Efektywność działania systemu nagłośnieniowego jest wspólnie determinowana przez źródło dźwięku oraz późniejsze nagłośnienie sceny, na które składają się źródło dźwięku, strojenie, urządzenia peryferyjne, nagłośnienie i urządzenia połączeniowe.

1. System źródła dźwięku

Mikrofon jest pierwszym ogniwem całego systemu nagłośnieniowego lub nagrywającego, a jego jakość bezpośrednio wpływa na jakość całego systemu. Mikrofony dzielą się na dwie kategorie: przewodowe i bezprzewodowe, w zależności od sposobu transmisji sygnału.

Mikrofony bezprzewodowe są szczególnie przydatne do odbioru dźwięku z mobilnych źródeł. Aby ułatwić odbiór dźwięku w różnych sytuacjach, każdy system mikrofonów bezprzewodowych może być wyposażony w mikrofon ręczny i mikrofon krawatowy. Ponieważ studio posiada jednocześnie system nagłośnienia, aby uniknąć sprzężeń akustycznych, bezprzewodowy mikrofon ręczny powinien wykorzystywać kardioidalny, jednokierunkowy mikrofon do bliskiej rozmowy do odbioru mowy i śpiewu. Jednocześnie system mikrofonów bezprzewodowych powinien wykorzystywać technologię odbioru różnicowego, która nie tylko poprawia stabilność odbieranego sygnału, ale także pomaga wyeliminować martwy kąt i martwą strefę odbieranego sygnału.

Mikrofon przewodowy ma wielofunkcyjną, wielozadaniową i wielostopniową konfigurację. Do rejestracji mowy lub śpiewu zazwyczaj stosuje się kardioidalne mikrofony pojemnościowe, a w miejscach o względnie stałych źródłach dźwięku można również używać przenośnych mikrofonów elektretowych; do rejestracji efektów otoczenia można używać superkierunkowych mikrofonów pojemnościowych typu mikrofonowego; do rejestracji instrumentów perkusyjnych zazwyczaj stosuje się mikrofony z ruchomą cewką o niskiej czułości; wysokiej klasy mikrofony pojemnościowe do instrumentów smyczkowych, klawiszowych i innych instrumentów muzycznych; mikrofony o wysokiej kierunkowości do rozmów z bliska można stosować w przypadku wysokich wymagań dotyczących hałasu otoczenia; ze względu na elastyczność dużych aktorów teatralnych należy stosować mikrofony pojemnościowe z pojedynczym punktem mocowania na gęsiej szyi.

Liczbę i rodzaj mikrofonów można dobrać w zależności od rzeczywistych potrzeb danej lokalizacji.

2. System strojenia

Główną część systemu strojenia stanowi mikser, który może wzmacniać, tłumić i dynamicznie regulować sygnały wejściowe źródła dźwięku o różnych poziomach i impedancji; za pomocą dołączonego korektora przetwarza każde pasmo częstotliwości sygnału; po dostosowaniu współczynnika miksowania każdego sygnału kanałowego, każdy kanał jest przydzielany i wysyłany do każdego odbiornika; steruje sygnałem wzmocnienia dźwięku na żywo i sygnałem nagrania.

Podczas korzystania z miksera należy zwrócić uwagę na kilka kwestii. Po pierwsze, należy wybrać komponenty wejściowe o jak największej obciążalności portu wejściowego i jak najszerszym paśmie przenoszenia. Można wybrać wejście mikrofonowe lub liniowe. Każde wejście posiada przycisk ciągłej regulacji poziomu oraz przełącznik zasilania fantomowego 48 V. W ten sposób część wejściowa każdego kanału może zoptymalizować poziom sygnału wejściowego przed przetwarzaniem. Po drugie, ze względu na problemy ze sprzężeniem zwrotnym i monitorowaniem powrotu sceny w systemach nagłośnieniowych, im większa korekcja komponentów wejściowych, wyjść pomocniczych i wyjść grupowych, tym lepiej i wygodniej jest sterować. Po trzecie, dla bezpieczeństwa i niezawodności programu, mikser może być wyposażony w dwa zasilacze główny i zapasowy, z możliwością automatycznego przełączania. (Aby dostosować i kontrolować fazę sygnału dźwiękowego), porty wejściowe i wyjściowe są najlepiej wyposażone w gniazda XLR.

3. Sprzęt peryferyjny

Nagłośnienie na miejscu musi zapewniać odpowiednio wysoki poziom ciśnienia akustycznego bez generowania sprzężeń akustycznych, aby chronić głośniki i wzmacniacze mocy. Jednocześnie, aby zachować klarowność dźwięku, a także zrekompensować niedobory natężenia dźwięku, konieczne jest zainstalowanie urządzeń przetwarzających dźwięk między mikserem a wzmacniaczem mocy, takich jak korektory, filtry sprzężeń zwrotnych, kompresory, wzbudniki, dzielniki częstotliwości i rozdzielacze dźwięku.

Korektor częstotliwości i tłumik sprzężenia zwrotnego służą do tłumienia sprzężeń zwrotnych, kompensowania defektów dźwięku i zapewnienia czystości dźwięku. Kompresor zapobiega przeciążeniom lub zniekształceniom wzmacniacza mocy w przypadku wystąpienia dużego szczytu sygnału wejściowego, a także chroni wzmacniacz mocy i głośniki. Wzbudnik służy do upiększania efektu dźwiękowego, czyli poprawy barwy, penetracji, stereo, klarowności i efektu basowego. Dzielnik częstotliwości służy do przesyłania sygnałów o różnych pasmach częstotliwości do odpowiednich wzmacniaczy mocy, które następnie wzmacniają sygnały dźwiękowe i przesyłają je do głośników. Jeśli chcesz uzyskać wysokiej jakości program efektów artystycznych, bardziej odpowiednie jest zastosowanie 3-segmentowej zwrotnicy elektronicznej w projekcie systemu nagłośnieniowego.

Instalacja systemu audio wiąże się z wieloma problemami. Niewłaściwe rozpatrzenie pozycji i kolejności podłączeń urządzeń peryferyjnych prowadzi do ich niewystarczającej wydajności, a nawet do ich uszkodzenia. Podłączenie urządzeń peryferyjnych wymaga zazwyczaj zachowania porządku: korektor graficzny znajduje się za mikserem, a tłumik sprzężeń zwrotnych nie powinien być umieszczony przed korektorem. Umieszczenie tłumika sprzężeń zwrotnych przed korektorem graficznym utrudnia całkowite wyeliminowanie sprzężeń akustycznych, co utrudnia regulację tłumika sprzężeń zwrotnych. Kompresor powinien być umieszczony za korektorem graficznym i tłumikiem sprzężeń zwrotnych, ponieważ jego główną funkcją jest tłumienie nadmiernych sygnałów i ochrona wzmacniacza mocy oraz głośników. Wzbudnik jest podłączony przed wzmacniaczem mocy. Elektroniczna zwrotnica jest podłączana przed wzmacniaczem mocy, jeśli zachodzi taka potrzeba.

Aby nagrany program uzyskał najlepsze rezultaty, parametry kompresora muszą być odpowiednio dobrane. Przejście kompresora w stan kompresji będzie miało destrukcyjny wpływ na dźwięk, dlatego należy unikać długotrwałego działania kompresora w tym stanie. Podstawową zasadą podłączenia kompresora w głównym kanale rozszerzeń jest to, aby urządzenia peryferyjne znajdujące się za nim nie korzystały z funkcji podbicia sygnału, w przeciwnym razie kompresor nie będzie mógł w ogóle pełnić funkcji ochronnej. Dlatego korektor graficzny powinien znajdować się przed tłumikiem sprzężeń zwrotnych, a kompresor za nim.

Wzbudnik wykorzystuje zjawiska psychoakustyczne człowieka do generowania składowych harmonicznych o wysokiej częstotliwości, zgodnie z częstotliwością podstawową dźwięku. Jednocześnie funkcja ekspansji niskich częstotliwości pozwala na generowanie bogatych składowych o niskiej częstotliwości i dalszą poprawę brzmienia. Dzięki temu sygnał dźwiękowy generowany przez wzbudnik charakteryzuje się bardzo szerokim pasmem częstotliwości. Jeśli pasmo częstotliwości kompresora jest bardzo szerokie, wzbudnik można podłączyć przed kompresorem.

Elektroniczny dzielnik częstotliwości jest podłączany przed wzmacniaczem mocy w razie potrzeby, aby skompensować defekty spowodowane przez otoczenie oraz charakterystykę częstotliwościową różnych źródeł dźwięku. Największą wadą jest to, że podłączenie i debugowanie są kłopotliwe i łatwo o awarię. Obecnie pojawiły się cyfrowe procesory audio, które integrują powyższe funkcje i mogą być inteligentne, proste w obsłudze i cechować się doskonałą wydajnością.

4. System nagłośnienia

System nagłośnienia powinien zwracać uwagę na to, aby spełniać wymagania dotyczące mocy akustycznej i jednorodności pola akustycznego; prawidłowe zawieszenie głośników na żywo może poprawić klarowność dźwięku, zmniejszyć utratę mocy akustycznej i sprzężenia akustyczne; całkowita moc elektryczna systemu nagłośnienia powinna być zarezerwowana na poziomie 30%–50% mocy rezerwowej; należy używać bezprzewodowych słuchawek monitorujących.

5. Połączenie systemowe

Dopasowanie impedancji i poziomu sygnału powinno być brane pod uwagę w kwestii połączeń między urządzeniami. Symetria i asymetria są względne względem punktu odniesienia. Wartość rezystancji (impedancji) obu końców sygnału względem masy jest równa, a polaryzacja jest przeciwna, co oznacza symetryczne wejście lub wyjście. Ponieważ sygnały interferencyjne odbierane przez dwa symetryczne zaciski mają zasadniczo tę samą wartość i tę samą polaryzację, mogą się one wzajemnie znosić na obciążeniu symetrycznej transmisji. Dlatego układ symetryczny charakteryzuje się lepszym tłumieniem sygnału wspólnego i lepszą odpornością na zakłócenia. Większość profesjonalnego sprzętu audio wykorzystuje symetryczne połączenia między urządzeniami.

Do podłączenia głośników należy użyć wielu zestawów krótkich kabli głośnikowych, aby zmniejszyć rezystancję linii. Ponieważ rezystancja linii i rezystancja wyjściowa wzmacniacza mocy wpływają na niską częstotliwość Q systemu głośnikowego, charakterystyka przejściowa niskiej częstotliwości będzie gorsza, a linia transmisyjna będzie generować zniekształcenia podczas transmisji sygnałów audio. Ze względu na rozproszoną pojemność i rozproszoną indukcyjność linii transmisyjnej, obie mają określone charakterystyki częstotliwościowe. Ponieważ sygnał składa się z wielu składowych częstotliwościowych, gdy grupa sygnałów audio składa się z wielu składowych częstotliwościowych przechodzących przez linię transmisyjną, opóźnienie i tłumienie spowodowane różnymi składowymi częstotliwościowymi są różne, co skutkuje tzw. zniekształceniami amplitudowymi i fazowymi. Ogólnie rzecz biorąc, zniekształcenia występują zawsze. Zgodnie z teoretycznym warunkiem linii transmisyjnej, stan bezstratności R=G=0 nie spowoduje zniekształceń, a absolutna bezstratność jest również niemożliwa. W przypadku ograniczonych strat, warunkiem transmisji sygnału bez zniekształceń jest L/R=C/G, a rzeczywista jednorodna linia transmisyjna to zawsze L/R

6. Debugowanie systemu

Przed regulacją należy najpierw ustawić krzywą poziomu sygnału w systemie tak, aby poziom sygnału każdego z poziomów mieścił się w zakresie dynamicznym urządzenia. Nie będzie nieliniowego przesterowania spowodowanego zbyt wysokim lub zbyt niskim poziomem sygnału, co mogłoby spowodować porównanie sygnału z szumem. Słabo, podczas ustawiania krzywej poziomu sygnału w systemie, krzywa poziomu miksera jest bardzo ważna. Po ustawieniu poziomu można debugować charakterystykę częstotliwościową systemu.

Nowoczesny profesjonalny sprzęt elektroakustyczny o lepszej jakości charakteryzuje się zazwyczaj bardzo płaską charakterystyką częstotliwościową w zakresie 20 Hz–20 kHz. Jednak po podłączeniu wielopoziomowym, zwłaszcza głośników, ich charakterystyka częstotliwościowa może nie być płaska. Dokładniejszą metodą regulacji jest metoda analizatora widma różowego szumu. Proces regulacji w tej metodzie polega na wprowadzeniu różowego szumu do systemu nagłośnieniowego, odtworzeniu go przez głośnik i użyciu mikrofonu testowego do wychwycenia dźwięku w najlepszym miejscu odsłuchowym w sali. Mikrofon testowy jest podłączony do analizatora widma, który może wyświetlić charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową systemu nagłośnieniowego, a następnie precyzyjnie wyregulować korektor zgodnie z wynikami pomiaru widma, aby uzyskać płaską charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową. Po regulacji najlepiej sprawdzić przebiegi dla każdego poziomu za pomocą oscyloskopu, aby upewnić się, że dany poziom ma zniekształcenia przesterowania spowodowane dużą regulacją korektora.

Należy zwrócić uwagę na następujące kwestie dotyczące zakłóceń w systemie: napięcie zasilania powinno być stabilne; obudowa każdego urządzenia powinna być dobrze uziemiona, aby zapobiec przydźwiękowi; sygnał wejściowy i wyjściowy powinien być zrównoważony; należy unikać luźnego okablowania i nieregularnego spawania.