Акустические системы со встроенным усилителем.

Введение

Громкоговорители со встроенными усилителями. Акустические системы с питанием, также известные как самодостаточные и активные колонки, – это громкоговорители, имеющие встроенные усилители. Акустические системы с питанием используются в различных условиях, включая системы усиления звука (применяемые на живых музыкальных концертах) как для основных колонок, направленных на аудиторию, так и для мониторных колонок, направленных на исполнителей; диджеями, выступающими на танцевальных мероприятиях и рейвах; в частных домах в составе hi-fi или домашних кинотеатров, а также в качестве компьютерных колонок. Их можно подключать непосредственно к микшерному пульту или другому источнику аудиосигнала низкого уровня без необходимости использования внешнего усилителя. Некоторые активные колонки, предназначенные для систем усиления звука, оснащены встроенным микшерным пультом и микрофонным предусилителем, что позволяет подключать микрофоны непосредственно к колонке. Активные колонки обладают рядом преимуществ, наиболее очевидными из которых являются их компактность и простота. Кроме того, усилители могут быть разработаны с учетом оптимальных требований к питаемой колонке, а конструктору колонки не требуется включать пассивный кроссовер, что снижает производственные затраты и, возможно, качество звука. Некоторые также утверждают, что более короткие расстояния между компонентами могут уменьшить внешние помехи и повысить точность воспроизведения, хотя это весьма сомнительно, и можно привести встречный аргумент. К недостаткам относятся более тяжелые корпуса колонок, сниженная надежность из-за наличия активных электронных компонентов и необходимость подачи как аудиосигнала, так и питания к каждому устройству отдельно, обычно требующая двух кабелей для каждой колонки (в отличие от одного кабеля, необходимого для пассивных колонок и внешнего усилителя). Акустические системы с питанием доступны с пассивными или активными кроссоверами. С начала 2000-х годов акустические системы с активными кроссоверами и другими DSP стали широко использоваться в системах усиления звука и студийных мониторах. Технология активных акустических систем применяется в домашних кинотеатрах и дополнительных бытовых/автомобильных сабвуферах с конца 1980-х годов.

Loudspeaker that have built in amplifiers

Powered speakers, also known as self powered speakers and active speakers, are loudspeakers that have built in amplifiers. Powered speakers are used in a range of settings, including in sound reinforcement systems (used at live music concerts), both for the main speakers facing the audience and the monitor speakers facing the performers; by DJs performing at dance events and raves; in private homes as part of hi fi or home cinema audio systems and as computer speakers. They can be connected directly to a mixing console or other low level audio signal source without the need for an external amplifier. Some active speakers designed for sound reinforcement system use have an onboard mixing console and microphone preamplifier, which enables microphones to be connected directly to the speaker. Active speakers have several advantages, the most obvious being their compactness and simplicity. Additionally the amplifier(s) can be designed to closely match the optimal requirements of the speaker it will power; and the speaker designer is not required to include a passive crossover, decreasing production cost and possibly sound quality. Some also claim that the shorter distances between components can decrease external interference and increase fidelity; although this is highly dubious, and the reciprocal argument can also be made. Disadvantages include heavier loudspeaker enclosures; reduced reliability due to active electronic components within; and the need to supply both the audio signal and power to every unit separately, typically requiring two cables to be run to each speaker (as opposed to the single cable required with passive speakers and an external amplifier). Powered speakers are available with passive or active crossovers built into them. Since the early 2000s, powered speakers with active crossovers and other DSP have become common in sound reinforcement applications and in studio monitors. Home theater and add on domestic/automotive subwoofers have used active powered speaker technology since the late 1980s.

Интегрированные активные системы

Термин "активные колонки" может также относиться к интегрированной "активной системе", в которой пассивные акустические системы подключаются к внешней системе, состоящей из нескольких усилителей, запитываемых активным кроссовером. Такие активные акустические системы могут быть разработаны для профессиональных концертных туров, например, новаторская система JM 3, созданная в 1971 году компанией Harry McCune Sound Service, или для высококачественного домашнего использования, как различные системы от Naim Audio и Linn Products.

История

Некоторые из первых активных акустических систем были мониторными колонками JBL. С добавлением Stereo Energizer SE401, представленного в 1964 году, любую пару мониторных колонок можно было перевести на самообеспечение, при этом второй динамик питался от первого. Первым студийным монитором с активным кроссовером был OY, разработанный в 1967 году Клейном и Хуммелем. Это была гибридная трехполосная конструкция с двумя внутренними каналами усиления. Ранним примером би-усиленной активной студийной акустики является Altec 9846B, представленная в 1971 году, которая объединяла пассивную акустическую систему 9846 8A с новым би-усилителем 771B, выдающим 60 Вт на низкочастотный динамик и 30 Вт на высокочастотный компрессионный драйвер. В конце 1970-х годов Paramount Pictures заключила контракт с AB Systems на разработку активной акустической системы. В ней использовалась активная электроника, установленная вне корпуса акустической системы, включая интегрированный активный кроссовер Meyer с цепями компараторов обратной связи, определяющими уровень ограничения, часто подключаемыми к усилителям, указанным заказчиком. В 1990 году Meyer выпустила свою первую активную акустическую систему: HD 1, двухполосный студийный монитор со всей внутренней электроникой. Операторы систем звукоусиления заявляли, что не хотят использовать акустические системы, в которых они не могут видеть индикаторы усилителя, чтобы определить, правильно ли работают колонки во время концерта. Тем не менее, Meyer остался при своем решении и в 1994 году выпустил MSL 4, первую активную акустическую систему, предназначенную для концертных туров. Усилители внутри корпуса акустической системы могут быть оптимально подобраны к каждому динамику, устраняя необходимость в том, чтобы каждый канал усилителя работал во всем аудиодиапазоне. Характеристики динамиков, такие как мощность и импеданс, могут быть согласованы с возможностями усилителя. Это обеспечивает более ровное и нейтральное звучание. Для повышения надежности динамика при работе на высокой громкости могут быть включены ограничительные цепи (схемы сжатия звука с высоким коэффициентом). Такие ограничители могут быть тщательно настроены под характеристики динамика, что приводит к созданию более надежной акустической системы, требующей меньшего обслуживания. В электронику может быть встроено обнаружение искажений, чтобы помочь определить начало защитного ограничения, уменьшить выходные искажения и исключить клиппинг.

Some of the first powered loudspeakers were JBL monitor speakers. With the addition of the SE401 Stereo Energizer, introduced in 1964, any pair of monitor speakers could be converted to self powered operation with the second speaker powered by the first. The first studio monitor with an active crossover was the OY invented 1967 by Klein Hummel. It was a hybrid three way design with two internal amplifier channels. An early example of a bi amplified powered studio monitor is the Altec 9846B, introduced in 1971, which combined the passive 9846 8A speaker with the new 771B Bi amplifier with 60 watts for the woofer and 30 watts for the high frequency compression driver. In the late 1970s, Paramount Pictures contracted with AB Systems to design a powered speaker system. It used active electronics mounted outside of the loudspeaker enclosure, including Meyer's integrated active crossover with feedback comparator circuits determining the level of limiting, often connected to third party customer specified amplifiers. In 1990, Meyer produced its first powered speaker: the HD 1, a 2 way studio monitor with all internal electronics. Sound reinforcement system operators said they did not want loudspeakers in which they could not see the amplifier meters to determine whether the loudspeakers were working properly during a concert. Nevertheless, Meyer kept to his decision and produced the MSL 4 in 1994, the first powered loudspeaker intended for concert touring. The amplifiers within the loudspeaker enclosure may be ideally matched to the individual drivers, eliminating the need for each amplifier channel to operate in the entire audio bandpass. Driver characteristics such as power handling and impedance may be matched to amplifier capabilities. This yields a flatter, more neutral sound. Limiting circuits (high ratio audio compression circuits) can be incorporated to increase the likelihood of the driver surviving high SPL use. Such limiters may be carefully matched to driver characteristics, resulting in a more dependable loudspeaker requiring less service. Distortion detection may be designed into the electronics to help determine the onset of protective limiting, reducing output distortion and eliminating clipping.

Проводка

Пассивным колонкам нужен только один акустический кабель, а активным – два: кабель аудиосигнала и кабель питания. В многокорпусных высокомощных концертных системах кабели питания часто имеют меньший диаметр, чем соответствующие пучки акустических кабелей, что позволяет использовать меньше меди. Некоторые производители активных колонок теперь оснащают их встроенными UHF или, чаще, Wi-Fi беспроводными приемниками, поэтому для колонки требуется только кабель питания.

Вес

Усилитель обычно весит больше, чем эквивалентный пассивный динамик, поскольку внутренняя схема усилителя обычно тяжелее пассивного кроссовера. Акустическая система, входящая в состав интегрированной активной системы, еще легче, так как в ней отсутствует внутренний кроссовер. Легкую акустическую систему проще переносить, и она создает меньшую нагрузку при монтаже (подвеске). Однако активные динамики, использующие легкие усилители класса D, сократили эту разницу. Транспортировка звуковой системы включает в себя перевозку всех компонентов, включая рэковые усилители, акустические кабели и корпуса динамиков. Общий вес активной акустической системы может быть меньше, чем у пассивной, поскольку тяжелые пучки пассивных акустических кабелей заменяются более легкими силовыми кабелями и сигнальными кабелями малого диаметра. Экономится место и вес в грузовике за счет отказа от рэковых усилителей. Это особенно заметно, когда на обычном усилителе активирована кнопка увеличения громкости, а также увеличена регулировка низких частот при высокой громкости прослушивания – типичная ситуация при использовании Hi-Fi акустики на частных вечеринках.

Громкоговорители с сервоприводом

Включая отрицательную обратную связь в систему усилителя и динамика, можно существенно снизить искажения. Если датчик установлен на диффузоре динамика, то обычно используется акселерометр. Можно контролировать противоЭДС, генерируемую звуковой катушкой при ее движении в магнитном зазоре. В любом случае, требуются специализированные схемы усилителей, поэтому серводинамики являются, по сути, активными динамиками.

Басовые усилители

Некоторые производители басовых усилителей продают активные колонки, предназначенные для расширения звуковой мощи комбинированного басового усилителя. Пользователь подключает патч-корд или кабель XLR от комбо-усилителя к активной колонке.