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擴聲系統設計的要點
發表時間︰2018-08-04發表人︰cqyaoyang瀏覽次數︰0

                                                            擴聲系統設計的要點
                                                                                                                                                                         
      一般從嚴格意義上說,一套完整的音響擴聲系統設計應包括廳堂音質設計和電聲系統設計,其系統參數是由建築聲學參數和電聲系統參數兩大部分組合而成的。我從事的主要是現場演出租賃的工作,由于演出的場地一般大部分都已經過了聲學上的處理,因此在這里建築聲學上的參數,如混響時間、頻率響應、本底噪聲等就不再另外討論了。我主要談的是具有實際可操作性的與現場擴聲有關的聲壓級設計和電聲系統的配置。要得到好的聲音,建築聲學參數達標是重要的前提,雖然有些建築聲學參數,如頻率響應、混響時間等,可通過電聲設備進行補償,但這種補償是有限的,是以電聲系統參數的變差為代價而換取的(如失真等)。因此以下所談到的設計和配置都是在建築聲學參數達標的情況下進行的。
       作為一名音響高級技師常常有同行問我,為什麼他們單位里用的設備檔次並不低,但就是出不來好的聲音?這個問題還真不容易回答,很多人會說是調音師的水平不行,但真的是這樣嗎?用的設備檔次再高,但功放滿功率運行時喇叭的聲壓級還是不夠,不能讓全場听眾都听清,又或是系統調試錯誤,喇叭反相、限幅閾值設置過低或過高,如此這般會有好的聲音出現嗎?歸根到底我認為問題還是主要出在擴聲系統的前期設計配置和後期的系統調試上。因此擴聲系統的前期設計配置是否合理以及後期的系統調試是否到位是一個音響工程成敗的關鍵所在。

      現在很多工程公司在音響系統的配置上往往有兩個極端,一是客戶很有錢,配置的設備(特指音箱和功放)大大超過實際所需;二是客戶預算有限,配置的設備根本無法滿足聲壓級的基本要求。第一種情況,如果系統調試合理,對調音師來說到還算幸運,只是存在著資源浪費的問題;如果不幸遇到第二種情況,沒有其他辦法,只有進行改造,但這勢必又會造成一定的浪費。因此我崇尚的做法是在接到工程之初應合理的去配置擴聲系統,在工程的最後階段應進行科學的系統調試。


擴聲系統的合理配置與調試離不開科學的理論依據,下面我列出一些要點,作為後面具體實例分析的依據。

(一)  揚聲器的靈敏度在揚聲器輸入端加上額定功率為1W的電信號時,距離揚聲器正面0度主軸方向1米處所產生的聲壓級。它體現了電能轉換為聲能的效率,靈敏度越高,揚聲器越容易被功放驅動。

(二)  揚聲器的可承受功率︰平均功率、節目功率(Program)和峰值功率(Peak)。
1.平均功率(噪聲功率)
平均功率是以RMS電壓計算而確定的功率。國際上比較普遍的是采用粉紅噪聲來對揚聲器進行功率測試,因此平均功率又可稱為噪聲功(Noise)。噪聲功率的測試標準又分為AES、IEC和EIA三種。

1)AES2-1984標準︰由美國音頻工程師協會頒布,采用10倍頻帶寬、6dB峰值因數的粉紅噪聲作為測試信號,測試時間為2小時,測試後單元在聲學、電學和機械性能上不應產生大于10%的永久性的改變。美國著名的揚聲器廠家JBL就采用AES標準。

2)IEC60268-5標準︰由國際電工委員會頒布,所采用的測試信號為6dB峰值因數的粉紅噪聲,並且是按IEC標準所確定的節目信號濾波器對粉紅噪進行濾波,這一節目信號的頻譜模擬了真實音樂和語言的的頻率分布,高端和低端的頻率份量呈下降趨勢。測試時還應根據揚聲器單元技術指標中關于頻率範圍的規定設置帶通濾波器對上述ICE節目信號進行濾波。測試時間為100小時,測試後揚聲器不應顯示損壞。

3)EIA RS426標準︰由美國電子工業協會頒布,所采用的測試信號也是6dB峰值因數的粉紅噪聲,但使用的節目濾波與IEC標準有差別,它的低頻段成分較高,而高頻成分要低的多,測試時間為8小時。美國揚聲器生產大廠EV就采用此種測試方式。


2.峰值功率(Peak)
峰值功率是由峰值電壓計算而確定的功率。揚聲器在接受峰值因數為6dB的粉紅噪聲測試時,瞬間要承受4倍于平均功率的瞬態峰值的沖擊,這個瞬態功率即峰值功率。

3.節目功率(Program)
節目功率是從老的掃描正弦波功率測試而推演出來的過時的說法,現在它不具備什麼實際意義,對于大多數制造商將平均功率乘以2就得到了節目功率。

4.平均噪聲功率、節目功率和峰值功率之間的關系
對于6dB峰值因數的功率測試信號,平均噪聲功率(Noise)、節目功率(Program)和峰值功率(Peak)之間的比率如下表所示。


5.重點說明
揚聲器測試時,如果輸入的是簡諧正弦信號,則峰值與RMS之間只有3dB的差值,如果輸入的測試信號是峰值因數為6dB的粉紅噪聲,則峰值與RMS之間就有6dB的差值。國內有很多揚聲器生產廠商還在使用簡諧正弦信號作為測試信號,因此同樣是標注250W連續功率的揚聲器,采用簡諧正弦信號測試的揚聲器可承受的峰值功率只有500W,而采用AES、IEC和EIA標準測試的揚聲器,其可承受的峰值功率卻可以達到1000W。這點在選用多大功率的功放去驅動此音箱時顯得尤為重要。

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