정전압 스피커 시스템

Constant-voltage speaker system
정전압 시스템에서 사용하기 위한 강압 변압기가 부착된 확성기

정전압 스피커 시스템은 임피던스 계산을 단순화하고 스피커 케이블 상의 전력 손실을 최소화하기 위해 스텝업 및 스텝다운 변압기를 사용하여 오디오 앰프에 접속하는 라우드스피커 네트워크를 말합니다.이들은 고전압 오디오 분배 시스템이라고 [1]더 적절하게 불립니다.전압은 최대 출력에서 시스템의 전압이 구동되는 스피커 수에 의존하지 않는다는 점에서만 일정합니다(앰프의 최대 전력을 [2]초과하지 않는 한).정전압 스피커 시스템은 일반적으로 25볼트, 70볼트, 70.7볼트 또는 100볼트 스피커 시스템, 분산 스피커 시스템 또는 고임피던스 스피커 시스템이라고도 합니다.캐나다와 미국에서는 일반적으로 70볼트 스피커라고 합니다.유럽에서는 100V 시스템이 가장 널리 보급되어 있으며 앰프와 스피커 제품에는 단순히 100V로 라벨이 붙어 있습니다.

작동

정전압 스피커 시스템은 전력회사가 장거리 송전을 위해 사용하는 전력 전송 방식과 유사합니다.일반적으로 전기 유틸리티는 전송되는 전력의 전압을 증가시키고, 이에 따라 전류를 감소시켜 전송 중 전력 손실을 줄입니다.목적지에서 전압이 내려갑니다.마찬가지로 정전압 스피커 시스템에서 앰프는 변압기를 사용하여 오디오 신호의 전압을 높여 스피커 케이블에서의 전력 손실을 줄이고 주어진 와이어 직경을 통해 더 많은 전력을 전송할 수 있도록 합니다.시스템 내의 각 스피커에는 전압을 사용 가능한 레벨로 낮추기 위한 강압변압기가 있습니다.

라우드스피커 접속

각 라우드스피커의 단계적 변압기는 단일 전력 레벨에 맞게 설계할 수도 있고 여러 개의 탭을 가질 수도 있으며, 그 중 하나는 라우드스피커에 적용할 원하는 전력 레벨에 일치하도록 선택됩니다.설치자는 다양한 탭이 있는 변압기를 사용하여 개별 확성기에서 음압 수준을 위아래로 조정할 수 있습니다.라우드스피커 인클로저 내에 변압기가 있는 전용 모델을 사용할 수 있습니다.라우드스피커 강압 변압기 주기는 정전압 [3]라인에 병렬로 연결됩니다.

앰프 연결

정전압 라인은 외부 승압 변압기가 있는 기존 증폭기, 내부 승압 변압기가 있는 증폭기 또는 변압기 없는 출력이 있는 고전압 증폭기에 의해 구동될 수 있습니다.

외부 승압 변압기

전형적인 저임피던스 출력을 가진 범용 증폭기가 사용된다.출력은 외부 스텝업트랜스의 프라이머리에 접속됩니다.특수 용도 변압기는 프로젝트의 목표 전력 수준에 맞춰 시스템 설계를 조정할 수 있습니다.변압기를 통해 여러 증폭기를 함께 결합하여 더 높은 전압과 더 높은 전류 용량 라인을 생성할 수 있습니다.예를 들어, 3개의 70V 앰프를 사용하여 3개의 프라이머리 및 1개의 [4][failed verification]세컨더리를 가진 특수 용도 외부 출력 변압기에 연결하여 210V 라인을 만들었습니다.

내부 승압 변압기

70볼트 출력 변압기가 내장된 앰프는 저임피던스 및 고임피던스 출력 연결(일반적으로 "25V" 및 "70V" 라벨)과 함께 사용할 수 있습니다.이 앰프는 과전류 보호 및 플라이백 전압 보호를 위한 공격적인 하이패스 필터링 등 다양한 애플리케이션별 설계 기능을 갖춘 강력한 전용 앰프입니다.일부 모델은 한 채널에서 저임피던스8옴 스피커를 1개 또는 2개 구동하고 다른 채널에서는 [3]정전압 스피커를 구동하도록 구성할 수 있습니다.

고압 변압기 없음

전력 반도체가 발전함에 따라 증폭기의 출력 단계에서 직접 고전압을 출력하는 것이 가능해졌다.예를 들어, 1967년 크라운 인터내셔널은 DC300 앰프를 선보였는데, DC300 앰프는 70볼트 라인과 기존의 스피커 부하를 직접 구동할 수 있으며 전체[5] 출력은 500W이다.[6]1987년 크라운은 100볼트 라인을 [3]직접 구동할 수 있는 Macrotech 2400을 출시했습니다.그 후, 고출력 앰프 기술이 한층 더 발전해, 선택의 폭이 넓어졌습니다.많은 제조업체가 고임피던스 정전압 스피커 라인에 직접 연결할 수 있는 앰프를 만듭니다.고전압 오디오 앰프는 거의 하나의 칩 솔루션이 되었습니다.예를 들어 National Semiconductor의 LME49810[7](및 유사한 제품 LME49811[8] 및 LME49830[9])은 100V 피크 대 피크 신호를 출력할 수 있지만 전류 출력이 상대적으로 낮기 때문에 표준 회로에는 Darlington 또는 FET 이산 출력 단계가 포함됩니다.

높은 전력 레벨

고전압 정전압 시스템은 선택한 변압기와 증폭기 연결 토폴로지에 따라 140, 200 및 210V 라인을 사용하도록 설계할 수 있습니다.이러한 고전압 시스템은 [11]2003년에 재설계되기 전에 Daytona International[10] Speedway 및 Indianapolis Motor Speedway와 같이 장거리 와이어가 이미 설치되어 있는 장소와 특히 시끄러운 설치는 Daytona International Speedway와 Indianapolis Motor Speedway입니다.이러한 고전압에서의 안전상의 고려사항은 세계 대부분의 도관 내에 스피커 회선을 설치해야 한다.

600와트 변압기는 정전압 [12]설비에 고출력 확성기를 필요로 하는 도급업자에게 널리 이용 가능합니다.최저 50Hz의 1250와트를 처리할 수 있는 특수 용도 변압기를 사용할 [4]수 있습니다.고출력 고전류 변압기의 한 가지 문제는 단일 정전압 라인에서 사용할 수 있는 변압기의 수가 적다는 것입니다.직경이 큰 스피커 와이어를 권장합니다.고출력 처리에 필요한 대형 변압기는 고주파 응답을 감소시킵니다.

대체 수단

정전압 스피커 시스템에 대한 기존의 대안은 저임피던스 스피커 시스템(임피던스가 8옴이 아님에도 불구하고 일반적으로 "8옴 스피커 시스템"이라고 함)으로, 앰프와 스피커가 변압기를 사용하지 않고 직접 결합됩니다.정전압 시스템과 관련된 단점은 스피커 케이블의 지름이 짧거나 커야 한다는 점과 다른 위치에서 다른 청취 레벨을 필요로 하는 경우 더 많은 앰프가 필요하다는 것입니다.

또 다른 대안으로는 스피커 인클로저에 앰프가 내장된 파워 스피커가 있습니다.앰프가 스피커와 같은 위치에 있기 때문에 스피커는 라인 레벨의 오디오 신호만 입력하면 됩니다.라인 레벨 신호는 일반적으로 약 1 ~2V로, 훨씬 작은 케이블(통상은 20 ~26 AWG)로 송신할 수 있습니다.파워드 스피커의 주요 단점은 AC 전원을 필요로 하는 추가 요건이 있는 반면 패시브 스피커는 그러한 요건이 없다는 것입니다.

이점

기존의 저임피던스 스피커 시스템과 비교하여 정전압 스피커 시스템을 사용하는 주된 장점은 다음과 같습니다.

  • 다중 스피커:대부분의 라우드스피커는 복잡한 직렬/병렬 [13]연결 방식 없이 단일 앰프로 구동할 수 있습니다.
  • 다중 전력 레벨: 단일 [13]앰프를 사용하면서도 다른 청취 영역에서 서로 다른 음압 레벨 목표를 달성할 수 있습니다.
  • 비용 절감: 신호의 전압이 상승하여 전류가 비교적 낮기 때문에 추가 전력 손실 없이 보다 가볍고 저렴한 케이블을 사용할 수 있습니다.일반적인 8옴 스피커 시스템이 12 게이지 케이블을 필요로 하는 경우 70볼트 시스템은 18 게이지 이하의 케이블을 [13]사용할 수 있습니다.
  • 시스템 확장:70볼트 시스템은 쉽게 확장할 수 있습니다.
  • 간단한 음량 조절: 수동형 음량 조절기를 장착하여 사용자가 단일 스피커 또는 멀티 스피커 존을 쉽게 레벨 제어할 수 있습니다.

단점들

  • 주파수 응답:저렴한 변압기는 저주파 및 [13]고주파 재생성이 불량할 수 있습니다.
  • 왜곡:오버드라이브 변압기는 오디오 신호에 링 왜곡을 추가할 수 있습니다.저비용 변압기는 특히 저주파 [13]응답과 관련하여 높은 전력 레벨에서 왜곡되기 쉽습니다.저레벨 신호는 설계 불량 변압기 코어에 통전되지 않아 정상보다 높은 양의 고조파 [14]왜곡을 방지할 수 있습니다.
  • 종류:유닛 간 변동은 제대로 제작되지 않은 [14]변압기에서 관찰할 수 있습니다.
  • 지연: 같은 정전압선상의 보다 먼 스피커는, 일련의 확성기로부터의 임펄스가 멀리 있는 청취자의 시점에서 동시에 도달하도록 공기중의 음속에 맞추어 지연시킬 수 없습니다.
  • 삽입 손실:변압기 자체는 일반적으로 확성기에 가해지는 총 전력을 줄여주므로 확성기에 가해지는 총 전력보다 증폭기가 약 10~20% 더 강력해야 합니다.일반적인 변압기 삽입 손실 측정은 변압기 [4]사양을 최적화하기 위해 1,000Hz에서 수행됩니다.이 방법을 사용할 경우 일반적인 삽입 손실은 약 1dB, 즉 20%의 전력 손실입니다.음성 애플리케이션 오디오 시스템의 전력은 대부분 400Hz 미만입니다.즉, 저주파수에서의 삽입 손실은 커집니다.최적의 변압기는 중간 대역 주파수를 0.5dB(약 10% 전력 손실) 이하로 줄여 10와트 라우드스피커가 [13]앰프에서 11.1와트를 끌어냅니다.
  • 캐패시턴스:높은 전력 레벨을 달성하려면 변압기가 물리적으로 커야 합니다.대형 변압기(200와트 이상)는 자기 [4]캐패시턴스로 인해 고주파 감쇠에 시달리기 시작합니다.
  • 고가:저주파 응답에 중점을 두고 고출력 확성기를 사용할 경우, 필요한 변압기는 훨씬 더 커지고 프로젝트에 상당한 비용이 추가됩니다.일부 지역에서는 건물 및 전기 법규에 따라 70볼트 케이블을 배선해야 하므로 프로젝트 [3]비용이 증가합니다.
  • 감도 향상: 정전압 시스템은 비교적 높은 임피던스에서 작동하므로 소량의 누출 전류와 부분 단락에 더 민감합니다.물을 모으는 도관에서 70볼트 스피커 라인을 사용하면 시스템에서 [3]탁탁 소리가 날 수 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ "Unwinding Distribution Transformers". Tech Notes. Rane.com. Archived from the original on 2018-05-29. Retrieved 2011-12-31.
  2. ^ "Constant-Voltage Audio Distribution Systems: 25, 70.7 & 100 Volts". Tech Notes. Rane.com. Archived from the original on 2018-05-30. Retrieved 2011-12-31.
  3. ^ a b c d e 크라운 엔지니어링 스태프(2005년 10월).크라운 오디오 정전압 시스템 안내서
  4. ^ a b c d 에드코 일렉트로닉스TEK-NOTES V1.0 1997-2004[영구 데드링크]
  5. ^ DC300 매뉴얼, 1페이지
  6. ^ "Live Sound: History Files: The Crown DC300 Amplifier Leads The Solid-State Revolution". Pro Sound Web. 2010-08-27. Retrieved 2011-12-31.
  7. ^ "LME49810 - 200V Audio Power Amplifier Driver with Baker Clamp". National.com. 2008-11-10. Archived from the original on 2012-01-08. Retrieved 2011-12-31.
  8. ^ "LME49811 - High Fidelity 200 Volt Power Amplifier Input Stage with Shutdown". National.com. Archived from the original on 2012-01-26. Retrieved 2011-12-31.
  9. ^ "LME49830 - Mono High Fidelity 200 Volt MOSFET Power Amplifier Input Stage with Mute". National.com. 2007-04-20. Archived from the original on 2008-12-16. Retrieved 2011-12-31.
  10. ^ 보겐, 응용 프로그램Daytona Speedway 스피커 전원 규칙
  11. ^ "Sound & Video Contractor. INSTALLATION: Indianapolis Motor Speedway Feb 18, 2004, Robilard Nevin". Archived from the original on 2006-04-27. Retrieved 2008-05-22.
  12. ^ "Sx600 Loudspeaker from Electro-Voice Makes AES Debut". Harmony Central. October 9, 2002. Archived from the original on November 27, 2002. Retrieved May 28, 2013.
  13. ^ a b c d e f 존 어글, 크리스 포먼입니다JBL 사운드 보강용 오디오 엔지니어링 (2002) ISBN 0-634-04355-2
  14. ^ a b "Jensen transformers. FAQ". Archived from the original on 2014-11-12. Retrieved 2008-05-22.

외부 링크