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擴聲系統(tǒng)中減少產(chǎn)生嘯叫的措施
發(fā)布日期:2020-08-19 瀏覽量:1558次
為了抑制嘯叫的產(chǎn)生,需要做不少工作,首先是在建筑聲學(xué)設(shè)計上考慮這方面的工作,通常情況下不由擴聲系統(tǒng)設(shè)計人員決定,例如將建筑設(shè)計成什么樣的尺寸,什么樣的形狀,內(nèi)部裝修如何設(shè)計等,一般在擴聲系統(tǒng)招標(biāo)前已基本確定了,你面對的往往是一個已經(jīng)完工的建筑,或者建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)完工,只是正在準(zhǔn)備裝修。并且裝修方案也已確定,因為大多數(shù)業(yè)主并不了解建筑物的形狀、尺寸、裝修會影響將來的擴聲效果,所以在最初很少考慮建筑聲學(xué)的設(shè)計是一門專門的科學(xué),需要專門的人員來進行設(shè)計,還有更多的情況是后來改變建筑用途才需要增加擴聲系統(tǒng)的,面對這樣的實際情況,如果你接手擴聲系統(tǒng)設(shè)計時,裝修還沒有完成,那么你應(yīng)該就此建筑的情況進行初步的聲學(xué)估算,看混響時間是否過長,是否會產(chǎn)生聲缺陷的凹形曲面,在傳聲器附近是否存在強反射的反射面,尤其是將來傳聲器是否會正對著墻反射的界面,如果確實存在問題,那么你應(yīng)該與業(yè)主商量適當(dāng)修改裝修方案。
對相位平衡條件很難有效采取破壞措施,因為破壞了這個頻率在這條反饋路線上的相位平衡,也許正好又滿足了那個頻率在那條反饋路線上的相位平衡,所以我們應(yīng)重點在破壞幅度平衡上下功夫,首先應(yīng)該盡可能使反饋信號的幅度不容易滿足幅度平衡的條件,這就要求返回到傳聲器的反射聲波盡可能不要太強,為此應(yīng)該在建筑聲學(xué)上,或者說裝修上采取必要的措施。
在建筑聲學(xué)有了基本保證后,應(yīng)進行正確的音箱系統(tǒng)設(shè)計,尤其是聲場設(shè)計,這里我們主要探討與減少聲反饋引起嘯叫相關(guān)的聲場設(shè)計,不討論聲場設(shè)計的其他方面,首先要盡可能使傳聲器不處于揚聲器的直達聲場內(nèi),這是減少聲反饋引起嘯叫的重要條件,也就是要正確布置揚聲器系統(tǒng)和傳聲器的位置,包括選擇揚聲器系統(tǒng)的指向特性,放置位置,角度等,同時要考慮傳聲器指向特性的選擇,放置位置的確定,以及傳聲器面對的界面是否為強反射界面,距離界面的遠近,傳聲器附近是否有強反射體的,當(dāng)受條件所限傳聲器零度所對墻體距離太近,并且墻體為強反射面時可以考慮加掛厚且多褶的吸聲較好的掛簾,以減少反射聲強度,在這里我們要強調(diào)揚聲器系統(tǒng)傳聲器的頻率響應(yīng)特性也會影響嘯叫的產(chǎn)生,當(dāng)揚聲器系統(tǒng)的幅度頻率響應(yīng)曲線出現(xiàn)比較多的尖峰時,就容易形成嘯叫,因為在這些尖峰所在的頻率點的增益比平時增益大,那么這些頻率點的閉環(huán)放大倍數(shù)就容易滿足大于一的條件,就容易產(chǎn)生嘯叫,同理,傳聲器的幅度頻率響應(yīng)曲線上出現(xiàn)比較多的尖峰時也容易產(chǎn)生嘯叫,這是被實踐證實了的,所以在選擇揚聲器系統(tǒng)和傳聲器時,除了要關(guān)心其他技術(shù)指標(biāo)外,還應(yīng)該關(guān)心他們的幅度頻率響應(yīng)曲線是否相對比較平滑,出現(xiàn)尖峰的頻率點越少越好,尤其是不要出現(xiàn)比較大的尖峰,相對比較起來幅度頻率響應(yīng)曲線上出現(xiàn)一些低谷比出現(xiàn)尖峰要有利一些,還要說明的是在同一個擴聲系統(tǒng)中使用的傳聲器數(shù)量越多,可能產(chǎn)生嘯叫的頻率點也越多,幾乎是隨傳聲器數(shù)量成倍的增加,抑制嘯叫的難度也越大,所以在使用過程中,應(yīng)該盡可能將那些不再使用的傳真機置于關(guān)斷的狀態(tài)。
在這些工作的基礎(chǔ)上,為了進一步抑制嘯叫,有必要采用專用設(shè)備來補救,最早由采用以移頻器、移相器來抑制嘯叫的,但是采用移頻器抑制嘯叫存在一定的缺點,通常移頻器可以將輸入信號頻率改變3Hz-5Hz后輸出,這樣使揚聲器系統(tǒng)出來的聲音再次進入傳聲器時與原頻率不相等,從而避免嘯叫產(chǎn)生,但是在信號的低頻段,頻率改變3Hz-5Hz已足夠使人聽覺到音調(diào)的變化,因為升高或者降低半個音階,實際上就是頻率變化將近6%,對于50Hz的信號改變,3Hz就相當(dāng)于改變了半個音階,肯定能感覺到音調(diào)的變化,但是在純語言擴聲時,使用移頻器抑制嘯叫還是相當(dāng)有效的,并且也不容易感覺到音調(diào)有多大變化,對于采用移相器抑制嘯叫,它是通過將輸入信號移動一定的相位后輸出,來達到使原先滿足相位平衡條件而產(chǎn)生的嘯叫被破壞,但是一條路徑、某個頻率的反射聲的相位平衡條件被破壞了,也許是另外一條路徑,另外一個頻率的反射聲又滿足了相位平衡條件,從而又產(chǎn)生新的嘯叫頻率點,所以抑制嘯叫的效果并不是非常好,還有一種方法是使用1/3倍頻程均衡器拉低嘯叫頻率點相應(yīng)頻段的增益來抑制嘯叫,這不光要求操作人員有一定技巧,還由于為了抑制嘯叫而拉低的頻段的帶寬比較寬而影響音質(zhì),最少為1個三分之一倍頻程頻段帶寬,有時當(dāng)振蕩頻率點處于兩個1/3倍頻程頻率的交界點附近時,不得不將兩個相鄰的1/3倍頻程頻段同時拉低,此時對音質(zhì)的影響就更大了。
目前很多擴聲系統(tǒng)中配置有一種稱為反饋抑制器的設(shè)備,反饋抑制器首先由美國的賽賓公司研制出來,目前已有不少公司推出了相似功能的反饋抑制設(shè)備,甚至在新投放市場的數(shù)字音頻系統(tǒng),例如數(shù)字媒體矩陣等設(shè)備中已經(jīng)包含了反饋抑制器的功能,賽賓的反饋抑制器能根據(jù)蕭叫形成的機理,自動找到嘯叫頻率點,并且自動生成窄帶濾波器,降低以此頻率為中心的窄頻帶增益,從而破壞幅度平衡條件,達到使閉環(huán)放大倍數(shù)小于1的目的,使振蕩不能形成,這種反饋抑制器設(shè)置有兩種寬度的窄帶濾波器,一種為1/5倍頻程帶寬,一種為1/10倍頻程帶寬,無論是1/5倍頻程帶寬還是1/10倍頻程帶寬都遠遠比1/3倍頻程帶寬小得多,所以對音質(zhì)的影響也遠遠比用1/3倍頻程均衡器抑制嘯叫小得多,而且原則上說在1/3倍頻程帶寬內(nèi)出現(xiàn)梳狀濾波器效應(yīng),聽感上是聽不出來的,其與用1/3倍頻程均衡器抑制嘯叫的影響比較可以看圖9-34和圖9-35。
對相位平衡條件很難有效采取破壞措施,因為破壞了這個頻率在這條反饋路線上的相位平衡,也許正好又滿足了那個頻率在那條反饋路線上的相位平衡,所以我們應(yīng)重點在破壞幅度平衡上下功夫,首先應(yīng)該盡可能使反饋信號的幅度不容易滿足幅度平衡的條件,這就要求返回到傳聲器的反射聲波盡可能不要太強,為此應(yīng)該在建筑聲學(xué)上,或者說裝修上采取必要的措施。
在建筑聲學(xué)有了基本保證后,應(yīng)進行正確的音箱系統(tǒng)設(shè)計,尤其是聲場設(shè)計,這里我們主要探討與減少聲反饋引起嘯叫相關(guān)的聲場設(shè)計,不討論聲場設(shè)計的其他方面,首先要盡可能使傳聲器不處于揚聲器的直達聲場內(nèi),這是減少聲反饋引起嘯叫的重要條件,也就是要正確布置揚聲器系統(tǒng)和傳聲器的位置,包括選擇揚聲器系統(tǒng)的指向特性,放置位置,角度等,同時要考慮傳聲器指向特性的選擇,放置位置的確定,以及傳聲器面對的界面是否為強反射界面,距離界面的遠近,傳聲器附近是否有強反射體的,當(dāng)受條件所限傳聲器零度所對墻體距離太近,并且墻體為強反射面時可以考慮加掛厚且多褶的吸聲較好的掛簾,以減少反射聲強度,在這里我們要強調(diào)揚聲器系統(tǒng)傳聲器的頻率響應(yīng)特性也會影響嘯叫的產(chǎn)生,當(dāng)揚聲器系統(tǒng)的幅度頻率響應(yīng)曲線出現(xiàn)比較多的尖峰時,就容易形成嘯叫,因為在這些尖峰所在的頻率點的增益比平時增益大,那么這些頻率點的閉環(huán)放大倍數(shù)就容易滿足大于一的條件,就容易產(chǎn)生嘯叫,同理,傳聲器的幅度頻率響應(yīng)曲線上出現(xiàn)比較多的尖峰時也容易產(chǎn)生嘯叫,這是被實踐證實了的,所以在選擇揚聲器系統(tǒng)和傳聲器時,除了要關(guān)心其他技術(shù)指標(biāo)外,還應(yīng)該關(guān)心他們的幅度頻率響應(yīng)曲線是否相對比較平滑,出現(xiàn)尖峰的頻率點越少越好,尤其是不要出現(xiàn)比較大的尖峰,相對比較起來幅度頻率響應(yīng)曲線上出現(xiàn)一些低谷比出現(xiàn)尖峰要有利一些,還要說明的是在同一個擴聲系統(tǒng)中使用的傳聲器數(shù)量越多,可能產(chǎn)生嘯叫的頻率點也越多,幾乎是隨傳聲器數(shù)量成倍的增加,抑制嘯叫的難度也越大,所以在使用過程中,應(yīng)該盡可能將那些不再使用的傳真機置于關(guān)斷的狀態(tài)。
在這些工作的基礎(chǔ)上,為了進一步抑制嘯叫,有必要采用專用設(shè)備來補救,最早由采用以移頻器、移相器來抑制嘯叫的,但是采用移頻器抑制嘯叫存在一定的缺點,通常移頻器可以將輸入信號頻率改變3Hz-5Hz后輸出,這樣使揚聲器系統(tǒng)出來的聲音再次進入傳聲器時與原頻率不相等,從而避免嘯叫產(chǎn)生,但是在信號的低頻段,頻率改變3Hz-5Hz已足夠使人聽覺到音調(diào)的變化,因為升高或者降低半個音階,實際上就是頻率變化將近6%,對于50Hz的信號改變,3Hz就相當(dāng)于改變了半個音階,肯定能感覺到音調(diào)的變化,但是在純語言擴聲時,使用移頻器抑制嘯叫還是相當(dāng)有效的,并且也不容易感覺到音調(diào)有多大變化,對于采用移相器抑制嘯叫,它是通過將輸入信號移動一定的相位后輸出,來達到使原先滿足相位平衡條件而產(chǎn)生的嘯叫被破壞,但是一條路徑、某個頻率的反射聲的相位平衡條件被破壞了,也許是另外一條路徑,另外一個頻率的反射聲又滿足了相位平衡條件,從而又產(chǎn)生新的嘯叫頻率點,所以抑制嘯叫的效果并不是非常好,還有一種方法是使用1/3倍頻程均衡器拉低嘯叫頻率點相應(yīng)頻段的增益來抑制嘯叫,這不光要求操作人員有一定技巧,還由于為了抑制嘯叫而拉低的頻段的帶寬比較寬而影響音質(zhì),最少為1個三分之一倍頻程頻段帶寬,有時當(dāng)振蕩頻率點處于兩個1/3倍頻程頻率的交界點附近時,不得不將兩個相鄰的1/3倍頻程頻段同時拉低,此時對音質(zhì)的影響就更大了。
目前很多擴聲系統(tǒng)中配置有一種稱為反饋抑制器的設(shè)備,反饋抑制器首先由美國的賽賓公司研制出來,目前已有不少公司推出了相似功能的反饋抑制設(shè)備,甚至在新投放市場的數(shù)字音頻系統(tǒng),例如數(shù)字媒體矩陣等設(shè)備中已經(jīng)包含了反饋抑制器的功能,賽賓的反饋抑制器能根據(jù)蕭叫形成的機理,自動找到嘯叫頻率點,并且自動生成窄帶濾波器,降低以此頻率為中心的窄頻帶增益,從而破壞幅度平衡條件,達到使閉環(huán)放大倍數(shù)小于1的目的,使振蕩不能形成,這種反饋抑制器設(shè)置有兩種寬度的窄帶濾波器,一種為1/5倍頻程帶寬,一種為1/10倍頻程帶寬,無論是1/5倍頻程帶寬還是1/10倍頻程帶寬都遠遠比1/3倍頻程帶寬小得多,所以對音質(zhì)的影響也遠遠比用1/3倍頻程均衡器抑制嘯叫小得多,而且原則上說在1/3倍頻程帶寬內(nèi)出現(xiàn)梳狀濾波器效應(yīng),聽感上是聽不出來的,其與用1/3倍頻程均衡器抑制嘯叫的影響比較可以看圖9-34和圖9-35。
圖9-34是1/3倍平成均衡器的濾波器帶寬與反饋抑制器窄帶濾波器帶寬的比較,從圖上可以看出反饋抑制器的窄帶濾波器的帶寬遠遠比1/3倍頻程均衡器濾波器的帶寬小得多,當(dāng)然反饋抑制器窄帶陷波濾波器對音質(zhì)的影響也遠遠比1/3倍頻程均衡器小得多,圖9-35舉例說明,用1/3倍頻程均衡器抑制反饋和用反饋抑制器抑制反饋形成的頻率響應(yīng)曲線比較,其中粗實線代表1/3倍頻程均衡器,細實線代表反饋抑制器窄帶陷波濾波器,顯然用反饋抑制器后的頻響曲線對音質(zhì)的影響要好于用1/3倍頻程均衡器。
本文節(jié)選自音響工程設(shè)計與音響調(diào)音技術(shù)
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