أنظمة مخاطبة الجمهور Public Address Systems (الإذاعة الداخلية)

[F.Abdelaziz]

أنظمة مخاطبة الجمهور Public Address Systems (الإذاعة الداخلية)

فيما يلى نظام إذاعة داخلية بسيط :




هذا النظام يتألف من "ميكروفون نداء مكتبى" ، و "مكبر خالط " و "سماعة بوق (هورن)" . عندما يتم الضغط على الزر الموجود فى الميكروفون والمسمى "الكلام" talk ، يمكن بث رسالة إلى السماعة عبر مكبر الصوت .
يمكن تطوير هذا النظام بالمزيد من السماعات لتغطية مساحة أكبر ، أو بأنواع بديلة من السماعات لتناسب المناطق والمواقع المختلفة ، فيما يلى مثال بسماعات على شكل هورن وسماعات سقف .




توجد مشكلة محتملة مع أنظمة السماعات المتعددة ، وهى أن توصيل سماعات متعددة ومواءمتها لخرج المكبر يمكن أن يكون معقد جدا ويستخدم الكثير من الكابلات . بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون من الصعب ضبط مقدار حجم الصوت volume المطلوب فى أى سماعة بعينها .
كمحاولة للتغلب على هذه المشكلة جاء الصناع بالحل من خلال الاعتماد على محولات ذات مآخذ tappings متعددة للاستخدام مع كل سماعة على حدة .
هذه الطريقة لتوزيع المعاوقة المرتفعة تحل مشكلة المجموعات المتتالية والمتوازية وتسمح لمستوى السماعة لأن يكون متغيرا صعودا وهبوطا عن طريق تغيير إعدادا المحولات . هذا النظام معروف باسم نظام
100v line .
نظام الإذاعة الداخلية السابق تم تصميمه لعمل إعلانات(نداءات) إلى جميع المناطق . نفترض أننا نريد تشغيل الموسيقى كخلفية بمساحة عمل أو مكان عام ، ويكون لدينا القدرة على تجاوز الموسيقى عند القيام بعمل إعلان (نداء) . . يمكن تحقيق ذلك بسهولة عن طريق إضافة مصدر للموسيقى ( راديو أو CD) للدخل المساعد auxiliary للمكبر .



الآن لدينا نظام خلفية موسيقية ونداء (إذاعة داخلية) . عن طريق اختيار أنواع مختلفة من السماعات يمكننا توفير التغطية المناسبة لأى مجال من المجالات ، فى الأماكن المغلقة (الداخلية) أو فى الأماكن المفتوحة (الخارجية) ، الهادئة والصاخبة . السماعات التجارية المصممة لهذه التطبيقات ، يتم تركيبها بشكل عام مع محولات الخط لجعل التصميم والتوصيل لمثل هذا النظام أسهل . هذه السماعات تعرف بسماعات الخط
100v line speakers .
القيمة 100v هى قيمة نظرية تستند إلى نظام يقوم بالتشغيل بخرج مستوى إلى الحمل الكامل ، هذه القيمة ليست ثابتة ، فى الواقع هذا النظام هو نظام معاوقة مرتفعة بدلا من نظام المعاوقة المنخفضة (4/8 ohms) . لذلك لا تنخدع فى البحث عن شىء لا وجود له ! فإن الجهد من المكبر سوف يتغير مع مستوى وشدة الإشارة التى يجرى تكبيرها .
يجب توصيل السماعات على التوازى مع بعضها البعض ومع خرج المكبر ( والذى عادة ما يتم وضع العلامات Common & 100v عليه ) . السماعات لا تحتاج لأن يتم توصيلها إلى المكبر بشكل منفرد ما لم يتم توصيلها إلى مناطق سماعة منفصلة .


نظام الإذاعة الداخلية نوع الخط Line Public Address

[F.Abdelaziz]

نظام الإذاعة الداخلية نوع الخط Line Public Address


عادة يتم الربط بين المكبر والسماعات بواحدة من طريقتين .
1- الأنظمة الصغيرة مع سماعة واحدة أو سماعتين عادة ما تستخدم التوصيل المباشر بين السماعات والمكبر . هذه الطريقة تسمى فى بعض الأحيان التشغيل منخفض المعاوقة ، لأن مقاومة الحمل تتراوح بين 4 – 16 أوم .
2- الأنظمة مع أكثر من سماعتين عادة ما تستخدم محولات عند المكبر وعند كل سماعة لتبسيط موائمة المعاوقة وتخفيض الفقد فى الخط . هذه الأنظمة عادة تسمى أنظمة توزيع الخط ، أو أنظمة
100 volt ، أو أنظمة الجهد الثابت . فى هذه الأنظمة يجب توصيل السماعات على التوازى ( الموجب إلى الموجب والسالب إلى السالب )
هذه الأنظمة تعمل عن طريق تضمين محولات عند مدخل كل سماعة ومباشرة بعد خرج المكبر . تستخدم المحولات لتحويل معاوقة كل سماعة إلى قيمة أعلى ، ولتحويل معاوقة خرج المكبر إلى القيمة العالية المناظرة . فى نظام 100 volt ، معاوقات السماعة (مع المحولات) قد تتراوح بين أقل من 20 أوم لتصل إلى 10,000 أوم أو أكثر . لكنك لن تحتاج لحساب معاوقة الحمل بالأوم ، بسبب الكيفية التى يعمل بها نهج المعاوقة العالية .
أنظمة المعاوقة العالية ( 100 فولت أو 70 فولت ) لها ثلاث مزايا رئيسية على الأنظمة منخفضة المعاوقة :
1- عمل موائمة معاوقة النظام يكون أسهل بكثير ، ببساطة ، هى مجرد إضافة مآخذ لقدرة السماعة واختيار مقنن المكبر من أجل هذه القدرة بالإضافة إلى قليل من القدرة .
2- يتم تقليل الفقد فى الخط بشكل كبير ، وخاصة على مدى امتداد الكابلات الطويلة ، مما يؤدى إلى أداء أفضل وخفض التكلفة مقارنة بخطوط المعاوقة المنخفضة الطويلة .
3- خرج المكبر يكون معزول كهربائيا من خط السماعات بواسطة محول الخرج ، مما يحمى مرحلة الخرج ضد تأريض الخط وبالتالى القضاء على مصدر محتمل لفشل النظام .

[F.Abdelaziz]

فى تصميم نظام السماعات ذات المعاوقة المرتفعة ، لا تكون هناك حاجة لحساب المقاومة الكلية من قيم معاوقات السماعات ، كما فى الطريقة التى يجب استخدامها فى النظام ذات المعاوقة المنخفضة . السبب ، أنه فى أنظمة المعاوقة المرتفعة ( أى أنظمة الخط 100 volt) ، يتم التعبيير عن معاوقة الحمل بدلالة كمية القدرة التى سوف يتم تسليمها إلى الحمل عند جهد الخط المقنن . يعطى المقنن rating بالوات watts ، والذى يمكن ببساطة أن يضاف إلى مقنن السماعات الأخرى للحصول على القدرة الكلية المسحوبة بواسطة الحمل . لكى تعرف مقدار القدرة اللازمة ، فقط يتم إضافة قليل من القدرة لتعويض الفقد .
مكبرات أنظمة PA التجارية العاملة على المخارج 100 volt عادة يتم توصيلها مع حمل سماعة أقل من مقنن قدرة الخرج للوحدة . على سبيل المثال , من الناحية العملية يتم الحفاظ على ما لا يقل عن 10% أو من الأفضل 20% كاحتياطى لاستيعاب أضافة سماعات فى المستقبل ، ولتجنب الضغط الزائد على المكبر نفسه . كمثال ، مكبر 60 watt يمكن تحميله على النحو التالى :

2 x 15 watt speakers = 30 watts
1 x 10 watt speaker = 10 watts
2 x 3 watt speakers = 6 watts
Total load = 46 watts

تنبيه :
من المهم عدم تشغيل المكبرات مع حمل أكبر من المقنن له .

من المحتمل فشل المكبر إذا تم توصيل عدد كبير جدا من السماعات إلى الخرج فيكون الحمل الكلى متجاوز مقنن خرج المكبر ، فى هذه الحالة فإن نوعية الصوت فى أحسن الأحوال سوف تصبح منخفضة ومشوهة .
إذا كان هناك حاجة لمزيد من السماعات على نظام قائم ، والمكبر ممتلىء ، يتم إضافة مكبر تابع لتشغيل الوحدات الإضافية .

[F.Abdelaziz]

مستويات الصوت Audio Levels
الجهد Voltage ، الكسب Gain ، والديسيبل Decibel :
من الخصائص الأساسية لأى إشارة صوت هو مدى اتساعها amplitude (السعة)، والتى تقاس كهربائيا بدلالة الجهد أو سمعيا بدلالة ضغط الصوت . عند تقييم جهارة الإشارة loudness ، يتم تحويل السعة أو الضغط إلى قيمة بالديسيبل . مقياس الديسيبل يعطى عدد نسبى بالاستناد إلى جهد أو ضغط معين . على سبيل المثال ، 0 dBV هو المرجع القياسى الشائع من أجل مستويات الصوت ، ويمثل واحد فولت . لاحظ أنه يتم التعبير عن السعة كجهد ، فى حين يتم التعبير عن المستوى (أو الجهارة) باستخدام مقياس الديسيبل dB .
عند العمل مع الإلكترونيات الصوتية ، عادة يتم تقسيم المستويات إلى ثلاثة نطاقات : مستوى المايك ، ومستوى الخط ، ومستوى السماعة . مستوى المايك هو الأصغر إشارة . الميكروفونات والمحولات السلبية الأخرى ( الأجهزة التى تحول الطاقة من أحد الأشكال ، مثل الصوت ، إلى شكل آخر ، مثل الكهرباء) تنتج إشارات تتراوح بين بضعة ميكروفولت إلى بضعة ملى فولت .
مستوى التشغيل النموذجى لخرج الميكروفون يكون -55 Dbv .
مستوى الخط يكون أكبر بمئات المرات من حيث الجهد ، عادة ما يتراوح بين عدة ملى فولت ليصل إلى حوالى واحد فولت ، بمستوى 0 dBV .
مستوى السماعة هو الأقوى ، حيث يبدأ من جزء من الفولت ( خلال فترات الهدوء) ، ليصل إلى عدة عشرات من الفولت اعتمادا على مقنن خرج المكبر . بالطبع ، الصوت ذو طبيعة ديناميكية بشكل كبير ، لذلك مهما كان مستوى التشغيل الاسمى للإشارة الخاصة بك ، إذا قرأتها بمقياس أثناء التشغيل ، فمن المرجح أن تقلبات كبيرة من لحظة إلى أخرى ضمن هذا النطاق .
الوظيفة الهامة للمكبر هى توفير "الكسب" gain اللازم لرفع الأشارات من مستوى المايك أو مستوى الخط إلى مستوى السماعة . الكسب gain هو كلمة أخرى للتكبير ، وتعنى ببساطة زيادة فى الجهد أو القدرة . وعكس الكسب هو "التوهين" attenuation . عادة يقاس كل من الكسب والتوهين بالديسيبل .
مقياس الديسيبل dBV ليس هو الوحيد المستخدم للتعبير عن مستويات الصوت . هناك مقياس مرجعى آخر شائع هو dBu ، حيث 0 dBu يمثل 0.775 volts . السلف التاريخى لهذه المقاييس هو المقياس الأصلى dBm حيث 0 dBm يمثل واحد ملى وات أو 0.001 watts . قد تجد مقاييس أخرى ، والتى تشمل المقياس dBW ( المرجع واحد وات) والمقياس dBμV ( المرجع واحد ميكروفولت) . هذه المقاييس ترى فى الغالب فى صناعة البث الإذاعى .
يجب الحرص على عدم الخلط بمقياس وآخر ، وخاصة المقاييس الشائعة dBV و dBu . السبب أن المقياس dBu كان فى السابق يسمى dBv .

[F.Abdelaziz]

المعاوقة Impedance

المعاوقة Impedance تشير إلى الطريقة التى يتفاعل بها الجهاز عند تطبيق تيار كهربائى . الجهاز سوف يظهر كميات متغيرة من المقاومة وتكون إما سعوية أو حثية . لأغراضنا ، المقاومة هى الأكثر أهمية . تمشيا مع ما هو شائع عمليا ، عندما نقول "معاوقة" Impedance فسوف نعنى المقاومة resistance .
المعاوقة ، فى هذا المعنى ، تشير إلى مقدار المقاومة التى يبديها الجهاز للسريان الحر للكهرباء من خلاله . عند جهد تشغيل معين ، كلما انخفضت المعاوقة ، كلما ارتفع التيار المار خلالها . ومن المهم أن نعرف ذلك عند العمل مع المكبرات ، لأنه إذا كانت مقاومة الحمل المتمثلة فى السماعات منخفضة جدا ، فقد تسحب الكثير من التيار والذى بالمكبر إلى إرهاق نفسه (تجاوز المقنن له) ويعطى صوت مشوه ، مع ارتفاع زائد فى الحرارة وربما أدى ذلك إلى التلف .
يتم قياس المعاوقة بالأوم ohms ، والتى سميت باسم جورج أوم ، وهو أول من وصف العلاقة الكهربائية المعروفة باسم "قانون أوم" Ohm’s Law (راجع الشكل أدناه).


كل جهاز سوف يكون له "معاوقة دخل" input impedance ، و"معاوقة خرج" output impedance . معاوقة الدخل للمكبر يمكن أن تترالوح بين 600 أوم إلى 10,000 أوم ,أو أعلى من ذلك . معاوقة السماعة يمكن أن تتراوح من 4 إلى 16 أوم .