Как рассчитать мощность звука для помещения

22

Расчет мощности колонок для мероприятий

У техники есть две характеристики мощности – пиковая и продолжительная. Первая не так важна при выборе, так как обозначает способность аппаратуры работать минимальное время при высоких пиковых нагрузках. А вторая, как раз, и характеризует способность давать звук определенной силы. Это показатель того, как колонки будут звучать при разных типах звуков все основное время проигрывания. Чтобы было одинаково достаточно мощности при проигрывании голоса и музыки, лучше брать с запасом. То есть, умножайте на два нужную вам мощность и ищите эту цифру в документах к колонкам. Вы получите нужную мощность колонок для мероприятия или для личного домашнего использования.

Рассчитываем нужную мощность

Есть правила расчета звукового оборудования для открытого пространства и закрытого помещения. Для мероприятия на открытом воздухе вам понадобится аппаратура следующей мощности: количество гостей, умноженное на 20. Вы получите число необходимых Ватт. Для закрытого зала количество человек достаточно умножить на 10, этой мощности хватит в условиях внутреннего мероприятия.

Как определиться в громкости

Поняв, как рассчитать мощность звука для помещения, вам еще нужно ознакомиться с показателем громкости отдельно. Дело в том, что громкость от мощности не зависит. Для этого нужно сверяться с цифрами, соответствующими количеству дБ. Например, прибор с мощностью 400 Вт и на 130 дБ будет звучать гораздо громче, чем та, у которой мощность 1000 Вт, но всего 120 дБ.

Другие советы

Для лучшего звучания устанавливайте колонки не на пол (или землю), а на специальные стойки. Так вы получите звуковое сопровождение высокого качества. Избегайте дешевой аппаратуры от неизвестных производителей. Она может оказаться «одноразовой» и подвести в ответственный момент. Обратите внимание на готовые акустические комплекты. В их составе оптимально подобранные микшеры, колонки, микрофоны. Тогда не придется изучать характеристики каждого прибора отдельно.

Влияние помещения на звучание и расчет мощности акустической системы

Акустические особенности помещения, где осуществляется вос­произведение звука, оказывают влияние на частотную характеристи­ку звукового давления, а следовательно, и на качество воспроизве­дения. Одна и та же аппаратура будет звучать по-разному в раз­личных помещениях. К акустическим особенностям относятся: форма помещения, его объем и коэффициенты поглощения звука ограждающих помещение поверхностей (потолка, пола, стен). Так, например, шторы, ковры, мягкая мебель и т.п. обладают большим коэффициентом звукопоглощения, тогда как гладкий потолок и сте­ны весьма мало поглощают звук и в значительной степени его отражают. Идеальным звукопоглотителем является открытое окно. Зву­копоглощение А пропорционально площади поглотителя S и его ко­эффициенту звукопоглощения α.

Всякое помещение (зал, аудитория, комната) представляет со­бой акустическую резонансную систему с распределенными параметрами, обладающую рядом собственных резонансных частот. При возбуждении в помещении звуков, содержащих составляющие резонансных частот, внутри помещения воз­никают резонансные колебания воздуха. Это приводит к усилению звука на резонансных частотах и изменению спект­рального состава звукового сигнала, т.е. к изменению его тембра.

Отражения волн от стен помещения является причиной возникновения стоячих волн. Они сильно нарушают однородность звукового поля. В нем появляются области с максимальным и ми­нимальным звуковым давлением – пучности и узлы. Стоячие волны образуются как между параллельными поверхностями, ограничивающими помещение, так и при косых направлениях распространения звуковых волн. Однако волны первого типа (так называемые осевые моды) имеет наибольшее значение в формировании звукового поля в помещении, осо­бенно малых размеров. Первая (осевая) частота собственных колебаний, возникающих между параллельными поверхностями, равна:

fр1 = 172 / l

• l – расстояние между ограничивающими поверх­ностями, м.

Таким образом, самая низкая частота собственных колебаний определяется наибольшим размером помещения, обычно его длиной. Например, при наибольшем расстоянии между стенами около 3,4 м собственная частота равна 50 Гц. Самым неудачным для прослушивания является помещение, имеющее форму куба, так как у него во всех трех направлениях будет одинако­вой и основная резонансная частота и ее гармоники.

Итак, в любом помещении существует множество соб­ственных колебаний. При этом в области, начинающейся с самой низшей собственной частоты, плотность спектра собственных колебаний сравнительно невелика, но с повы­шением частоты резко увеличивается. Поэтому для не очень малых помещений, начиная уже с частоты 150-200 Гц, плотность спектра собственных колебаний настолько велика, что явление резонанса незамет­но. Большое помещение более благоприятно для зву­ковоспроизведения, так как основные резонансные частоты с увеличением его размеров понижаются и оказываются за пределами ра­бочего диапазона частот, а гармоники благодаря большому их чис­лу образуют почти сплошной спектр и не подчеркивают звуков от­дельных частот. Желательно, чтобы объем помещения был не менее 42 м3, а один из линейных размеров не менее 5 м.

Эффективным средством, улучшающим прослушивание, являет­ся наличие в помещении поглотителей звука, уменьшающих время реверберации. В театрах, кино, концертных залах применяются звукопоглотители, которыми покрывают потолок и верхние части стен.

В жилых помещениях звук поглощается мягкими вещами, включая и мебель. Конечно, и сами слушатели оказываются в роли звукопоглотителей и от их числа зависит степень поглощения в помещении.

Укажем, что коэффициент звукопоглощения α равен:

• для одного слушателя = 0,38
• ковер = 0,35
• занавеси = 0,5

К сожалению, звуки низших частот поглощаются большинством звукопоглотителей в меньшей степени, чем звуки средних и особенно высоких частот. Удовлетворительно заглушить помещение на низших частотах довольно сложно.

Рис. 1 – Зависимость оптимального времени реверберации помещения от его объема:

Для домашнего монофонического прослушивания счи­тается удовлетворительной комната с временем реверберации 0,6-0,9 с (для стереофонического 0,4-0,5 с). Чем больше объем комнаты Vп, тем большим может быть время реверберации при сохранении хороших условий для звуковоспроизведения. На рис. 1 представлена зависимость оптимального време­ни реверберации помещения T от его объема Vп. Для наглядного пред­ставления зависимости звукового давления, создаваемого громкого­ворителем в помещении (в точке расположения измерительного мик­рофона), на рис.2 приведены частотные характеристики высококачественного громкоговорителя, измеренные в ком­нате и звуковой (заглушенной) камере. Как видно, на частотах ниже 400 Гц характери­стика в обычной комнате весьма неравномерна (пунктирная кривая), тогда как в звукомерной камере, где все ограждающие поверхности обладают большим коэффициентом звукопоглощения, частотная характеристика сглаживается (сплошная кривая). Форма частотной характеристики, снятой в комнате, сильно зависит от места установки микрофона и громкоговорите­ля.

В чем измеряется громкость колонок?

Измеряется он в децибелах (дБ) в отличие от мощности, единица измерения которой — ватт. Децибел — величина относительная и индицирует насколько текущий уровень SPL превышает порог слышимости (0 дБ).

Какая из деревень Владимирской области послужила местом действия рассказа Александра Исаевича Солженицына Матрёнин двор? Какая карта действует по всему миру? Какая команда в майнкрафте чтобы сделать выживание? Какая конституция действовала самый длинный срок? Какие действия человека относятся к охране природы? Какие действия являются преступлениями против человечества? Какие действия могут выполнять антивирусные программы? Какие действия над векторами? Какие действия следует выполнить при получении штормового предупреждения? Какие действия в Симсе улучшают навык обаяния?

Рис. 2 – АЧХ акустической системы (сплошная – в ЗЗК, пунктир – в комнате):

Уровень звукового давления, развиваемого громкоговорителем или акустической системой на низших частотах, возрастает примерно на 4 дБ при установке его в углу комнаты. Однако при небольших размерах комнаты “окраска” звучания становиться неприятной (возникает “бубнение”) и увеличивается неравномерность АЧХ в области низких частот. Оптимальное положение системы находится после нескольких проб.

Хорошим местом в прямоугольной комнате будет короткая стена с отступом от углов по 0,5 м. Полезно, чтобы на стене, противоположной АС, находилось звукопоглощающее покрытие (ковер, драпировки и т.п.). Так же в уменьшении неблагоприятной акустики помещения станет эквалайзер эффективность которого показана на рис.3. Но эквалайзер имеет два минуса: 1 – нужно иметь запас мощности усилителя на низких частотах; 2 – необходимость измерения исходной АЧХ системы в комнате.

Как выбрать акустику домашнего кинотеатра?

Колонки домашнего кинотеатра (весь каталог) должны создавать пространственное звучание, а для этого, как минимум, располагаться вокруг слушателей — и желательно на равных расстояниях. В наиболее популярном варианте в основе комплекта находятся четыре акустические системы (они же — сателлиты). Те, что располагаются впереди и по бокам экрана называют фронтальными (к примеру, модели этой категории), те, что сзади — тыловыми.

Кроме сателлитов, в состав входят ещё как минимум два источника звука. Первый — это акустика центрального канала. Как правило, она устанавливается под экраном, для удобства её делают горизонтальной, то есть «лежачей». Предназначение — озвучивать диалоги, делая их максимально выпуклыми, разборчивыми. Если используется проектор, то акустику центрального канала лучше всего расположить за проекционным экраном (при условии, что он акустически прозрачный) — такой вариант обеспечит впечатляющие результаты.

Также в составе домашнего кинотеатра почти обязательно присутствует сабвуфер. В отличие от остальных элементов, сабвуфер можно расположить практически в любой точке комнаты, поскольку сама физика передачи низкочастотных колебаний говорит о том, что их направление человек не может определить.

С другой стороны, в каждой комнате существуют точки, из которых сабвуфер «звучит» и точки, из которых он «не звучит» — искать их приходится экспериментальным путём.

Четыре сателлита, центральный канал и сабвуфер — классическая конфигурация домашнего кинотеатра, называемая 5.1. Примеры с готовыми «коробочными» решениями можно посмотреть в этом катлоге. Если дополнить её ещё одним сабвуфером, то получится конфигурация 5.2. Существуют также решения форматов 7.1, 9.1 и 9.2. В масштабных инсталляционных домашних кинотеатрах количество звуковых каналов может быть ещё больше. Но в этом руководстве мы останемся в «любительской лиге» — конфигурации 5.1.

Есть два основных сценария для того, чтобы самостоятельно выбрать и купить домашний кинотеатр: «коробочный» и индивидуальный. Первый предусматривает покупку уже собранной и настроенной системы. Второй потребует от пользователя больше усилий, но в перспективе может принести лучший результат за меньшие деньги. Но обо всём по порядку.

«Коробочный» домашний кинотеатр

Итак, мы определились: в комнате, где будет установлен домашний кинотеатр, есть возможность установить сателлиты вокруг зрителей, найдётся место для сабвуфера, а экран расположился где-то посередине центральной стены. В таком случае «коробочный» домашний кинотеатр – то, что нам надо.

Важно сразу же определится, есть ли возможность протянуть кабели от центрального блока системы к тыловым сателлитам? Если делать это «по-взрослому», то нужны так называемые короба, проложенные вдоль стен, или придётся осуществить демонтаж плинтусов. Если подобное вас не пугает, останавливаемся на проводном варианте тыловой акустики.

В противном случае рекомендуем подыскать конфигурацию с беспроводной тыловой акустикой. Этот вариант стоит дороже. В комплекте появляется ещё один блок – беспроводной усилитель тыловых сателлитов, который получает сигнал от центрального блока по радиоканалу. Тянуть через всю комнату провода уже не надо, но без них нам тоже не обойтись: беспроводной усилитель должен получать питание от сети 220 вольт, а провода от него идут к двум тыловым сателлитам – впрочем, этот вариант проводки реализовать гораздо проще.

Что касается сабвуфера, то он также доступен в проводном и беспроводном подключении, и также без кабелей не обойтись: пассивный сабвуфер должен получать акустический сигнал по кабелю от центрального блока, а активная радио-модель – питание 220 вольт. Выбирайте, что предпочтительно, учитывая, что второй вариант обойдётся чуть дороже.

Стоит отметить, что «коробочный» домашний кинотеатр гораздо легче настраивается, поскольку все основные настройки уже сделаны изготовителем

. В случае если помещение не позволяет расположить колонки правильно и симметрично, необходима пространственная конфигурация, компенсирующая недостатки размещения. Эта опция усложняет систему, поскольку она должна обеспечивать задержки сигнала в каналах для их виртуального позиционирования.

Мощность или как громко должен звучать домашний кинотеатр?

При выборе акустики для домашнего кинотеатра учитываются два параметра – качество звучания и мощность. Оба влияют на цену, но от второго ещё зависит громкость или звуковое давление. Нужно учитывать предпочтения будущих зрителей по части громкости и размер комнаты. В комнату площадью 30 кв.м. нет смысла покупать маломощный домашний кинотеатр низшей ценовой категории – его звучание, мягко говоря, никого не впечатлит.

Если говорить о цифрах, то существует следующая формула: 8-10 ватт на квадратный метр.

В помещение площадью до 20 кв.м. рекомендуется установить систему домашнего кинотеатра суммарной мощностью около 200 ватт. Отметим, что
на коробках указывают пиковую максимальную мощность, а она у каждого производителя измеряется по-своему.
Значительно более точной характеристикой послужит номинальная или долговременная мощность устройства.

С другой стороны, для комнаты небольших размеров домашний кинотеатр на одного-двух зрителей может комплектоваться минимальными полочно-навесными колонками – как правило, такая акустика более гибка в размещении.
Совет
. Считается, что все четыре сателлита должны иметь одинаковые параметры звучания. Если вы покупает «коробочный» домашний кинотеатр, то чаще всего так и выходит. Но в случае самостоятельного подбора акустики в правиле делаются исключения

Собираем акустику домашнего кинотеатра самостоятельно

Часто желание собрать домашний кинотеатр возникает уже после того, как комнате установлена стереосистема – к примеру, две напольные колонки. Вполне логично, что пользователь хочет задействовать их и для просмотра фильмов. Оптимальный вариант – покупка ещё двух таких же колонок, они будут работать тыловыми сателлитами.

Но в жизни так не происходит практически никогда, поскольку на «тыловиках» всегда экономят. В любом случае мы рекомендуем хотя бы остановиться на продуктах той же линейки того же бренда.

Напольные системы отлично дополняются «полочниками» из той же серии, вот каталог. Зачем так делать? Вся акустика, построенная на одинаковых компонентах (в частности, это – высокочастотные и низкочастотные динамики, элементы кроссоверов, технологии корпусов), будет звучать однопланово, слаженно, без «провалов» и «выбросов», с сохранением баланса при изменении громкости.

Домашний кинотеатр «по-своему» – дело хлопотное, но есть и преимущества: его можно собирать поэтапно. Раньше мы уже писали о том, как выбрать полочную и стационарную акустику, а также давали рекомендации по выбору сабвуфера. Для того, чтобы собрать хорошую акустику для домашнего кинотеатра, пользователь может начать с фронтальной акустики, а затем добавить к ней тыловую. После останется купить центральный канал и сабвуфер.

В случае когда все начинается с мощных и качественных напольных фронтальных акустических систем, можно обойтись и без сабвуфера. Кроме того, компонентный домашний кинотеатр звучит, как правило, гораздо лучше коробочного.

А теперь – расставим и рассядемся

Процентов сорок удовлетворённости от работы акустики домашнего кинотеатра зависит от того, насколько удачно и правильно расположены все эти колонки в комнате – относительно стен, друг друга и слушателей. Оптимальный вариант – сателлиты расположены по углам квадрата, в центре которого – зрители, а перед ними – экран.

Акустика центрального канала, как говорилось, находиться под (или над, или сразу за) экраном, а сабвуфер – в специально выбранном для него месте.

Все сателлиты и, по возможности, система центрального канала должны располагаться на одной высоте, желательно – на уровне головы. Ни один из источников звука, за исключением сабвуфера, не должен быть заслонён от слушателя, скажем, предметами домашней обстановки. Располагать колонки «впритык» к стенам – не лучший вариант, должен быть зазор хотя бы сантиметров тридцать-сорок. Но все это в идеальном варианте.

На практике слушатели чаще смещены к задним сателлитам, симметрия расположения которых оставляет желать лучшего. В этом случае, как минимум следует установить баланс по громкости звучания колонок, в зависимости от расстояния до слушателя.

Как максимум — настройками ресивера уравнять виртуальные расстояния до источников установкой временных задержек в каждом из каналов. Эта процедура позволяет из неидеального расположения системы получить практически идеальное звучание.

Пример

Для звуковоспроизведения в комнате объемом 51 м3 (площадь 17 м2, высота 3 м) при уровне интенсивности звука, соответствующем большому оркестру, требуется громкоговоритель и усилитель с номинальными мощностями от 4 Вт до 10 Вт.

Полученное расчетом значение мощности относится к широкополосной головке. Мощность НЧ и ВЧ головок в 2-х или 3-х полосной системе при различных частотах раздела fрзд можно определить по кривым на рис.5, построенным по указанным выше данным распределения текущей мощности натуральных звучания на выходе фильтров нижних и верхних частот. Мощность узкополосных головок определяется умножением расчетного значения мощности широкополосного громкоговорителя на значение относительной мощности для выбранной частоты раздела. Очень высокие уровни звука отрицательно действуют на слух.

Различие показателей мощности

У техники есть две характеристики мощности – пиковая и продолжительная. Первая не так важна при выборе, так как обозначает способность аппаратуры работать минимальное время при высоких пиковых нагрузках. А вторая, как раз, и характеризует способность давать звук определенной силы. Это показатель того, как колонки будут звучать при разных типах звуков все основное время проигрывания. Чтобы было одинаково достаточно мощности при проигрывании голоса и музыки, лучше брать с запасом. То есть, умножайте на два нужную вам мощность и ищите эту цифру в документах к колонкам. Вы получите нужную мощность колонок для мероприятия или для личного домашнего использования.

Куда направлять измерительный микрофон?

Очередной вопрос. Куда и почему именно туда нужно направлять микрофон? Попробуем коротко разобраться. Выводы в конце. И нужно учитывать – какой микрофон используется, какую направленность диаграммы он имеет.

В первом случае, представим, что микрофон установлен на уровне высокочастотного динамика на расстоянии 1 метр. Это, как бы, идеальный вариант измерения АЧХ акустики в целом и конкретно этого динамика.

Снимаем показания, потом отворачиваем микрофон совсем чуть в сторону, на несколько градусов. Снимаем показания снова. И показания АЧХ меняются кардинально. Могут вылезти горбы и появиться провалы.

Следующий вариант. Ставим микрофон в точке, которая подразумевает место слушателя.

Здесь уже наверняка не будет того “нужного метра”. И микрофон уже будет “слушать две акустические системы (тут речь уже не идет о замерах АЧХ динамиков). Микрофон слышит оба канала в одной точке. Плюс отраженные сигналы.

А теперь отнесем микрофон чуть влево и пусть микрофон “послушает” теперь. Вновь появятся значительные “искажения”, которых не было в “идеальной” точке. Что мы тут слушали, акустические колонки или акустику помещения?

Третий вариант – как пример измерения акустики помещения. Иначе никак у меня не получается понять это. Этот же микрофон устанавливается в противоположном углу помещения от акустических систем.

Что теперь будет “слышать” микрофон? Получается, что он будет “слушать” акустику самого помещения и не всего, а только в той точке, где он находится.

Попробую подвести итог

Повторюсь, что это сугубо мои размышления и мысли. Ничего не доказываю и не спорю. Пытаюсь разобраться и понять.

К чему мы пришли? Какие результаты мы ожидали? Какой микрофон мы использовали, какой направленности (ведь от этого зависит поле, которое мы хотели измерить)? Что мы измерили вообще? Появилось ещё больше вопросов.

Какой микрофон нужен для того, что бы посмотреть АЧХ звука от колонок, именно в том месте где сидим и слушаем? Микрофон с узконаправленным полем или кардиоидный?

Нужно направлять его строго на колонку (колонки), что бы “услышать” (увидеть АЧХ от акустики). Или нужно микрофон направлять в ту сторону, куда “слушает” наше ухо, от куда идут все звуковые составляющие, излучаемые акустической системой?

Ведь в том месте куда “слушает” наше ухо – очень много отраженного сигнала, резонирующих факторов, которые микрофон просто не услышит, когда он смотрит строго на акустику.

Рассуждения про микрофоны

Профессиональные измерительные микрофоны бывают направленного действия и всенаправленного. Термины «Направленный», «Кардиоидный», «Всенаправленный» характеризуют диаграммы их направленности, хотя эти термины иногда применяются излишне вольно. Направленность всех микрофонов зависит от частоты и становится сферической (всенаправленной) с уменьшением частоты.

Ниже примерные диаграммы направленности чувствительных зон микрофонов.

Всенаправленный микрофон

Принимает звук, практически одинаково, с любого направления. На рисунке его диаграмма направленности выделена красным цветом. Измерительные микрофоны делают практически всегда – всенаправленными.

Кардиоидный микрофон

На рисунке обозначена – зеленым цветом. Наиболее распространенная диаграмма направленности. Эти микрофоны обычно обладают эффектом близости, окрашивающим и усиливающим басовый диапазон вокала с близкого расстояния. Часто применяется в студиях на радиостанциях и в студиях звукозаписи.

Суперкардиоидный микрофон

Диаграмма синего цвета – Это расширенная версия кардиоидного микрофона, имеющая незначительную вторую зону сзади микрофона, и основная зона более направленная.

Гиперкардиоидный микрофон

Диаграмма фиолетового цвета. Это расширенная версия суперкардиоидного микрофона, имеющая более расширенные границы диаграммы.

Двунаправленный микрофон

Двунаправленный микрофон («восьмерка»), диаграмма желтого цвета, одинаково хорошо воспринимает звук как спереди, так и сзади, но подавляет звук, поступающий с боков (а также сверху, снизу и т.д.).

Узконаправленный микрофон

Говорить именно об узконаправленных микрофонах можно очень много, материала можно насобирать на отдельную статью, чего сейчас не будем делать. На схемах его диаграммы направленности нет.

Но можно эту диаграмму описать в несколько слов. Такой микрофон слышит звуки только перед собой и в достаточно узком “коридоре”. Потому измерительные микрофоны ставят непосредственно перед акустической системой в нескольких десятках сантиметрах. В основном, это расстояние считается идеальным для проведения измерений и делается в один метр.

Тут ниже снова моё личное мнение-рассуждение, и оно наверняка совпадает с мнением многих, о расположении микрофона.

Обычно, узконаправленные микрофоны имеют длинные корпуса, и имеют экстремально узкую диаграмму направленности. Они воспринимают звук только в непосредственной близости от оси направленности микрофона.

Эти микрофоны используются для локальной записи звука (при съемке фильмов или на телевидении). С их помощью записывают звуки природы, а так же, в любом другом месте, где требуется очень точное позиционирование.

Что такое мощность RMS?

RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) — Максимальная (предельная) синусоидальная мощность — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно на 20 — 25 процентов выше DIN.

Как включить диктофон сони? Как включить диктофон в смартфоне? Как включить диктофон во время разговора на айфон? Как включить диктофон во время разговора? Как включить диктофон во время вызова? Как включить диктофон во время звонка на самсунге? Как включить диктофон во время звонка? Как включить диктофон во время? Как включить динамик на смартфоне? Как включить динамики на мониторе?

Электроакустический расчет громкоговорителей

Смысл электроакустического расчета сводится к определению уровня звукового давления в расчетных точках – в местах постоянного или временного (вероятного) пребывания людей и сравнению данного уровня с рекомендованными (нормативными) значениями.

В озвучиваемом помещении присутствует различного рода шум. В зависимости от назначения и особенностей помещения, а также времени суток, уровень шума варьируется. Наиболее важным параметром при расчете, является величина среднестатистического шума. Шум можно измерить, но правильней и удобней взять его из готовых шум-таблиц:

Таблица 1 примерные уровни звука постоянного шума

Для того чтобы услышать звуковую или речевую информацию, она должна быть громче шума на 3 дБ, т.е. в 2 раза.

Величину 2 называют запасом звукового давления. В реальных условиях шум меняется, поэтому для отчетливого восприятия полезной информации на фоне шума, запас давления д.б не менее 6 дБ, по нормативам – 15 дБ.

Удовлетворение условий изложенных в пунктах 4.6, 4.7 свода правил, достигается организационными мероприятиями – правильной расстановкой громкоговорителей, предварительным расчетом:

• звукового давления громкоговорителя;
• звукового давления в расчетной точке;
• эффективной площади озвучиваемой одним громкоговорителем;
• общего количества громкоговорителей необходимого для озвучивания определенной территории.

Критерием правильности электроакустического расчета, является выполнение следующих условий:

1. Звуковое давление выбранного громкоговорителя д.б. «не менее 75 дБА на расстоянии 3 м от оповещателя», что соответствует величине звукового давления громкоговорителя не ниже 85 дБ.
2. Звуковое давление в расчетной точке д.б. выше уровня среднестатистического шума в помещении на 15 дБ.
3. Для потолочных громкоговорителей необходимо учитывать высоту их установки (высоту потолков).

Если все 3 условия выполнены – электроакустический расчет выполнен, если нет, то возможны следующие варианты:

• выбрать громкоговоритель с большей чувствительностью (звуковым давлением, дБ);
• выбрать громкоговоритель с большей мощностью (Вт);
• увеличить количество громкоговорителей;
• изменить схему расстановки громкоговорителей.

Входные параметры для расчета

Входные параметры для расчетов берутся из технического задания (ТЗ) (предоставляемого заказчиком) и технических характеристик на проектируемое оборудование. Список и количество параметров может варьироваться в зависимости от ситуации.

Примерные входные данные:

Параметры громкоговорителей:

SPL – чувствительность громкоговорителя, дБ,
Pгр – мощность громкоговорителя, Вт,
ШДН – Ширина диаграммы направленности, град.

Параметры помещения:

N – Уровень шума в помещении, дБ,
Н – Высота потолков, м,
a – Длина помещения, м,
b – Ширина помещения, м,
Sп – Площадь помещения, м2.

ЗД – Запас звукового давления, дБ.
r – Расстояние от громкоговорителя до расчетной точки.

Площадь озвучиваемого помещения:

Sп = a* b

Расчет звукового давления громкоговорителя

Зная номинальную мощность громкоговорителя (Р вт) и его чувствительность SPL (SPL от англ. Sound Pressure Level – уровень звукового давления громкоговорителя измеренного на мощности 1 Вт, на расстоянии 1м), можно рассчитать звуковое давление громкоговорителя, развиваемое на расстоянии 1м от излучателя.

Рдб = SPL + 10lg(Pвт) (1)

Расчет звукового давления в расчетной точке

Для расчета звукового давления в расчетной точке, необходимо:

1. Выбрать расчетную точку.
2. Оценить расстояние от громкоговорителя до расчетной точки.
3. Рассчитать уровень звукового давления в расчетной точке.

В качестве расчетной точки выберем место возможного (вероятного) нахождения людей, наиболее критичное
с точки зрения положения или удаления. Расстояние от громкоговорителя до расчетной точки (r) можно рассчитать или измерить прибором (дальномером).
Рассчитаем зависимость звукового давления от расстояния:

Данная зависимость называется правилом «обратных квадратов» или правилом “шести децибел”. Физическая интерпретация данного правила – при каждом удвоении удаления от источника, уровень звука уменьшается на 6 дБ.

Данную зависимость можно изобразить таблично и графически, рис.1:

Уровень звукового давления в расчетной точке:

Проверка правильности расчета:

Если звуковое давление в расчетной точке выше уровня среднестатистического шума в помещении на 15 дБ – расчет выполнен правильно.

Расчет эффективной дальности

Эффективная дальность звучания (L) – расстояние от источника звука (громкоговорителя) до геометрического места расположения расчетных точек, находящихся в пределах ШДН, звуковое давление в которых остается в пределах (N+15 дБ). На техническом сленге — «расстояние, которое громкоговоритель пробивает».
В англоязычной литературе эффективная дальность звучания (effective acoustical distance (EAD)) – расстояние, при котором сохраняется четкость и разборчивость речи (1).
Рассчитаем разность между звуковым давлением громкоговорителя, уровнем шума и запасом давления.

р = Рдб – (N + ЗД) (6)

Эффективную дальность громкоговорителя можно получить (вывести) из обратной зависимости соотношения (фла 2), взяв вместо P20 величину p из формулы (6):

Расчет площади, озвучиваемой одним громкоговорителем

Диаграмму направленности (излучения) громкоговорителя, можно представить в виде конуса (звукового поля сконцентрированного в конусе) с телесным углом в вершине конуса, равным ширине диаграммы направленности. Площадь, озвучиваемая громкоговорителем – проекция звукового поля, ограниченного углом раскрыва на плоскость, проведенную параллельно полу на высоте 1,5м. По аналогии с эффективной дальностью: Эффективная площадь, озвучиваемая громкоговорителем – площадь звуковое давление в пределах которой не превышает значение N+15 дБ (ф-ла 5).

Примечание

Громкоговоритель излучает во всех направлениях, но мы будем опираться на входные данные – уровни звукового давления в пределах диаграммы направленности. Правильность данного подхода подтверждается статистической теорией.

Разобьем громкоговорители на 3 класса (типа):

1. потолочные
2. настенные
3. рупорные.

Потолочные – класс громкоговорителей, характеризующихся способом излучения, в котором излучаемая звуковая энергия направлена перпендикулярно полу.
Настенные – класс громкоговорителей, характеризующихся способом излучения, в котором излучаемая звуковая энергия направлена параллельно полу.
Рупорные – класс громкоговорителей, характеризующихся способом излучения, в котором излучаемая звуковая энергия направлена под некоторым углом по направлению к полу.

Для каждой группы громкоговорителей эффективная озвучиваемая площадь, рассчитывается по разному. Для 1 группы она зависит от высоты установки (потолков), для групп 2 и 3 – от громкости, по сути от эффективной дальности (ф-ла 7).

Пример электроакустического расчета

Расчет эффективной площади, озвучиваемой потолочным громкоговорителем
Потолочные – класс громкоговорителей, характеризующихся способом излучения, в котором излучаемая звуковая энергия направлена перпендикулярно полу.
Эффективная площадь озвучиваемая громкоговорителем – круг, являющийся пересечением конуса (звукового поля сконцентрированного в конусе), с плоскостью проведенной параллельно полу на высоте 1,5 м.

На рис.2 изображена элементарная геометрическая интерпретация данного представления.
Площадь, озвучиваемая потолочным громкоговорителем – площадь круга:

R = (H – 1,5) tg (ШДН / 2) (9)

Для потолочного громкоговорителя, дополнительным критерием правильности электроакустического расчета, является проверка условия:

С = (Н — 1,5) / cos (ШДН/2) (11)

Смысл данного условия: звук (звуковое поле) распространяющийся вдоль гипотенузы (вдоль образующей звукового конуса) должен достигать до плоскости, проведенной параллельно полу на высоте 1,5 м.

Расчет количества громкоговорителей необходимого для озвучивания определенной территории

Рассчитав эффективную площадь, озвучиваемую одним громкоговорителем, зная общие размеры озвучиваемой территории, рассчитаем общее количество громкоговорителей:

Как расчитать мощность акустики для помещения?

У меня колонки SVEN SPS-747, 2*25w — комнату 12м2 разносит в пух и прах при громкости 50% и басах не более 50% (нейтраль) — выше уже гудеть начинает. Комфортно при басе 10-50%.

В одном месте вычитал :
Существует простая методика примерной оценки «концертной» звуковой мощности для закрытых пространств -это 3 Ватта на квадратный метр помещения с потолком высотой 3 метра. (Существуют другие методики 10-15 Ватт на метр — но это — для глухих, отмороженных и контуженных:) Однако — эта величина -3 Ватта мощности на метр справедлива для одного слушателя (не глухого!). Человеческое тело имеет площадь поверхности около 1,4 м2 и, разумеется, оно тоже поглощает звук, поэтому добавляем к расчёту 5 Ватт на одного человека. Пример -помещение площадью 200 м2, на мероприятии 60 человек, требуемая мощность оборудования 600+300=900 Ватт. Этого будет достаточно для хорошей «танцевальной» громкости, особенно если использовать сабвуфер, а также расположить источники (колонки) в противоположных углах (этим правилом часто пренебрегают). Если в помещении присутствует мягкая мебель, натяжной потолок или высота потолка более 3 метров — мощность аппаратуры должна быть значительно выше.

— получается в моем случае 50 Вт избыточны чуть т. к. под 12м2 примерно сходится +- 40 Вт на 36м3 (высота потолка 3 метра) по этому бас приходится убирать в басе нет недостатка низов, так как расстояние от стены до стены 3,5 метра.
ПС — колонки старье, но проверял прогой audioTester V1.4g — 40hz берут нормально и четко слышно и ощущается вибрация, ниже 40ка hz гудок идет но баса уже нет.