निरंतर-वोल्टेज स्पीकर तंत्र

लगातार-वोल्टेज स्पीकर सिस्टम ध्वनि-विस्तारक यंत्र ों के नेटवर्क को संदर्भित करता है जो विद्युत प्रतिबाधा गणनाओं को सरल बनाने और  स्पीकर तार  पर इलेक्ट्रिक पावर ट्रांसमिशन#नुकसान को कम करने के लिए स्टेप-अप और स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर का उपयोग करके ध्वनि एम्पलीफायर से जुड़े होते हैं। उन्हें उचित रूप से उच्च-वोल्टेज ऑडियो वितरण प्रणाली कहा जाता है। वोल्टेज केवल इस अर्थ में स्थिर है कि पूर्ण शक्ति पर, सिस्टम में वोल्टेज संचालित वक्ताओं की संख्या पर निर्भर नहीं करता है (जब तक एम्पलीफायर की अधिकतम शक्ति पार नहीं हो जाती)। लगातार-वोल्टेज स्पीकर सिस्टम को आमतौर पर 25-, 70-, 70.7-, या 100-वोल्ट स्पीकर सिस्टम के रूप में भी जाना जाता है; वितरित स्पीकर सिस्टम; या उच्च-प्रतिबाधा स्पीकर सिस्टम। कनाडा और अमेरिका में, उन्हें आमतौर पर 70-वोल्ट स्पीकर के रूप में संदर्भित किया जाता है। यूरोप में, 100 V सिस्टम सबसे व्यापक है, जिसमें एम्पलीफायर और स्पीकर उत्पादों को केवल 100 V के साथ लेबल किया जाता है।

ऑपरेशन
निरंतर-वोल्टेज स्पीकर सिस्टम विद्युत उपयोगिता कंपनियों द्वारा लंबी दूरी पर विद्युत शक्ति संचारित करने के लिए नियोजित विद्युत शक्ति संचरण विधियों के अनुरूप हैं। विशिष्ट रूप से, एक विद्युत उपयोगिता संचारित शक्ति के वोल्टेज को बढ़ा देगी, जो तदनुसार विद्युत प्रवाह को कम कर देती है, जिससे संचरण के दौरान विद्युत शक्ति हानि कम हो जाती है। गंतव्य पर वोल्टेज को नीचे ले जाया जाता है। इसी तरह, एक स्थिर-वोल्टेज स्पीकर सिस्टम में, स्पीकर केबल पर बिजली की हानि को कम करने के लिए एम्पलीफायर ऑडियो सिग्नल के वोल्टेज को बढ़ाने के लिए एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करता है, जिससे किसी दिए गए तार व्यास पर अधिक शक्ति प्रसारित की जा सकती है। सिस्टम में प्रत्येक स्पीकर में वोल्टेज को प्रयोग करने योग्य स्तर तक कम करने के लिए एक स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर होता है।

लाउडस्पीकर का घेरा
प्रत्येक लाउडस्पीकर के स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर को एकल शक्ति स्तर के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है या इसमें कई टैप हो सकते हैं, जिनमें से एक को लाउडस्पीकर पर लागू होने वाले वांछित शक्ति स्तर से मिलान करने के लिए चुना जाता है। विभिन्न नलों वाले ट्रांसफॉर्मर इंस्टॉलर को एक व्यक्तिगत लाउडस्पीकर पर ध्वनि दबाव स्तर को ऊपर या नीचे समायोजित करने की अनुमति देते हैं। प्रयोजन-निर्मित मॉडल उपलब्ध हैं जिनमें लाउडस्पीकर बाड़े के भीतर ट्रांसफॉर्मर समाहित है। लाउडस्पीकर स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर प्राथमिक स्थिर-वोल्टेज लाइन के समानांतर में जुड़ा हुआ है।

एम्पलीफायर कनेक्शन
लगातार-वोल्टेज लाइनों को एक पारंपरिक एम्पलीफायर द्वारा बाहरी स्टेप-अप ट्रांसफार्मर, एक आंतरिक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के साथ एक एम्पलीफायर या ट्रांसफॉर्मर रहित आउटपुट के साथ एक उच्च-वोल्टेज एम्पलीफायर द्वारा संचालित किया जा सकता है।

बाहरी स्टेप-अप ट्रांसफार्मर
ठेठ कम-प्रतिबाधा आउटपुट के साथ एक सामान्य-उद्देश्य प्रवर्धक का उपयोग किया जाता है। इसका आउटपुट बाहरी स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के प्राथमिक से जुड़ा होता है। विशेष-उद्देश्यीय ट्रांसफॉर्मर सिस्टम डिज़ाइन को परियोजना के लक्षित शक्ति स्तरों के अनुरूप बना सकते हैं। उच्च वोल्टेज और उच्च वर्तमान क्षमता लाइनों को उत्पन्न करने के लिए कई एम्पलीफायरों को ट्रांसफार्मर के माध्यम से एक साथ जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, तीन 70-वोल्ट एम्पलीफायरों का उपयोग 210-वोल्ट लाइन बनाने के लिए उन्हें एक विशेष-उद्देश्य वाले बाहरी आउटपुट ट्रांसफार्मर से जोड़कर किया गया है जिसमें तीन प्राइमरी और एक सेकेंडरी है।

आंतरिक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर
अंतर्निहित 70-वोल्ट आउटपुट ट्रांसफॉर्मर वाले एम्पलीफायर कम प्रतिबाधा और उच्च प्रतिबाधा आउटपुट कनेक्शन के साथ उपलब्ध हैं, बाद वाले को आमतौर पर 25 वी और 70 वी लेबल किया जाता है। ये मजबूत, उद्देश्य-निर्मित एम्पलीफायर हैं जिनमें कई एप्लिकेशन-विशिष्ट डिज़ाइन विशेषताएं हैं जैसे ओवरकुरेंट सुरक्षा और फ्लाईबैक वोल्टेज सुरक्षा के लिए आक्रामक उच्च-पास फ़िल्टरिंग। कुछ मॉडलों को कॉन्फ़िगर किया जा सकता है ताकि एक चैनल एक या दो कम प्रतिबाधा वाले 8-ओम स्पीकर चलाए जबकि दूसरा स्पीकर के निरंतर-वोल्टेज स्ट्रिंग को चलाए।

उच्च वोल्टेज ट्रांसफार्मर रहित
बिजली अर्धचालकों में प्रगति के साथ, एम्पलीफायर के आउटपुट चरण से सीधे उच्च वोल्टेज का उत्पादन संभव हो गया। उदाहरण के लिए, 1967 में क्राउन इंटरनेशनल ने DC300 एम्पलीफायर पेश किया, जो सीधे 70-वोल्ट लाइनों को चलाने में सक्षम है, साथ ही पारंपरिक स्पीकर लोड, इसकी समग्र शक्ति के लिए धन्यवाद 500W का। 1987 में, क्राउन ने मैक्रोटेक 2400 पेश किया, जो सीधे 100-वोल्ट लाइनों को चलाने में सक्षम था। तब से, उच्च-शक्ति एम्पलीफायर प्रौद्योगिकी के विकास ने विकल्पों को चौड़ा कर दिया है। कई निर्माता एम्पलीफायरों को उच्च-प्रतिबाधा स्थिर-वोल्टेज स्पीकर लाइन से सीधे जोड़ने में सक्षम बनाते हैं। हाई-वोल्टेज ऑडियो एम्पलीफायर लगभग एक चिप समाधान बन गए हैं। उदाहरण के लिए, राष्ट्रीय सेमीकंडक्टर  का LME49810 (और इसी तरह के उत्पाद LME49811 और एलएमई49830 ) 100 वी पीक टू पीक सिग्नल का उत्पादन कर सकता है, लेकिन अपेक्षाकृत कम वर्तमान आउटपुट होता है, इसलिए एक मानक सर्किट में डार्लिंगटन या एफईटी असतत आउटपुट चरण शामिल होता है।

उच्च शक्ति स्तर
चयनित ट्रांसफॉर्मर और एम्पलीफायर कनेक्शन टोपोलॉजी के आधार पर, उच्च-वोल्टेज स्थिर-वोल्टेज सिस्टम को 140-, 200- और 210-वोल्ट लाइनों का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। ऐसी उच्च वोल्टेज प्रणालियों का उपयोग उन स्थानों पर किया गया है जहां छोटे व्यास के तार पहले से ही मौजूद हैं, जहां लंबी दूरी के तार चलते हैं और विशेष रूप से डेटोना इंटरनेशनल स्पीडवे जैसे ज़ोरदार प्रतिष्ठानों पर और 2003 में इसके रीडिजाइन से पहले इंडियानापोलिस मोटर स्पीडवे। इस तरह के उच्च वोल्टेज में सुरक्षा कारणों से दुनिया के अधिकांश हिस्सों में विद्युत नाली के भीतर स्पीकर लाइन की स्थापना की आवश्यकता होती है।

600 वाट के ट्रांसफॉर्मर ठेकेदारों के लिए व्यापक रूप से उपलब्ध हैं जिन्हें निरंतर-वोल्टेज प्रतिष्ठानों में उच्च शक्ति वाले लाउडस्पीकरों की आवश्यकता होती है। विशेष-प्रयोजन ट्रांसफॉर्मर 1250 वाट को कम से कम 50 हर्ट्ज तक संभालने में सक्षम हैं। उच्च शक्ति, उच्च वर्तमान ट्रांसफार्मर के साथ एक समस्या यह है कि एक स्थिर-वोल्टेज लाइन पर कम का उपयोग किया जा सकता है। बड़े व्यास के स्पीकर तार की सिफारिश की जाती है। उच्च शक्ति प्रबंधन के लिए आवश्यक बड़े ट्रांसफार्मर ने उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया को कम कर दिया है।

विकल्प
निरंतर-वोल्टेज स्पीकर सिस्टम का पारंपरिक विकल्प कम प्रतिबाधा स्पीकर सिस्टम है (आमतौर पर 8-ओम स्पीकर सिस्टम के रूप में संदर्भित किया जाता है, इस तथ्य के बावजूद कि उनकी प्रतिबाधा 8 ओम नहीं हो सकती है), जिसमें एम्पलीफायर और स्पीकर सीधे युग्मित होते हैं बिना ट्रांसफार्मर का उपयोग। निरंतर-वोल्टेज प्रणालियों के सापेक्ष नुकसान यह है कि स्पीकर केबलों को व्यास में छोटा या बड़ा होना चाहिए और यदि अलग-अलग स्थानों पर अलग-अलग सुनने के स्तर वांछित हैं तो अधिक एम्पलीफायरों की आवश्यकता होती है।

एक अन्य विकल्प स्पीकर बाड़े में निर्मित एम्पलीफायर के साथ संचालित स्पीकर हैं। चूंकि एम्पलीफायर स्पीकर के समान स्थान पर है, स्पीकर को इनपुट के रूप में केवल एक लाइन स्तर ऑडियो सिग्नल की आवश्यकता होती है। रेखा स्तर  सिग्नल आमतौर पर लगभग 1-2 वोल्ट होते हैं, और बहुत छोटे केबल (आमतौर पर 20-26 AWG) पर प्रसारित किए जा सकते हैं। संचालित लाउडस्पीकरों का मुख्य नुकसान यह है कि उन्हें एसी बिजली की आवश्यकता की अतिरिक्त आवश्यकता होती है, जबकि निष्क्रिय वक्ताओं को ऐसी कोई आवश्यकता नहीं होती है।

लाभ
एक पारंपरिक कम प्रतिबाधा वाले स्पीकर सिस्टम की तुलना में एक स्थिर-वोल्टेज स्पीकर सिस्टम का उपयोग करने के मुख्य लाभ हैं:
 * एकाधिक लाउडस्पीकर: कई लाउडस्पीकर जटिल श्रृंखला और समांतर सर्किट | श्रृंखला/समानांतर कनेक्शन योजनाओं के बिना एकल एम्पलीफायर द्वारा संचालित किए जा सकते हैं।
 * एकाधिक शक्ति स्तर: एक ही एम्पलीफायर का उपयोग करते हुए विभिन्न श्रवण क्षेत्रों में विभिन्न ध्वनि दबाव स्तर लक्ष्य प्राप्त किए जा सकते हैं। * कम खर्चीला: चूंकि सिग्नल का वोल्टेज बढ़ा दिया गया है और करंट अपेक्षाकृत कम है, हल्का, कम खर्चीला केबल अतिरिक्त बिजली नुकसान के बिना इस्तेमाल किया जा सकता है। जहां एक विशिष्ट 8-ओम स्पीकर सिस्टम के लिए 12 अमेरिकी वायर गेज़ केबल की आवश्यकता हो सकती है, वहीं एक 70-वोल्ट सिस्टम 18 गेज या छोटे केबल का उपयोग कर सकता है। * सिस्टम एक्सपेंशन: 70 वोल्ट सिस्टम को आसानी से एक्सपैंड किया जा सकता है।
 * आसान मात्रा समायोजन: उपयोगकर्ता को एकल लाउडस्पीकर या बहु-स्पीकर क्षेत्र पर आसान स्तर नियंत्रण देने के लिए एक निष्क्रिय मात्रा नियंत्रण स्थापित किया जा सकता है।

नुकसान

 * आवृत्ति प्रतिक्रिया: सस्ते ट्रांसफार्मर में कम और उच्च आवृत्तियों का खराब प्रजनन हो सकता है। * विरूपण : ओवरड्रिवेन ट्रांसफॉर्मर ऑडियो सिग्नल में रिंगिंग डिस्टॉर्शन जोड़ सकते हैं। कम लागत वाले ट्रांसफॉर्मर उच्च शक्ति स्तरों पर विकृति के लिए प्रवण होते हैं, विशेष रूप से कम आवृत्ति प्रतिक्रिया के संबंध में। विरूपण # हार्मोनिक विरूपण की सामान्य मात्रा से अधिक को रोकने के लिए निम्न स्तर के संकेत खराब डिज़ाइन किए गए ट्रांसफॉर्मर कोर को सक्रिय करने में असफल हो सकते हैं।
 * भिन्नता: खराब तरीके से बनाए गए ट्रांसफॉर्मर में यूनिट-टू-यूनिट भिन्नता देखी जा सकती है। *सीधी देरी: एक ही स्थिर-वोल्टेज लाइन पर अधिक दूर के वक्ताओं को हवा में ध्वनि की गति से मिलान करने में देरी नहीं की जा सकती है ताकि दूर के श्रोता के दृष्टिकोण से एक ही समय में लाउडस्पीकरों की एक स्ट्रिंग से आवेगों को पहुंचा जा सके।
 * सम्मिलन हानि: ट्रांसफार्मर आमतौर पर लाउडस्पीकरों पर लागू होने वाली कुल शक्ति को कम कर देते हैं, जिसके लिए एम्पलीफायर को लाउडस्पीकरों पर लागू होने वाली कुल शक्ति की तुलना में कुछ 10% से 20% अधिक शक्तिशाली होने की आवश्यकता होती है। ट्रांसफॉर्मर के विनिर्देशों को अनुकूलित करने के लिए विशिष्ट ट्रांसफॉर्मर सम्मिलन हानि माप 1,000 हर्ट्ज पर लिया जाता है। इस पद्धति का उपयोग करते हुए, विशिष्ट सम्मिलन हानि लगभग 1 डीबी, 20% बिजली हानि होती है। वॉयस-एप्लिकेशन ऑडियो सिस्टम में अधिकांश शक्ति 400 हर्ट्ज से कम है, जिसका अर्थ है कि कम आवृत्तियों पर सम्मिलन हानि अधिक होगी। सर्वश्रेष्ठ ट्रांसफॉर्मर मिड-बैंड फ्रीक्वेंसी को 0.5 डीबी (लगभग 10% बिजली की हानि) या उससे कम कम करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दस वाट का लाउडस्पीकर एम्पलीफायर से 11.1 वाट खींचता है। *क्षमता: उच्च शक्ति स्तर प्राप्त करने के लिए, ट्रांसफार्मर भौतिक रूप से बड़ा होना चाहिए। स्व-समाई के कारण बड़े ट्रांसफार्मर (200 वाट से ऊपर) उच्च आवृत्ति क्षीणन से पीड़ित होने लगते हैं। *अधिक महंगा: यदि उच्च-शक्ति लाउडस्पीकरों का उपयोग कम आवृत्ति प्रतिक्रिया पर जोर देने के साथ किया जाता है, तो आवश्यक ट्रांसफॉर्मर बहुत बड़े होंगे और परियोजना में महत्वपूर्ण लागत जोड़ देंगे। कुछ क्षेत्रों में, बिल्डिंग और इलेक्ट्रिकल कोड के लिए 70-वोल्ट केबल को कंड्यूट के भीतर ले जाने की आवश्यकता होती है, जिससे परियोजना की लागत बढ़ जाती है। *अधिक संवेदनशील: चूँकि निरंतर-वोल्टेज सिस्टम अपेक्षाकृत उच्च प्रतिबाधाओं पर काम करते हैं, वे कम मात्रा में लीकेज करंट और आंशिक शॉर्ट सर्किट के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। नाली में 70-वोल्ट स्पीकर लाइन चलाने से पानी इकट्ठा होता है, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम में कर्कश ध्वनि हो सकती है।

बाहरी संबंध

 * Constant-Voltage Audio Distribution Systems