רמקולי LINE ARRAY – שאלות ותשובות בנושא התאמה, שימוש והתקנה

מה היתרון בשימוש ברמקולי LINE ARRAY (בקיצור LA) ?

הרמקולים הפועלים בשיטת LA מפיקים גלי קול בצורה אליפטית, בניגוד לצורה הכדורית של גלי הקול המופקים מרמקול רגיל. תופעה זו גורמת לכיווניות גלי הקול במימד האנכי ו"דחיסת" אנרגיית הקול למרחק רב יותר.במרחקים הקרובים (NEAR FIELD), קצב דעיכת עצמת הקול 3dB עם כל הכפלת מרחק, לעומת 6dB דעיכה בכפל מרחק ברמקול רגיל.

(לדוגמא: במרחק 16מטר, במקרה בו העצמה זהה ב- 2 מטר מהרמקול, עצמת LA תהיה פי 8 מזו של רמקול רגיל – למעשה, ההנחתה הינה שמינית מזו של רמקול רגיל).

מובן לכן, שתפוקת הקול של רמקולי LA חזקה בהרבה מזו של רמקולים רגילים באותו הספק מערכת. כן ברורה עדיפותם הרבה של רמקולי LA לכסוי במרחקים גדולים מהרמקול.

במרחקים גדולים (כתלות בתדר ואורך עמודת הרמקולים), יתנהגו רמקולי LA כמו רמקולים רגילים מבחינת ההנחתה, אך אין בכך לגרוע מיכולתם היחסית, מכיוון שבסוף האזור האליפטי עצמת רמקולי LA גבוהה בהרבה (עשרות מטרים בתדר 1kHz במתקן אפייני).

היתרון בכיווניות רמקולי LA הינו בעל משמעות רבה גם הוא: כיוון הרמקולים לאזורי הפגיעה הרצויים עם גל קול אחיד, ימנעו החזרים לא רצויים מקירות ותקרות וכן את החורים וההכפלים (LOBING) שאופייניים לרמקולים רגילים, בייחוד עם משתמשים ביותר מרמקול אחד (בעקר נוצרת בעיה בצירוף רמקולים שופריים בתדרים מעל 1K). כתוצאה מכך, מובטחת מובנות דיבור ושירה (INTELLIGIBILITY) ברמה גבוהה , בעיקר בעומק אולמות ומרחק בשטח פתוח. (מובנות הדיבור תלויה בעיקר בתדרים 1-4kHz). הקהל הבא להרצאה או מופע, משלם בכדי להבין את הנאמר ועלינו לספק דרישה זו באופן המיטבי!

יתרון המבנה והכח היחסי, בא לביטוי היטב גם ביתרון כלכלי וחזותי: מערכת LA לא תבלוט באולם כרמקולי הענק שלא יודעים איך להסתירם – יתרון חזותי וארכיטקטוני באולמות מהודרים וגם באולמות מופעים והצגות. ניתן לתלות מערכת LA על גבי "צוג" בזכות משקלה הנמוך ביחס לתפוקת הקול – לעומת רמקול רגיל הכבד מדי.

מבחינה כלכלית , לחברת הגברה יהיה חסכון ניכר, כך שתוך תקופה קצרה תוצדק עלות הרכישה. תפוקת מערכת TLA101 מבחינת נפח ומשקל הוא פי 4 ביחס למערכת רגילה.

החיסכון לכן, בנפח ובכלי הרכב הנדרשים לשינוע ובכח האדם הנדרש להרמה, הרכבה ופירוק. טכנאי אחד מרכיב ומכוון בקלות מערכת TLA-101, לעומת הסיוט הכרוך בהרמת רמקולים במשקלים של כ-100 קילוגרם מעל רמקולי "סאב"!

האם רמקולי LINE ARRAY מתאימים לכל מטרה?

לא! במקרים בהם מעוניינים לרכז עצמת קול בתוך רחבה סגורה וקטנה (כמו באולם ארועים), במוזיקת רקע במקומות עם תקרה נמוכה ובחדרים קטנים, אין להשתמש ברמקולי LA. כמעט בכל יישום אחר רמקולי LA עדיפים – בתנאי שהם כאילו באמת ולא אוסף סתמי של קופסאות רמקולים במבנה מודולרי דומה המכילים שופרות רגילים ואינם שומרים על הכללים הפיזיקליים הנוקשים המאפיינים מערכת LA ראויה (כדוגמת מוצרים סיניים רבים).

כיצד יתכן שרמקולי TLA המתוכננים ומיוצרים בישראל עולים באיכותם על רמקולי LINE ARRAY של חברות מפורסמות בעולם?

התשובה פשוטה: בתכנון רמקולי TLA נעשה שימוש ויישום נכון של חוקי הפיזיקה ונבחרו יחידות הרמקולים הטובות בעולם ליישום התכנון הנכון.
יחידת TLA101 מכילה 2 יחידות בס/מיד "10 פרונטליות ו 2 טוויטרים "1 עם WAVE GUIDE אמיתי. זווית פיזור אנכית 10 מעלות ואופקי 110 מעלות.
רמקול "10 נבחר מכיוון שהוא מאפשר מרחק של כ- 275 מ"מ בין מרכזי היחידות.

מרחק זה מאפשר קיום אפקט LA עם תדר חיתוך עליון עד 1260Hz. על המרחק להיות לא יותר מאורך גל בתדר החיתוך ובחיתוך 24dB/Octave. זאת בכדי למנוע חורים והכפלות (LOBING) בתדרים החל מתדר כפול מתדר החיתוך. (בעבר, כאשר החיתוכים היו פחות חדים, היה רצוי חצי מרחק אורך הגל בתדר החיתוך).

לכאורה, היה קל לבצע את המשימה עם יחידות רמקול קטנות יותר ("6.5 –"8), אך מכיוון שבתכנון המוצר נדרשה מערכת בעלת אנרגיה גבוהה גם בתדרים נמוכים, נבחרו רמקולי ניאודימיום "10 המיוחדים של B&C שמספקים איכות מדהימה עד 1.5K (ממברנה קלה ומהירה) ותגובה מצוינת גם בתדרים נמוכים. למעשה, שטח אפקטיבי של 2 יחידות "10 קרוב לזה של יחידת "15. מערכת של 6 רמקולי TLA בצד, מאפשרת תדרים נמוכים כמו של 5 רמקולי "15 ותעבוד היטב עד 40Hz!

יחידות הטוויטר שנבחרו הן של "1 המסוגלות לפעול בבטחה עד 1kHz כתדר נמוך, כך שהן מתאימות לתכנון מבחינת תדר החיתוך הנדרש.

הספק כל יחידה הינו 80WRMS והן מקוררות ע"י גוף האלומיניום של ה WAVE GUIDE שלהם. לפיכך, הספק ראשי הדחף אינו נופל מזה של "1.4 או "2! 2 יחידות טוויטר BMS 4510 בארגז, מספקות לארגז 160WRMS, שהוא הספק עצום ונצילותם גבוהה ביותר. מבחינת איכות הצליל, היענות לתדרים גבוהים וצליל שאינו כואב בנקודות הקריטיות – אין ספק שראש דחף "1 עולה בהרבה על ראשי דחף עם פתח רחב.

מתאם ה-WAVE GUIDE נבנה כיחידה תואמת לראש הדחף וגורם לכל התדרים המופקים להגיע לפתח השופר באותו הזמן והפאזה לכל ארכו. תכונה זו קריטית לקבלת אפקט LA נכון – מכיוון שנדרש מרחק אפקטיבי של לא יותר מ- 34 מ"מ מרחק בין מוצא הטוויטרים בכדי לאפשר אפקט LA בתדר 10kHz. (התוצאה המושגת דומה לזו של RIBBON TWEETER שהוא אידיאלי למטרה, אך חסר הספק ודינמיקה דרושים).

בכדי להשיג את התוצאה מ WAVE GUIDE, נעשה שימוש בשיטות שונות, מבחן המדידה והאוזן גרם לבחירת הדגם של BMS. (חברות רבות משתמשות בשופר רגיל עם זווית אנכית צרה – התוצאה נחותה בהרבה).

התכנון הציב כמטרה לענות על כל תחום הפעילות של LA עם מערכת 2Way בלבד.

נקודה זו קריטית בתכנון מכיוון שבכדי לקבל איכות צליל גבוהה יש למנוע מגוון בעיות הנובעות מהבדלי פאזות, בעיות במיקום בארגז וריבוי שיטות תיאום אקוסטי של רכיבי הרמקול.

בעיות רבות נוצרות כאשר רמקול מיד/בס ממוקם על דופן שופר הטוויטר או בתכנונים בהם ממוקמים אלמנטים בצורות מוטעות בצידי הרמקול או באופן א-סימטרי. לכן, נבחרה השיטה "הפחות בעייתית" שקיימת: סימטריה של בס/מיד סביב שופר הטוויטר במרחק אידיאלי.

טעות נפוצה נוספת, היא השימוש בארגז שופרי לרמקולים הפועלים בתחום התדרים שבין 250Hz ל-1000Hz. תחום הקול מרוכז ב -4 אוקטבות שבין 250Hz ל-4kHz.

תחום המובנות, כפי שהוזכר, נמצא בעיקר בין 1K ל-4K שהם 2 האוקטבות העליונות ומתאים להם חיבור אקוסטי שופרי . 2 האוקטבות הנמוכות, מגדירות את אופי הצליל ומשנות את צבע הצליל בצורה ניכרת כאשר מופעל שופר בתחום תדרים זה. הסיבות לכך הם תכונות פיזיקליות, הנובעות מארכי גל הקול והמבנה השופרי בתחום תדרים זה.

המבנה המכני של רמקולי TLA נקבע בכדי לאפשר פעולה אידיאלית כרמקול LA. רווח מזערי ככל האפשר בין יחידות הרמקול וציר אמיתי בנקודת המפגש בין הרמקולים החיבור המקובל הוא של מתאם ישר בין הרמקולים הדורש 2 נקודות חיבור ויוצר 2 צירים, אחד בכל רמקול. שיטה זו מונעת ציר במקום הנכון ויוצרת עיוות וגם חוסר יציבות במערכת .

לעיתים, בכדי להבטיח יציבות בעיקר במצב העמדה (בניגוד לתליה בה מותחים הרמקולים את המערך עם משקלם), מוסיפים פין נוסף באחד הרמקולים. הוספת הפין מזיזה את הציר לרמקול בו פין אחד, והמערכת אינה על קו אחיד.

יתכן ונראה כי השמירה על כל הפרטים המכנים, המרחקים ושאר מרכיבי המערכת הינם בבחינת "דקדוקי עניות" אך אין הדבר כך: לקבלת מערכת LA יש להקפיד על כל הפרטים הרבים הנדרשים. פגיעה בפרטים, מפחיתה מיכולת המערכת באופן משמעותי מכיוון שמדובר בתופעות פיזיקליות שאינן קורות עם מבצעים "קיצורי דרך"!

רמקולי TLA מיוצבים מאחור בעזרת מתקן ייחודי של קביעת הזווית מ-0 ל-10 מעלות.

המתקן הבודד מאחור מאפשר תפיסה של 3 נקודות בין רמקול לרמקול, כך שנמנעת רגל רביעית שעלולה להיות חופשית ולגרום לזמזומים. הידית שמותקנת כחלק מהמתקן האחורי, ומשקלם הקל של הרמקולים, מאפשר הרכבה וכיוון קלים על ידי טכנאי אחד!

כיצד אנו משלימים מערכת TLA עם יחידות "סאב וופר"?

תכנון יחידות ה"סאב וופר" השונות למערכת רמקולי TLA נועד לענות על צרכים שונים.

למקרים הבודדים בהם נדרש "סאב" תלוי, תוכנן דגם "בס רפלקס" קל וקומפקטי עם יחידות ניאודימיום חזקות ומשובחות של B&C. השימוש ב"סאב" בתליה בעייתי בגלל הפסד האנרגיה הגדול וחוסר בהתאמה אקוסטית למשטח מוביל הדרוש לתדרים כה נמוכים.

בכדי לאפשר ביצוע טוב מרמקולים תלויים, תידרש כמות רמקולים רבה שאינה מעשית ברוב השימושים האופייניים בישראל ומתאימה לעבודות ענק בחו"ל. עיקר השימוש ברמקולים תלויים יעשה באולמות בהם לא ניתן למקם "סאב" על במה או ריצפה.

יחידות ה"סאב" הסטנדרטיות מיועדות להיות מונחות על הרצפה או בעמודה מהקרקע/במה.

היחידה הסטנדרטית התואמת את מתקן הבסיס/תליה של המערכת, מורכבת מ 2 רמקולי הבס החזקים והאיכותיים ביותר של B&C במבנה זוויתי מיוחד המבטיח את התדר הנמוך וההיענות המדויקת והמהירה של ארגז "בס רפלקס" פרונטלי עם זריקה משופרת למרחק.

כמות יחידות ה"סאב" הנדרשות תשתנה בהתאם ליישום:

לצרכי דיבור בלבד (גם בתוספת מוסיקת רקע), ברוב סוגי ההצגות וכן בהופעות ווקליות (כמו זמר וגיטרה, מקהלות) אין כלל צורך בתוספת "סאב וופרים". בשימושים כלליים, היחס ישתנה: יחידה אחת לכל 3 עליונים תתאים לאולמות קטנים ובינוניים, הופעות וטקסים "רגועים" כמו טקסי יום הזיכרון וכדומה. מובן גם שלחומר המושמע יש משמעות בכמות.

להופעות רוק ודיסקו באולמות גדולים יידרשו 2 "סאב" ל-3 TLA. בחוץ , לכיסוי בטווח רחוק, תידרש יחידת "סאב" אחת לכל יחידת TLA!

רצוי להעמיד את רמקולי ה"סאב" אחד על השני, אלא עם חזותית לא מתאפשר. במקרה בו ממקמים 4 יחידות המבנה הריאלי עשוי להיות 2 על 2 ולא בצורה "יצירתית" אחרת. בכל מקרה מיוחד, יש לפנות אלינו לתכנון! בכדי לאפשר כיסוי בתנאי שטח פתוח וקהל רב, יש להיעזר בדגמים השופריים המיוחדים המיועדים ל"זריקה" למרחק. שימוש ברמקול שופרי יעשה ע"י טכנאי מיומן מכיוון שנדרשת התאמה טובה לתוואי השטח ולשאר המערכת, כולל שיהוי (DELAY) מתאימים.

האם יש הגבלה למרחק בין יחידות תלויות של LA ליחידות "סאב" הממוקמות על רצפה?

כן! ככלל אין לעבור מרחק של 2 אורכי גל בתדר החיתוך של ה"סאב". המשמעות ב-100Hz הוא מקסימום מרחק של 6.8 מטר בין קצה עליון של רמקול הבס לאמצע הרמקול התחתון של ה-LA. בתדר 90Hz נדרשים 7.5 מטר וב-80 נדרשים 8.5 מטר לכל היותר

האם ניתן לשלב רמקולי LINE ARRAY עם רמקולים רגילים?

בעקרון כן. הבעיות המרכזיות הן בעיות של פאזות שיש לתאמם ע"י טכנאי ברמה גבוהה.
ברור שרמקול בעל אופי צליל שונה יגרום לבעיות בגוון הצליל באזורי השמעה משותפים.
לפתרון הבעיה, פתחנו רמקול זהה בעל זווית אנכית רחבה לכסוי שורות ראשונות.

האם ניתן להזין חלקים שונים של מערכת LINE ARRAY בעצמת שונות?

בעקרון לא. שינוי בחלוקת ההספקים בין הרמקולים ימנע קבלת מערכת LA אמיתית ואחידה.

נקבל 2 או יותר קבוצות שהן יחידות LA קטנות יותר וחיבורם יוצר מספר בעיות , בעיקר בתדרים הנמוכים יותר. הספק גדול יותר לרמקולים מכוונים למרחק, יעשה רק במקרים קיצוניים ותפקוד המערכת הכללית יפגע מכך וביחס ישר להפרשי העוצמות.

האם התכנה שמתלווה לרמקולי LA וקובעת זוויות ההתקנה, קובעת וחד משמעית?

בהחלט לא! כל נושא השמע וגלי הקול הינו נושא סבוך וכל הפתרונות הינם פשרות.
הבעיה העיקרית נובעת מהיות גל הקול גל רוחב המושפע בהתקדמותו מגורמים רבים: החזרים, חום, לחות, רוח וכו'. תדרי קול שונים מושפעים באופן שונה מאותם הגורמים.

התיאוריות בתחום הרמקולים כוללות קירובים (בניגוד לגלי אורך אלקטרומגנטיים שהתנהגותם מתוארת במודלים מתמטיים מדויקים וניתנים לחיזוי ושליטה ביתר קלות). מתכנני הרמקולים והתוכנות עומדים בפני שאלות רבות ועליהם להחליט בפשרות.

ברור שלרמקולים שונים, אפילו עם אותה זווית פיזור אנכית, נקבל תוצאות שונות. לדוגמא:

האם זווית של חצי מעלה דרושה לצידוד נכון או מספיקות קפיצות של 3 מעלות?

הפתרון הפרקטי כרגיל באמצע ואנו בחרנו בקפיצות של מעלה מ-0 ועד 10 – פתרון טוב וידידותי למשתמש. (מעל 10 מעלות, מערכת LA כלל לא תתפקד היטב בתדרים הגבוהים).

לאיזה תחום תדרים יש לכוון את הכיסוי האופטימאלי?

האם לתדר מסוים כמו 1K, או שיש לבצע אופטימיזציה בין מספר תדרים? תכנונים רבים מתעלמים מהתגובה לתדר ומבצעים תכנון זוויות לפי חלוקת מקטעים שווים לפגיעת הרמקולים. החישוב במקרה זה, יהיה מיידי לפי נוסחה והמשתמש יבצע תיקון לפי מדידה במקום.

מהם תחומי פגיעת הרמקול לצורך תוכנת חישוב זוויות?

ישנם חברות המתכננות לפי מרכז השופר העליון לכיוון השורה האחרונה ומרכז התחתון לשורה הראשונה. במקרה כזה נקבל החזרים מקיר אחורי באולם וממשטח לפני שורות ראשונות. ניתן לתכנן קצה עליון של רמקול עליון לשורה אחרונה, תחתון של הראשון לראשונה ולתקן מעט במקרה של חוסר עצמה במרחק. (מדובר בפער ניכר של 5 מעלות בקצוות בין שני התכנונים).

ככלל, התוכנות אינן יודעות להתייחס להחזרים שהינם גורם קריטי ורב משמעות.

בנוסף, השימוש בויסות המשתנה לפי טמפרטורה ולחות מגוחכים במידה רבה: באולם וגם בחוץ, בנקודת גובה שונות ישתנו הפרמטרים וכן במשך ההופעה. כמות הפרטים ועומק החישובים לצורך וויסות מדעי – אינם מעשיים.

ברור לכן, שלצורך קבלת תוצאה אופטימאלית, דרוש איש טכני מנוסה ומיומן להתאמת המערכת. אין גם להפריז בחשיבות זווית ההעמדה המדויקת ובתיקונים – בכל מקרה, התוצאה בשימוש בתכנה וברמקולי TLA תהיה עדיפה בהרבה מזו שתתקבל מרמקול רגיל!

במידה ולא נמצאת עמכם תכנה או טבלה מתאימה, מה לעשות?

יש לכוון קצה רמקול עליון לשורה אחרונה, קצה התחתון לראשונה ולחלק את שאר הרמקולים בזווית הנותרות, כאשר זוויות הפתיחה יגדלו מהעליונים לתחתונים בקצב שרצוי שיהיה שווה (כגון: 0,2,4,6, / 3,6,9, / 1,2,3,4,5, / 5,10, וכו') עם סטייה אפשרית במעלה.

זווית הפתיחה הכוללת תהיה שווה או גדולה מהטווח הנדרש. בדרך כלל, "עודף הזווית" יכוון כלפי מעלה להבטחת כיסוי נאות במרחק, אלא אם יש תופעת החזרים חמורה.

למערכת הרמקולים מצורפת טבלה מחושבת למקרי חירום. טבלה זו כוללת חישובים למקרים רגילים (ללא מצבים של קומה מעל קומה באולם – "בלקוני"). הערכים בטבלה מתייחסים באופן טבעי למספר מוגבל של אפשרויות זווית ומרחק. יש לכן למצוא את המקרה הקרוב למצב הנתון בשטח ולקרב את התוצאה הרצויה.

חשוב לדעת באופן מספרי את זווית הפתיחה הכללית, בעזרת מד לייזר או מד זווית תלוי.

בכדי להבהיר שיטת תכנון במקרה בו אין תכנה זמינה, להלן 3 דוגמאות מעשיות:

3 רמקולים בזווית כיסוי כוללת של 15 מעלות = פתיחה כוללת של 5 מעלות, יחולקו מלמעלה למטה בזוויות 2 ו 4 מעלות בינם. המערכת תורם במעלה של הזווית העודפת, כלפי מעלה.

4 רמקולים בזווית כיסוי כוללת של 20 מעלות = פתיחה כוללת של 10 מעלות, יחולקו מלמעלה למטה בזוויות 1, 3 ו 6 מעלות בינם.

6 רמקולים בזווית כיסוי כוללת של 30 מעלות = פתיחה כוללת של 20 מעלות, יחולקו מלמעלה למטה בזוויות 8,6,4,2,0 מעלות בינם.

לעולם לא יקטנו הזוויות שבין הרמקולים התחתונים לעומת אלו שמעליהם!

במידה ואין תכנה או טבלת עזר בשטח, ניתן לקבל עזרה מהצוות המקצועי שלנו. בכל מקרה, עדיף שימוש בתכנה או פניה אלינו לצורך תכנון – כל פניה תיענה מיידית.

באם 3 יחידות רמקולים מספיקות מבחינת ההספק וכיסוי הזווית, האם אשתמש בעוד רמקולים פנויים שברשותי?

עדיף להשתמש ביותר רמקולים! המרחק בין הרמקולים קובע את תפקוד התדר העליון בתור LA. אורך המערכת לעומת זאת, קובע את התדר הנמוך ביותר בו תתפקד המערכת כ – LA באופן מושלם. "כלל האצבע" אומר שנזדקק לאורך פי ארבעה מאורך הגל של התדר.

3 רמקולים יאפשרו לפיכך, תגובה מלאה החל מ- 1kHz המבטיחה ברירות דיבור טובה, אך ככל שהמערכת תגדל, נקבל ביצועים משופרים בתחום המיד הנמוך.