방송설비


방송설비(PA설비)

PA시스템이라고도하며 이것은 공중에서 연설한다는 뜻이다. 확성설비는 소리를 크게하여 정보를 정확히 먼 곳으로 전달하거나 경우에 따라서는 음량조건을 보정하는 역할을 하기도 한다

시스템의 구성으로는 마이크로폰, 증폭기, 스피커로 구성되며, 레코드 플레이어, 라디오튜너, 차임, 믹서, 효과기 등이 있다

구성 및 성능규정

1)마이크로폰

  • 정의
    음을 전기신호로 변환해서 증폭기로 보내는 기기로 형태나 성능에 따라 분류
  • 동전형
    • 영구자석의 전자 유도현상을 음성출력을 얻는것
    • 특성이 우수하고 가격이 저렴하여 널리 사용된다
  • 정전형
    • 음압에 의한 정전용량 변화를 이용하여 출력을 얻는 것
    • 특성이 가장 우수하나 가격이 비싸 우수한 성능을 요구하는 홀 등의 음향설비용으로 사용되며 건축설비에는 잘 사용되지 않는다.
  • 리본형
    • 구조가 섬세하므로 취급 시 주의가 필요하다
  • 압전형
    • 구조가 간단하고 감도가 높다
    • 고온, 고습도에 약하고 높은 임피던스로 인하여 마이크로폰의 코드를 길게 할수 없는 결점이 있어 사용되지 않는다.
  • 성능규정요소
    • 감도
      • 어느정도의 작은 음까지 수음이 가능한 여부를 판단하는 것으로 마이크로폰을 향하여 일정한 음(1,000[Hz])을 가했을 때 출력되는 신호의 크기로 표시한 것이다
      • 마이크로폰이 출력단자에 1 [V]전압을 가했을 때 0[dB] 로 하고 있다
    • 주파수 특성
      • 증폭기 입력에 일정 레벨의 저음(저주파수)에서 고음(고주파수)을 연속적으로 가해서 출력레벨을 1[kHz]0[dB]로 하고 다른주파수와의 레벨차[dB]를 측정하여 표시한 것이다.
      • 광범위하고 평탄한 것이 좋다.
    • 지향성
      • 마이크로폰 방향으로의 감도 차이를 표시하는 것
      • 무지향성, 단일지향성, 양지향성이 있으며 각종 용도에 맞는 성질을 선택한다.

2)증폭기

  • 정의
    • 확성설비에서 중심이 되고 입력 기기에서 음성신호를 증폴하고 컨트롤하는 부분으로 PA시스템에서 중추역할을 하고 있으며, 각종 음성신호를 컨트롤하므로 선정 시 주의해야 한다
    • 혼합회조, 조절회로, 전력증폭기 로 구성되어 있다
  • 성능규정요소
    • 정격출력
      • 엔진의 마력과 비교되는데 증폭기의 전력 증폭 역량을 말하며, 그것에 접속되는스피커의 와트 수[W]와 관계가 있고 정격 출력과 스키퍼 와트수가 일지하면 바람직하지만, 정격출력이 정해져 있어 실용상 다음 식에 적용
      • 증폭기의 정격 출력 ≥ 스피커의 와트 합계 수
      • 정전압 방식 : 전력증폭기의 출력이 증폭기 고유의 정격출력값에 관계없이 정격출력 시에 일정한 전압(100[V]등)이 되도록 출력 임피던스로 계산한 방식이다
    • 주파수 특성
      • 증폭기 입력에 일정 레벨 (정격출력의 1/5)으 저음(저주파수)에서 고음(고주파수)으로 연속적으로 가해서 출력레벨을 1[kHz]0[dB]로 하고 다른 주파수와의 레벨차[dB]를 측정하여 표시한 것이다
      • 광범위하고 평탄한 것이 좋다.
    • 왜형률
      • 증폭기를 통한 출력파형과 동일하고 순수한 정현파형을 역상으로 가하면 증폭기의 출력파형의 변화만큼 출력되는데 이것과 출력파형과의 비를 말한다.
      • 왜형률이 작을수록 좋은데, 일반적으로 증폭기에 포시된 정격출력은 출력 50[W] 1[kHz]에서 변형률 3[%]이하
    • S/N비
      • 증폭기의 증폭도를 규정 이득까지 올려서 발생하는 잡음 전압과 정격출력 전압의 비를 데시벨로 절대치로 표시한 것이다
      • S/N비=정격출력 전압/잡음 전압[dB]
      • S/N비는 그 값이 클수록 증폭기 성능이 좋다
      • 마이크로폰의 경우 S/N비는 50[dB]이상
    • 명료도
      • 음성이 어느 정도 올바르고 확실하게 들리는가를 나타내는 것이다
\[명료도 =96\times K_l\times K_n\times K_r\times K_s[\%]\]

3)스피커

  • 정의
    • 증폭기에서 받은 전기회로를 음성신호로 변환시키는 장치
  • 종류
    • Cone Type Speaker
      • 주파수 특성이 좋다
      • 음질이 좋다
    • Horn Type Speaker
      • 능률이 좋고, 대출력이다
      • 지향성이 좋다
    • 다이너폰(콘형 스피커+리플렉스폰)
      • 옥외 사용이 가능하다
    • 콘형(음질)+혼형(대출력과 능률이 좋다)
  • 성능 규정 요소
  • 임피던스
    • LOW 임피던스스피커 : 증폭기에 소수의 스피커를 연결할 때 사용하며, 증폭기와 스피커 사이가 가까울 경우 적합
    • HIGH 임피던스스피커 : 증폭기에 다수의 스피커를 연결할 때 사용하며, 증폭기와 스피커 사이가 먼 경우에 적합
  • 정격입력 : 스피커에 연속적으로 신호를 가해도 파손되지 않고 이상음이나 변형이 발생되지 않는 최대 입력전력을 말한다.
  • 출력음압 레벨
    • 스피커의 출력음 크기를 나타내는 것으로 단위는 dB로 표시된다. 즉 스피커 1W의 입력전압을 가해서 스피커에서 1m떨어진 위치에서 얻을 수 있는 음압을 말한다
    • 출력 음압 레벨이 높을수록 능률이 좋다.
  • 주파수 특성
    • 증폭기 입력에 일정레벨의 저음 에서 고음 으로 연속적으로 가해서 출력레벨을 1kHz 0dB로 하고 다른 주파수와의 레벨차dB를 측정하여 표시한 것이다
    • 로빈슨-다드슨의 등감곡선에서 광범위하고 평탄한 것이 좋다.
  • 지향성
    • 스피커 정면과 수음점 각도에 의한 음압 레벨의 변화를 나타내는 것이다
    • 음압레벨은 스피커 정면 축상이 가장 높으며, 주파수가 높을수록 지향성이 좋아진다.

PA시스템 기능

  • 입력기기에서 믹싱이 가능
  • 증폭기 출력을 자우롭게 선택하고, 추가할 수 있어야 한다
  • 출력 방식은 정격출력 시에 일정한 전압()이 되도록 출력 임피던스로 계산한 방식의 정전압 방식을 사용
  • 스피커 회선을 선택할 수 있어야 한다
  • 스피커 가가이에서 각각의 스피커 음량을 조정할 수 있어야 한다
  • 신뢰도가 높고, 명료도가 좋아야 한다.

음향설계Flow

1)기본계획

  • 건물의 배치및 실의 배치 감안계획
  • 내 외부잡음 대책

2)기본설계

  • 차음 방진설계
  • 실내 음향설계
  • 전기 음향설계

3)실시설계

  • 구체적인 방송설비 설계

4)시공

  • 설계에 따른 시공업체에서 시공하고 음향심의 확인(현장조사)

5)준공

  • 소리의 크기와 명료도 등 음향을 측정

PA시스템 기본

1)음의 기본적 성질

  • 음파
    • 공기 속을 진행하는 공기 입자의 소밀한 진동파를 “음” 이라 한다
    • 공기 중에서 소밀한 부분을 만들어 일정한 파가 되어 전잘되는 소리를 “음파”라 한다
  • 음속, 주파수
    • 음속
      • 공기 중에서 음의 전파속도를 말한다
      • 상온15[]에서 음속은 약 340[m/s]
    • 주파수
      • 1초 간에 소밀한 파가 일어나는 횟수
      • 사람이 들을 수 있는 주파수의 가청주파수 범위 : 20~20,000[Hz]
  • 음압
    소리전달파의 압력변화

2)로빈슨-다드손의 등감 곡선

  • 정의
    폰과 데시벨의 관계를 나타내는 곡선이다
  • 폰과 데시벨의 차이
    • Phone : 음의 크기를 감각적 기준으로 나타낸 것
    • 데시벨 : 음의 크기를 물리적 크기로 나타낸 것
  • 음압레벨
    • 등감곡선에서와 같이 주파수 1,000[Hz]일 때 폰과 데시벨을 나타내는 것
    • SPL=20log(P/0.0002)[dB]
  • 사람이 들을 수 있는 음의 세기
    0~120[dB]이고 2,000~4,000[Hz]에서 사람의 귀의 감도가 가장 좋다

3)명료도와 잔향

  • 명료도
    • 정의
      음성이 어느 정도 올바르게 확실히 들리는가를 나타내는 것이다.
\[명료도 =96\times K_l\times K_n\times K_r\times K_s[\%]\]
  • 잔향
    • 정의
      실내원의 음을 급히 끊었을 때 음이 뚝 그치지 않고 차츰 감쇄해 가는 현산
    • 잔향시간(T)
      반사음의 감쇄 정도가 직접음보다 60[dB] 감쇄하는 시간을 말한다.
\[T=\frac{0.162V}{Sa}[s]\]

4)실내에서의 음의 전파

  • 음의 반사, 투과, 흡수
  • 직접음과 반사음
    • 직접음 : 원음에서 직접 귀에 전해 오는 음
    • 반사음 : 바닥, 마루, 천장, 벽 등에서 반사되는 음
  • 옥외에서의 음의 전파
    • 바람의 영향 : 음의 풍속이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 구부러져 전달
    • 온도의 영향 : 음파는 고온쪽에서 저온쪽으로 구부러져 전달
    • 장애물의 영향 : 주파수가 낮은 경우 장해물을 통과, 높으면 장해물 뒤쪽으로 전달되지 못한다

5)정전압 방식

  • 정의
    • 전력증폭기의 출력이 그 증폭기 고유의 정격출력값에 관계없이 정격출력시에 일정한 전압(100V등)이 되도록 출력 임피던스로 계산한 방식을 말한다.
    • 정전압 방식에서 증폭기 출력
      증폭기 정격출력 ≥ 스피커 출력의 합계
  • 특징
    • 스피커 배선의 거리와 선직경에 의한 전력 전송손실이 적다
    • 여러개의 스피커를 작동할 수 있다
    • 출력배분을 임의로 조절할 수 있다.

방송설비
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실내음향설비설계
건축물에 설치되는 구내방송설비


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