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擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和實(shí)例
發(fā)布日期:2019-08-19 瀏覽量:1443次
一般從嚴(yán)格意義上說(shuō),一套完整的音響擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包括廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)和電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì),其系統(tǒng)參數(shù)是由建筑聲學(xué)參數(shù)和電聲系統(tǒng)參數(shù)兩大部分組合而成的。我從事的主要是現(xiàn)場(chǎng)演出租賃的工作,由于演出的場(chǎng)地一般大部分都已經(jīng)過(guò)了聲學(xué)上的處理,因此在這里建筑聲學(xué)上的參數(shù),如混響時(shí)間、頻率響應(yīng)、本底噪聲等就不再另外討論了。我主要談的是具有實(shí)際可操作性的與現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲有關(guān)的聲壓級(jí)設(shè)計(jì)和電聲系統(tǒng)的配置。要得到好的聲音,建筑聲學(xué)參數(shù)達(dá)標(biāo)是重要的前提,雖然有些建筑聲學(xué)參數(shù),如頻率響應(yīng)、混響時(shí)間等,可通過(guò)電聲設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償,但這種補(bǔ)償是有限的,是以電聲系統(tǒng)參數(shù)的變差為代價(jià)而換取的(如失真等)。因此以下所談到的設(shè)計(jì)和配置都是在建筑聲學(xué)參數(shù)達(dá)標(biāo)的情況下進(jìn)行的。
作為一名音響高級(jí)技師常常有同行問(wèn)我,為什么他們單位里用的設(shè)備檔次并不低,但就是出不來(lái)好的聲音?這個(gè)問(wèn)題還真不容易回答,很多人會(huì)說(shuō)是調(diào)音師的水平不行,但真的是這樣嗎?用的設(shè)備檔次再高,但功放滿功率運(yùn)行時(shí)喇叭的聲壓級(jí)還是不夠,不能讓全場(chǎng)聽(tīng)眾都聽(tīng)清,又或是系統(tǒng)調(diào)試錯(cuò)誤,喇叭反相、限幅閾值設(shè)置過(guò)低或過(guò)高,如此這般會(huì)有好的聲音出現(xiàn)嗎?歸根到底我認(rèn)為問(wèn)題還是主要出在擴(kuò)聲系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)配置和后期的系統(tǒng)調(diào)試上。因此擴(kuò)聲系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)配置是否合理以及后期的系統(tǒng)調(diào)試是否到位是一個(gè)音響工程成敗的關(guān)鍵所在。
現(xiàn)在很多工程公司在音響系統(tǒng)的配置上往往有兩個(gè)極端,一是客戶很有錢,配置的設(shè)備(特指音箱和功放)大大超過(guò)實(shí)際所需;二是客戶預(yù)算有限,配置的設(shè)備根本無(wú)法滿足聲壓級(jí)的基本要求。第一種情況,如果系統(tǒng)調(diào)試合理,對(duì)調(diào)音師來(lái)說(shuō)到還算幸運(yùn),只是存在著資源浪費(fèi)的問(wèn)題;如果不幸遇到第二種情況,沒(méi)有其他辦法,只有進(jìn)行改造,但這勢(shì)必又會(huì)造成一定的浪費(fèi)。因此我崇尚的做法是在接到工程之初應(yīng)合理的去配置擴(kuò)聲系統(tǒng),在工程的最后階段應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的系統(tǒng)調(diào)試。
擴(kuò)聲系統(tǒng)的合理配置與調(diào)試離不開(kāi)科學(xué)的理論依據(jù),下面我列出一些要點(diǎn),作為后面具體實(shí)例分析的依據(jù)。
(一) 揚(yáng)聲器的靈敏度在揚(yáng)聲器輸入端加上額定功率為1W的電信號(hào)時(shí),距離揚(yáng)聲器正面0度主軸方向1米處所產(chǎn)生的聲壓級(jí)。它體現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換為聲能的效率,靈敏度越高,揚(yáng)聲器越容易被功放驅(qū)動(dòng)。
(二) 揚(yáng)聲器的可承受功率:平均功率、節(jié)目功率(Program)和峰值功率(Peak)。
1.平均功率(噪聲功率)
平均功率是以RMS電壓計(jì)算而確定的功率。國(guó)際上比較普遍的是采用粉紅噪聲來(lái)對(duì)揚(yáng)聲器進(jìn)行功率測(cè)試,因此平均功率又可稱為噪聲功(Noise)。噪聲功率的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)又分為AES、IEC和EIA三種。
1)AES2-1984標(biāo)準(zhǔn):由美國(guó)音頻工程師協(xié)會(huì)頒布,采用10倍頻帶寬、6dB峰值因數(shù)的粉紅噪聲作為測(cè)試信號(hào),測(cè)試時(shí)間為2小時(shí),測(cè)試后單元在聲學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性能上不應(yīng)產(chǎn)生大于10%的永久性的改變。美國(guó)著名的揚(yáng)聲器廠家JBL就采用AES標(biāo)準(zhǔn)。
2)IEC60268-5標(biāo)準(zhǔn):由國(guó)際電工委員會(huì)頒布,所采用的測(cè)試信號(hào)為6dB峰值因數(shù)的粉紅噪聲,并且是按IEC標(biāo)準(zhǔn)所確定的節(jié)目信號(hào)濾波器對(duì)粉紅噪進(jìn)行濾波,這一節(jié)目信號(hào)的頻譜模擬了真實(shí)音樂(lè)和語(yǔ)言的的頻率分布,高端和低端的頻率份量呈下降趨勢(shì)。測(cè)試時(shí)還應(yīng)根據(jù)揚(yáng)聲器單元技術(shù)指標(biāo)中關(guān)于頻率范圍的規(guī)定設(shè)置帶通濾波器對(duì)上述ICE節(jié)目信號(hào)進(jìn)行濾波。測(cè)試時(shí)間為100小時(shí),測(cè)試后揚(yáng)聲器不應(yīng)顯示損壞。
3)EIA RS426標(biāo)準(zhǔn):由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)頒布,所采用的測(cè)試信號(hào)也是6dB峰值因數(shù)的粉紅噪聲,但使用的節(jié)目濾波與IEC標(biāo)準(zhǔn)有差別,它的低頻段成分較高,而高頻成分要低的多,測(cè)試時(shí)間為8小時(shí)。美國(guó)揚(yáng)聲器生產(chǎn)大廠EV就采用此種測(cè)試方式。
2.峰值功率(Peak)
峰值功率是由峰值電壓計(jì)算而確定的功率。揚(yáng)聲器在接受峰值因數(shù)為6dB的粉紅噪聲測(cè)試時(shí),瞬間要承受4倍于平均功率的瞬態(tài)峰值的沖擊,這個(gè)瞬態(tài)功率即峰值功率。
3.節(jié)目功率(Program)
節(jié)目功率是從老的掃描正弦波功率測(cè)試而推演出來(lái)的過(guò)時(shí)的說(shuō)法,現(xiàn)在它不具備什么實(shí)際意義,對(duì)于大多數(shù)制造商將平均功率乘以2就得到了節(jié)目功率。
4.平均噪聲功率、節(jié)目功率和峰值功率之間的關(guān)系
對(duì)于6dB峰值因數(shù)的功率測(cè)試信號(hào),平均噪聲功率(Noise)、節(jié)目功率(Program)和峰值功率(Peak)之間的比率如下表所示。
5.重點(diǎn)說(shuō)明
揚(yáng)聲器測(cè)試時(shí),如果輸入的是簡(jiǎn)諧正弦信號(hào),則峰值與RMS之間只有3dB的差值,如果輸入的測(cè)試信號(hào)是峰值因數(shù)為6dB的粉紅噪聲,則峰值與RMS之間就有6dB的差值。國(guó)內(nèi)有很多揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠商還在使用簡(jiǎn)諧正弦信號(hào)作為測(cè)試信號(hào),因此同樣是標(biāo)注250W連續(xù)功率的揚(yáng)聲器,采用簡(jiǎn)諧正弦信號(hào)測(cè)試的揚(yáng)聲器可承受的峰值功率只有500W,而采用AES、IEC和EIA標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的揚(yáng)聲器,其可承受的峰值功率卻可以達(dá)到1000W。這點(diǎn)在選用多大功率的功放去驅(qū)動(dòng)此音箱時(shí)顯得尤為重要。
作為一名音響高級(jí)技師常常有同行問(wèn)我,為什么他們單位里用的設(shè)備檔次并不低,但就是出不來(lái)好的聲音?這個(gè)問(wèn)題還真不容易回答,很多人會(huì)說(shuō)是調(diào)音師的水平不行,但真的是這樣嗎?用的設(shè)備檔次再高,但功放滿功率運(yùn)行時(shí)喇叭的聲壓級(jí)還是不夠,不能讓全場(chǎng)聽(tīng)眾都聽(tīng)清,又或是系統(tǒng)調(diào)試錯(cuò)誤,喇叭反相、限幅閾值設(shè)置過(guò)低或過(guò)高,如此這般會(huì)有好的聲音出現(xiàn)嗎?歸根到底我認(rèn)為問(wèn)題還是主要出在擴(kuò)聲系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)配置和后期的系統(tǒng)調(diào)試上。因此擴(kuò)聲系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)配置是否合理以及后期的系統(tǒng)調(diào)試是否到位是一個(gè)音響工程成敗的關(guān)鍵所在。
現(xiàn)在很多工程公司在音響系統(tǒng)的配置上往往有兩個(gè)極端,一是客戶很有錢,配置的設(shè)備(特指音箱和功放)大大超過(guò)實(shí)際所需;二是客戶預(yù)算有限,配置的設(shè)備根本無(wú)法滿足聲壓級(jí)的基本要求。第一種情況,如果系統(tǒng)調(diào)試合理,對(duì)調(diào)音師來(lái)說(shuō)到還算幸運(yùn),只是存在著資源浪費(fèi)的問(wèn)題;如果不幸遇到第二種情況,沒(méi)有其他辦法,只有進(jìn)行改造,但這勢(shì)必又會(huì)造成一定的浪費(fèi)。因此我崇尚的做法是在接到工程之初應(yīng)合理的去配置擴(kuò)聲系統(tǒng),在工程的最后階段應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的系統(tǒng)調(diào)試。
擴(kuò)聲系統(tǒng)的合理配置與調(diào)試離不開(kāi)科學(xué)的理論依據(jù),下面我列出一些要點(diǎn),作為后面具體實(shí)例分析的依據(jù)。
(一) 揚(yáng)聲器的靈敏度在揚(yáng)聲器輸入端加上額定功率為1W的電信號(hào)時(shí),距離揚(yáng)聲器正面0度主軸方向1米處所產(chǎn)生的聲壓級(jí)。它體現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換為聲能的效率,靈敏度越高,揚(yáng)聲器越容易被功放驅(qū)動(dòng)。
(二) 揚(yáng)聲器的可承受功率:平均功率、節(jié)目功率(Program)和峰值功率(Peak)。
1.平均功率(噪聲功率)
平均功率是以RMS電壓計(jì)算而確定的功率。國(guó)際上比較普遍的是采用粉紅噪聲來(lái)對(duì)揚(yáng)聲器進(jìn)行功率測(cè)試,因此平均功率又可稱為噪聲功(Noise)。噪聲功率的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)又分為AES、IEC和EIA三種。
1)AES2-1984標(biāo)準(zhǔn):由美國(guó)音頻工程師協(xié)會(huì)頒布,采用10倍頻帶寬、6dB峰值因數(shù)的粉紅噪聲作為測(cè)試信號(hào),測(cè)試時(shí)間為2小時(shí),測(cè)試后單元在聲學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性能上不應(yīng)產(chǎn)生大于10%的永久性的改變。美國(guó)著名的揚(yáng)聲器廠家JBL就采用AES標(biāo)準(zhǔn)。
2)IEC60268-5標(biāo)準(zhǔn):由國(guó)際電工委員會(huì)頒布,所采用的測(cè)試信號(hào)為6dB峰值因數(shù)的粉紅噪聲,并且是按IEC標(biāo)準(zhǔn)所確定的節(jié)目信號(hào)濾波器對(duì)粉紅噪進(jìn)行濾波,這一節(jié)目信號(hào)的頻譜模擬了真實(shí)音樂(lè)和語(yǔ)言的的頻率分布,高端和低端的頻率份量呈下降趨勢(shì)。測(cè)試時(shí)還應(yīng)根據(jù)揚(yáng)聲器單元技術(shù)指標(biāo)中關(guān)于頻率范圍的規(guī)定設(shè)置帶通濾波器對(duì)上述ICE節(jié)目信號(hào)進(jìn)行濾波。測(cè)試時(shí)間為100小時(shí),測(cè)試后揚(yáng)聲器不應(yīng)顯示損壞。
3)EIA RS426標(biāo)準(zhǔn):由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)頒布,所采用的測(cè)試信號(hào)也是6dB峰值因數(shù)的粉紅噪聲,但使用的節(jié)目濾波與IEC標(biāo)準(zhǔn)有差別,它的低頻段成分較高,而高頻成分要低的多,測(cè)試時(shí)間為8小時(shí)。美國(guó)揚(yáng)聲器生產(chǎn)大廠EV就采用此種測(cè)試方式。
2.峰值功率(Peak)
峰值功率是由峰值電壓計(jì)算而確定的功率。揚(yáng)聲器在接受峰值因數(shù)為6dB的粉紅噪聲測(cè)試時(shí),瞬間要承受4倍于平均功率的瞬態(tài)峰值的沖擊,這個(gè)瞬態(tài)功率即峰值功率。
3.節(jié)目功率(Program)
節(jié)目功率是從老的掃描正弦波功率測(cè)試而推演出來(lái)的過(guò)時(shí)的說(shuō)法,現(xiàn)在它不具備什么實(shí)際意義,對(duì)于大多數(shù)制造商將平均功率乘以2就得到了節(jié)目功率。
4.平均噪聲功率、節(jié)目功率和峰值功率之間的關(guān)系
對(duì)于6dB峰值因數(shù)的功率測(cè)試信號(hào),平均噪聲功率(Noise)、節(jié)目功率(Program)和峰值功率(Peak)之間的比率如下表所示。
5.重點(diǎn)說(shuō)明
揚(yáng)聲器測(cè)試時(shí),如果輸入的是簡(jiǎn)諧正弦信號(hào),則峰值與RMS之間只有3dB的差值,如果輸入的測(cè)試信號(hào)是峰值因數(shù)為6dB的粉紅噪聲,則峰值與RMS之間就有6dB的差值。國(guó)內(nèi)有很多揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠商還在使用簡(jiǎn)諧正弦信號(hào)作為測(cè)試信號(hào),因此同樣是標(biāo)注250W連續(xù)功率的揚(yáng)聲器,采用簡(jiǎn)諧正弦信號(hào)測(cè)試的揚(yáng)聲器可承受的峰值功率只有500W,而采用AES、IEC和EIA標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的揚(yáng)聲器,其可承受的峰值功率卻可以達(dá)到1000W。這點(diǎn)在選用多大功率的功放去驅(qū)動(dòng)此音箱時(shí)顯得尤為重要。
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