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聲壓級(jí)估算
發(fā)布日期:2020-08-11 瀏覽量:2262次
聲壓級(jí)的估算可以這樣進(jìn)行,一種是一只揚(yáng)聲器系統(tǒng),則可根據(jù)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的額定功率,額定靈敏度來計(jì)算,揚(yáng)聲器的靈敏度的單位是dB/m .W,表示給揚(yáng)聲器加1W電功率,在原參考軸距揚(yáng)聲器1m遠(yuǎn)的位置(在揚(yáng)聲器正前方)測(cè)出的聲壓級(jí),揚(yáng)聲器的在加額定功率時(shí)在1m處的聲壓級(jí)L(dB)可用式(8-1)計(jì)算
也可以更粗略的估算,P為2W增加3dB,P為5W增加7dB,P為10W增加20dB,P為20W增加13dB,P為50W增加17dB,P為100W增加20dB。例如揚(yáng)聲器的靈敏度是90db,加100w電功率時(shí),在1m處的直達(dá)聲聲壓級(jí)應(yīng)是110db,值得注意的是在正常擴(kuò)聲時(shí),加在揚(yáng)聲器系統(tǒng)上的功率并不是揚(yáng)聲器的額定功率,在專業(yè)擴(kuò)聲中,為了達(dá)到高保真要求,也就是峰值因數(shù)不小于4的要求,節(jié)目信號(hào)的有效值功率應(yīng)該不大于揚(yáng)聲器系統(tǒng)額定功率的1/8,也就是降低9db,最好降低10db,使用在背景音樂或校園廣播中可以適當(dāng)降低要求,節(jié)目信號(hào)的有效值功率應(yīng)該不大于揚(yáng)聲器系統(tǒng)額定功率的1/4.5,也就是保證峰值因數(shù)不小于3。
這里說明一下峰值因數(shù)的概念,峰值因數(shù)是指節(jié)目信號(hào)中的瞬時(shí)峰值與有效值之比,正弦波的峰值因數(shù)為1.414,節(jié)目信號(hào)可以理解為是有很多不同頻率、不同幅度、不同相位差的正弦波組合在一起構(gòu)成的,其最大瞬時(shí)峰值與有效值之比大于正旋波的比值,按照高保真的要求,必須保證幅度為有效值4倍的峰不被消波,也就是要保證峰值因數(shù)不小于4,因?yàn)楫?dāng)峰值瞬時(shí)峰值是有效值四倍以下的峰被削薄時(shí),聽感上人聽出信號(hào)被削波的感覺,那么就不能算高保真了。正因?yàn)檫@個(gè)原因,對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)和功率放大器來說,都應(yīng)該保證峰值因素不小于4,由于功率與電壓的二次方成正比,正弦波的峰值因數(shù)為1.414,其二次方為2,節(jié)目信號(hào)的峰值因數(shù)為4,其二次方為16,兩者相差八倍,因此揚(yáng)聲器系統(tǒng)功率放大器、功率放大器以正弦波測(cè)量的不削坡最大輸出功率除以8即為節(jié)目信號(hào)的最大允許有效值功率,所以在正常播放節(jié)目信號(hào)時(shí),其有效值功率必須小于正弦波不消波有效值功率的1/8,通??刂圃?/10,這個(gè)數(shù)值也稱為動(dòng)態(tài)裕量,關(guān)于節(jié)目信號(hào)中瞬時(shí)值每分鐘超過有效值規(guī)定倍數(shù)的次數(shù)和時(shí)間數(shù)值,可以參考荷蘭飛利浦公司科研人員對(duì)大量不同類型節(jié)目分析統(tǒng)計(jì)后繪制的曲線圖,見圖8-3和圖8-4,順便提一下圖8-2分頻點(diǎn)與功率分配關(guān)系曲線,該也是該公司的研究成果。
為了對(duì)于不太熟悉對(duì)數(shù)計(jì)算的讀者方便,下面提供兩個(gè)速查表,見表8-1、表8-2。
距聲柱、音箱1m處的總聲壓級(jí)為該聲柱、音箱的靈敏度加上根據(jù)其所加電功率從表8-1中查得的增加值,其計(jì)算公式為▲=10lgP,式中P為所加的電功率,單位為W。例如,某聲柱的額定電功率為50W,其靈敏度為98(dB.1m/1W)。則根據(jù)額定功率為59W從表8-1中可查到其增加值為17dB,加上靈敏度98dB,其和為115dB,所以給該聲柱加額定功率時(shí),在距聲柱1m處的聲壓級(jí)將應(yīng)為115dB。
至于在距揚(yáng)聲器系統(tǒng)X(m)處的直達(dá)聲聲壓級(jí)Lx(dB)可以根據(jù)平方反比定率來計(jì)算
在距揚(yáng)聲器系統(tǒng)20m處的直達(dá)聲聲壓級(jí)為84dB,這里要注意這里計(jì)算出來的直達(dá)聲聲壓級(jí)不是室內(nèi)該處的實(shí)際測(cè)量出的聲壓級(jí),而實(shí)際測(cè)量出的聲壓級(jí)應(yīng)該是直達(dá)聲聲壓級(jí)與混響聲場(chǎng)聲壓級(jí)的合成,因?yàn)樵倥R界距離以外以混響聲場(chǎng)為主,離臨界距離越近,直達(dá)聲聲壓級(jí)比混響聲場(chǎng)聲壓級(jí)低的越多,也就是說該出以混響聲場(chǎng)為主,所以實(shí)際測(cè)量的總聲壓級(jí)要比計(jì)算出來的直達(dá)聲聲壓級(jí)大,至于混響聲場(chǎng)可以根據(jù)室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)來估算。
距聲柱、音箱X(m)處的直達(dá)聲聲壓級(jí)為該聲柱、音箱再加上其額定功電功率后的距離為1m處的聲壓級(jí)減去從表8-2中查得的減小值。其公式為▲=20logX,式中X為離聲柱或音箱的距離,單位為m。例如,某聲柱的額定電功率為50W,其在距離為1m處的聲壓級(jí)為115dB,設(shè)要求距離為50m處直達(dá)聲聲壓級(jí),則根據(jù)距離為50m從表8-2中可查到其減小值為34dB,1m處的直達(dá)聲聲壓級(jí)115dB減去距離為50m時(shí)的減小值34dB,所以給該聲柱加額定功率時(shí),在距聲柱50m處的直達(dá)聲聲壓級(jí)將應(yīng)為81dB。
本文選自音響工程設(shè)計(jì)與音響調(diào)音技術(shù)
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