साउंड इंजीनियरों, आइए 'मानक' तरीके से सिस्टम गेन पर चर्चा करें
पीए क्षेत्र में प्रारंभिक दिनों में, लाउडस्पीकर और एम्पलीफायर का उपयोग करके ध्वनि लाभ प्राप्त करना बहुत मुश्किल काम था। उस समय, जब पावर स्तर 100W या यहां तक कि 150W तक पहुंच जाता था, और इसे एक स्पीकर से जोड़ा जाता था, तो यह वास्तव में एक दिग्गज बन जाता था! मुख्य धारा की चर्चा वाट क्षमता के बारे में होती थी, न कि वर्तमान ध्वनिक दबाव लाभ के मानक विवरण के बारे में।
आज, 100-वाट एम्पलीफायर मुख्यधारा नहीं रह गया है, हाई-टेक स्पीकर निर्माण प्रक्रिया उपभोक्ता क्षेत्र में गहराई तक पहुंच गई है, एम्पलीफायर 1000W या उससे अधिक वाट क्षमता वाले हैं। आज के औद्योगिक प्रौद्योगिकी में, गेन का यह मुद्दा, यदि आपके पास पर्याप्त धन है, तो आसानी से हल किया जा सकता है। हालांकि, जब खेल के नियम तय हो जाते हैं, तो लोगों की धारणाएं और स्वीकृति समकालिक रूप से अद्यतन नहीं होती हैं, जिससे ज्ञान का अंतर अक्सर हो जाता है, खासकर जब हम यहां मानकों की घोषणा करने वाली इकाई नहीं हैं और भाषा की समस्याएं होती हैं, तो "उपयोगकर्ता त्रुटि" (User Bug) की दर और भी अधिक हो जाती है।
आज हमारे साउंड सर्कल में, कितने लोग मानक इलेक्ट्रिकल फिजिक्स लॉगरिदमिक सिद्धांतों का उपयोग करके साइट पर आवश्यक स्पीकर संख्या या एम्पलीफायर गेन की गणना करते हैं? लगभग हमेशा कीमत के आधार पर लगभग कितने स्पीकरों की आवश्यकता है, इसका अनुमान लगाया जाता है, इस मुद्दे पर कभी भी गंभीरता से चर्चा नहीं हुई है। आइए अब हम एक मानक तरीके से अपने सिस्टम की क्षमता को समझें।
प्रस्तावना
एक ध्वनि प्रवर्धन/सहायता प्रणाली की संरचना करना, बहुत से लोग इसकी अवधारणा को पूरी तरह से समझ नहीं पाते हैं। ध्वनि संचरण में सहायता की आवश्यकता के पीछे बड़े कारण हैं। आप और मैं आमने-सामने बात करते हैं, यह सीधा और स्पष्ट है, लेकिन अगर हम दोनों 30 मीटर दूर हैं? जब बोलना आसान और स्पष्ट दोनों होना चाहिए, तो सहायता की आवश्यकता होती है, किस चीज के माध्यम से? वह है इलेक्ट्रो-एकॉस्टिक सिस्टम, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के माध्यम से साइट पर आवश्यक श्रवण का विस्तार करना, फिर कुछ ध्वनि उपकरण संयोजनों की गणना की आवश्यकता होती है। (अगले चरण में, हम पूर्ववर्ती के अनुसार, गणित को यथासंभव हटा देंगे, लेख अधिक दिलचस्प होगा, यहां जो डेटा पेश किया जाएगा वह मूल भौतिकी और मानव कान की तुलना लॉगरिदमिक विशेषताओं के नियमों पर आधारित है, न कि नई चीज "एरे" के एल्गोरिदम पर।)
हमें कितना गेन चाहिए?
एक अच्छा साउंड इंजीनियर (Sound man) हमेशा स्पष्ट रूप से स्थापित करता है कि उसे ऑन शो के लिए किस ध्वनि प्रणाली की आवश्यकता है, पूरे एसपीएल (ध्वनि दाब स्तर) का पूर्वापेक्षा और परिणाम क्या है, ताकि संगीत कार्यक्रम के उतार-चढ़ाव के दौरान इसे संभाल सके। यदि इस पूर्व-संरचना संचालन ध्वनि दाब मूल्य नहीं है, तो आप पाएंगे कि आप हमेशा सिस्टम के भीतर कुल गेन आवश्यकता के मानक से नीचे या उससे अधिक हैं, और दुर्भाग्य से, सर्कल में ऐसी स्थिति कम नहीं है।
ध्यान रखना चाहिए: जिस सिस्टम में ध्वनि लाभ की शर्तें पर्याप्त नहीं हैं, उसे कभी भी जबरदस्ती नहीं करना चाहिए, न केवल उपकरण क्षतिग्रस्त होते हैं, बल्कि स्वयं की तकनीकी क्षमता पर भी सवाल उठाया जाता है। इसके अलावा, जब कुल ध्वनि लाभ की स्थिति साइट पर निर्धारित आवश्यकता से अधिक होती है, तो पैनल पर साउंड इंजीनियर प्रक्रिया का आनंद आराम से और खुशी-खुशी लेगा।
आइए कार्य परिदृश्य मान लें: एक इनडोर मध्यम आकार के स्थल के वातावरण में (ऐसा माहौल जिसका लोग अक्सर सामना करते हैं), हम चाहते हैं कि स्पीकर से श्रोता की स्थिति तक, बीच में 95dB का सामान्य संगीत कार्यक्रम प्रदर्शन ध्वनि दाब हो, तदनुसार इसकी गतिशील चोटी 101dB हो, और फिर हमारे वांछित 10dB गतिशील चोटी (हेड रूम) को जोड़ें, ताकि साइट पर तात्कालिक प्रदर्शन गतिशील ध्वनि दाब की मांग को पूरा किया जा सके।
हम सभी जानते हैं कि स्पीकर ध्वनि का उत्सर्जन गोलाकार सतह की तरह फैलता है, ध्वनि स्रोत बिंदु से दूरी के साथ क्षय दूरी के वर्ग के समानुपाती होता है, इस रूपांतरण माप मूल्य के अनुसार, दूरी हर दोगुनी होने पर, ध्वनि दाब स्तर 6dB कम हो जाएगा (कृपया ध्यान दें कि यह रूपांतरण विधि लंबवत सरणियों के लिए लागू नहीं है)।
यह भी मान लें कि ध्वनि कंट्रोल कंसोल 80 फीट पर स्थापित है, स्पीकर की संवेदनशीलता अंतर्राष्ट्रीय एईएस (ऑडियो इंजीनियरिंग सोसाइटी) मानक के 1 मीटर 1W स्तर का संदर्भ देती है, स्पीकर में इंजेक्ट करके प्राप्त परीक्षण मानक मूल्य, फिर दूरी के कारण स्तर हानि का सूत्र है, अर्थात्:
सूत्र 1
ध्वनि दाब दूरी हानि मूल्य = 20log(फीट में दूरी/3.3)
ध्वनि दाब दूरी हानि मूल्य = 20log(मीटर में दूरी)
सूत्र 1 की पहली पंक्ति का उपयोग तब किया जाता है जब दूरी फीट में मापी जाती है, इसे मीटर में बदलने के लिए उपयोग किया जा सकता है। अब हमारे माने गए डेटा को प्रतिस्थापित करते हैं (इंजीनियरिंग कैलकुलेटर को न भूलें), "सूत्र 1" का उपयोग करके यह 80 फीट मीटर में लगभग 24.242424.. है, यानी 24 मीटर, फिर 24 मीटर का log (लघुगणक) लें, परिणामी मान 1.38457……. है। फिर 20 से गुणा करें, अंतिम उत्तर 27.6915…. होगा, पूर्णांकन करने पर 28dB होता है।
इसलिए कहानी हमें बताती है: श्रोता स्थिति और उत्सर्जन बिंदु के बीच 80 फीट (24 मीटर) की दूरी पर, 28dB की ध्वनि दाब हानि होगी, ठीक है! पिछले उदाहरण में प्रस्तावित गतिशील चोटी 101dB को पूर्वनिर्धारित 10dB गतिशील चोटी और 28dB की दूरी हानि के साथ जोड़ें, यानी 101dB+10dB+28dB=139dB, इस समय हम जानते हैं कि ऑडियो कंसोल से स्पीकर उत्सर्जन स्थान तक, इसके अधिकतम एसपीएल की आवश्यकता 139dB होनी चाहिए। बेशक, अगर कोई स्पीकर मूल स्थान से उत्सर्जित होने पर 80 फीट के बाद भी 139dB बनाए रख सकता है, तो यह एक स्पीकर से ही हल हो जाएगा। हालाँकि, प्रौद्योगिकी अभी तक इतनी उन्नत नहीं हुई है, इसलिए हमें उपरोक्त एईएस मानक 1 मीटर@1W पर 139dB के निर्धारित चोटी ध्वनि दाब स्तर को पूरा करने वाले स्पीकर का चयन करना होगा, और फिर इस विनिर्देश के स्पीकरों की संख्या बढ़ानी होगी, यही कारण है कि मुख्य स्पीकरों की संख्या इतनी अधिक होती है, समझ गए?
अब हर कोई जो मुख्य स्पीकर का उपयोग करता है वह लगभग एकल-मार्ग (फुल-रेंज) नहीं है, अधिकांश तीन-मार्ग (3way) हैं, जो उच्च (HF), मध्य (MF), निम्न (LF) आवृत्ति रेंज में विभाजित हैं।
एईएस द्वारा घोषित प्रत्येक आवृत्ति रेंज में न्यूनतम शक्ति रेटिंग विनिर्देश हैं:
स्पीकर आवृत्ति रेंज —— HF —— MF —— LF
1W@1m मान ——112dB ——109dB ——103dB
एईएस शक्ति रेटिंग ——200W ——400W ——1000W
प्राप्त अधिकतम एसपीएल मान ——141dB ——141dB ——139dB
स्पीकर का अधिकतम ध्वनि दाब MAX.SPL खोजने का तरीका:
मान लीजिए कि किसी ब्रांड का स्पीकर है, इसकी संवेदनशीलता (1W@1m) हाई फ्रिक्वेंसी (HF) 112dB, मिड फ्रिक्वेंसी (MF) 109dB, लो फ्रिक्वेंसी (LF) 110dB है, तो हम इस सूत्र का उपयोग करके इसका अधिकतम ध्वनि दाब (1W@1m) पा सकते हैं।
सूत्र 2:
ध्वनि दाब अधिकतम = स्पीकर 1W@1m संवेदनशीलता + 10log(एईएस घोषित न्यूनतम रेटेड शक्ति) + 6dB चोटी
एसपीएल = उच्च आवृत्ति 112 + 10log(200W) + 6dB
एसपीएल = 112 + 23 + 6
एसपीएल = 141dB
इंजीनियरिंग कैलकुलेटर की प्रेस विधि, आप मूल्य देखने के लिए लगातार लिख सकते हैं, जबकि सामान्य व्यावसायिक कैलकुलेटर पहले उच्च आवृत्ति 200W का log (लघुगणक) लेकर, फिर उसके मान को 10 से गुणा करके = 23.010299.., फिर 112dB जोड़कर = 135.0102…. और फिर 6dB चोटी गुणांक जोड़कर। इस स्पीकर का हाई फ्रिक्वेंसी घटक 141dB है जो 139dB की आवश्यक शर्त से अधिक है।
यहां एक बहुत उपयोगी गणित दिखाई देता है, जो किसी भी वाट संख्या के पावर एम्पलीफायर को डेसिबल-वाट (dBW) में बदलने का सूत्र जानना है, अर्थात्:
सूत्र 3:
10log(वाट संख्या)
इसी तरह, मिड फ्रिक्वेंसी घटक भी सूत्र 2 का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, केवल लो फ्रिक्वेंसी घटक का एसपीएल मानक से कम है, इसलिए इस प्रस्तावित ध्वनि दाब मानक को पूरा करने के लिए उसी प्रतिक्रिया आवृत्ति के निम्न-आवृत्ति स्पीकरों की संख्या को दोगुना करना होगा।
दूसरा तरीका समग्र आवृत्ति बैंड के ध्वनि दाब से मेल खाने के लिए मध्य/उच्च आवृत्ति रेंज की ऊर्जा को कम करना है, जो अपेक्षाकृत इस पूर्व ध्वनि दाब मानक मूल्य को कम कर देता है।
यदि 141 dBSPL के ध्वनि दाब मूल्य को 139dBSPL स्थिति तक कम किया जाता है, तो यह सिर्फ 3dB की बात नहीं है, पिछले लेख में उल्लेख किया गया है, मनुष्य ध्वनि के आकार में परिवर्तन की विशेषता के कारण +-3dB की वृद्धि या कमी का अनुभव करता है, और यह 3dB की वृद्धि/कमी पहले से ही पावर एम्पलीफायर शक्ति में +-10 गुना परिवर्तन का कारण बनती है।
उपरोक्त उदाहरण के रूप में 8 ओम का उपयोग करता है, वास्तविक निवेश अनुप्रयोग में, लगभग हर कोई 4 ओम के समानांतर कनेक्शन तरीके का उपयोग करता है, जिसका अर्थ है कि दो स्पीकर एम्पलीफायर के एक तरफ जुड़े होते हैं, अब आइए देखें कि वे कैसे भिन्न हैं। एक उच्च आवृत्ति 112dB, एक और जोड़ने पर 115dB होता है।
10log(10^(112/10)+10^(112/10))=115
इसके अलावा, जब 200W का एम्पलीफायर 4 ओम पर होता है, तो आमतौर पर 75% ऊर्जा बढ़ जाती है, 100% नहीं हो पाती क्योंकि विद्युत शक्ति की आवश्यकता, केबल हानि आदि कारकों के कारण, इसलिए यह लगभग 300 वाट की शक्ति बन जाती है जो इन दो उच्च आवृत्ति स्पीकरों को चलाती है।
सूत्र 2 में प्रतिस्थापित करें:
ध्वनि दाब अधिकतम = स्पीकर 1W@1m संवेदनशीलता + 10log(एईएस घोषित न्यूनतम रेटेड शक्ति) + 6dB चोटी
MaxSPL=115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL=115 + 24.7 + 6
MaxSPL=145.7=146dB
यह परिणाम हमारे प्रस्तावित ध्वनि दाब मानक को पूरा करेगा, बिना पावर एम्पलीफायर बढ़ाए, ध्वनि दाब बढ़ गया है। तो फिर अंतर क्या है? हमने स्पीकरों की संख्या बढ़ा दी है, और एक और महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रत्येक पावर एम्पलीफायर सर्किट की खपत दोगुनी हो गई है, सबसे ध्यान देने योग्य बात तापमान सुरक्षा की समस्या है, कई पावर एम्पलीफायर तापमान बढ़ने के बाद, अक्सर ट्रिप हो जाते हैं या स्वयं विफल होकर सर्किट तापमान को जल्दी कम करने के लिए आउटपुट पावर कम कर देते हैं, यह एक समस्या है।
ठीक है, पिछले 8 ओम सामग्री पर वापस आते हैं, वास्तव में पेशेवर लोग पहले से ही जानते हैं कि ध्वनि दाब की भावना को दोगुना करने के लिए, लगभग 10dB का अंतर चाहिए तभी आपको अंतर महसूस होगा।
इसलिए हम अभी भी व्यावहारिक रहेंगे, यहां स्पष्टीकरण, प्रिय पाठकों, हम उपरोक्त किसी ब्रांड के स्पीकर के प्रत्येक आवृत्ति रेंज के अधिकतम एसपीएल मूल्य को जानते हैं, फिर हमें उचित शक्ति के पावर एम्पलीफायर का चयन करना होगा, इस सूत्र का उपयोग करके प्रत्येक आवृत्ति रेंज की शक्ति रेटिंग ज्ञात करें, अर्थात्:
सूत्र 4:
dBW = ध्वनि दाब चोटी - आवृत्ति रेंज घटक की संवेदनशीलता + दूरी हानि
सूत्र में (ध्वनि दाब चोटी) हमारे पहले प्रस्तावित गतिशील चोटी 101dB (95 सुनना + 6dB गतिशील चोटी) है, फिर हमारे वांछित 10dB गतिशील रिजर्व (Head Room) को जोड़ें, इसलिए 101dB + 10dB = 111dB, आवृत्ति रेंज घटक की संवेदनशीलता स्पीकर में प्रत्येक आवृत्ति रेंज घटक का 1W@1m मान है, दूरी हानि पिछले 80 फीट (24 मीटर) से प्राप्त 28dB की ध्वनि दाब हानि मान है। ठीक है, अब प्रत्येक आवृत्ति रेंज का मूल्य डालकर इसकी शक्ति मात्रा ज्ञात करें, अर्थात्:
उच्च आवृत्ति (111dB─112dB)+28dB=27dBW।
मध्य आवृत्ति (111dB─109dB)+28dB=30dBW।
निम्न आवृत्ति (111dB─103dB)+28dB=36dBW।
dBW को वापस वाट शक्ति में बदलना संलग्न तालिका से कुछ संकेत देखा जा सकता है,
उच्च आवृत्ति 27dBW=500W
मध्य आवृत्ति 30dBW=1000W
निम्न आवृत्ति 36dBW=4000W
व्यवस्थित करने के बाद, हमें कुछ अंतर दिखाई देता है, वह है निम्न आवृत्ति भाग का डेटा, जिसे काफी बढ़ाने की आवश्यकता है, हम कई 1000W पावर एम्पलीफायर और निम्न-आवृत्ति स्पीकरों का उपयोग कर सकते हैं, या ऊपर बताए गए 4 ओम तरीके का उपयोग करके प्रस्तावित मानक को प्राप्त कर सकते हैं। इस लेख की सामग्री पढ़ने के बाद, कुछ सरल गणितीय सूत्र भी प्राप्त हुए, यह हमारी प्रारंभिक योजना को कितना ध्वनि दाब, और उपयोग किए जाने वाले गतिशील मूल्य आदि की गणना करने में मदद कर सकता है, आप स्वयं उपयोग किए जाने वाले मुख्य स्पीकर देख सकते हैं, उनके विनिर्देश क्या हैं, जैसा कि मैं स्वयं MARTIN VRS-1000 को उदाहरण के रूप में लेता हूं,
1m@1W=106dB, मैं 1000W पावर एम्पलीफायर का उपयोग करता हूं, फिर 106+30=136dB
1m स्थान पर, फिर मैं सामान्य 4 ओम कनेक्शन विधि का उपयोग करके 109+31.5=140.5dB प्राप्त करूंगा (1m स्थान)।
इस लेख का उद्देश्य आपको यह समझने में सक्षम बनाना है कि आपके पावर एम्पलीफायर और स्पीकर उपकरण में कितनी ऊर्जा हो सकती है, इसमें तथाकथित अच्छी आवाज या बुरी आवाज शामिल नहीं है, यह सिर्फ पावर एम्पलीफायर और स्पीकर है, आगे बढ़कर प्री-एम्पलीफायर भाग है, उन्हें कहां समायोजित किया जाए? मानक क्या है? यह सभी एक सिस्टम स्थापित होने के बाद समायोजित और समझने योग्य हैं।
मिक्सिंग कंसोल और प्रोसेसर (Mixing Console & Processors)
मिक्सर के आउटपुट स्तर और डाउनस्ट्रीम प्रोसेसर के बीच के स्तर, अंत में पावर एम्पलीफायर से कनेक्ट होने पर, आपको स्पष्ट रूप से पता होना चाहिए कि मिक्सर द्वारा संयुक्त ध्वनि संकेतों का उपयोग करके, उनके संकेत स्तर किस सूचकांक पर आपके पावर एम्पलीफायर को पूर्ण भार पर चला सकते हैं, किस स्तर के संकेत पर एम्पलीफायर अधिकतम चोटी क्लिपिंग तक पहुंच जाता है, यह बहुत महत्वपूर्ण है।
सामान्य मिक्सर +18dBu, यहां तक कि +24dBu के बीच के आउटपुट स्तर को संसाधित कर सकते हैं। सीधे शब्दों में कहें, यदि आप सामान्य +4dB, (1.23V) = 0VU पर हैं; इसके अलावा, आपका डिजिटल प्रोसेसिंग उपकरण -18dB (dBFS) या -20dB (dBFS) = +4dBu पर है, तदनुसार यदि आपका एम्पलीफायर 0.775V या 1.4V पर पूर्ण भार पर संरचित है, तो आप स्पष्ट रूप से जान पाएंगे कि समग्र पावर एम्पलीफायर किस सीमा में काम कर रहा है, इसलिए एम्पलीफायर की चोटी क्लिपिंग और डेसिबल संख्या और वोल्टेज के बीच एम्पलीफायर के लाभ को समझने और परिभाषित करने में सक्षम होना बहुत महत्वपूर्ण है।
आज, 100-वाट एम्पलीफायर मुख्यधारा नहीं रह गया है, हाई-टेक स्पीकर निर्माण प्रक्रिया उपभोक्ता क्षेत्र में गहराई तक पहुंच गई है, एम्पलीफायर 1000W या उससे अधिक वाट क्षमता वाले हैं। आज के औद्योगिक प्रौद्योगिकी में, गेन का यह मुद्दा, यदि आपके पास पर्याप्त धन है, तो आसानी से हल किया जा सकता है। हालांकि, जब खेल के नियम तय हो जाते हैं, तो लोगों की धारणाएं और स्वीकृति समकालिक रूप से अद्यतन नहीं होती हैं, जिससे ज्ञान का अंतर अक्सर हो जाता है, खासकर जब हम यहां मानकों की घोषणा करने वाली इकाई नहीं हैं और भाषा की समस्याएं होती हैं, तो "उपयोगकर्ता त्रुटि" (User Bug) की दर और भी अधिक हो जाती है।
आज हमारे साउंड सर्कल में, कितने लोग मानक इलेक्ट्रिकल फिजिक्स लॉगरिदमिक सिद्धांतों का उपयोग करके साइट पर आवश्यक स्पीकर संख्या या एम्पलीफायर गेन की गणना करते हैं? लगभग हमेशा कीमत के आधार पर लगभग कितने स्पीकरों की आवश्यकता है, इसका अनुमान लगाया जाता है, इस मुद्दे पर कभी भी गंभीरता से चर्चा नहीं हुई है। आइए अब हम एक मानक तरीके से अपने सिस्टम की क्षमता को समझें।
प्रस्तावना
एक ध्वनि प्रवर्धन/सहायता प्रणाली की संरचना करना, बहुत से लोग इसकी अवधारणा को पूरी तरह से समझ नहीं पाते हैं। ध्वनि संचरण में सहायता की आवश्यकता के पीछे बड़े कारण हैं। आप और मैं आमने-सामने बात करते हैं, यह सीधा और स्पष्ट है, लेकिन अगर हम दोनों 30 मीटर दूर हैं? जब बोलना आसान और स्पष्ट दोनों होना चाहिए, तो सहायता की आवश्यकता होती है, किस चीज के माध्यम से? वह है इलेक्ट्रो-एकॉस्टिक सिस्टम, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के माध्यम से साइट पर आवश्यक श्रवण का विस्तार करना, फिर कुछ ध्वनि उपकरण संयोजनों की गणना की आवश्यकता होती है। (अगले चरण में, हम पूर्ववर्ती के अनुसार, गणित को यथासंभव हटा देंगे, लेख अधिक दिलचस्प होगा, यहां जो डेटा पेश किया जाएगा वह मूल भौतिकी और मानव कान की तुलना लॉगरिदमिक विशेषताओं के नियमों पर आधारित है, न कि नई चीज "एरे" के एल्गोरिदम पर।)
हमें कितना गेन चाहिए?
एक अच्छा साउंड इंजीनियर (Sound man) हमेशा स्पष्ट रूप से स्थापित करता है कि उसे ऑन शो के लिए किस ध्वनि प्रणाली की आवश्यकता है, पूरे एसपीएल (ध्वनि दाब स्तर) का पूर्वापेक्षा और परिणाम क्या है, ताकि संगीत कार्यक्रम के उतार-चढ़ाव के दौरान इसे संभाल सके। यदि इस पूर्व-संरचना संचालन ध्वनि दाब मूल्य नहीं है, तो आप पाएंगे कि आप हमेशा सिस्टम के भीतर कुल गेन आवश्यकता के मानक से नीचे या उससे अधिक हैं, और दुर्भाग्य से, सर्कल में ऐसी स्थिति कम नहीं है।
ध्यान रखना चाहिए: जिस सिस्टम में ध्वनि लाभ की शर्तें पर्याप्त नहीं हैं, उसे कभी भी जबरदस्ती नहीं करना चाहिए, न केवल उपकरण क्षतिग्रस्त होते हैं, बल्कि स्वयं की तकनीकी क्षमता पर भी सवाल उठाया जाता है। इसके अलावा, जब कुल ध्वनि लाभ की स्थिति साइट पर निर्धारित आवश्यकता से अधिक होती है, तो पैनल पर साउंड इंजीनियर प्रक्रिया का आनंद आराम से और खुशी-खुशी लेगा।
आइए कार्य परिदृश्य मान लें: एक इनडोर मध्यम आकार के स्थल के वातावरण में (ऐसा माहौल जिसका लोग अक्सर सामना करते हैं), हम चाहते हैं कि स्पीकर से श्रोता की स्थिति तक, बीच में 95dB का सामान्य संगीत कार्यक्रम प्रदर्शन ध्वनि दाब हो, तदनुसार इसकी गतिशील चोटी 101dB हो, और फिर हमारे वांछित 10dB गतिशील चोटी (हेड रूम) को जोड़ें, ताकि साइट पर तात्कालिक प्रदर्शन गतिशील ध्वनि दाब की मांग को पूरा किया जा सके।
हम सभी जानते हैं कि स्पीकर ध्वनि का उत्सर्जन गोलाकार सतह की तरह फैलता है, ध्वनि स्रोत बिंदु से दूरी के साथ क्षय दूरी के वर्ग के समानुपाती होता है, इस रूपांतरण माप मूल्य के अनुसार, दूरी हर दोगुनी होने पर, ध्वनि दाब स्तर 6dB कम हो जाएगा (कृपया ध्यान दें कि यह रूपांतरण विधि लंबवत सरणियों के लिए लागू नहीं है)।
यह भी मान लें कि ध्वनि कंट्रोल कंसोल 80 फीट पर स्थापित है, स्पीकर की संवेदनशीलता अंतर्राष्ट्रीय एईएस (ऑडियो इंजीनियरिंग सोसाइटी) मानक के 1 मीटर 1W स्तर का संदर्भ देती है, स्पीकर में इंजेक्ट करके प्राप्त परीक्षण मानक मूल्य, फिर दूरी के कारण स्तर हानि का सूत्र है, अर्थात्:
सूत्र 1
ध्वनि दाब दूरी हानि मूल्य = 20log(फीट में दूरी/3.3)
ध्वनि दाब दूरी हानि मूल्य = 20log(मीटर में दूरी)
सूत्र 1 की पहली पंक्ति का उपयोग तब किया जाता है जब दूरी फीट में मापी जाती है, इसे मीटर में बदलने के लिए उपयोग किया जा सकता है। अब हमारे माने गए डेटा को प्रतिस्थापित करते हैं (इंजीनियरिंग कैलकुलेटर को न भूलें), "सूत्र 1" का उपयोग करके यह 80 फीट मीटर में लगभग 24.242424.. है, यानी 24 मीटर, फिर 24 मीटर का log (लघुगणक) लें, परिणामी मान 1.38457……. है। फिर 20 से गुणा करें, अंतिम उत्तर 27.6915…. होगा, पूर्णांकन करने पर 28dB होता है।
इसलिए कहानी हमें बताती है: श्रोता स्थिति और उत्सर्जन बिंदु के बीच 80 फीट (24 मीटर) की दूरी पर, 28dB की ध्वनि दाब हानि होगी, ठीक है! पिछले उदाहरण में प्रस्तावित गतिशील चोटी 101dB को पूर्वनिर्धारित 10dB गतिशील चोटी और 28dB की दूरी हानि के साथ जोड़ें, यानी 101dB+10dB+28dB=139dB, इस समय हम जानते हैं कि ऑडियो कंसोल से स्पीकर उत्सर्जन स्थान तक, इसके अधिकतम एसपीएल की आवश्यकता 139dB होनी चाहिए। बेशक, अगर कोई स्पीकर मूल स्थान से उत्सर्जित होने पर 80 फीट के बाद भी 139dB बनाए रख सकता है, तो यह एक स्पीकर से ही हल हो जाएगा। हालाँकि, प्रौद्योगिकी अभी तक इतनी उन्नत नहीं हुई है, इसलिए हमें उपरोक्त एईएस मानक 1 मीटर@1W पर 139dB के निर्धारित चोटी ध्वनि दाब स्तर को पूरा करने वाले स्पीकर का चयन करना होगा, और फिर इस विनिर्देश के स्पीकरों की संख्या बढ़ानी होगी, यही कारण है कि मुख्य स्पीकरों की संख्या इतनी अधिक होती है, समझ गए?
अब हर कोई जो मुख्य स्पीकर का उपयोग करता है वह लगभग एकल-मार्ग (फुल-रेंज) नहीं है, अधिकांश तीन-मार्ग (3way) हैं, जो उच्च (HF), मध्य (MF), निम्न (LF) आवृत्ति रेंज में विभाजित हैं।
एईएस द्वारा घोषित प्रत्येक आवृत्ति रेंज में न्यूनतम शक्ति रेटिंग विनिर्देश हैं:
स्पीकर आवृत्ति रेंज —— HF —— MF —— LF
1W@1m मान ——112dB ——109dB ——103dB
एईएस शक्ति रेटिंग ——200W ——400W ——1000W
प्राप्त अधिकतम एसपीएल मान ——141dB ——141dB ——139dB
स्पीकर का अधिकतम ध्वनि दाब MAX.SPL खोजने का तरीका:
मान लीजिए कि किसी ब्रांड का स्पीकर है, इसकी संवेदनशीलता (1W@1m) हाई फ्रिक्वेंसी (HF) 112dB, मिड फ्रिक्वेंसी (MF) 109dB, लो फ्रिक्वेंसी (LF) 110dB है, तो हम इस सूत्र का उपयोग करके इसका अधिकतम ध्वनि दाब (1W@1m) पा सकते हैं।
सूत्र 2:
ध्वनि दाब अधिकतम = स्पीकर 1W@1m संवेदनशीलता + 10log(एईएस घोषित न्यूनतम रेटेड शक्ति) + 6dB चोटी
एसपीएल = उच्च आवृत्ति 112 + 10log(200W) + 6dB
एसपीएल = 112 + 23 + 6
एसपीएल = 141dB
इंजीनियरिंग कैलकुलेटर की प्रेस विधि, आप मूल्य देखने के लिए लगातार लिख सकते हैं, जबकि सामान्य व्यावसायिक कैलकुलेटर पहले उच्च आवृत्ति 200W का log (लघुगणक) लेकर, फिर उसके मान को 10 से गुणा करके = 23.010299.., फिर 112dB जोड़कर = 135.0102…. और फिर 6dB चोटी गुणांक जोड़कर। इस स्पीकर का हाई फ्रिक्वेंसी घटक 141dB है जो 139dB की आवश्यक शर्त से अधिक है।
यहां एक बहुत उपयोगी गणित दिखाई देता है, जो किसी भी वाट संख्या के पावर एम्पलीफायर को डेसिबल-वाट (dBW) में बदलने का सूत्र जानना है, अर्थात्:
सूत्र 3:
10log(वाट संख्या)
इसी तरह, मिड फ्रिक्वेंसी घटक भी सूत्र 2 का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, केवल लो फ्रिक्वेंसी घटक का एसपीएल मानक से कम है, इसलिए इस प्रस्तावित ध्वनि दाब मानक को पूरा करने के लिए उसी प्रतिक्रिया आवृत्ति के निम्न-आवृत्ति स्पीकरों की संख्या को दोगुना करना होगा।
दूसरा तरीका समग्र आवृत्ति बैंड के ध्वनि दाब से मेल खाने के लिए मध्य/उच्च आवृत्ति रेंज की ऊर्जा को कम करना है, जो अपेक्षाकृत इस पूर्व ध्वनि दाब मानक मूल्य को कम कर देता है।
यदि 141 dBSPL के ध्वनि दाब मूल्य को 139dBSPL स्थिति तक कम किया जाता है, तो यह सिर्फ 3dB की बात नहीं है, पिछले लेख में उल्लेख किया गया है, मनुष्य ध्वनि के आकार में परिवर्तन की विशेषता के कारण +-3dB की वृद्धि या कमी का अनुभव करता है, और यह 3dB की वृद्धि/कमी पहले से ही पावर एम्पलीफायर शक्ति में +-10 गुना परिवर्तन का कारण बनती है।
उपरोक्त उदाहरण के रूप में 8 ओम का उपयोग करता है, वास्तविक निवेश अनुप्रयोग में, लगभग हर कोई 4 ओम के समानांतर कनेक्शन तरीके का उपयोग करता है, जिसका अर्थ है कि दो स्पीकर एम्पलीफायर के एक तरफ जुड़े होते हैं, अब आइए देखें कि वे कैसे भिन्न हैं। एक उच्च आवृत्ति 112dB, एक और जोड़ने पर 115dB होता है।
10log(10^(112/10)+10^(112/10))=115
इसके अलावा, जब 200W का एम्पलीफायर 4 ओम पर होता है, तो आमतौर पर 75% ऊर्जा बढ़ जाती है, 100% नहीं हो पाती क्योंकि विद्युत शक्ति की आवश्यकता, केबल हानि आदि कारकों के कारण, इसलिए यह लगभग 300 वाट की शक्ति बन जाती है जो इन दो उच्च आवृत्ति स्पीकरों को चलाती है।
सूत्र 2 में प्रतिस्थापित करें:
ध्वनि दाब अधिकतम = स्पीकर 1W@1m संवेदनशीलता + 10log(एईएस घोषित न्यूनतम रेटेड शक्ति) + 6dB चोटी
MaxSPL=115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL=115 + 24.7 + 6
MaxSPL=145.7=146dB
यह परिणाम हमारे प्रस्तावित ध्वनि दाब मानक को पूरा करेगा, बिना पावर एम्पलीफायर बढ़ाए, ध्वनि दाब बढ़ गया है। तो फिर अंतर क्या है? हमने स्पीकरों की संख्या बढ़ा दी है, और एक और महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रत्येक पावर एम्पलीफायर सर्किट की खपत दोगुनी हो गई है, सबसे ध्यान देने योग्य बात तापमान सुरक्षा की समस्या है, कई पावर एम्पलीफायर तापमान बढ़ने के बाद, अक्सर ट्रिप हो जाते हैं या स्वयं विफल होकर सर्किट तापमान को जल्दी कम करने के लिए आउटपुट पावर कम कर देते हैं, यह एक समस्या है।
ठीक है, पिछले 8 ओम सामग्री पर वापस आते हैं, वास्तव में पेशेवर लोग पहले से ही जानते हैं कि ध्वनि दाब की भावना को दोगुना करने के लिए, लगभग 10dB का अंतर चाहिए तभी आपको अंतर महसूस होगा।
इसलिए हम अभी भी व्यावहारिक रहेंगे, यहां स्पष्टीकरण, प्रिय पाठकों, हम उपरोक्त किसी ब्रांड के स्पीकर के प्रत्येक आवृत्ति रेंज के अधिकतम एसपीएल मूल्य को जानते हैं, फिर हमें उचित शक्ति के पावर एम्पलीफायर का चयन करना होगा, इस सूत्र का उपयोग करके प्रत्येक आवृत्ति रेंज की शक्ति रेटिंग ज्ञात करें, अर्थात्:
सूत्र 4:
dBW = ध्वनि दाब चोटी - आवृत्ति रेंज घटक की संवेदनशीलता + दूरी हानि
सूत्र में (ध्वनि दाब चोटी) हमारे पहले प्रस्तावित गतिशील चोटी 101dB (95 सुनना + 6dB गतिशील चोटी) है, फिर हमारे वांछित 10dB गतिशील रिजर्व (Head Room) को जोड़ें, इसलिए 101dB + 10dB = 111dB, आवृत्ति रेंज घटक की संवेदनशीलता स्पीकर में प्रत्येक आवृत्ति रेंज घटक का 1W@1m मान है, दूरी हानि पिछले 80 फीट (24 मीटर) से प्राप्त 28dB की ध्वनि दाब हानि मान है। ठीक है, अब प्रत्येक आवृत्ति रेंज का मूल्य डालकर इसकी शक्ति मात्रा ज्ञात करें, अर्थात्:
उच्च आवृत्ति (111dB─112dB)+28dB=27dBW।
मध्य आवृत्ति (111dB─109dB)+28dB=30dBW।
निम्न आवृत्ति (111dB─103dB)+28dB=36dBW।
dBW को वापस वाट शक्ति में बदलना संलग्न तालिका से कुछ संकेत देखा जा सकता है,
उच्च आवृत्ति 27dBW=500W
मध्य आवृत्ति 30dBW=1000W
निम्न आवृत्ति 36dBW=4000W
व्यवस्थित करने के बाद, हमें कुछ अंतर दिखाई देता है, वह है निम्न आवृत्ति भाग का डेटा, जिसे काफी बढ़ाने की आवश्यकता है, हम कई 1000W पावर एम्पलीफायर और निम्न-आवृत्ति स्पीकरों का उपयोग कर सकते हैं, या ऊपर बताए गए 4 ओम तरीके का उपयोग करके प्रस्तावित मानक को प्राप्त कर सकते हैं। इस लेख की सामग्री पढ़ने के बाद, कुछ सरल गणितीय सूत्र भी प्राप्त हुए, यह हमारी प्रारंभिक योजना को कितना ध्वनि दाब, और उपयोग किए जाने वाले गतिशील मूल्य आदि की गणना करने में मदद कर सकता है, आप स्वयं उपयोग किए जाने वाले मुख्य स्पीकर देख सकते हैं, उनके विनिर्देश क्या हैं, जैसा कि मैं स्वयं MARTIN VRS-1000 को उदाहरण के रूप में लेता हूं,
1m@1W=106dB, मैं 1000W पावर एम्पलीफायर का उपयोग करता हूं, फिर 106+30=136dB
1m स्थान पर, फिर मैं सामान्य 4 ओम कनेक्शन विधि का उपयोग करके 109+31.5=140.5dB प्राप्त करूंगा (1m स्थान)।
इस लेख का उद्देश्य आपको यह समझने में सक्षम बनाना है कि आपके पावर एम्पलीफायर और स्पीकर उपकरण में कितनी ऊर्जा हो सकती है, इसमें तथाकथित अच्छी आवाज या बुरी आवाज शामिल नहीं है, यह सिर्फ पावर एम्पलीफायर और स्पीकर है, आगे बढ़कर प्री-एम्पलीफायर भाग है, उन्हें कहां समायोजित किया जाए? मानक क्या है? यह सभी एक सिस्टम स्थापित होने के बाद समायोजित और समझने योग्य हैं।
मिक्सिंग कंसोल और प्रोसेसर (Mixing Console & Processors)
मिक्सर के आउटपुट स्तर और डाउनस्ट्रीम प्रोसेसर के बीच के स्तर, अंत में पावर एम्पलीफायर से कनेक्ट होने पर, आपको स्पष्ट रूप से पता होना चाहिए कि मिक्सर द्वारा संयुक्त ध्वनि संकेतों का उपयोग करके, उनके संकेत स्तर किस सूचकांक पर आपके पावर एम्पलीफायर को पूर्ण भार पर चला सकते हैं, किस स्तर के संकेत पर एम्पलीफायर अधिकतम चोटी क्लिपिंग तक पहुंच जाता है, यह बहुत महत्वपूर्ण है।
सामान्य मिक्सर +18dBu, यहां तक कि +24dBu के बीच के आउटपुट स्तर को संसाधित कर सकते हैं। सीधे शब्दों में कहें, यदि आप सामान्य +4dB, (1.23V) = 0VU पर हैं; इसके अलावा, आपका डिजिटल प्रोसेसिंग उपकरण -18dB (dBFS) या -20dB (dBFS) = +4dBu पर है, तदनुसार यदि आपका एम्पलीफायर 0.775V या 1.4V पर पूर्ण भार पर संरचित है, तो आप स्पष्ट रूप से जान पाएंगे कि समग्र पावर एम्पलीफायर किस सीमा में काम कर रहा है, इसलिए एम्पलीफायर की चोटी क्लिपिंग और डेसिबल संख्या और वोल्टेज के बीच एम्पलीफायर के लाभ को समझने और परिभाषित करने में सक्षम होना बहुत महत्वपूर्ण है।