PA-system

PA kan ha flere betydninger, for eksempel "power amplifier" som viser til en forsterker

Et enkelt PA-anlegg

PA-system eller PA-anlegg (fra engelsk: public address system, «offentlig høyttalersystem») er et lydanlegg til formidling av musikk eller tale til en større forsamling. Navnet public address betyr å henvende seg til publikum. Slike systemer kan blant annet brukes til talevarsling i tilfelle brann, med mer.

PA-anlegg brukes i dag i nær sagt alle tilfeller hvor en fremføring skal nå en forsamling mennesker, og finnes i små og enkle utgaver for ren taleformidling i små lokaler, og komplisert sammensatte og svære anlegg for store konsertarenaer og teatersaler.

Bestanddeler

Grunnleggende oppsett

Minimum bestanddeler for å kringkaste lyd er  :

• Mikrofon, eller i et instrument en pickup - for å fange lyd fra en kilde.
• Forsterker - for å forsterke lyd som er fanget
• PA-høyttalere - for å kringkaste lyd som er forsterket

I tillegg har man i et PA-anlegg vanligvis en del utstyr for å kunne behandle og ha kontroll på lyden, både slik at den fungerer for publikum i et gitt rom, og for å sette sammen de ulike lydkildene til et best mulig helhetlig lydbilde  :

• Forforsterker (preamp) og/eller DI-boks - for klargjøring av signalet fra lydkilden
• Mikser - for å blande lyd fra ulike lydkilder til velfungerende nivåer, og samle kildene til ett signal som kan sendes til forsterking.
• Effektprosessor - for eksempel for klang og annen lydfarging, og equalizer for justering av tonehøydeområder i lydbildet
• Monitorer - en egen høyttaler for å gi lyden tilbake til den som skaper den

Komponentene må være koblet sammen i riktig rekkefølge, med riktige lydkabler. Komponentene må også passe hverandre, og å lese spesifikasjoner for konkret utstyr er viktig; følgende er en generell gjennomgang av et PA-anleggs deler.

Lydkabler

En kabel kan være balansert eller ubalansert, og slik transportere et balansert eller ubalansert signal. Kilden og mottakeren er konfigurert tilsvarende.

Forenklet kalles en kabel ubalansert når et signal transporteres mellom en enkelt sentral leder og jordlederen i kabelen. Rundt lederen er det tvunnet en jording eller skjerm for å beskytte mot støy, og som også er enkeltlederens referanse. En kabel vil likevel samtidig kunne fungere som en antenne, og være sårbar for forstyrrelser. Den kan altså plukke opp støy som blir med signalet videre. Signalet ut fra en ubalansert kabel vil være ubalansert selv om det opprinnelig var balansert.

En kabel som er balansert, derimot, sender signalet gjennom to indre ledere som er i motfase. Disse er også beskyttet mot indusert støy med en jordet skjerm rundt. Støy som induseres i kabelen blir lik for begge lederne og oppstår ikke mellom lederne, der signalet er.

Ubalansert + balansert jack og XLR balansert hun + han

Et typisk eksempel på en ubalansert kabel er en gitarkabel, en vanlig jack. Den vil da ha to kontaktpunkter i hver ende; signal+jord. Jack-kabelen kommer imidlertid også balansert (se også bilde):

• Jack ubalansert, to kontaktpunkter: tip, sleeve - TS
• Jack balansert, tre kontaktpunkter: tip, ring, sleeve - TRS

Tip er tuppen på pluggen, og et signalkontaktpunkt. Sleeve, «ermet» på pluggen, er jord. Ring er da det speilede signalet, men vær også oppmerksom på at tip og ring kan ha byttet plass, alt etter hvilket utstyr man snakker om. Her må man referere til bruksanvisninger for konkret utstyr.

Et vanlig eksempel på en balansert kabel er en mikrofonkabel (XLR), som vil ha tre kontaktpunkter i hver ende; signal+signal+jord.

Mikrofon

Dynamisk mikrofon

Det finnes to hovedtyper mikrofoner: Dynamisk mikrofon, og kondensatormikrofon. Se mikrofon for utdyping

Dynamiske mikrofoner er ofte mikrofonen en vokalist har foran seg. De tåler et høyt og direkte lydtrykk, som at en sanger eller taler holder den helt inntil munnen - de fungerer altså godt nær lydkilden. Derimot fungerer de nesten ikke i det hele tatt lenger fra lydkilden, og er derfor lite sårbare for feedback; at lyden som allerede er forsterket fanges opp og forsterkes på nytt og lager kaos i lydbildet og støy, fordi den looper. Mikrofonen er bygget for å best mulig ignorere lyd som kommer inn fra sidene, og samtidig best mulig fange lyd som projiseres rett mot den.

Kondensatormikrofoner er svært følsomme, og er konstruert for å fange et større lydbilde, ofte flere lydkilder, i et rom. Eksempler kan være et kor, en gruppe strykere, eller kanskje man ønsker å fange publikums respons. Mikrofonen benyttes også for å fange rommets resonans ved bruk av for eksempel en akustisk gitar, i stedet for å fange bare lyden direkte fra gitaren slik en pickup gjør. I tillegg er kondensatormikrofoner ofte benyttet til studioopptak i et lydisolert rom, for å få et mest mulig naturlig opptak av en stemme. Mikrofonen er så sensitiv at man benytter et «pust- og konsonantfilter» som demper kraftige P-er og B-er og så videre. Dette kalles en pop-killer.

Kondensatormikrofoner er aktive, og trenger altså litt strøm. Dette kalles phantom power - fantomstrøm. Begge mikrofonene fungerer ved at lyd får en membran til å vibrere, men i kondensatormikrofonen er membranen ørlite elektrisk ladet. Strømkilden er mottakeren av signalet, og man vil finne en phantom power-knapp på flere typer utstyr.

Til begge mikrofontypene benyttes vanligvis en balansert XLR-kabel.

Pickup

En pickup vil vanligvis gi et ubalansert signal gjennom en instrumentkabel. Selv om man benytter en balansert kabel vil ikke pickupen produsere et slikt signal, og en balansert kabel vil derfor fungere akkurat som en ubalansert. Det er ingen bakdeler forbundet med å bruke «feil» kabel her, men heller ingen fordeler. Første trinn etter en pickup er derfor en DI-boks (Direct Injection), som vil balansere signalet og forberede det for forsterking. Imidlertid er det i dag ikke uvanlig for en gitarist å benytte en digitar effektprosessor for ulike effekter som reverb og delay, fuzz og distortion som første trinn etter instrumentet, og ut fra prosessoren er signalet gjerne balansert. Sistnevnte gjelder ikke tradisjonelle effektpedaler.

Avstanden fra en pickup til balansering av signalet (DI-boks) bør være kortest mulig. For hver tomme kabelen er unødvendig lang tar den imot forstyrrelser og legger støy til signalet.

Forforsterker

En forforsterker, også kalt preamp, kan fungere som en DI-boks, og en DI-boks kan fungere som en forforsterker. De gjør ikke det samme, men begge funksjonene kan finnes, og finnes stadig oftere, i samme boks. Balanserte utganger vil alltid være merket med «balanced».

DI-boks

En DI-boks klargjør et signal med høy impedans, og omformer det til å ha lav impedans, og sender det videre balansert. Siden impedans er et svært komplekst tema, kan det i denne sammenhengen forenkles til at gitarsignalet sendes ned på nivå med et mikrofonsignal, og signalene en mikser eller forforsterker mottar fra ulike typer lydkilder er på samme nivå, og ikke minst; balansert.

En forforsterker forsterker signalet, og det refereres gjerne til input gain, som betyr at råsignalet gjøres kraftigere. Dette er nødvendig for at en forsterker skal kunne gi mye lyd uten at for mye av det som forsterkes er støy. En forsterker er bygget med en «forventning» om en signalstyrke inn, og vil ikke fungere godt med hverken for lite eller for mye gain. Et tegn på dårlig signalnivå er for eksempel susing ved høyt volum selv om det ikke er lyd avspilt; forsterkeren har fått for lite inn til at forsterkeren kan gi det man ønsker ut; volumet må skrus høyt opp for å få nok lyd, og mye av det som er forsterket er ren støy. Med et bedre signal inn kan man skru volumet (altså mengden forsterking) ned, uten at opplevelsen av lyd blir lavere. Mengden forsterking av støyen vil da være lavere, og mindre hørbar.

Signalet kan også bli for kraftig i forhold til hva forsterkeren kan takle, noe som vil gi forvrengt lyd.

Mikser

Miksebord

Miksebordet tar inn alle de ulike signalene fra instrumenter og mikrofoner i hver sin designerte kanal. Hver kanal kan så bearbeides noe, og til slutt samles alle signalene i en ferdig miks, avpasset til hverandre i et ferdig lydbilde, og gjøres om til et samlet signal som kan sendes videre til forsterking.

På miksebordet kan den lydansvarlige optimalisere signalet fra hver kanal ved å justere volum, frekvenser, dynamikk og effekter, og panorere signalet; plassere lyden mot høyre eller venstre i lydbildet.

Signalet kommer inn i en inngang på toppen av miksebordet, og alle knappene langs hele linjen, ned til skyvebryteren, gjelder den kanalen. Sidelengs er så alle kanaler av lik type identiske, og gjelder sitt konkrete tilkoblingspunkt. Dette er også retningen signalet vandrer; fra inntaket på toppen først med gain eller trim av det opprinnelige signalet, via justeringsmulighetene nedover kanalstripen, til skyvebryteren nederst som bestemmer styrken på det ferdige signalet som skal sendes videre til den samlede miksen. Som bildet viser er det også vanlig å sette en teip langs alle kanalene, og notere hvilket signal som kommer inn hvor, slik at det er mulig å holde rede på alt.

På miksebordet styres både lyden publikum skal høre, og også hver enkelt monitor på scenen, samt å løpende dempe lyd på instrumenter og mikrofoner når de ikke er i bruk.

Forsterker

Denne modulen forkortes også PA, men i dette tilfellet betyr forkortelsen Power Amplifier - forsterker. Forsterkeren skal omforme et svakt signal til et sterkt signal. Fra alt det andre utstyret er signalet nå samlet til ett signal som forsterkeren skal behandle.

If you take a bale of hay and tie it to the tail of a mule and then strike a match and set the bale of hay on fire, and if you then compare the energy expended shortly thereafter by the mule with the energy expended by yourself in the striking of the match, you will understand the concept of amplification.

William Shockley - medoppfinner av transistoren

I tillegg til kraft, skal forsterkeren også klare å ta vare på alle kvalitetene i signalet, og gjengi alle frekvenser inngangssignalet inneholdt.

En forsterker jobber hardt, og skal effektivt kunne drive kraftige høyttalere på høyt volum over lang tid. I forhold til en hjemmeforsterker som absolutt kan bli varm nok, vil en forsterker i et PA-anlegg både ha kraftige kjøleribber og vifter for å kunne drive effektivt over tid, og også være konstruert for å drive høyttalere av en størrelse en hjemmeforsterker knapt ville klare å bevege elementene på. En PA-forsterker er enkelt sagt en helt annen type utstyr enn en vanlig forsterker, selv om prinsippene er de samme.

Forsterker og høyttalere må passe til hverandre. En forsterker som yter 500W vil kjapt og effektivt ødelegge høyttalere som er bygget for å tåle 250W, og en forsterker som gir 250W vil ikke klare å drive høyttalere som er bygget for 500W - og i tillegg til å produsere håpløs lyd, gå varm og kretser kan bli ødelagt.

Ved testlytting skal forsterkeren gjengi de samme frekvensene på både lavt og høyt volum, foretrukket i den rekkefølgen, og ikke miste for eksempel mellomtone ved høyt volum.

PA-høyttaler

På samme måte som en forsterker i et PA-anlegg er noe annet enn en vanlig hjemmeforsterker, er PA-høyttalere noe annet enn hjemmehøyttalere. Dette gjelder ikke bare størrelsen på elementene, og hvilken kraft de kan motta og gjengi som god lyd, men at de er bygget for en mer bestemt spredning av lyden. Dette er både for å nå bestemte deler av et lokale, og samtidig ha best mulig kontroll på eventuell feedback.

PA-høyttalere kan være aktive; at de har forsterker innebygget og trenger strøm, eller passive; at lyden forsterkes av egen modul og ikke trenger egen strømkilde.

I større oppsett (mer enn ett par høyttalere) er det vanlig å dele signalet slik at bestemte frekvenser går til bestemte høyttalere. Da benyttes et delefilter. Hvis man ser for seg at et høyttalerelement vibrerer, skal det makte å vibrere hurtig for høye frekvenser, og sakte for lave frekvenser. At en og samme membran ikke må gjøre begge deler på en gang vil være en absolutt fordel - på samme måte som en høyttaler i utgangspunket er delt mellom bass og diskant og kanskje mellomtone. Designerte høyttalere for visse frekvenser vil altså kunne gi en ryddigere og riktigere lyd. En subwoofer er et typisk eksempel.

Høyttalerne er det siste man slår på, og det første man slår av, for å unngå stygge smell fra annet utstyr som slås av og på.

Monitor

En monitor er en høyttaler som vanligvis ligger på gulvet foran en artist, og gir tilbake en egen lydmiks slik at den som fremfører kan være komfortabel, ikke minst høre seg selv godt nok. Når en artist skygger for lyskasterne, prøver å få kontakt med den lydansvarlige og ber om å få «mer gitar», eller peker på instrumentet sitt og gjør en «opp, opp»-bevegelse, handler dette vanligvis om miksen i monitor, og ikke om publikums opplevelse. Andre artister på samme scene har gjerne et helt annet lydbilde i sin monitor, for sin komfort.

Disse monitorene kalles stage wedge eller wedge monitor, og er kileformede høyttalere som sender lyden opp mot artisten.

Side fill-monitorer er større høyttalere som står på siden av scenen, vendt mot artistene, og gir et mer helhetlig lydbilde. Siden artistene befinner seg bak PA-høyttalerne, kan lyden i rommet foran dem oppleves nærmest som rumling, og et godt lydbilde sendt inn på scenen vil kunne inspirere artistene og løfte en fremføring. Wedger på gulvet kommer da i tillegg, med hver artists fremheving eller demping av de andre på scenen.

I tillegg finnes in-ear monitoring, som er et system som sender monitormiksen rett i øret på den enkelte, og ser ut som et stort høreapparat.

Se også

• Lydutjevningsanlegg, type universell utforming vanligst i klasserom for elever og lærere med nedsatt hørsel eller vansker med å oppfatte tale

Eksterne lenker

• Public Address (PA) Basics livesystems.co.uk
• Finding The Right PA System For You soundonsound.com