ট্যান্ডার্ড কোথায়? এটি একটি সিস্টেম স্থাপনের পরে সমন্বয় এবং বোঝার বিষয়।
Mixing Console & Processors (মিক্সার এবং প্রসেসর)
মিক্সারের আউটপুট লেভেল এবং ডাউনস্ট্রিম প্রসেসরের মধ্যে লেভেল রেফারেন্স, শেষ পর্যন্ত পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারের সাথে সংযোগ করার সময়, আপনাকে অবশ্যই পরিষ্কারভাবে জানতে হবে যে মিক্সার দ্বারা সংমিশ্রিত শব্দ সংকেত ব্যবহার করে, তাদের সংকেত লেভেল কোন নির্দেশে আপনার পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার পূর্ণ লোডে যেতে পারে, কোন লেভেল নির্দেশে, অ্যামপ্লিফায়ার সর্বাধিক পিক ক্লিপিংয়ে পৌঁছায়, এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
সাধারণ মিক্সারগুলি +18dBu, এমনকি +24dBu এর মধ্যে আউটপুট লেভেল রেফারেন্স পরিচালনা করতে পারে। সহজ কথায়, আপনি যদি সাধারণ +4dBu ব্যবহার করেন, (1.23V)=0VU; এছাড়াও, আপনার ডিজিটাল প্রসেসিং ডিভাইস -18dB (dBFS) বা -20dB (dBFS)=+4dBu, আপেক্ষিকভাবে যদি আপনার অ্যামপ্লিফায়ার 0.775V বা 1.4V এ সম্পূর্ণ লোডে কাঠামোগত থাকে, তাহলে আপনি পুরো অ্যামপ্লিফায়ার কোন পরিসরে কাজ করছে তা পরিষ্কারভাবে বুঝতে পারবেন, তাই অ্যামপ্লিফায়ারের পিক ক্লিপিং বোঝা এবং সংজ্ঞায়িত করা, এবং অ্যামপ্লিফায়ারের লাভ ডেসিবেল সংখ্যা এবং ভোল্টেজের মধ্যে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।