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培训课件培训目的就是要各位客户和朋友掌握一些最基本的音响知识,以便在一些工程中进行切实可行的运用,同时提高各位客商在一些工程中的中标率;为此我们共同学习、共同努力,为以后能很好的完成扩声工程工作奠定技术基础声学基础知识声学很重要,往往一个工程,无论你怎么去做,过程多么复杂,但到了后面甲方只落实到听音这个程序声音的概念和特性;声音的构成与作用;声音的传播规律以及人耳的听觉特征通过本章节的学习使学生掌握声音现象的物理性质以及人耳听觉的主观感觉等方面的规律特点
一、听取行为听是人的生理动作,用耳朵接收声音,用耳朵去察觉,依靠耳朵去了解
1、主动去听--------被动接受
2、动态的听--------静止听
3、泛泛地听--------集中精力听
4、向近处听--------向远处听
5、接近去听-------离远处去听不管你愿不愿意,你总要去听
二、养成注意听的习惯在你的平时就要认真去听一些音乐,辨别其中所配的一些什么乐器,音色的好坏,节奏感如何等等
三、走进声的世界一节声波
(一)、声波的产生与传播
1、声波的产生当外加电__使扬声器纸盆来回振动(声源振动)时,随时也使它周边的空气振动起来如果扬声器向一个方向振动时,它便压缩其临近空气,使其变得密,相反方向时就变得疏,这种一疏一密地震动传播的波叫声波经过介质(物体、空间或水)向四面八方传播当人耳接受声波的振动,通过听觉神经传达给大脑(如下图)往往要听到声音必须有三个条件一是存在声源;二是要有传播过程中的弹性媒质;三是要通过人耳听觉产生声音的感觉(在以上方框图中加以说明)假如在原始森林倒下一棵树,从心理角度是有声的,但没有人的存在,那是不会有声音__的,这是一个古老问题声音的解释一方面就是从物理角度出发的解释;二个方面就是从心里角度出发的解释
2、声波传播A、振动是波动产生的根源,而波动是振动传播的过程,声音在本质上是一种波动,因此也叫声波(画水波图说明)如你把一块石头扔到水里,在石头落水的中心点有一个向四面扩散的波这叫水波哪么你往一只喇叭中加上电声__,这只喇叭就会发出声波在空气中进行传播波的扩散方式都是一样,但产生的效果不是一样的一个是水波,一个是声波B、通常把声的物理振动过程称为声波;而把与听觉有关的过程称为声音;声波存在的空间也叫声场(画图说明)
(二)、频率、声速和波长
1、振动物体在一个地方做往返运动称为振动如一个球在碗底来回滚动、电线中交流电的电子往返运动,声波在两个平面之间来回传递等都是振动
2、频率振动体每秒振动的次数称频率,用f表示,频率的单位是赫兹(Hz),简称赫振动体每秒振动一次时间表为1Hz=1次/s(画频率曲线图说明)(一般把20Hz—40Hz的声音称为超低音;50Hz—100Hz的声音称为低音;200Hz—500Hz称为中低音;1000Hz—5000Hz称为中高音;_____Hz—200000Hz的声音称为高音)A、高频声音指向性很强覆盖角度窄小、射程远、穿透力强B、中频有一定指向性覆盖__比较容易控制C、低频指向性不明显向四面辐射、声功能损失大、传播距离近人不是所有的声波都能听到,只有频率在20Hz---20KHz范围内的声音才能被人听到,该频率范围内称为可闻声频率超过20KHz以上叫超声波,频率低于20Hz的称作次声波(一般年轻人能听到约20KHz,中老年人只能听到12KHz---16KHz)
3、声速声波在传声介质中,每秒钟传播的距离称为声波的传播速度,简称声速(声速与温度有关系,气温越高,声速越大;声音在固体中传播的速度最快,如在钢铁中5000m/s;其次是液体1450m/s;再才是空气340m/s)
4、波长物体或空气分子每完成一次往复运动所经过的距离称为波长
(三)、频程人耳可以听到的频率范围为20Hz----20KHz声学测量中,不可能测量这个范围中的每一个频率,而总是在某一频率区间取特定值进行测量这个频率区间称为频带频带有上限频率f2和下线频率f1确定,f1f2又称截止频率f
1、f2的间隔可以用频率比或以2为底的对数表示称为频程(如图示均衡器,31段为1/3倍频程,15段为2/3倍频程)在声学测量中常用1/6倍频程
(四)、声波的特性声波在均匀介质中传播时,传播方向不会改变;而在非均匀介质中传播时,传播方向会改变当声波从一种介质传播到另一种介质的界面时,会发生反射和折射,即一部分被反射,一部分被折射,另一部分被吸收;当声波在传播中遇到障碍时,会发生绕过障碍的现象,如图
1、惠更斯原理惠更斯提出波所到达的每一点都可以看成新的波源,从这些新波源发出新波束,这些新波称为次波惠更斯原理告诉我们,根据那一时刻的波前位置,可以确定下一刻的波前位置,从而确定波的传播方向(在上图中继续说明)
2、声波的性质波具有波动性和粒子性两种表现形式有时明显表现为波动性,有时又具有强烈的粒子性,有时又二者兼而有之(声波的二相性)
3、声波的衍射波在传播过程中遇到障碍物时,传播方向要发生改变,即发生绕过障碍物的衍射现象,也称绕射现象例一声源处于人的背后时,由于人耳壳的遮蔽作用,声源中低频音会绕过耳廊使人听到,而声源中的高频音则在人耳处形成声影区使其减弱例二音乐会时,后排座的听众听到的低频强、高频弱,即是因为低频可绕射,而高频音散射的原因
4、声波的反射当声波在传播过程中遇到墙等不同介质时,在两个介质的交界面处,波速将发生改变(在空气中声速为340m/s,转或混凝土中声速约为4000m/s),此时入射波的一部分被反射,形成反射波,这种现象称为波的反射它遵守反射规则--------波的反射定律
(1)、入射线与反射线在法线的两侧
(2)、入射线、反射线和反射面的法线在同__面内
(3)、入射角等于反射角
5、声波的折射声波在传播中遇到不同介质的分界面时,出了发生反射,还会发生折射,声波的折射符合折射定律
(1)、入射线、反射线和反射面的法线在同__面内
(2)、入射线、反射线分居于反射面法线的两侧
(3)、入射角、折射角以及波在介质中传播的速度符合关系
6、声波的透射与吸收一般来说,当声波从一种介质传播到另一种介质时,声能的一部分被反射,一部分透过物体继续传播,称为透射;另一部分由于物体的振动,或声音在物体内部传播时介质的摩擦或热传导而被损耗,称为材料的吸收
7、声波的干涉若两个频率相同、振幅相等、相位差为零或恒定的波在同一介质中传播,则在空间某些地方振幅最大,在某些地方振幅最小,这种现象称为波干涉现象,这两个波叫相干波当振动频率、振幅和传播速度相同而传播方向相反的两列波叠加时,就产生驻波如水波碰到岸上反射回来,前进波和反射波的叠加就产生驻波驻波是一种特殊的干涉现象(画驻波图说明)二节声波的度量
(一)、声压、声强、声功率
1、声压(LP)由声波引起的压强变化称为声压叠加到大气压上的声压大,表示空气被压缩的程度大,因而声波对耳膜的压力也大,听到的声音就响(就是讲,你的音箱功率越大,声压就大)
2、声强(I)在单位时间内(每秒钟),声波通过垂直于声波传播方向单位__的声能量叫声强
3、声功率(W)声源在单位时间内向外辐射的声能量叫声功率;声功率与声压的区别在于;一个是能量关系,一个是压力关系
(二)、声压级、声强级和声功率级采用按对数方式的办法表示声音大小,这就是声压级、声强级、声功率级
1、声压级(LP)声压级LP是指测量的声压P参考声压Pref的比值,取常用对数再乘以20,单位为分贝(db)
2、声强级(L1)声强级L1是指测量的声强I与参考声强Ires的比值取常用对数再乘以10,单位为分贝(db)
3、声功率级(LW)声功率级是指测量的声功率W与参考功率Wres的比值取常用对数再乘以10,单位为分贝(db)人类正常听觉__性有极宽的动态范围为0---140db.
(三)、声级的叠加声压级、声强级、声功率级叠加时,不能简单的进行算术相加,应按对数运算法则进行计算三节听觉的主观__
一、什么是声音三要素?听觉是人们对声音主观反映,是由声音的强度和频率引起的对响度、音调和音色的感觉
(一)、响度是人耳对声音强弱的主观__叫响度,用S表示它首先决定于声音的振幅,其次是频率声学中把描述响度、振幅、频率之间的关系曲线叫等响度曲线单位分贝(dB)在同一条等响曲线上的不同频率,不同声压级的纯音__,给人的响度感觉是一样的A、与振幅的关系a、声压级越高,人耳感觉声音响度越大b、人耳的声压范围是0——140dBB、与频率的关系a、4—5KHz附近的声音最响,因外耳道与其产生共鸣b、低声压时,低频区的音响度大于高频音的响度c、常见声源的声压级dB窃窃私语20——35女高音35——105男高音40——95小提琴40——100交响乐80dB小鼓55——105打雷120dB教师讲话50——60飞机起飞(3m处)140dB
(二)、音调(音高)人耳对声音高低的感觉称为音调(其变化主要取决于声音频率的对数值,其次是取决于声音的振幅)
1、频率越高,人耳感觉的音调随之升高,频率增加一倍,声学中称之增加一个“倍频程”,音乐上叫“提高一个八度”音调单位美(mei)音调与声音的持续时间、声压级及温度有关人耳听觉的频率范围20Hz——20KHz,其中700——3000Hz为最灵敏区语言的频率范围是100——10KHz
2、音调与声压(振幅)的关系1K——2KHz以上的高音区,声压增大感觉音调提升500Hz以下的声音,声压增大,感觉声音低沉,音调下降两个频率相同而声压级不同的纯音,听起来常会觉得音调不同(用听音器示范)
(三)、音色(音品)指声音的音调和响度以外的音质差异它与声音的频谱结构、包络和波形有关发音体的泛音结构不同频率特性曲线、种类不同造成音色结构的不同影响音色的因素a、结构不同弦、__、金属b、质料、质地不同、金属、人体、电子c、激发位置不同气息、声带、口形、吹奏或拉奏方法d、力度大小不同,p、f(弱、强)影响音色e、共鸣体(箱、腔)大小不同影响单元色的泛音结构f、振动体的弹性影响音色的始振特性和衰减特性声带儿童——富有弹性、音色清脆明亮__——声带松弛、音色苍老哨片软——始振性慢、衰减也慢硬——始振性快、力度大、衰减也快一般来说泛音多且低次泛音的强度较大,音乐就优美动听、音色就丰富在传声过程中,为了使声音逼真,必须尽量保持原来的音色声音一些频率成分过分被夸大或缩小都会改变音色,从而造成失真在语言的传输过程中,最重要的是保持清晰度,适当减少一些低音和增加一些中音成分;特别是鼻音或喉音很重的人,改变低音部分的音色,有利于改善语言清晰度的要求
二、人耳的听觉特性
(一)、掩蔽效应一个声音的听阀因另一个声音的存在而提高的现象称为掩蔽效应
1、掩蔽规律A、被掩蔽声的频率越接近掩蔽声,掩蔽量越大,频率相近的纯音掩蔽效果显著B、掩蔽声的声压级越高,掩蔽量越大;且掩蔽的频率范围越宽C、掩蔽声对比起频率低的纯音掩蔽作用小,而对比其频率高的纯音掩蔽作用大
2、非同时掩蔽A、掩蔽声在时间上越接近被掩蔽声,掩蔽量越大,即掩蔽效应越强B、掩蔽声与被掩蔽声相距时间很近时,后掩蔽作用大于前掩蔽作用,即后掩蔽在实践中更重要C、掩蔽声强度增加时,掩蔽量并不按比例增大D、单耳的掩蔽效应比双耳显著低频掩蔽声对高频掩蔽声起作用,高频掩蔽声对低频掩蔽声作用不大现象一声音能量大的掩盖声音能量小的如铜管乐器掩盖木管乐器、木管乐器掩盖弦乐器解决从乐队编制解决要求有合理的声部和乐器分配,调整好各声部之间、各种乐器之间声功能的平衡从音乐结构上解决要有合理的和声、配器,使各声部间平衡从声场音响上解决对不同音源选择最适合表现这种乐器音色特性的话筒选择拾取音源的最佳距离、高度、角度在调音台上进行音频__电平的处理现象二中频声音掩盖高频和低频声音原因人耳对700——3000Hz的中频率声音听觉最为灵敏,在声音强度相同的情况下,优于并强于对高、低声音的听觉解决减少中频输入,适当增加高低频尤其是低频音输出现象三高频率声音掩盖低频声音如板胡、京胡、笛子等高音乐器掩盖贝斯提琴、大提琴、巴松等低音乐器原因高频音声波较短、指向性强、穿透力强、射程远,对人耳__明显,低频音有绕射特性,散射强,功率损失大解决适当降低高频音,增加低频音,对不同的乐器拾音时选择合适话筒,掌握好距离角度
(二)、双耳效应在响度级的测量中发现,对一定声压级的纯音,双耳听起来比单耳听起来响两倍(当捂住一只耳朵听音的时候,你听到的声音较小并且失真,而两只耳朵听音时就听得非常清析,也就是立体声)
(三)、哈斯效应那一个声音首先传入人耳,那么人的听觉感觉就会全部声音都是从这个方向传来的;人耳的这种先入为主的聆听感觉特性称为“哈斯效应”在有些场合,为了达到一定声压级在顶上,两侧都加了音箱,但是人们往往听到的都是最近音箱的声音,而不是舞台传来的,失去了临场效果现象一两侧声源A、B与人耳距离相同时,人们感觉声音由前方来现象二当距离A声源略近时,实际应是A音大,B音小的两个声源,但人们往往只感觉到所有声音均由A输出,这种错觉现象即是“哈斯效应”现象三将近点A的声音加以延时,使它迟于B声源进入人耳,人们即感觉到所有声音均由B声源付出应用在剧场中为了弥补哈斯效应所产生的听觉、视觉不统一的现象,对顶部和侧面扬声器均作延时处理,使它们传出的声音与前方主扬声器传出的声音同步到达人耳,使后排观众的视觉、听觉协调统一(哈斯效应)
(四)、颅骨效应声音从音源传入大脑有两个途径,一是音源→空间→人耳→大脑,另一途径是音源→人体颅骨→大脑(小实验双手堵耳,发声,仍可听见)通过颅骨传导声音的现象叫颅骨效应现象一听自己的声音,有两个途径现象二手表、钟摆声音仍可通过牙齿和颅骨传递到人的大脑神经应用当练唱一首新歌时,对音高音调旋律无法准确掌握时,大声唱干扰环境、小声唱自我感觉不明显,可用双手掩耳来练唱,可清晰感觉自己声带发声的旋律,准确的音高和声音结构的细节部分根据自我感觉来调解发声状态,即通过甲状软骨、早环软骨和披裂肌肉的配合来调解声带的收放,从而调整音高和音色
(五)、鸡尾酒会效应在嘈杂的声场中,人可以把自己的听力集中在某一个人的谈话中,而把其他人的声音都推到背景杂声中,此现象叫“鸡尾酒会效应”原理人耳的选择功能人耳通过两耳拾取音源的距离差、时间差、频率差就可以辨别出不同方位的声音,以此调解听觉神经来选择不同方位的声源应用使用强指向性话筒在现场来同步录音
(六)、回音壁效应在某一声场中,视觉看不到声源而听觉却能听到声音,这种现象就是声波传播的特殊反射作用的结果,被称谓“回音壁效应”应用舞台上方、侧方、后方的声音反射板即是利用这一原理把演员的声音集中向直达声弱的区域进行反射名词解释音响名词解释1.响度 声音的强弱称为强度,它由气压迅速变化的振幅声压大小决定但人耳对强度的主观感觉与客观的实际强度并不一致,人们把对于强弱的主观感觉称为响度,其计量单位为分贝dB,它是根据1000Hz的音在不同强度下的声压比值,取其常用对数值的l/10而定的取对数值的原因是由于强度与响度的增加不是成正比关系,而是真数与对数的关系l例如声音强度大到10倍时,听起来才响了一级10dB, 强度大到100倍时听起来才响了两级20dB对于1000Hz的声音__,人耳能感觉到的最低声压为2×10E-5Pa,把这一声压级定为0dB, 当声压超过130dB时人耳将无法忍受,故人耳听觉的动态范围为0—130dB 人对强度相等、频率不同声音感觉是不同的;声压级越高,人的听觉频率特性越平直;声压级越低,人的听觉频率范围越小;频率 f<16—20Hz以及f>18—20KHz的声音,不论声级多高,人耳都是听不到的故人耳的听觉频率为20Hz—20KHz,这个频带叫音频或声频; 不论声压高低,人耳对3KHz—5KHz频率的声音最为敏感 大多数人对__声级突变3dB以下时是感觉不出来的,因此对音响系统常以3dB作为允许的频率响应曲线变化范围2.音调 指具有一特定且通常是稳定音高的__,通俗的讲是声音听来调子高低的程度它主要取决于频率,还与声音强度有关频率高的声音人耳的反应是音调高s频率低的声音人耳的反应是音调低音调随频率Hz的变化基本上呈对数关系不同的乐器演奏同样频率的音符,音色虽然不同,但它们的音调是相同的,也就是演奏声音的基频是相同的3.音色 对声音音质的感觉,也是一种声音区别于另一种声音的特征品质不同的乐器在发同一音调时,它们的色可以迎然不同这是由于它们的基频频率虽相同,但谐波成分相差甚大故音色不但取决于基频,而且与基频成整倍数的谐波密切有关,这就使每种乐器和每个人有不同的音色4.频率响应 音响系统能够重放的频率范围,以及在此范围内__的变化量称为频率响应,也叫频率特性音响系统的频率特性常用分贝刻度的纵坐标表示功率和用对数刻度的横坐标表示频率的频率响应曲线来描述当声功率比正常功率低3dB时,这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点高频截止点与低频截止点之间的频率,即为该设备的频率响应或频率特性;在此范围内的曲线越平坦,频率响应越好从理论上讲,20—20O00Hz的频率响应足够了低于20Hz的声音,虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察,也就是能感觉到所谓的低音力度. 1因此为了__地播放各种乐器和语言__,放大器要实现高保真目标,才能将音调的各次谐波均重放出来、为此,座将放大器的频带扩展,下限应延伸到20Hz以下,上限应提高到20000Hz以上 对于__源收音头、录音座和激光唱机等频率响应的表示方法有所不同例如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为40—15000Hz时十/—2dB,国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标40—12500Hz时十/—2.5十/—4.5dB普通带,实际能达到的指标都明显高于此数值激光唱机的频率响应上限为20000Hz,低频端可做到很低,只有几个赫兹,这是激光唱机放音质量好的原因之一5.信噪比 线路中某一参考点的__功率与无__时固有的噪音功率之比值,用dB表示例如,某磁带录音座的信噪比为50dB,即输出__功率比噪音功率大50dB信噪比数值越高,噪音越小国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB,后级放大器大于等于86dB,合并式放大器大于等于63dB合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB;收音头调频立体声之50dB,实际上以达到70dB以上为佳;磁带录音座之56dB普通带,但经杜比降噪后信噪比有很大提高如经杜比B降噪后的信噪比可达65dB,经杜比C降噪后其信噪比可达72dB以上均指普通带;激光唱机的信噪比可达90dB以上,高档的更可达l10dB以上6.动态范围 声音中最强与最弱的比值,用dB表示例如一个乐队的动态范围为90dB,这意味着最弱部分的功率比最响部分的低90dB动态范围是功率之比,与声音的绝对水平无关如前所述,人耳的动态范围从0到130dB自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的一般语言__大约只有20—45dB,有些交响乐的动态范围可达30—130dB或更高但由于一些因素的限制,音响系统的动态范围很少能达到乐队的动态范围录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音,而系统的最大__容量失真水平限制了最强的音一般把声音__的动态范围定为100dB,故音响设备的动态范围能做到100dB,就很好了7.总谐波失真 指用__源输入时,输出__比输入__多出的额外谐波成分谐波失真是由于系统不是完全线性造成的,它通常用百分数来表示例如,一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上lV的2000Hz,这时就有10%的二次谐波失真所有附加谐波电平之和称为总谐波失真一般说来,1000Hz频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标但总谐波失真与频率有关,因此美国联邦贸易委员会于1974年规定,总谐波失真必须在20—2O000Hz的全音频范围内测出,而且放大器的最大功率必须在负载为8O扬声器、总谐波失真小于1%条件下测定国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为前级放大器王0.5%,合并放大器小于等于0.7%,但实际上都可做到0.1%以下FM立体声调谐器小于等于1.5%,实际上可做到0.5%以下;激光唱机更可做到0.01%以下8.立体声分离度 指双声道之间互相不干扰__的能力、程度,也即隔离程度,通常用一条通道内的__电平与泄漏到另一通道中去的电平之差表示如果 立体声分离度差,则立体感将被削弱国际电工委员会规定的立体声分离度的最低指标,lKHz时大于等于40dBl实际以达到大干60dB为好 欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的立体声分离度为>25dB,实际上能做到40dB以上 9.立体声通道平衡指的是左、右通道增益的差别,一般以左、右通道输出电平之间最太差值来表示如果不平衡过大,立体声声像位置将产生偏离,该指标应小于1dB 10.阻尼系数 是指放大器的额定负载扬声器阻抗与功率放大器实际阻抗的比值阻尼系数大表示功率放大器的输出电阻小,阻尼系数是放大器在__消失后控制扬声器锥体运动的能力具有高阻尼系数的放大器,对于扬声器更象一个短路,在__终止时能减小其振动功率放大器的输出阻抗会直接影响扬声器系统的低频Q值,从而影响系统的低频特性扬声器系统的Q值不宜过高,一般在0.5—l范围内较好,功率放大器的输出阻抗是使低频Q值上升的因素,所以一般希望功率放大器的输出阻抗小、阻尼系数大为好阻尼系数一般在几十到几百之间,__专业功率放大器的阻尼系数可高达2O0以上l1.等响度控制 其作用是低音量时提升高频和低频声由于人耳对高频声、特别是低频声的听觉灵敏度差,要求在低音量时对高频和低频进行听觉补偿,即要求对低频有较大提升,对高频也有一定量的提升换句话说,当音量减小时,__中低频部分的减小较高频部分为少等响度控制即满足此要求,等响度控制一般为8dB或10dB 12.输出功率 放大器的输出功率,各个生产厂家有不同的标示方法,例如额定输出功率,也称RMS正弦波均方根功率指的是在20—20000Hz范围内驱动一个8O扬声器,其总谐波失真符合该放大器指标的输出功率音乐功率指放大器在短时间内爆发出的稗发功率,一般为额定输出功率的3—5倍峰值功率指瞬间最大输出功率,为额定功率的8—10倍后两者无实际意义美国联邦贸易委员会于1974年规定了功率的定标标准以两个声道驱动一个8O扬声器负载,在20—20000Hz范围内谐波失真小于1%时测得的有效瓦数,即为放大器的输出功率,其标示功率就是额定输出功率
13、额定功率 对功放来说,额定功率一般指能够连续输出的有效值RMS功率;对音箱来说,额定功率通称指音箱能够__承受这一数值的功率而不致损坏,这不意味着一定需要这么大功率的功放才推得动,音箱的驱动难易主要由其灵敏度和阻抗特性来决定也不意味着不能配输出功率大于音箱额定功率的功放正如开汽车一样,驾驶300公里时速的跑车不等于就会发生车祸,你可以不开那么快同样,只要音量不盲目加大,大功率功放一样可以配小功率音箱
14、峰值音乐输出功率PMPO 以音乐__瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率,其商业意义大于实际作用
15、失真 分为谐波失真、互调失真和瞬态失真三种 我们通常所说的失真是谐波失真,指在声音回放的过程中,增加了原__没有的高次谐波成分而导致的失真 真正影响到音箱品质的是瞬态失真,瞬态失真是出为扬声器具有一定的惯性质量存在,盆体的震动无法跟上瞬间变化的电__的震动,而导致的原__与回放音色之间存在的差异这个概念不太容易理解,我们只需要记住,普通多媒体音箱的失真度应小于
0.5%,低音炮的失真度小于5%就可以了
16、谐波失真 由于放大器不够理想,输出的__除了包含放大了的输入成分之外,还新添了一些原__的2倍、3倍、4倍……甚至更高倍的频率成分(谐波),致使输出波形走样这种因谐波引起的失真叫做谐波失真
17、谐波失真(harmonicdistortion) 指原有频率的各种倍频的有害干扰放大1kHz正弦波时将会产生2kHz的二次谐波和3kHz的三次谐波以及许多更高次的谐波
18、互调失真(IMD) 互调失真(intermodulationdistortion)系指由放大器所引入的一种输入__的和及差的失真例如,在给放大器输入频率为1kHz和5kHz的混合__后,便会产生6kHz(1kHz和5kHz之和)及4kHz(1kHz和5kHz之差)的互调失真成份
19、音染 音乐自然中性的对立面,即声音染上了节目本身没有的一些特性,例如对着一个罐子讲话得到的那种声音就是典型的音染音染表明重放的__中多出了(或者是减少了)某些成分,这显然是一种失真
20、声压 表示声音强弱的物理量
21、灵敏度 衡量音箱效率的一个指标,它与音箱的音质音色无关 普通音箱的灵敏度一般在85~90dB(分贝)之间,高档音箱则在l00dB以上 灵敏度的提高是以增加失真度为代价的,所以作为高保真音箱来讲,要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求所以说我们不能认为灵敏度高的音箱音质一定不好,而低灵敏度的音箱一定就好
22、动态范围 __最强的部分与最微弱部分之间的电平差对器材来说,动态范围表示这件器材对强弱__的兼顾处理能力
23、频率响应 简称频响,衡量一件器材对高、中、低各频段__均匀再现的能力,指最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围对器材频响的要求有两方面,一是范围尽量宽,即能够重播的频率下限尽量低,上限尽量高;二是频率范围内各点的响应尽量平坦,避免出现过大的波动
24、瞬态响应 器材对音乐中突发__的跟随能力瞬态响应好的器材应当是__一来就立即响应,__一停就嘎然而止,决不拖泥带水
25、信噪比(S/N) 又称为讯噪比,即放大器的输出__的电压与同时输出的噪声电压的比,常常用分贝数表示设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少一般来说,信噪比越大,说明混在__里的噪声越小,声音回放的音质量越高,否则相反信噪比一般不应该低于70dB,高保真音箱的信噪比应达到110dB以上
26、阻抗匹配 一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系,以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响对电子设备互连来说,例如__源连放大器,前级连后级,只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上,就可认为阻抗匹配良好;对于放大器连接音箱来说,电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱,而晶体管放大器则无此限制,可以接任何阻抗的音箱
27、阻抗(impedan__) 指对电流所呈现的阻力阻抗包括纯电阻和电感、电容产生的感抗和容抗
28、输入阻抗(inputimpedan__) 指电路或器材对推动它的电路或器材所呈现出的阻抗输入阻抗包括电阻、感抗和容抗
29、煲机 新器材使用之前的加电预热的老化过程,以便让器材的声音进入稳定的状态
30、平衡(balan__) 指在音频频谱的高段和低段之间在相对响度上所存在的客观关系;也指双声道立体声左声道和右声道之间的__的相同(平衡)
31、频率(frequency) 指在一个周期内的重复次数,或每秒的周波数计量单位为Hz(Hertz),如频率为1000Hz(1kHz)的音频__每秒便有1000个正弦波的周波
32、频率范围 最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围一般情况下,人能听到的音频__大约是20Hz~20kHz之间的不同频率、不同波形、不同幅度的变化__,因此放大器要很好地完成音频__的放大,就必须有足够宽的工作频带 我们把一个放大器在规定的功率下,在频率的高、低端增益分别下降
0.707信时两点之间的频带宽度称为该放大器的频响范围比较优秀的放大器的频响范围一般在18Hz~20kHz之间
33、声像定位(i__gespecificity) 指对乐器或人声的声像能够准确地进行定位甚至能清晰地确定声场的特征
34、数字式音箱(DIGITALhttp://___.ic
37.com/xinghao/DIGITAL.htm\oDIGITAL货源和PDF资料\t_blankloudspeaker) 通常指一种内装数字分频网络和功率放大器的音箱数字式音箱输入的__为数字比特流,在用数字__处理的方法将音频频谱分割后,便分别将这些__变换为模拟__,然后再由各自的功率放大器放大后再去推动音箱中的相应发音单元
35、无源式超低音音箱(passivesubwoofer) 指需另用一台单独的功率放大器去推动的那些超低音音箱与之不同的便是箱内装有单独的功率放大器的有源式超低音音箱(activesubwoofer)
36、数字音量控制(DIGITALhttp://___.ic
37.com/xinghao/DIGITAL.htm\oDIGITAL货源和PDF资料\t_blankVolumeCONTROLhttp://___.ic
37.com/hot/CONTROL.htm\oCONTROL货源和PDF资料\t_blank) 指通过对用于表示音频__的0和1的数学运算来对__电平进行调整的一种数字电路
37、中置音箱(__nter-channelspeaker) 指家庭影院系统中装于视频监视器的顶部,下面或后面的一种音箱是用于重放中心通道送来的人声对白之类信息以及其它同荧屏上的动作有关的一些声音
38、倒相式音箱(bassreflex) 也称倒相式开孔箱,系在音箱面板上开有倒相孔(槽)的一类音箱由于开有孔,箱内的声音便可以辐射到外面来倒相式音箱比密闭式音箱的低频延伸要好些,但低音往往不那么结实紧凑比较无限障板(infinitebaffle)
39、有源超低音音箱(activesubwoofer) 指专门用于重放低频、并由内置功率放大器来驱动的那类音箱
40、环绕声音箱(surroundspeaker) 指摆放在聆听者侧边或后面专门用于重放环绕声通道中的音频__的音箱四节室内声学基础
(一)、研究声场的方法
1、波动声学用波动观点研究室内声学问题的科学
2、几何声学用声线观点研究__内声学问题的科学
3、统计声学从能量观点用统计学方法研究室内声学问题的科学在室内声学设计中,波动声学用起来比较繁杂,几何声学虽然使用方便,但其主要使用范围限于高频,故室内声学中大量用到统计声学的方法
(二)、室内听到的声音(画声波直射、反射、衍射图说明)
1、直达声指从声源直接传播到听音点的声音,其传播路径是从声源到该点的直线段
2、近次反射(也叫早期反射)指相对直达声延迟50ms以内到达的反射声由于哈斯效应,延时在50ms内的反射声难以和直达声分开,不会相互干扰;并且可以加强直达声,对声音的空间感和洪亮感起重要作用,一般在大厅堂中可以依靠这种近次反射使声音均匀
3、混响声指在近次反射声后陆续到达的、经过多次反射的声音
(三)、室内声场的建立和衰减过程(在上图的基础上说明)当声源持续不断地以相同的频率和指向发出声能时,首先到达某点P处的直达声,接着是各个方向的一次、二次、n次反射声,使P点处的声能不断加强,过一段时间后,当被墙壁和物体吸收的声能与声源发出的能量相等时,室内就形成了一个稳定的声场
(四)、室内声压级当一声源在室内连续发声时,声波由声源到室内各部位形成了复杂的声场
(五)、混响时间当室内声源停止发声后,声音衰减的过程称为混响过程混响时间长短对室内听音有很大影响,所以混响时间是对各类__进行音质设计或音质评价的一个重要指标混音时间短有利于听音的清晰度,但过短则会感到声音干涩,缺少穿透力和亮度混音时间长有利于声音的丰满,但过长则会感到声音含糊不清,降低了声音的清晰度不同类型厅堂的最佳混响时间(500Hz)厅堂用途混响时间(s)厅堂用途混响时间(s)电影院、会议厅
1.0~
1.2电视演播室
0.8~
1.0演讲、戏剧、话剧
1.0~
1.4语言录音
0.3~
0.4歌剧、音乐厅
1.5~
1.8音乐录音
1.4~
1.6多功能厅堂
1.3~
1.5多功能体育馆小于
1.8混响时间的计算公式(也叫赛宾公式)T60=KV/A=T60=
0.16V/AT60---混响时间K-----温度常数V-----室内容积(平方米)A----为__吸容量例某段音乐的声压级为90dB,此时中止音乐,音乐声逐渐减弱,当其声压级从90dB降至30dB时可需时
1.2秒,那么,此__的混响时间为
1.2秒常见的混响时间的调节装置有以下几种
1、平板错开式在墙上__许多可__的护墙板,板面吸音各不同,调节板的位置,即可改变室内混响特性
2、翻板式板的一面为吸声面,另一面为反射面,根据需要里外翻转,以获得所要求的混响特性
3、圆柱翻滚式柱的一面为吸声面,另一面为反射面,根据需要转动圆柱,以获得所要求的混响特性
4、百叶窗式在墙上__百叶窗,根据需要开关,以改变混响时间
5、帷幕式在墙上悬挂吸声帷幕,利用帷幕的拉开或收拢来改变吸声__,以调整混响时间
(六)、__共振在一些室内装修材料比较坚硬的__内,当声源发声时,声波不可避免地会相互干扰,从而激发出__内的某些固有频率的声音,形成驻波,即出__间共振现象(画共振曲线图说明)例一__行军步伐的振动频率与桥梁的固有振动频率相一致时,会因共振的产生而坍桥例二暖水瓶接水,听到的声音会由低频逐渐变成高频率声音水流击水产生的声音频宽很宽,即有低频、又有高频刚接时瓶的空间大固有振动频率低,水流击水的低频音产生共振,低频加强,快满时,水瓶的空间变小,共振腔变小,共振频率提高,与水流击水产生的高频音产生共振,高频加强,即听到高频音例三小提琴共鸣箱较小共振频率高为256-1100Hz大提琴共鸣箱增大共鸣频率低为110-400Hz贝斯提琴共鸣箱最大共振频率更低为80-350Hz例四萨克斯箱左右手指全按下共振腔容积最大共振频率低发低音右手指抬起共振腔容积缩小共振频率提高发中音双手全抬起共振腔体最小共振频率最高发高音为了克服筒正现象和减少驻波对音质的影响,可以从以下几个方面采取处施
1、声源(为了减少驻波的影响,通常不采用纯音声源,而采用白噪声、粉红噪声等)
2、__体积(要符合条件)
3、__的长、宽、高比例(不使__的长、宽、高尺寸相同或互相成简单的倍数关系)
4、室内表面的处理(增大阻尼,增大吸收)思考题
1、声音的构成、传播过程、传播方式及指向性?
2、影响音色的因素?
3、怎样利用颅骨效应来练习发声?
4、怎样利用人耳听觉特性来克服声场不足?专业传声器传声器的种类和技术指标
1、传声器的分类A、按换能原理分动圈式传声器、带式传声器、电容式传声器、驻极式传声器B、按指向性分全指向传声器、双指向传声器、单指向传声器、强指向传声器C、按输入方式分有线传声器、无线传声器D、按用途分会议传声器、演唱传声器、录音传声器、测量传声器E、按功能分单声道传声器、立体声传声器、混响传声器F、按输入阻抗分高阻抗传声器(20—50KΩ)、低阻抗传声器(200--600Ω)
2、传声器的主要技术指标A、灵敏度灵敏度是表示传声器的声电转换能力B、频率响应频率响应是传声器输出电平与频率的关系C、等效噪声级声波作用在传声器上,它所产生输出电压的有效值和该传声器输出端的固有噪声电压相等时,则该声波的声压级等于传声器的等效噪声级D、动态范围传声器动态范围是指在规定的谐波失真条件下(一般规定
0.5%),其所承受的最大声压级与绝对安静条件下传声器的等效噪声级只差E、传声阻抗传声器有输出阻抗与负载阻抗F、指向性传声器的指向性是指某一指定频率下随着声波入射方向的不同,其灵敏度的变化特性G、失真度失真度即声音通过传声器声电变换后__变形的程度调音台及其周边
一、调音台的功能、分类及技术指标
(一)、调音台的功能
1、__放大及阻抗匹配
2、__混合与分配
3、频率均衡与滤波
4、__的传递
(二)、调音台的分类
1、按使用形式分类A、便携式调音台(一般2—4个通道,有三段均衡,混合输出,方便)B、半__式调音台(一般4—6个通道,有三段均衡,混合输出,双声道)C、固定式调音台(这一类比较齐全,适应于大型演出场合)
2、按结构分类A、一体化调音台(就是所有调音台功能加功放)B、非一体化调音台(不带功放的调音台)
3、按用途分类A、录音调音台(高档次的、带计算机系统)B、扩音调音台(一般用于演出,好的也能录音)C、DJ调音台(DJ调音台通常较小,不超过8路,但每一路都是立体声;带有方便地切换音源的控制开关,一个左右__的交叉衰减器,俗称横推子DJ调音台至少有两路电__输入)
2、按__处理方式分类A、数字调音台(调音台内部是数字模块处理音频__)B、模拟调音台(采用传统方式处理__的)
3、按输入路数分类(
6、
8、
12、
16、
24、
32、48--------n多种)
(三)、调音台的技术指标调音台在音响系统中主要用于对__源的处理将话筒微弱的__进行放大,对各种不同的音源进行阻抗匹配、相应的音色修饰和集成调控在专业录音及舞台演出中,调音台还具备多路编组输出、数模格式转换、声像定位编辑等多种功能 一台__的调音台,基本技术规格的指标应达到如下的参数
1、增益输出电平和输入电平间接表示出来,两者之差即为增益(一般调音台额定增益60db---70db,有时为0db)
2、等效输入噪声和信噪比(一般在-124至-126dbv以下)
3、频率响应(一般调音台工作频率范围约为±1db).
4、非线性谐波失真(专业调音台的非线性谐波失真应小于
0.1%)
5、动态余量(一般在15---20db,较高可在20db以上)
6、串音(一般调音台相邻通过间应高于60----70db,母线应高于70---80db)
7、共模抑制比CMR90dB@1KHz
8、最大输入电平+22dBu
9、主输出最大电平+28dBu
10、其他输出最大电平+22dBu
11、话筒输入阻抗
1.3kΩ
12、线路输入阻抗10kΩ
13、输出阻抗120Ω
二、压限器压限器实际上就是一个自动音量电平控制器压限器的用途和功能介绍在专业音响中压限器主要有3中用途
1、压缩__动态范围,防止过激失真,或保护后级功放和音箱
2、降低噪声电平,提高__传输通道的__噪声比,比如配合扩展器使用可以自动降低噪声的作用
3、产生特殊效果举例说明一些实际用途
1、独唱演员用落地式或者手持式话筒时,嘴与话筒的距离如果变化过大,则音量不好控制,加压缩器后可以使音量变化平稳
2、使用压限器能使电吉他、BASS等乐器音量平稳压缩器和扩展器的工作原理与特性压缩器和扩展器都是振幅调整系统,(用AUDIONET模块举例说明)A903压限器的功能介绍A903他是一款双通道集压缩、限幅、扩展器、噪声门、动态EQ于一体的处理器,(中高频__补偿)有压缩硬拐点和软拐点特性装置,有中高频__补偿装置,有扩展装置介绍与市场上同等价位压限器的功能差别举例说明DBX266压限器分最常见使用和连接方法用什么线连接最常见小扩声系统的连接是串接在系统中,用平衡连接方式连接压限器的其他使用和连接方法用什么线连接举例说明几种情况下要这样连接大的扩声系统需要插入到调音台的插入口最单路__(乐队中的鼓)或MIC进行压缩、限制等处理对于压限器的调试,应该在系统的以上设备基本调完后再进行一般在工程中,压限器的作用是保护功放和音箱,使声音的变化平稳所以在调试时首先要设定压缩起始电平,通常不要设定得太低,具体设置应该视各种压限器的调节范围和__情况而定;其次要设定压缩启动和恢复时间,通常启动时间不宜太长,以免保护动作不及时;对设备的保护而言,启动时间短一些将会更有利为了有利于在听感上保持有较好的动态感,恢复时间不宜太短,以免造成声音效果受到破坏一般工程中设定压缩比在41左右这两项参数的调整总的来说要根据节目的具体情况,以听感自然,不觉得声音有明显的变化为准要特别注意压限器中的噪声门的设定,如果系统没有较大的噪声,可以将噪声门关闭;如果有一定的噪声,可以将噪声门的门限电平设定较低处,以免造成扩声__断断续续的现象;如果系统的噪声较大,就应该从施工技术方面分析了,不能单独靠噪声门来解决其它设置可以根据不同要求而定
三、均衡器
1、校正各种音频设备产生的频率失真,以获得平坦响应
2、改善室内声场,改善由于__共振特性或吸声特性不均匀而造成的传输增益(频率)失真,确保其频率平直
3、抑制声反馈,提高系统传声增益,改善扩声音质(建议用反馈抑制器,因反馈抑制器所抑制的只是一个点,而均衡压下去的可是一大片)
4、提高语言清晰度和自然度
5、在音响艺术创作中,用于刻画乐器和演员的音色个性,提高音响艺术的表现效果均衡器的种类一般分为图示均衡器和参量均衡器由于声场的共振特性、吸声材料对声音频率的吸声系数不同,以及扬声器频率响应特性不均匀等原因,会导致出现某些频率声音过强和某些频率声音不足的问题但一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电__分别进行调节,达不到精细的频率均衡均衡器的作用是用于分别调节各种频率成分电__放大量,通过对各种不同频率的电__的调节来补偿扬声器和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及其它特殊作用(频率均衡)均衡器按照电路的不同,主要分为图示均衡器和参量均衡器二类,且图示均衡器结构简单,直观明了,在专业音响中应用非常广泛图示均衡器,亦称图表均衡器,通过面板上推拉键的分布,可直观地反映出所调出的均衡补偿曲线,各个频率的提升和衰减情况一目了然图示均衡器采用恒定Q值技术,每个频点设有一个推拉电位器,无论提升或衰减某频率,滤波器的频段带宽始终不变常用的专业图示均衡器将20Hz~20kHz的__分成10段、15段、27段、31段来进行调节用户可以根据不同的要求选择不同段数的图示均衡器一般来说10段均衡器的频率点以倍频程间隔分布,使用在一般场合下;15段均衡器以2/3倍频程间隔分布,使用在专业扩声上;31段均衡器以1/3倍频程间隔分布,多数在需要精细补偿的场合下使用一台__的均衡器,基本技术规格的指标应达到如下的参数*总噪声-92dBu(20Hz~20kHz)*总谐波失真THD
0.01%@+20dBu*通道串音-80dBu(20Hz~20kHz)*频率响应±
2.5dB*最大输入电平+23dBu*最大输出电平+23dBu*输入阻抗平衡式20kΩ,非平衡10KHz*输出阻抗平衡式200Ω,非平衡100*斜率±3%*倍频程1/3倍频程*增益范围≥±6dB
四、效果器效果器是模拟各种声学效果的音频处理器,他们可以弥补自然混相的不足以改变和美化音色,还可以产生各种特殊的音响效果,以增强音像艺术的感染力效果器分为延时效果器(也叫延时器)和混响效果器(也叫混响器)
1、延时器的作用A、利用哈斯效应解决声像一致问题B、在扩声系统中用来产生回声C、模拟建筑声场中的近次反射声,改善厅堂的听音条件D、产生合唱效果E、对音频____润色,改善其厚度和力度是声音甜润悦耳F、与混向系统结合组成立体声混响系统,采用延时混响方式,模拟各种厅堂效果,并人为地制造一些特殊效果
2、混响器A、可以改变厅堂的混响时间,对较“干”的__进行再__,以增加空间感,提高音响系统的丰满度B、可以人为的制造一些特殊效果,如山谷、山洞的回声效果C、通过调节混响声和直达声的比例,可以体现声音的远近感和深度感
五、激励器
(一)、激励器的作用
1、提高声音的清晰度和表现力,使声音更加悦耳动听,降低听音疲劳2增加声音图像的立体感,以及声音的分离度,改善声音的定位和层次感
3、提高重放声音的音质,明显改善声音的高频特性,又不会降低信噪比
4、对乐器的声音进行处理,可以强化乐器音色特征,使该乐器(声部)更加突出
(二)、我司A806激励器的特点、连接方法和使用特点A806有低频激励增强调节,有低音软处理和硬处理装置,有自动降噪装置,有中高频选频激励装置,有3D效果装置A806激励器的最常见使用方法和连接方法一般激励器在线路的连接当中都使用串连,不能用并联A906连接简图LLLLRRR使用定位A806是一款模拟双通道集激励和3D效果于一体的__处理设备简要说明:A806的功能可从面板上很直观的体现出来,操作简单各个功能参数在面板上单独可调调试步骤:在设备正确连接到你的系统后你就可以对A806进行调试了因为两个通道的调试一样,因此我们就只做一个通道的调试说明以下的部分数据是我们在交响乐的素材下进行的调试的此时需要你结合你的使用进行最佳调试1.面板从左边数你会看到第一个标有SHIFT转换字样的旋钮,它有LOW(低音)/ULTRA-LOW(超低音)两种状态,你可以按照你的音乐素材来进行选择(在这里建议使用在LOW状态即可)2.在SHIFT后边有一个标LOWMIX的旋钮,这个旋钮是用来调节低频__的处理量(有多少低频__进行处理)在这里你可根据你的使用情况而定(在这里我们建议置于3的位置)3.在LOWMIX旋钮后边有一个标MODE字样的按键,这个按键是用来转换SOFT(软处理)/TIGHT(硬处理),在这里是用来处理低频__的模式,在硬处理的状态下,声音有些坚硬有金属感,而放在SOFT的状态下处理后的__比较柔和饱满,你可结合你的使用来进行适当的设置(在这儿我们建议置于SOFT这个状态)4.在MODE按键后边有一个标AUTONR字样的按键,这个按键是用来设定自动降噪的方式,在这儿我们推荐设置在IN(自动降噪)状态5.在AUTONR按键后边有一个标NRSENSITIVITY字样的旋钮,这是降噪灵敏度的调节电位器,可结合上边的13路LED灯进行降噪灵敏度的调节,可选范围在0-6dB之间,在这儿我们建议放在3的位置6.在NRSENSITIVITY旋钮后边有一个标有TUNE字样的旋钮,这是低频滤波的频率选择电位器,可选范围在1KHz-8KHz之间,在这里我们建议放在1KHz的位置7.在TUNE旋钮后边有一个标有PRO__SS字样的旋钮,这个旋钮是用来选择处理状态的ENHAN__R(低音增强)/EXCITER(高音激励),在这里我们建议放在ENHAN__R(低音增强)/EXCITER(高音激励)中间8.在PRO__SS旋钮后边有一个标有HIGHMIX字样的旋钮,这个旋钮是用来调节被处理的高平__的处理量,可选范围是0-6之间,在这里我们建议放置在3的位置9.在HIGHMIX后边有一个标有SOLO字样的按键,这个按键是用来提取纯净的效果__,你可以通过这个按键来监视效果声,在使用中我们建议放置在OUT位置10.在SOLO键后边有一个标有IN/OUT字样的按键,这个键是选择__旁路或是进行处理,在使用中我们建议放置在IN位置上11.在IN/OUT键后边有一个标有SURROUND字样的旋钮,它是调节3D效果的量,只有在立体声的状态下才有效,此旋钮是结合旋钮后边的标有SURROUND字样的按键来进行的,只有SURROUND按键处于IN状态的时候才能将3D效果加入到电路中完成了对A806的调试后你可以通过按压IN/OUT键来__一下处理前后__的效果,在对A806功能调试的进一步了解之后相信有助于你对A806在系统中的使用激励器处理音乐效果时都在500Hz、800Hz、2500Hz、7200Hz这些频段调整激励器时不宜时间过长,容易使人耳疲劳,将无法再去准确辨认音乐的音色对人声激励的处理有以下几种情形
1、对人生音乐的激励处理,其频谱分布以2500Hz为中心点,此种激励的效果比较自然舒适,对增加音源突出感的作用也比较明显
2、对人鼻音的激励处理,其频谱分布以500Hz为中心点,此种激励可以有效地增加人声的劲度感
3、对人声800Hz附近进行激励,可增加音源的喧嚣感但这种处理只适合于摇滚乐
4、对人声3500---6800Hz范围内的频谱,不宜使用激励处理
5、对人声齿音一般应避免使用激励,容易失真
六、分频器
1、按工作原理分功率分频器;电子分频器
2、按__频段分二分频、三分频、四分频等等
(一)、功率分频器(称无源LC功率分频器)一般用于功放与音箱之间其图为
(二)、电子分频器一般用于对频率的分离其图为采用直接滤波法的三分频电子分频器方框图分频器的作用分频器是为了使整个系统能够好的还原声音,而将整个音域分开处理的一种设备B805分频器的特点、连接方法和使用A805是一款模拟集双通道两分频.单通道三分频,带限幅功能的电子分频器
1、特点B805具有限幅功能,可做立体声2分频、单声道3分频、有中高频激励装置介绍B805与市场上同等价位分频器的功能差别举例说明DBX
2232、A905分频器的最常见使用和连接方法用什么线连接最常见的是系统两分频连接,采用平衡方式连接
3、切换到3分频模式,通道一输出低音,通道一调节低音与中音分频点,通道二输出中音和高音,通道二调节中音与高音分频点简要说明:A905的功能可从面板上很直观的体现出来,操作简单各个功能参数在面板上单独可调分频模式可方便选择调试步骤:在A905正确接入到系统后我们就可以进行调试了,本着对A905的使用定位,我们就对每个功能的调试做一些简单介绍以下分别对2分频和3分频的调试做简单介绍一二分频的调试因为二分频的两个通道是一样的,所以以下对二分频的介绍只对一个通道进行说明1.在检查连线正确接入后,按压ON/OFF键开启电源,按压面板中间有一个标有MODE字样的按键,弹出为二分频,在按压旁边一个标有BASSMODE的按键按照标示弹出表示STEREO(立体声)现在你的通道已经设置好了,你就可以进行下一步的调试
2.面板从左到右第一个标有THRESHOLD的旋钮是限幅的阀值调节钮在这里不做任何调节,在旋钮后边有一个标有LIMITER的按键,它有IN/OUT两种状态,就是用来选择限幅器是否连入线路,我们建议选择在OUT状态将限制器旁路3.面板从左到右第二个键标有INPUTGAIN的旋钮,是用来调节分频器的输入电平我们建议使用时置于0dB位置4.在INPUTGAIN键后边有一标识为LFDELAY的旋钮,这个旋钮是用着调节低频__的延迟时间,可调时间在0-2msec之间,在常用情况下我们建议置于0msec(不进行时间延时)在特殊情况下根据你的使用情况来进行最佳调节5.在LFDELAY后边有一个标有LFGAIN旋钮,这个旋钮是用来对分频过后的低频__进行提升与衰减(我们建议这个值置于0dB这个位置)6.在LFGAIN后边有一个标有LFMUTE键,这个键有IN/OUT两种状态是用着对分频后的低频__静音(我们建议这个键在使用的时候置于IN的状态)你也可以用这个键对低音进行静音来监听分频后的高音__7.在LFMUTE键后边有一个标有XOVERFREQ的旋钮,这个旋钮是调节分频频率的分频点,它结合旁边的频率范围选择进行使用的在我们使用中建议旁边标有RANGE字样的按键置于90-900的状态,然后再调节XOVERFREQ旋钮置于100-120之间将分频点设置在100Hz-120Hz的地方你可以根据你的不同的分频方式来进行分频频率点调节8.在RANGE按键后边有一个标有HFGAIN的旋钮,这个旋钮是用着对分频过后的高频__进行提升与衰减你可以通过这个旋钮的调节来改变高频__与低频__的平衡度(我们建议这个值置于0dB这个位置)9.在HFGAIN后边有一个标有HFMUTE键,这个键有IN/OUT两种状态是用着对分频过后的高频__静音我们建议这个键在使用的时候置于IN的状态你也可以用这个键对高音进行静音来监听分频后的低音__这就是两分频分频点在100Hz-120Hz的状态下进行调试的,以上的参数仅供参考有些数值需要根据你的使用进行最佳调节接下来我们就针对三分频进行调试说明1.首先我们在连接上做一些调整,根据分频模式的不同我们将2分频改成3分频,输出低频__还是从第一通道的低音输出通道输出,中音__从第二通道的低音输出通道输出,高音__是从第二通道的高音__输出通道输出按照这种连接之后,在前面板上按压中间的MODE键,将模式转换到MONO3WAY模式下,再按压BASSMODE键将输入模式转换为MONO单声道模式,接下来就可以进行3分频调试了2.低音通道的调试和上边的两分频一样在第一通道完成只是在高频部分不做任何调试,在第二通道中做一些调试,将第二通道的XOVERFREQ旋钮结合RANGE键使用,将RANGE键置于900-9KHz状态,然后将XOVERFREQ旋钮旋至
1.9KHz位置这一步的调试是设置中高频的分频频率,在这儿我们以
1.9KHz为分频点为例,至于最佳的分频点由你决定,这儿只是对操作方法做介绍3.在3分频的模式下,第一通道的LFGAIN键用做低音电平调试第一通道的HFMUTE键不进行任何__的控制第二通道的LFGAIN键用做调试中音电平,LFMUTE键是做中音静音,第二通道的HFGAIN键还是高音电平控制键,HFMUTE键还是高频__静音键那么在上述调试的介绍后我们的分频的频率响应范围简图如下低频频率响应范围中频频率响应范围高频频率响应范围20Hz120Hz
1.9KHz
22.0KHz三分频的频率响应范围简图低频频率响应范围中高频频率响应范围20Hz120Hz
22.0KHz二分频的频率响应范围简图通过上述的介绍相信你已经对A905的使用有了进一步的了解在对三分频的调试说明中可能觉得有点模糊请详细阅读三分频调试介绍.
六、反馈抑制器声反馈原理图反馈抑制器就是将输出端音频__送入比较电路进行音频段自动跟踪扫描,将50Hz----15KHz中的所有反馈率识别,然后将反馈的频率送入移相器进行移相处理,再将__送入输入端,这时的音频__已将产生反馈频率的频率过滤掉了并且总体传声增益得到了提高专业放大器和音箱
1、专业放大器
(一)、专业放大器的特点
1、使用在公共场合专业放大器主要用于专业音响系统;如公共扩声、舞台、歌舞厅,慢摇吧等
2、电路结构不同专业放大器功能单一,内部的放大电路简洁,电源充沛,功率强大;一般为双声道放大器(我司专业放大器采取的是__供给电源,每一路都具有__工作能力)
3、保护电路完善专业放大器都具有严格和完善的保护电路,有些放大器的保护电路的复杂程度可以和基本电路相比较(我司专业放大器具有软启动电路保护)
4、音质不同专业放大器要求动态凌厉,音色强劲,音乐的表现力强且惊天动地而Hi-Fi要求音质流畅音色柔和,以表现音乐的优美意境
5、工作要求不同专业放大器可靠性高,可以长时间地处于满负荷工作状态,连续工作几十个小时不会导致损坏(而Hi-Fi放大器一般几个小时就要关机休息,对环境要求较高)
(二)、专业放大器的技术指标
1、放大器的静态技术指标放大器的稳定性和音质与静态指标有很大关系A、输出功率(W)额定功率、最大功率(我司专业放大器分型号而定功率,最大输出功率在8Ω时达1000W)B、频率响应(f)专业放大器的频率响应为20Hz----20KHz+1dB我司专业放大器的频率在20Hz----20KHz时达到
0.2dB1W/8ΩC、信噪比(S/N)是指放大器输出的有用__电平与输出噪声电平之比一般专业放大器的信噪比则大于100dB(在专业放大器中,信噪比是越大越好;噪声系数是越小越好,我司专业放大器信噪比≥110dB)D、动态范围放大器的动态范围使之不失真放大最小__和最大__的能力(专业放大器的动态范围应大于90dB我司的专业放大器达到并超过110dB)E、谐波失真(THD)谐波失真又称谐波畸变,是放大器的非线性引起的(谐波失真越小越好我司专业放大器的总谐波失真20Hz----20KHz时小于1﹪)F、阻尼系数(FD)要求专业放大器的FD值不应小于30(我司的专业放大器FD值8Ω时大于300)
2、放大器的动态技术指标A、瞬态互调失真TIM动态非线性失真称为瞬态互调失真B、互调失真(IMD)多频率__通过非线性的放大器时,各频率__之间便会相互调制,产生新的频率分量,形成互调失真(专业放大器的互调失真应小于
0.5﹪)C、削波失真放大器因输入__过强造成输出__削波而引起失真(克服削波失真的方法就是让放大器在有足够储备功率下放音)D、转换速率(SR)转换速率表示给放大器一个输入电压后,在1uS时间内,其输出电压的变化(一般要求放大器的SR10V/us,有的高达600V/us我司专业放大器为65V/us到100V/us)
(三)、专业放大器类型
1、按电路结构分类A、互补推挽电路互补推挽电路是指电路采用特性对称的NPN型和PNP型两只晶体管做互补推挽放大,所谓互补是指两管的导电特性互补,NPN对负__导通,他们彼此互为补充B、OTL电路OTL就是没有输出变压器的放大电路,专业功放一般不用C、OCL电路OCL就是无输出电容放大电路,它的特点是无输入输出变压器,也无输出电容,是从电路内部到扬声器直接耦合OCL电路也是一种互补对称推挽电路,他与OTL相比有如下特点(在没有电容的情况下;改善低频特性、有利电路稳定、克服失真、避开浪涌电流)D、BTL放大电路BTL放大器就是桥接推挽式放大电路,主要用于集成电路功率放大器(它是OTL、OCL功率的4倍)
2、按原器件分类A、电子管放大器电子管的优点是奇次谐波失真小,音色温暖醇厚,线性好,抗过载能力强,功率大,线路干扰小(一般现在发烧友都用电子管放大器来放大音乐,也叫胆机)B、晶体管放大器晶体管放大器的特点是转换速率比较高,音色清丽,冷艳,适合重放乐曲范围广(频响可达20Hz----20KHz)谐波失真降至
0.05%C、集成电路放大器集成电路具有体积小,外接电路简单,内部元件对称性好,保护功能及全等优点,加之__低廉,不足是转换速率低,功率不够大
3、按工作分类A、甲类放大器甲类放大器的优点是失真小,各项电声指标高,不足是功耗大B、甲乙类放大器甲乙类放大器是介于甲类和乙类之间,既有甲类失真小的优点,又有一类放大器效率高的特点
(四)、专业放大器的基本组成
1、前置电路主要用于广播扩声;要求谐波小于
0.05%,在调失真小于
0.01%(前级放大输入__的电路叫前置电路)
2、功率放大电路功率放大器主要功能就是放大前置电路送来的__,以产生足够的不失真功率,推动音箱放声
3、电源电路电源电路为放大器及其他设备提供动力(我司专业放大器是双电路,每一路__供给)
4、保护电路一般的专业放大器都有完善的保护电路如负载短路保护、负载过荷保护、过流保护、过压保护及过温保护(我司专业放大器除具有以上保护外,还具有软启动保护和次声、射频RF保护)
(五)、专业放大器的选用专业放大器时专业音响系统中的核心设备,在选用时应特别注意以下几点
1、要认真确定功率就是要先确定音箱功率的大小,再来确定功放的功率
2、要与音箱匹配要看音箱功率是多少来进行匹配(一般是音箱的
1.5倍到2倍)
3、注意与音箱的连接连接时要注意与功放所输出的方式相吻合(是立体、并联、还是桥接输出,我司专业放大器后背板有一转换开关,STEREO为立体声;PARALLEL为并联;BRIDGE为桥接)
2、专业音箱
(一)、专业音箱的类型和特点
1、专业音箱的类型A、扩声音箱B、监听音箱C、密闭式音箱D、倒向式音箱(我司音箱就属于这种倒向式音箱)
2、专业音箱的特点与Hi-Fi音箱相比较,专业音响有如下特点
(1)、音箱的特性不同A、差异最大的就是动态问题,专业音箱对超低音的大动态重放技术要求更高(如电影院、迪斯科舞厅等的低音要求频率都在20Hz以下,但声压却高达110dB以上)B、在人声对白、音乐和效果音响三个方面,音乐对保真度的要求最高,而电影,迪斯科则对效果的要求最高C、专业音响系统并不过分强调细致声音的表现,而着重展现气势宏伟的音响效果以烘托气氛D、Hi-Fi音箱对高保真度的要求比专业音响高,因为欣赏音乐与观看电影更讲求音质自然和甜美
(2)、音箱的配置不同A、专业音箱一般有多只音箱组成,以营造专业音响的气势C、Hi-Fi一般只用两只即可
(3)、音色的要求不同A、专业音箱系统以语言和效果声的重放为主,注重声音的气势和力度,以便产生更为震撼人心的音响效果同时要求音箱对声音的控制力度、速度感好,从轻歌细语到电闪雷鸣,均能表现自如B、Hi-Fi音箱注重的是音乐的__重放,强调音乐味,注重对轻微细节的表现能力,要求声音柔和、细腻
(二)、专业音响的技术指标
1、功率A、最大额定功率指音箱所能接受的而不损坏的最大功率B、最小推荐功率指音箱合适的声级输出功率
2、频率响应指音箱发出的声压级在有效频率范围内的变化(可写成20Hz—20KHz)
3、标称阻抗是指音箱与功率放大器相匹配的阻抗值
4、效率是指音箱扬声器的大小(扬声器的大小决定于音箱的效率)
5、灵敏度在同样条件下,灵敏度高的音箱听起来声音较大,但灵敏度过高会导致扬声器的动态范围下降,过低则会因推动功率过大而造成浪费(一般为98----110dB)
6、失真音箱的失真对音质的影响很大(失真度越小越好
0.01%)音响系统工程设计音响系统工程设计是专业扩声系统在厅堂、场馆中的应用就室内扩声而言,是通过电声设计去控制和改善厅堂音质;就室外扩声而言,则是通过电声设计去控制室外声场音质以厅堂扩声为例,完整的系统设计应包括整套音响系统设备、__传输、音箱的声场分布扩声音响系统设计的最终目的是要保证声源和音响系统未端-音箱同处于一个声场区域内,使观众能__到声源的真实存在,达到高保真重放的扩声要求目前,国内音响工程主要用于公共场所扩声,如1.报告厅利用扩声系统提高声源在听众席的声压级和清晰度的扩声
2.歌舞厅音乐和演唱伴奏的扩声3.配合影院、歌剧院和地方戏等演出的音响效果4.大型文艺演出的音响扩声包括露天演出和室内演出5.电化教育场馆扩声和音响特技例如人工混响均衡器等电声措施,以达到某种声学效果6.对公共场所的背景音乐系统播放轻音乐和发布通知在国外,除了上述用途外,音响工程已开始进入家庭本章着重讨论厅堂音响系统的设计和音箱的声场布局及立体声扩声系统通过工程实例介绍,简述了工程设计的具体方法一节音响系统的设计与选型厅堂音响以自然为主,,要求扩散性良好,声场分布均匀,响度合适,自然度好
一、扩声系统设计条件(在声学系统中进行设计,就是要观众看的好,听得好)
1、要求有低的背景噪声用作扩声的厅堂,__必须要有低的背景噪声,噪声不仅可能来源于室外,而且也有可能来源于室内,如空调、通风设备、光设备运动时产生的噪声等等应该采取措施尽可能地降低听音环境的噪声噪声过高会造成电扩声系统的清晰度、可懂度下降,难以使音响系统达到希望的音质,而提高设备输出功率以提高输出声压级时又可能导致声反馈而使系统无法稳定工作室内噪声控制问题,必须在建造和装修时加以充分的考虑,采取必要的隔音措施,(一般影剧院的背景噪声为25---30db,报告厅为30—35db,体育馆为47—56db)
2、应具有均匀合理的声压级要求室内的声压级按照不同类型的扩生达到一定的值,一般音乐扩声应达到80—85db平均声压级,语言扩声为70---75db,背景音乐则为60—70db且不均匀度应控制在±4db之内要求电声扩声系统应具备足够的功率和增益,室内声场应均匀扩散,近次反射声应得到充分合理的利用,音箱的辐射特性和摆放位置要求合理
3、保证清晰度扩声系统应保证声音的清晰度和语言的可懂度这一要求对语言扩声的场合比较重要,一般允许的最大辅音清晰度损失率不可超过15%对于音乐重放的扩声该指标可以放宽,但要求有更好的音响效果(语言的清晰度要高)
4、保证系统能稳定工作音响系统在达到规定的平均声压级时,应有足够的声反馈稳定余量,以保证不会因为反馈而造成系统啸叫;一般要求反馈稳定度余量为6db(所以在设计配置设备时,要考虑稳定性,可靠性,还要具有前瞻性)
5、声像与图像的基本一致成功的扩声音响系统应保证声像与图像的一致,使观众察觉不到扩省设备的存在,好像是直接听到来自舞台上的声音(声像定位要准确)
6、应具有良好的传输频率特性和较低的失真度音响系统应具备有宽且平坦的频率响应和较低的失真(声音还原性要好,要真实)
7、设计要考虑到从工程到艺术的设计理念如美不美,挂音箱是不是挂到该挂的位置?不要因音箱而破坏整体环境和视觉效果,做到设计要人性化,艺术化
二、声场总功率的估算(只做参考)由于一些重要的参数难以精确获得,在实际音响工程中很难精确定量计算室内声场在参数不确切的情况下,采用一整套复杂的计算过程得到一些并不准确的结论并没有太多的实际价值因此,在工程设计中往往采用估算的方法,以此作为设计与系统调试的参考性依据
1、估算条件室内声场的估算方法基于混响声场完全均匀,声源指向性已知且为理想的前提,这两项条件越好,估算越接近实际,反之误差大室内声场估算的基本思想是这样室内任一点的声压级由两部分构成一部分是直达声场在该点的声压级,另一部是混声场在该点的声压级,两者叠加便得到了该点实际声压级通常,声场总电功率可由室内声场稳态声压级进行估算
2、声场总电功率的估算在实际工程应用中,估算声功率时可以将混响声声压略去将其视为功率余量的一部分,这样只要确定了声场中某方向距离D处的声压级LP,就可以由LP来估算声功率值A、略去混响声压,作为声压余量的一部分,此时,扩散声场可以近似作为自由声场处理B、接受点距音箱为Dm,且在音箱的声辐射轴上这样可得自由声场中计算声压级公式LP=S-20lgD+10lgP式中LP为声场的声压级;P为馈给音箱的电功率;S为音箱的轴向灵敏度
(3)假定接收点偏离音箱辐射轴线θ度,那么偏离轴线供声区域声场的直达声声压级可按下式计算LPθ=S-20lgDθ+10lgP+20lgDθ+10lgN求电功率P可写为Pθ=10Lp-S-10lgN+20lgDθ-20lgDθ/10式中LPθ)——偏离轴线θ角接收点的声压级;Dθ——偏离轴线θ角供声点轴射距离;Dθ——音箱的指向性函数,20lgD(θ)值应由音箱生产厂家提供
3、计算要点
(1)、计算音箱的驱动功率根据各类场所需要的平均声压级,选定音箱灵敏度和听音距离按照上述公式便可算出系统所需的声场电功率也就是音箱所需的驱动功率A、确定声压级一般厅堂为75db,对音乐节目扩声应为85db以上考虑到音频__的动态范围,对语言扩声应考虑留有6dB的裕量、音乐扩声则应考虑10~12dB的裕量,要求较高时应更大一些,一般可考虑18dB的裕量对于歌舞厅扩声,一般以原广播电影电视部部颁标准GYJ25-86表中最大声压级值为依据B、确定音箱灵敏度计算之前,首先要确定音箱灵敏度需要指出的是,音箱灵敏度往往和音箱的型号有关灵敏度一旦确定,音箱型号也基本确定了,不宜随意改动音箱灵敏度高低对系统所需电功率的影响很大,灵敏度相差3dB,电功率则相差一倍因此,专业音箱的灵敏度不宜太低,一般应在95~100dB左右为宜一般音箱为95—110db之间C、确定听音距离音箱供音距离不应超过3D(D为供音距离)
(2)、确定放大量的功率和数量音箱所需电功率计算完成后,根据音箱的数量和功率,便可确定放大器的功率和数量总的原则是放大器功率应以音箱功率匹配在实际工程中,也常常采用以__法确定A、一般厅堂,可取放大器功率与音箱功率相等B、对报告厅,音乐厅等以语言扩声为主的厅堂,放大器的功率可小于音箱功率的1/3,这样可使音箱失真最小,保真度高C、对电影院,舞厅等音响效果扩音为主的厅堂,放大器的功率可大于1/3,这样可使音箱的音量充沛,节奏强劲,功率得到充分发挥
(3)、速算法在音响工程现场,常常采用速算法进行估算对于采用灵敏度为95—100db音箱的厅堂,其功率可按
0.5W每立方米来速算;要求较高的厅堂,其功率可按1W每立方米来速算例如某多功能厅室内__为400m2,高5m,平时作为一般厅堂使用选择灵敏度为98dB的音箱,按
0.5W/m3速算,需要功率1000W此时,可选250W×2或275W×2的放大器两台,按阻抗匹配的原则,选择4只额定功率250W,灵敏度98dB的音箱,即可满足需要是否适当加一些裕量,当根据档次的高低以及资金的宽裕程度进行取舍
4、功率分配
(1)、主音箱系统的功率分配扩声用主音箱系统的功率分配应根据所确定的组合台数,依照功率放大器不失真功率条件选择适当的台数
(2)、返听系统及所需功率返听系统是为了解决舞台上演员与乐队的听感问题而专门建立的音响系统一般情况下返听系统功率取主声场的20%
(3)、监听系统及所需功率监听系统是为了解决控制室音响操作人员的听感而设计的,一般监听的功率应为主功率的10%.超低音箱的总功率可取主音箱总功率的
0.5~
1.5倍迪斯科舞池应取上限,多功能会堂可取下限;仅限于语言扩声的场合,可不配置超低音箱其他环绕声音箱后场音箱、反送音箱等,其功率可取主音箱的1/10至l/2(对于AC-3系统则要求环绕声音箱与主音箱相同)
三、厅堂声场清晰度的验算扩声系统设计的根本问题是声学问题,无论你怎样设计都离不开声学环境,按声学环景来设计你的扩声系统(画扩声系统图说明)在扩散声场中,决定供声清晰度的重要因素是混响声能密度与直达声能密度之比---声学比当声学比不大于5db时,可以保证在供声区域内有较高的语言清晰度(在扩声系统设计中,要做到声干涉越小越好,以减少声干涉为主要目的,为了减少声干涉问题,往往采用均衡器,延时器来处理声场的缺陷)二节、音箱声场的布局(在室内声场设计中,不是要使用很多音箱增加声压,而是要达到均匀声场,要保证语言的清晰度和音乐的明晰度)
一、音箱声场布局要点
1、对于集中布置方式和分散布置方式的系统而言,厅堂中同时工作的又在不同位置上的音箱越少越好;(这样可以防止梳状滤波器效应,以免有较大的时间差而造成清晰度下降甚至出现回声)
2、当置于不同位置的音箱组距听者距离之差大于17M时,声波到达听者的时间差将超过50ms,而当该距离差增至34M时,声波到达的时间差则为100ms(因此,一般认为距离差超过17m时,根据Hass效应,应考虑用延时器来进行补偿,而距离差超过34m时则必须进行延时处理,否则可能会出现回声)(正确的音箱摆位能使声场产生意想不到的音质效果)一般来说,如果低频不足可以考虑将音箱靠近两侧或者后墙,如果音箱的结像力和音场不理想,可以试着调整两个音箱间的距离,而调整三频段的音色可以适当调节两音箱的内倾角度等等,在这里我们就不全面展开了
3、为了保证音响系统的扩声清晰度,一般认为在距音箱的最远听音点,直达声不应低于混响声12db根据这一要求,听音区音箱的最近距离不能超过音箱临界距离Dc的3倍
4、为了保证距音箱较远的后排也有合理的直达声声级,并保证场内声压级有较好的均匀度,因选择具适当覆盖角度的指向性音箱横指向性号筒具有较理想的特性,可以较好地解决高频声波的远距离横指向性投射对中高频(550Hz以上)采用音箱布阵和高音号筒可以较好地控制其指向性,低频声波只能靠场内低频扩散特性来解决
5、应考虑传声器与音箱有足够的距离,并利用传声器与音箱的指向特性来防止声反馈,提高传声增益
二、音箱的声场
1、单只音箱声场单只音箱有如下特点A、听众席的声场分布与音箱悬挂高度有关,悬挂越高,其覆盖区域内声场均匀度越好B、辐射距离越远,声级越小C、指向性受音箱直径限制,不可任意改变,可采用音柱和恒定指向性号筒音箱D、单只音箱声场外沿较中心轴衰减大,而且随着频率的增高其外沿衰减逐渐增大,即指向性更趋尖锐,为了改善单只音箱的高频指向性,可采用恒定指向性号筒音箱
2、音柱声场音柱声场具有如下特点A、音柱的水平指向性与单只音箱的指向性基本相同B、音柱的垂直指向性与音柱长度有关,音柱愈长,其指向性愈尖锐C、音柱的指向性与频率有关,频率越高,指向性愈尖锐,声束越小D、音柱声场与音柱的辐射倾角、音箱的悬挂高度有关,高度相同时音柱的辐射倾角越大,其覆盖区域越大,越高辐射距离越远E、音柱由多只扬声器单元组成,其额定输入功率和灵敏度均高于单只扬声器单元,加上音柱在声轴方向上的聚束作用,特别适合远距离
3、恒定指向性号筒音箱声场恒定指向性号筒音箱的声场通常是指利用号筒的指向特性去控制500Hz(或100Hz)---20KHz这段高频的声场特性利用恒定指向性号筒音箱与低频音箱箱组成全频带音箱系统,在近年来的扩声系统中应用较多,特别是用于音乐演出扩声其频带宽,效率高,输入功率大,指向性恒定,这种音箱系统的输出特性和声场控制特性,是单只喇叭音箱和音柱无法与之相比的恒定指向性号筒音箱的特点是采用同一种驱动高音头,选用不同要求的指向性号筒,其指向性束宽完全可以控制
三、音箱布局
(一)、集中式布局在有舞台的厅堂中,为了达到声象和视象一致性的要求,将音箱系统集中__在舞台附近,使声波从舞台附近辐射向听(观)众这样,由于声音来自舞台方向,听起来就觉得十分自然
1、集中式布局的特点A、音箱集中放置,这种方式下音响效果与自然声源的差别基本上是以上下差别为主,由于人耳对垂直方向辨别率差,不易感觉到两者的差别,因此观众感觉整过声音来自舞台方向,观众视听方向感一致,比较自然B、有时为了保证音箱重放和声源基本同时到达观众席,可利用台口上方的一次反射声并稍稍延迟音箱的重放声,利用哈市效应达到与形象一致C、音箱在声源上方或两侧,比较接近传声器,容易引起反馈啸叫现象D、音箱的__高度,倾斜角度直接影响声场均匀度,特别对放声距离较远,形状复杂(如挑台过深)的大型厅堂声场不一均匀,甚至观众席后区声级可能偏低
2、布置要点A、对有舞台的厅堂,音箱布置应靠近自然声源,如台口上方或两侧B、对于四面都有观众的厅堂;如体育馆,杂技馆等,音箱的布置应在大厅__,采用多组音箱向观众席四周辐射C、音像的布置应有一定高度和辐射倾斜度,以保证整个声场辐射区域的覆盖均匀性,通常音箱主声束的轴线应指向观众席最远区1m高度处D、选择恒定指向性号筒音箱或指向性适度的音柱做远距离扩声,并对后墙作强吸声处理,避免回声干扰E、在防治传声器的演出区,应调整好音箱与传声器的距离和夹角,并选择指向性强的音箱和音柱,控制好指向性,采用强指向性传声器,尽可能将声反馈减少到最小F、在厅堂顶棚和侧后方应有适当的声扩散界面,以弥补后驱直达声的不足,确保声场均匀G、由于厅堂体型复杂多样,集中式布局系统可以采用多路音箱组装在一起,按照不同形状的曲线配置,以获得观众厅内均匀的声压级
(二)、半集中式布局
1、半集中式布局的特点A、由分布在不同位置上的数组音箱构成半集中放声系统B、音箱的扩声区域可按照设计分布在厅堂的相应位置C、采用号筒式音箱与音柱配合使用
2、布置要点A、对于有舞台的厅堂,各组音箱的水平位置不能偏离演出区的纵剖面过远,以免由于音箱的位置差异,引入较多的时间差而造成声像模糊B、对于四面均有观众的厅堂,可将数组音箱置于比赛场地四周观众席前上方位置,按照观众席的__,等分辐射C、每一组音箱都应有各自声波覆盖范围,不可盲目交叠,引入声波干涉D、在放置传声器的演区,所布置音箱的位置以降低声反馈为原则,同时使用强指向性音箱或音柱,其音量也不宜过大E、应注意厅堂的扩散面和后墙的强吸声处理
3、分区式布置对于大型或长形的厅堂及室外__(体育馆)扩声,仅在一处进行集中式或半集中式的音箱布局,很难保证整个声场的声级处处相等,而且过远的距离扩声,不仅需要很大的功率驱动,而且有碍声能比的改善,有碍传输清晰度的提高,(如厅堂狭长体型,有障碍物等)所以就应该分区布置
4、分散式布置对于混响时间较长但又要求有较高清晰度的情况,可以采用分散式扩声系统(如天花板上或墙上__多个小功率音箱,这种__方式一般用于公共广播系统)
四、音响工程的计算机仿真近年来不少工程已开始借助计算机辅助设计去控制观众厅音箱放声系统的声学特性这种计算方式不仅可以将厅堂的音响工程与电声系统作为一体进行设计,并能获得比较准确的设计数值,而且还可以直观地看到设计结果,对实际工程设计和调整有良好的指导作用
五、要正确理解“扩声系统声学特性指标”扩声设计的依据(参考国家现行规范,设计依据如下)《厅堂扩声系统声学特性指标》GYJ25-86《剧场建筑设计规范》JGJ57-2000,J67-2001《厅堂扩声特性测量方法》GB/T4959-1995《声系统设备互连的优选配接值》GB/14197-93《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》GB/T14476-93《厅堂混响时间测量规范》G__76-84《民用建筑电器设计规范》JGJ/T16-92《舞台灯具光学质量的测试与评价》WH/T0204-99《电气__工程施工及验收规范》G__232-90,92《电子调光设备通用技术条件》《电子调光设备性能参数与测试方法》《电子调光设备无线电干扰特性限值及测量方法》GB15734-1995音响系统工程设计音响系统工程设计是专业扩声系统在厅堂、场馆中的应用就室内扩声而言,是通过电声设计去控制和改善厅堂音质;就室外扩声而言,则是通过电声设计去控制室外声场音质以厅堂扩声为例,完整的系统设计应包括整套音响系统设备、__传输、音箱的声场分布扩声音响系统设计的最终目的是要保证声源和音响系统未端-音箱同处于一个声场区域内,使观众能__到声源的真实存在,达到高保真重放的扩声要求目前,国内音响工程主要用于公共场所扩声,如1.报告厅利用扩声系统提高声源在听众席的声压级和清晰度的扩声
2.歌舞厅音乐和演唱伴奏的扩声3.配合影院、歌剧院和地方戏等演出的音响效果4.大型文艺演出的音响扩声包括露天演出和室内演出5.电化教育场馆扩声和音响特技例如人工混响均衡器等电声措施,以达到某种声学效果6.对公共场所的背景音乐系统播放轻音乐和发布通知在国外,除了上述用途外,音响工程已开始进入家庭本章着重讨论厅堂音响系统的设计和音箱的声场布局及立体声扩声系统通过工程实例介绍,简述了工程设计的具体方法第一节音响系统的设计与选型厅堂音响以自然声为主,要求扩散性良好、声场分布均匀、响度合适、自然度好厅堂建好以后,需要__合理的音响系统采用音响系统的目的是提高响度和声场分布的均匀度,改善厅堂的音质和提高音响效果
一、扩声系统设计的条件扩声系统设计为了达到良好的音质,必须满足一些必要的条件,这是进行整个音响系统声学指标设计的基本要求1.要求有低的背景噪声用作扩声的厅堂、__必须要有低的背景噪声噪声不仅可能来源于室外,而且也有可能来源于室内,如空调、通风设备、光设备运动时产生的噪声等等应该采取措施尽可能地降低听音环境的噪声噪声过高会造成电扩声系统的清晰度、可懂度下降,难以使音响系统达到希望的音质,而提高设备输出功率以提高输出声压级时又可能导致声反馈而使系统无法稳定工作室内噪声控制问题,必须在建造和装修时加以充分的考虑,采取必要的隔音措施一般影剧院的背景噪声为25~30dB,报告厅为30~35dB,体育馆为47~56dB2.应具有均匀合理的声压级要求室内的声压级按照不同类型的扩声达到一定的值具体地讲,音乐扩音应达到80~85dB平均声压级,语言扩音为7O~75dB,背景音乐则为60~70dB,且不均匀度应控制在±4dB之内这就要求电扩声系统应具备足够的输出功率和声增益,室内声场应均匀扩散,近次反射声应得到充分、合理的利用,音箱的幅射特性和摆放位置要合理选定3.保证清晰度扩声系统应保证声音的清晰度和语言的可懂度这一要求对语言扩声的场合尤为重要,一般认为允许的最大辅音清晰度损失率不可超过15%对于以音乐重放或扩声为主的厅堂,该指标可以适当放宽,但要求有更好的音响效果4.保证系统能稳定工作音响系统在达到规定的平均声压级时,应有足够的声反馈稳定度裕量,以保证不会因为反馈而造成系统自激啸叫一般要求反馈稳定度裕量6dB5.声象与图像的基本一致成功的扩声音响系统应保证声象与图像的一致,使观众察觉不到扩声设备的存在,好象是直接听到来自舞台上的声音6.应具有良好的传输频率特性和较低的失真度音响系统应具有宽且平坦的频率响应和较低的失真
二、声场总功率的估算在音响工程中,完全采用计算的方法定量的分析音箱的特性、摆放位置、驱动音箱的电功率以及高、中、低频的分配比例与所产生的室内声场的关系是存在一定困难的,因为通常情况下系统的设计者无法得到精确计算所必需的全部数据,音箱生产厂商对组合音箱系统往往不给出完整的指向性特性参数,室内建声特性的有关参数一般也不易准确求得因此,实际工程设计往往是根据经验和一般原则首先选择音箱布局,然后进行估算,确定所需音箱的大致参数和规格指标等,并确定具体摆位和方向,最后通过对场内各点声压的测试和实际试听,对音箱的布置进行调整,必要时还需增补一些辅助音箱如前所述,由于一些重要的参数难以精确获得,在实际音响工程中很难精确定量计算室内声场在参数不确切的情况下,采用一整套复杂的计算过程得到一些并不准确的结论并没有太多的实际价值因此,在工程设计中往往采用估算的方法,以此作为设计与系统调试的参考性依据1.估算条件室内声场的估算方法基于混响声场完全均匀,声源指向性已知且为理想的前提这两项基本条件满足得越好,估算结果也就越接近实际,反之、误差便会较大室内声场估算的基本思路是这样的室内任一点的声压级由两部分构成,一部分是直达声场在该点的声压级,另一部分是混声场在该点的声压级,两者迭加便得到了该点的实际声压级直达声场符合平方反比律,可以方便的算出室内各点的直达声声压级根据临界距离Dc的定义可知,在临界距离处直达声声压级与混响声声压级相等因此再算出临界距离处的直达声声压级,便知道了该点的混响声压级假设室内混响声场(理想情况下)是均匀分布的,因此在室内各处的混响声声压级都等于临界距离处的混响声压级有了室内直达声与混响声在各个位置的声压级数据,室内声场各个位置上的声压级即可算出需要注意的问题是,在具体计算中应将其换算为音箱的距离以及音箱的输入电功率便可算出直达声场声压级通常,声场总电功率可由室内声场稳态声压级进行估算
2.声场总电功率的估算公式在实际工程应用中,估算声功率时可以将混响声声压略去将其视为功率余量的一部分,这样只要确定了声场中某方向距离D处的声压级LP,就可以由LP来估算声功率值声功率与一般音箱或音箱系统所标示的电功率不同,其间相差音箱的转换效率η音箱的效率与音箱所用扬声器单元的结构、形状关系极大例如纸盆扬声器音箱的效率为1%左右,号筒式扬声器的音箱的效率可达15%目前音箱的产品说明书多数不给η值,而是只给灵敏度值S为了能够通过音箱的灵敏度来估算出系统的电功率,可作如下假设
(1)略去混响声声压,作为声压余量的一部分,此时,扩散声场可以近似作为自由声场处理
(2)接收点距音箱为D(m),且在音箱的声辐射轴线上这样可得自由声场中计算声压级公式LP=S-20lgD+10lgP式中LP为声场的声压级;P为馈给音箱的电功率;S为音箱的轴向灵敏度例如,给灵敏度为92dB的音箱加3W的电功率,可求得距音箱8m处的声压级为LP=92-20lg8+10lg3=
78.8dB假定在一个供声区内有多组(N组)灵敏度相同的音箱供声,那么上式中还要增加10lgN,即变为LP=S-20lgD+10lgP+10lgN求电功率P可写为P=10(Lp-S-10lgN+20lgD)/10音箱的额定功率应不小于由上式计算出来的P值式中未考虑混响效应,混响将会增加重放声场的响度,如果混响时间在
1.5s~
2.0s左右,则从精打细算出发,音箱的额定功率可取(
0.5~
0.8)Pe不过稳当的办法还是当做没有混响来考虑,以便留有余量
(3)假定接收点偏离音箱辐射轴线θ度,那么偏离轴线供声区域声场的直达声声压级可按下式计算LPθ=S-20lgDθ+10lgP+20lgDθ+10lgN求电功率P可写为Pθ=10Lp-S-10lgN+20lgDθ-20lgDθ/10式中LPθ)——偏离轴线θ角接收点的声压级;Dθ——偏离轴线θ角供声点轴射距离;Dθ——音箱的指向性函数,20lgD(θ)值应由音箱生产厂家提供3.计算要点
(1)计算音箱的驱动功率根据各类场所需要的平均声压级,选定音箱灵敏度和听音距离按照上述公式便可算出系统所需的声场电功率也就是音箱所需的驱动功率
①确定声压级对于一般厅堂的语言扩声而言,要求达到75dB左右的平均声压级;对音乐节目的扩声则要求达到85dB左右的平均产压级考虑到音频__的动态范围,对语言扩声应考虑留有6dB的裕量、音乐扩声则应考虑10~12dB的裕量,要求较高时应更大一些,一般可考虑18dB的裕量对于歌舞厅扩声,一般以原广播电影电视部部颁标准GYJ25-86表中最大声压级值为依据声压级LP的确定须充分考虑扩声系统的动态余量
②确定音箱灵敏度计算之前,首先要确定音箱灵敏度需要指出的是,音箱灵敏度往往和音箱的型号有关灵敏度一旦确定,音箱型号也基本确定了,不宜随意改动音箱灵敏度高低对系统所需电功率的影响很大,灵敏度相差3dB,电功率则相差一倍因此,专业音箱的灵敏度不宜太低,一般应在95~100dB左右为宜
③确定听音距离音箱的最远供声距离D,不应超过3Dc即最远距离D应小于3倍临界距离Dc
④声场总电功率许多厅堂需分区供声,那么系统的总电功率应为所有声源所需电功率之和
(2)确定放大器的功率和数量音箱所需电功率计算完成后,根据音箱的数量和功率,便可确定放大器的功率和数量总的原则是放大器功率应以音箱功率匹配在实际工程中,也常常采用以__法确定
①一般厅堂,可取放大器功率与音箱功率相等
②对报告厅、音乐厅等以语言扩声为主的厅堂,放大器的功率可小于音箱功率的1/3;这样可使音箱失真最小,保真度最好
③对电影院、舞厅等音响效果扩声为主的厅堂,放大器的功率可大于音箱功率的1/3;这样可使音箱的音量充沛,节奏强劲,功率得到充分发挥放大器的功率确定后,即可根据所定型号的单台放大器功率确定放大器的台数例如,上题两只音箱的功率为567W,单只音箱功率为284W如用于舞会扩声放大器的功率为567×1.33=754W;单只音箱的驱动功率为377W如果音箱阻抗为8欧,可选美国皇冠GSL-800功放1台,功率为400W×2如果音箱阻抗为4欧,可选美国皇冠GSL-460功放2台,接为BTL形式,单台功率为430W
(3)速算法在音响工程现场,常常采用速算法进行估算对于采用灵敏度为95~100dB音箱系统的厅堂,其功率可按
0.5W/m3来速算;要求较高的厅堂,其功率可按1W/m3来速算速算法也可以作为公式法的参考例如某多功能厅室内__为400m2,高5m,平时作为一般厅堂使用选择灵敏度为98dB的音箱,按
0.5W/m3速算,需要功率1000W此时,可选250W×2或275W×2的放大器两台,按阻抗匹配的原则,选择4只额定功率250W,灵敏度98dB的音箱,即可满足需要经验表明,如果厅堂没有特殊的结构、厅堂高度约3m-4m左右、混响时间在
1.5ss~
2.0s之间,则为使最高声压级达到103dB(一级歌舞厅标准),主音箱的总功率可按每平方米场地约2W~5W估算所要求的声压级每增加3dB,音箱功率就须加倍翻一番)例如100m2的厅堂,根据每平方米5W的标准,初步决定主音箱的总功率为500w现在希望声压级由103dB增大到106dB则主音箱的总功率应由500W增至1000w;如果希望声压级增大到109dB则主音箱的总功率应再加倍至1000w*2=2000W另一方面,如果厅堂的高度增大,则尽管音箱的高度不变,所需的总功率也要加大,大约是高度加倍功率加四分之一(高度无限增大时则不能这样推算)这是由于这时厅堂顶部的反射声减少了的缘故如果随着厅堂高度增大而把音箱挂高,则应按平方反比定律(详见第一章)推算,即距离加倍声级减少6dB;若要保持声级不变,则距离加倍时功率须增大6dB(4倍)此外,混响时间过短时,总功率也要酌情增加必须指出,由于各种音箱的换能效率差别很大,不同厅堂的建声特性也极不相同,所以估算数据会有很大出入虽然如此,但由于功率以几何级数增减才能引起声级的显著变化,而在大功率的水平上,声级的相对变化量随功率的变化更小,所以估算的功率数据尽管出入很大,而听觉效果则不会有那么大的出入至于取上限抑或下限,或是否适当加一些裕量,当根据档次的高低以及资金的宽裕程度进行取舍4.功率分配1主音响系统的功率分配扩声用主音箱系统的功率分配应根据所确定的组合台数,依照功率放大器不失真功率条件,选择适当的台数对于音箱的驱动,可以采用前级分频方式,也可以采用功率分频方式为了保证厅堂内音箱系统工作的合理性与可靠性,在功率分配的分组与布线技术上,须作专门处理在大型厅堂,为了使音箱系统有较好的方位感,最好能使观众“看到”音箱,使视觉与听觉方位基本一致,因为对于听觉来说,水平方位感比较灵敏,而垂直方位感比较迟纯如果在主音箱系统中插入适当延迟,利用哈斯效应,使声象下移,使音箱放声系统与声源的方位更加趋于一致,那么聆听效果将更有所改善主音箱系统以外的辅助音箱系统一般有不同的类型,例如走廊与休息室内要用吸顶音箱作背景音乐放声用,小型贵宾会议室内要用组合音箱或小音柱等此时应根据所选择音箱的功率、阻抗(或电压)、数量进行适当分组,并作必要的并联与串联处理后与功率分配板相联接根据总的功率分配情况,设计与功率放大器可切换的联接电路,选择备用放大系统,使得在扩声控制室内能方便地控制与操作此外,还需确定返听系统和监听系统的功率2返听系统及所需功率返听系统是为了解决舞台上演员与乐队的听感问题而专门建立的音响系统演出时演员与乐队位于主声场音箱的背后如果他们不能听清自己的发声效果就无法找准演出感觉,所以,对于剧院和歌舞厅的音响系统来说,除主声场的音响系统外,返听系统也是必不可少的此外,当主声场的音响系统出现故障时,返听系统还可以作为应急音响系统使用,以避免出现冷场局面在一般场合下,返听系统功率取主声场功率的20%例如主声场功率为2000w,那么,返听系统功率应选的400w在返听系统中为了使返听响度适宜,效果清晰返听放大器的功率应大于返听音箱功率的1.3倍左右在实际使用时,返听放大器的输出功率还要在现场进行调整返听系统功率过小会使返听系统失去意义,返听系统功率过大又会产生喧宾夺主,并且容易造成声反馈的不良效果因此,对于返听系统音量和效果的调节应当特别加以注意3监听系统及所需功率监听系统是为了解决控制室内音响操作人员的听感问题而专门建立的音响系统演出时主音箱位于与控制室隔音的主声场音响操作人员不能直接听清主音箱发声效果和自己调音的情况这样就无法进行工作因此,必须在控制室__一套与主声场音响同步的监听系统帮助音响操作人员了解主声场的音响效果以便随时进行调音所以,对于各类厅堂的音响系统来说,监听系统也是必不可少的在一般场合下,监听系统功率取主声场功率的10%即可例如主声场功率为2000w,那么,监听系统功率可选的200w在监听系统中为了监听到不失真的音响效果监听放大器功率可等于监听音箱的功率在实际使用时,监听放大器的输出功率还要在现场进行调整监听系统功率过小会使监听系统失去意义;监听系统功率过大又会使控制室过于喧闹,影响音响操作人员工作因此,应在节目开始前,将监听系统调整到合适的响度超低音箱的总功率可取主音箱总功率的
0.5~
1.5倍迪斯科舞池应取上限,多功能会堂可取下限;仅限于语言扩声的场合,可不配置超低音箱其他环绕声音箱后场音箱、反送音箱等,其功率可取主音箱的1/10至l/2(对于AC-3系统则要求环绕声音箱与主音箱相同)
四、系统的选型在扩声音响系统中,音响质量的优劣完全依赖整个音响系统设备中每一个环节的良好工作状态设备性能的优劣是衡量整个系统能否__和稳定工作的重要标志因此音响系统的选型与声场音质设计、扩声系统设计一样,十分关键专业音响系统的扩音形式有单声道扩声、立体声扩声和环绕立体声扩声等几种形式只有扩声形式选定后,才能进行音响系统的设备选型1.单声道扩声声道扩声是目前国内厅堂扩声的主要形式这种扩声具有系统结构简单,投资少,易于调控等优点根据扩声系统使用的具体情况,有时根本无需考虑具备立体声扩音的功能,此时可以减少一半周边设备,如__均衡器、压限器、延时器等都可只用一路(单声道),这样造价往往可以降低这一方案在主要作语言扩声的会场、礼堂,不失为一种经济实用的设计2.立体声扩声形式立体声扩声形式的声象统一性,以及清晰度、层次感都优于单声道扩声形式在实际应用的电声音响系统中,70mm影院多采用立体声还音系统,以达到声象与视象的高度统一,制造出逼真的立体感与空间感但就国内的多数剧场、礼堂而言,目前仅有少数采用立体声制式因为在采用立体声扩声的剧场、礼堂中,并非在所在座位上都可听到__的立体声效果由于不少立体声扩声的剧院、礼堂中,某些座位上的音响效果往往会比采用单声道时情况要更差一些产生上述现象的原因是,双声道制式的立体声方式的有效听音区域并不大在采用立体声扩声的厅堂中,为保证听众都能完整地享受到立体声效果,座位数可能就要大为减少,厅堂的设计、音箱的布局、音控的操作将更加困难在原设计未考虑到作立体声扩声的厅堂中去采用立体声扩声形式,其效果往往是适得其反结果可能是一少部分观(听)众听到了完善的立体声效果,大部分听众根本没有__到立体声的优越性从音响设备角度来看,现代电声设备一般都具备立体声的基本功能作为电声系统的核心设备调音台,一般都具备最基本的立体声功能,具有“声象(全景)”电位器,具有左、右两路的立体声输出,因此其它设备、功放、音箱也都按左右两路配置,可以进行立体声扩音一些老式厅堂的设计往往难以满足立体声扩声的要求,通常的做法是将调音台上的“声象(全景)”置于中间位置,立体声的设备降级为单声道设备来使用也就是说目前电扩声音响系统的设计往往采用这样的形式在设备方面保证有立体声扩声的基本功能;但考虑到厅堂环境结构、座位布置的具体情况,为保证大__的音响效果一般只作单声道扩声大多数歌舞厅的电声系统情况亦是如此不少歌舞厅和多功能厅一般也采用上述方案,即在设备配置上保留立体声功能,实际使用中仅作单声道扩声由于歌舞厅,多功能厅的设计要求并没有统一模式,采用的扩声形式也应灵活例如,采用立体声和单声道相结合的形式,在厅堂内的佳宾席,舞池等地采用立体声方式扩声,其他区域则采用单声道扩声总的原则是只要保证所有听音区域都可听到完整的节目信息,不要因为音箱过多,摆放位置不规则而产生声波的相互干涉效应3.环绕立体声在普通双声道立体声的基础上加强了声象的立体感和空间感,是高级的扩声形式目前已在国内一些新建影院和剧场内__
五、设备选型1.音箱系统音箱是整个音响系统的喉舌,因而应作为首要因素考虑音箱选型要从音箱的灵敏度和额定功率着手,确定每个声源的功率由音箱的指向性去分析、控制厅堂声场,确定每一个音箱位置、输入阻抗和输入功率,计算音箱与功率放大器间的匹配功率2.功率放大器为了保证扩声系统总的音质效果,功率放大器要有足够的功率余量,并能__稳定地工作同时所选择的放大器在提高效率、减小失真、短路与空载保护、降低温升等方面,均应有完善的技术措施3.调音台与其它设备调音台是整个音响系统的心脏部分它应有良好的电气性能,稳定的工作状态,平直的频率响应,极小的谐波失真,调音台在功能方面差异很大,这就要根据整个系统的功能要求去选择不同数量的输入通道和输出编组的调音台此外,还可以根据不同厅堂的声学要求,去选择合适的均衡器延时器、混响器、压缩限幅器、移频器等设备组成一个正常、稳定、可靠的扩声音响系统4.节目源设备节目源部分包括调频调幅广播的接收与转播,唱片(含CD唱片)与磁带的重放等器材和设备由于节目源部分输入电平低,因此,所有器件和设备都必须保证灵敏度高,信噪比大,失真度小,可靠性好5.传声器的选用传声器是扩声系统的第一级“入口”,自然声源__经过传声器声——电转换后的输出电压,经调音台与功率放大器两级__处理与放大,馈给音箱系统,其放大倍数可达数万传声器性能优劣,直接影响系统的品质;传声器本身特性,直接影响系统的拾音与重放效果;传声器的安放位置正确与否,直接影响系统的传输增益;传声器的__馈接,直接影响系统的信噪比传声器的正确使用,是整个声频系统处于良好工作状态的关键之一传声器的选型必须与它所处的声学环境,拾音对象相适应,需根据扩声系统的总体要求,应用场合,拾音声源,传声器本身的技术特性及厅堂的特点去权衡选择
六、管线设计固定__的音响系统一般要将舞台上的传声器、电声乐器的__经线缆送入音响控制室,又要将功放输出经线缆送至音箱系统,这些线缆都应穿管敷设1.铁管敷设这里要说明的是控制室外面的传声器输入线与音箱输出线的穿管敷设问题虽然电声工程中使用的__线都采用金属编织的屏蔽线,但作为固定设备的__,不论暗管敷设还是明管配线,最好用铁管敷设
(1)穿铁管的好处是
①线缆受到铁管的保护,可以防止受损;
②防止空间电磁场的干扰,具有良好的屏蔽效果
③可事先作好配管工程,最后穿线,十分方便,而且更换线组也较容易在新建和改建的厅堂中,为了保证__的不失真传输,管线设计亦十分重要
(2)管线设计要点为了降低传输过程中的感应噪声,传声器输入线往往采用双芯屏蔽线,并且必须穿入金属管内对于特别长的传输路线,特别要注意走线要远离电力传输电缆,并避免与之平行走线同时管子接头与过线接线盒的连接都要处理好,传声器的使用位置总是会有变化的,设计时,应预制多个数量的接线盒,每个接线盒上可装入一定数量的卡侬插座,然后根据使用情况装在适当的位置上,例如舞台两侧墙内,前侧或乐队所处位置地板下,体育馆的__台与裁判台下部等,预埋下所有的接线盒,以方便使用对于音箱连线,为了保证输出功率及功放与音箱的阻尼匹配,只要选择足够粗的导线并穿管敷设即可对于主音箱系统,为了保证可靠性、可以采用环形跳级方式来分组接线,这样,当一组音箱间任何一处断线,整个主音箱系统仍可全部正常工作在扩声控制室位置确定,传声器插座接线盒位置确定,音箱系统布置位置确定之后,就可以根据建筑物的结构,避开强电干扰,作出经济合理的扩声音响系统管线设计,并且绘出施工工程平面图2.常用符号与代号表7-1给出了施工工程平面图中常用的符号与代号名称,可供作管线设计时参考与应用表7-1常用的符号与代号名称┌───────────────┬─────────────────┐│线路上的标写格式│表达线路明敷设部位代号│├───────────────┼─────────────────┤│a-bc×de-f│S—一沿钢索敷设││末端支路只注编号时为│LM一一沿屋架或屋架下弦敷设││a——回路编号│ZM—一沿柱敷设││b一一导线型号│QM——沿槽敷设││c——导线根数│PM——沿天棚敷设││d——导线截面│P__——在能进入的吊顶棚内敷设││e——敷设方式及穿线管径│││f一一敷设部位││├───────────────┼─────────────────┤│线路敷设方式代号│表达线路暗敷设部位代号│├───────────────┼─────────────────┤│GBVV——用轨型护套线敷设│LA一—暗设在梁内││VXC——用塑制线槽敷设│2A——暗设在柱内││VG——用硬塑制管敷设│0J——暗设在墙内││VYG——用半硬塑制管敷设│PA——暗设在屋面内或顶板内││KRG—一用可挠型塑制管敷设│DA—一暗设在地面内或地板内││DG——用薄电线管敷设│PNA——暗设在不能进入的吊顶内││G——用厚电线管敷设│││GG——用水煤气钢管敷设│││CXC——用金属线槽敷设││└───────────────┴─────────────────┘3.敷设管线工艺敷设管线应注意以下几个问题(l)灯光线与音频线要分管敷设,并且保持一定的距离在平行敷设时,间距应在1m以上互相垂直交叉时,也应在O.5m以上的间里最好要避免平行走线
(2)三根以上电缆穿一根管子,总的导线截__不应超过铁管内截__的40%,两根电缆穿同一铁管时,铁管的内截__应大于线缆截__的1.2倍
(3)为便于穿线,应该保证直管敷设时,长度不超过50m;一至两个弯时,长度不超过30m;三至四个弯时长度不超过15m如果超过上述长度,应在其间加设接线盒以便于逐段穿线
(4)敷设铁管必须接地,否则会引干扰所有的铁管、接线盒都需连成一个整体并接地,这一点十分重要
八、音响控制室设计音响控制室是音响系统控制中心,其中装置有绝大部分的设备器材音响师在音响控制室中监听系统的声音,并通过观察窗了解场内情况,及时、准确地操作、控制音响设备,使场内音响达到最佳状态1.音响控制室的形式音响控制室的形式有以下两种
(1)密闭型控制室密闭型音响控制室位置常设在侧台或观众厅后面设在后台的优点是靠近舞台,__方便,传声器的连接线短,但要全面观望舞台较困难,尤其是不能根据直接聆听厅(场)内的声音进行调音音响控制室设在观众厅后面的优点是能观望整个舞台,可根据厅内的声音大小进行调音,缺点是离舞台远,__不便,不易看清,传声器电缆较长,__较麻烦
(2)开放型控制室开放型控制室通常设在观众厅内,不建机房,而将设备直接放置在机柜和工作台上优点是可根据现场音响效果随时进行调整不足是被观众围观,无良好的环境可言2.音响控制室要求
(1)容积应尽量大在条件许可的情况下,音响控制室的容积应尽量大一些在录音时,一般要求录音师的监听室有较大的容积以保证监听的效果对于扩声系统的音响控制室也不例外,应尽量使用大一些容积,由音响控制室来保证监听效果,这样音控师才能根据监听的情况作出判断一般音响控制室的最小净__应大于15m2,宽度和高度的最小尺寸要大于2.5m
(2)音响控制室观察窗要足够大,应能观望__台和三分之二以上的演区观众厅后部的音响控制室,其观察窗应能敞开,以便能直接听到厅内声音窗台标高应高于最后一排地面标高
1.7m左右,这样观众就不会遮挡视线音响控制室内的观察窗、调音台位置与其他设备的位置布局要合理最好能够做到音控师坐在调音台前的座位上通过观察窗可看到场内情况,侧头可以看到机架上的所有设备
(3)远离灯光控制室为避免强电对弱电的干扰,音响控制室必须远离灯光控制室在音响控制室位置确定,传声器插座接线盒位置确定,音箱系统布置位置确定之后,就可以根据建筑物的结构、避开强电干扰,作出经济合理的扩声系统管线设计
(4)较好的声学环境音响控制室也应有较好的声学环境以利于监听,最好能直接听到场内的声音效果平顶天花板和墙面应适当做吸声处理图7-1为音响控制室布局示意图图7-1音响控制室布局示意图思考题:
1.扩声系统的条件是什么
2.音响控制室有哪些要求
3.___应该用铁管铺设话筒线
4.某一级歌舞厅的__为20m×20m,厅高5m设音箱灵敏度为100dB收听点与主音箱的轴线距离为10m,计算该舞厅所需的电功率第二节音箱声场的布局音箱声场布置方式可以有集中式、半集中式、分区式、分散式、集中与分区相结合等多种布局形式本节通过具体实例介绍音箱声场布置
一、音箱声场布局要点根据工程实践,音箱的选择和布置有一定的规律和原则1.对于集中布置方式和分区布置方式的系统而言,厅堂中同时工作的又在不同位置上的音箱越少越好这样可有效防止梳状滤波器效应,也可防止到达听者的声音有较大的时间差而造成清晰度下降甚至出现回声2.当置于不同位置的音箱组距听者距离之差大于17m时,声波到达听者的时间差将超过5Oms,而当该距离差增至34m时,声波到达的时间差则为100ms因此,一般认为距离差超过17m时,根据Hass效应,应考虑用延时器来进行补偿,而距离差超过34m时则必须进行延时处理,否则可能会出现回声3.为了保证音响系统的扩声清晰度,一般认为在距音箱的最远听音点,直达声不应低于混响声12dB根据这一要求,听音区音箱的最远距离不能超过音箱临界距离DC的3倍应保证D≤3DC式中D--听音者距音箱距离,单位m;DC--临界距离,按下式计算,式中DC的单位为m4.为保证距音箱较远的后排也有合理的直达声声级,并保证场内声压级有较好的均匀度,应选择具有适当覆盖角度的指向性音箱恒指向性号筒具有较理想的特性,可以较好地解决高频声波的远距离恒指向投射对中高频(500Hz以上)采用音箱布阵和高音号筒一般可以较好地控制其指向性低频声波由于其波长很长,即使使用号筒(一般情况下其波长大于号筒尺寸),指向性也难以控制,只能依靠场内低频扩散特性并充分利用低频音箱附近的声反射条件来改善5.应考虑传声器与音箱要有足够的距离,并利用传声器与音箱的指向特性来防止声反馈,提高传声增益作为放声系统的音箱声场布置,其主要任务是保证整个声场中应有足够的声压级,较小的声场不均匀度,良好的语言清晰度,并尽可能避免多重回声出现音箱声场布置有窒外放声和室内放声两个系统,室外放声系统包括露天剧场、公园、__、体育场等室外场合放声,系统设计以提高观众席声压级为主要目的,原则上要选用功率容量大的音箱并增加其输入功率,同时注意音箱的__高度与分布室内放声系统工作在扩散声场中,除了要按室外放声方式处理外,还需注意到室内混响声的综合利用,__增益对系统的影响,声反馈的抑制等声学处理方法
二、音箱的声场1.单只音箱声场单只音箱声场如图7-2所示,音箱指向性图形和地面相交的椭圆形区域为放声系统的服务区域在室外声场中,典型的音箱的声场分布如表7-2所示对照图7-2和表7-2计算,单只音箱的最大声压应位于X=0.22L处,声压不均匀度LP为8.5dB图7-2单只音箱声场单只音箱声场有如下特点
(1)听众席的声场分布与音箱的悬挂高度有关,悬挂高度愈高,其椭圆形覆盖区域内声场均匀度愈好
(2)辐射距离越远声级越小
(3)指向特性受音箱直径限制,不可任意改变,可采用音柱或恒定指向性号筒音箱
(4)单只音箱声场外沿较中心轴衰减较大,而且随着频率的增高,其外沿衰减逐趋增大,即指向性更趋尖锐,为了改善单只音箱的高频指向特性,可采用恒定指向性号筒式音箱表7-2单只音箱的声场分布┌─────┬──┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐│X/L│0│005│0.10│0.2│0;3│0.40│0.5│0.6│0.7│0.80│0.9│1│├─────┼──┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤│LP(dB)│一10│1│6│8.4│
8.2│7│
5.6│4.3│
3.4│2│1│0│└─────┴──┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘2.音柱声场音柱声场如图7-3所示,由于其水平指向性与垂直指向性不同,在声场中形成一个辐射声盘这个声盆落在听众席内,音柱的有效辐射声能完全限制于其中,使声盘区域内能获得较强的直达声,因此在音柱声场的辐射区域内,音箱的辐射效率较高图7-3音柱声场音柱声场具有如下特点
(1)音柱的水平指向性与单只音箱的指向性基本相同
(2)音柱的垂直指向性与音柱长度有关,音柱愈长,其指向性愈尖锐
(3)音柱的指向性与频率有关,频率越高,指向性愈尖锐,声束愈小
(4)音柱声场与音柱的辐射倾角、音柱的悬挂高度有关在具有相同高度时,音柱的辐射倾角越大,其声覆盖区域越大在具有相同辐射倾角时,音柱悬挂得越高,音柱辐射远点与辐射近点间距离也相应越大,其声场覆益区域也相应越大较高悬挂的音柱,随着音柱的升高,距离越大,其覆盖声压级将越低
(5)音柱由多只扬声器单元组成,其额定输入功率和灵敏度均高于单只扬声器单元,加上音柱在声轴方向上的聚束作用,特别适宜远距离放声3.恒定指向性号筒音箱声场恒定指向性号筒音箱的声场通常是指利用号筒的指向特性去控制500Hz(或100Hz)~20kHz这段高频的声场特性利用恒定指向性号筒音箱与低频音箱箱组成全频带音箱系统,在近年来的扩声系统中应用较多,特别是用于音乐演出扩声其频带宽,效率高,输入功率大,指向性恒定,这种音箱系统的输出特性和声场控制特性,是单只喇叭音箱和音柱无法与之相比的恒定指向性音箱声场的特点是采用同一种驱动高音头,选用不同要求的指向性号筒,其指向性束宽完全可以控制为了获得整个声场的均匀并保证所有扩声面的语言清晰度,必须加强观众席的直达声,对于室内扩声系统还应改善其声能比利用扩声系统实现上述要求的根本途径是选用高指向性因数(Q)的号筒音箱,而不能采用加大扩声功率的方法因为在扩声过程中不可避免地会激励混响声能,加大扩声功率后,必定会激励更多混响声能,即直达声与混响声将同时增加并不能改善厅堂内的声能比,提高清晰度恒定指向性号筒不但可保证有均匀的声场和良好的传输频率特性,而且其聚束效应特别好,在音箱声场布局中已取代了传统号筒音箱,并越来越成为扩声系统的主流音箱
三、音箱布局扩声系统按照扬声器分布方式的不同分为集中式、分区式(亦称半集中式)和分散式三种基本形式每一种形式有其特点和适用的场合1.集中式布局在有舞台的厅堂中,为了达到声象和视象一致性的要求,将音箱系统集中__在舞台附近,使声波从舞台附近辐射向听(观)众这样,由于声音来自舞台方向,听起来就觉得十分自然典型的集中式系统可将音箱安放于舞台的两侧或悬挂__于舞台上方__于舞台上方的集中式系统,适合于较大的厅堂,由于只存在一个音箱群,因此不存在梳状滤波器效应,也不存在采用“后场补声”方式的分区式系统可能出现的时间差问题,因此可以得到很高的清晰度为了保证场区内声压的均匀并使后排有足够的直达声以满足清晰度的要求,一般都使用指向特定好的恒定(常数)指向号筒式音箱,按距离分区域覆盖听(观)众区域(以辐射角度较大的覆盖前排,辐射角较小的则用于覆盖后排)将音箱系统装置于舞台两侧的方式有助于进行立体声扩音但在一般厅堂中,由于观众席上存在梳状滤波器效应,立体声音响效果好的区域并不大(因此即使采用舞台两侧放置音箱的厅堂,往往也不采用立体声方式扩声)上述音箱安放方式的一个显著缺点是前排,尤其是前排中间位置声音不好集中方式有时也将音箱系统放成环形例如体育馆等在开演唱会或__大型文艺演出时,将音箱排列成环状,放在场内或悬挂起来向周围的观众辐射而Disco厅则往往将排列成环状的音箱组向舞池辐射,造成具有包围感的声场效果在采用集中方式安放音箱系统时,应该特别注意不能有障碍物阻挡,否则将出现声影区集中式布局是在厅堂中使用一组或多组音箱系统集中安放在某一部位,以覆盖整个观众席
(1)集中式的特点
①音箱集中放置,其与自然声源的差别基本上是以上下差别为主,由于人耳恰恰对垂直方向辨别率差,不易__到与声源来自两个方向,因此整个声音来自舞台方向,观众视听方向感一致,比较自然
②有时为了保证音箱重放声和声源基本同时到达观众席,可利用台口上方的一次反射声并稍稍延迟音箱的重放声,利用哈斯效应,达到声象与形象的一致
③音箱在声源上方或两侧,比较接近传声器,容易引起声反馈啸叫现象
④音箱的__高度、倾斜角度直接影响声场均匀度,特别对放声距离较远,形状复杂(如挑台过深)的大型厅堂声场不易均匀,甚至观众席后区声级可能偏低
(2)布置要点
①对于有舞合的厅堂,音箱布置应靠近自然声源例如布置在台口上方,台框两侧
②对于四面均有观众的厅堂,如体育馆、杂技馆等,音箱的布置应在大厅__,采用多组音箱向观众席四周辐射
③音箱的布置应有一定高度和辐射倾斜度,以保证在整个声场辐射区域的覆盖均匀性通常,音箱主声束的轴线应指向观众席最远区1m高度处
④选择恒定指向性号筒音箱或指向性适度的音柱作远距离扩声,并对后墙作强吸声处理,避免回声干扰
⑤在放置传声器的演出区,应调整好音箱与传声器的距离和夹角,并选择指向性强的音箱和音柱,控制好指向性,并采用强指向性传声器,尽可能地将声反馈减少到最小
⑥在厅堂顶棚和侧后方应有适当的声扩散界面,以弥补后区直达声的不足,确保声场均匀
⑦由于厅堂体形复杂而多样化,集中式布局系统可以采用多路音箱组装在一起,按照不同形状的曲线配置,以获得观众厅内均匀的声压级2.半集中式布局有些厅堂由于声场扩散状况不够好,或者音箱安放受建筑条件限制,就不能采用单组音箱或多组音箱集中扩声,而是要使用放置在不同位置上的几组音箱扩声,这便可采用半集中式布局方式
(1)半集中式的特点
①由分布在不同位置上的数组音箱构成半集中放声系统
②音箱的扩声区域可按照设计分布在厅堂的相应位置布局原理与集中式布局方式基本相同,也具有集中式布局的大部分特点
③常采用号筒式音箱与音柱配合使用方式
(2)布置要点
①对于有舞台的厅堂,各组音箱的水平位置,不能偏离演出区的纵剖面过远,以免由于音箱的位置差异,引入较多的时间差而造成声象模糊
②对于四面均有观众的厅堂,可将数组音箱置于比赛场地四周观众席前上方位置,按照观众席的__等分辐射
③每一组音箱都应有各自声波覆盖范围,不可盲目交叠,引入声波干涉
④在放置传声器的演区,所布置音箱的位置以降低声反馈为原则,同时使用强指向性音箱或音柱,其音量也不宜过大
⑤应注意厅堂的扩散面和后墙的强吸声处理3.分区式布局对于大型或较长的厅堂及室外__(体育场)扩声,仅在一处进行集中式(或半集中式)的音箱布置,很难保证整个声场的声级处处相等,而且过远的距离扩声,不仅需很大的功率驱动,且有碍声能比的改善,有碍传输清晰度的提高此外,如果厅堂是狭长体型,或有障碍物阻挡,使音箱有声影区,以及大厅在结构上分成几部分时,就应考虑采用分区式所谓分区式系统,是将音箱组按不同的辐射区域,放置在不同位置分区供声每一组音箱覆盖其附近一块区域的音箱摆放方式分区式布局既可将音箱系统成组分区,每一区域按不同声辐射方向集中布置,也可将音箱单台均匀分区,每一区仅有一台音箱分区式布局的优点是保证整个声场内声波覆盖均匀,因此声场内各点声级比集中式均匀,语言清晰度高当不同音箱距听众的距离较大时,由于到达听众的声音有时间差,这会降低清晰度,也容易出现回声现象,因此往往在后方辅助音箱功放之前插入延时器以校正时间差,提高清晰度一般来说,分区式系统的视觉、听觉统一感比集中方式系统差4.分散式布局对于混响时间较长但又要求有较高清晰度的情况,可以采用分散式系统分散式系统在天花板或墙上__多个小功率音箱最典型的是采用吸顶式音箱,一般用于天花板不高于8m的场合这种音箱的__方式在商场BGM广播系统中也常被采用使用的音箱多为5in到6in全音域音箱吸顶__,这种音箱一般具有60°~90°的覆盖角由于声音来自头顶上方,这类分散式系统的视听方向感不佳,且因采用5~6in吸顶音箱,不适合宽频带、大动态的音乐节目重放因此这类系统往往用于__广播和背景音乐系统(BGM)广播直接传输系统,除了在接线距离较短情况下可用电阻匹配传输方式外,通常须采用定压式放大器以电压匹配式输出功率定压式放大器必须根据实际需要配置,如果配接不好,放大器无法输出最大功率,音箱辐射声功率小,容易产生失真厅堂内需要__的音箱数目可以由下式计算N=
0.28S/2πh-helgα/22式中N——音箱数;S——____,m2;h——__高度,m;he——听众耳平面高度,m;α——音箱覆盖角,60°~70°分散式系统采用的音箱数量较多,一般功放采取定压输出方式,在音箱端使用相应的匹配变压器将音箱连至定压传输线路上,其原理见图7-4图7-4定压输出方式音箱系统在实际工程中,可选用定压输出功放或采用普通功放配以定压输出变压器而吸顶式音箱系统内部一般多已配置相应的匹配变压器,若采用普通的低阻音箱,也可另外配置匹配变压器思考题1.分区式与分散式音箱布局的区别是什么
2.定压式放大器的主要特点是什么一般应用于哪些场合3.某商场厅高5m,__为50m×50m,设计背景音乐系统所需要的音箱数目配置所需要的放大器第三节音响工程的计算机仿真多少年来,人们为了定量地研究厅堂的建声设计问题,建立了许多建声评价的客观指标,如混响时间、早期衰减、清晰度等厅堂音质取决于观众的评价,这涉及到人的主观感觉等复杂问题如何能在设计阶段就对厅堂音质作出正确的先期演示和评价,这一直是相关领域工程师们的梦想随着计算机时代的到来,工程师们的梦想将得以实现建声智能设计与仿真将对整个建筑声学和音响工程领域产生重大影响,并具有重大经济价值近年来不少工程已开始借助计算机辅助设计去控制观众厅音箱放声系统的声学特性这种计算方式不仅可以将厅堂的音响工程与电声系统作为一体进行设计,并能获得比较准确的设计数值,而且还可以直观地看到设计结果,对实际工程设计和调整有良好的指导作用音响工程智能设计是现代建筑环境的重要组成部分目前,国外对该领域的研究已处于起步阶段,而国内该领域的研究尚属空白本节论述在厅堂建筑的设计阶段,通过计算机仿真,构筑其建筑声学模型,对不同频率下的动态特性进行模拟分析,用以评判该项工程设计的可行性程度,为建筑工程决策提供科学依据采用计算机仿真的现代音响工程设计,可以显著提高音响工程师的设计水平
一、建声和音响系统智能设计与仿真的必要性目前,随着国民经济的增长,国内大型厅堂建筑发展很快,但__以来,建筑声学特性的设计主要凭借经验公式和人工计算设计手段比较陈旧,容易出现设计失误错误的建声和电声设计不仅造成工程上的缺陷和经济损失,还会危害人们的身心健康对正在设计中的音响工程来说,通常评价方法是采用实物建模方法它以缩小比例的模型来模拟建声效果,测出客观参数进行评价这种方法的建模周期长,而且费用高,如果效果不够满意,修改起来非常麻烦,更重要的是,由于模型按比例缩小,试验结果与实际效果常常产生很大的误差此外,传统的音响工程设计一直是在厅堂建筑竣工后进行,事先无法判定前期设计预定值与实际音响效果的差距显然,智能化的前期设计演示和仿真技术是检验设计方案的有效手段基于上述情况,世界各国的研究机构都在进行着不懈的努力,以找出一种有效的评价方法,对设计中的厅堂音响工程进行验证智能设计和仿真技术正是解决这个问题的方法之一采用智能设计和仿真软件,可以达到如下效果 1.改善设计采用智能设计和仿真软件可以模拟建声环境系统,向建筑设计单位提供一套进行音响工程评价的有效工具,以便更好地检验设计参数与设计结果之间的关系,发现设计中潜在的缺陷和问题,模拟解决问题的不同方法,从而使整个设计更加完善它将解决的问题是:——在设计之初,就能对不同设计方案的建声实际效果作出正确检验与评价——在未施工前,就能对施工质量进行模拟验证——在土建工程竣工后,可对局部建筑和室内装修设计进行修改 2.系统仿真对已建成的大型厅堂,通过计算机仿真,可检测其建筑声学特性是否合理,对其不良特性提供修正方案,并根据厅堂功能和建声要求对其电声系统进行优化设计音响工程的计算机仿真在大型厅堂建筑的设计阶段,通过计算机构筑建筑声学模型,对音响工程的动态特性进行仿真,模拟厅堂音响效果,用以评判音响工程设计的可行性
二、音响工程智能设计与仿真音响系统的计算机仿真可解决前期设计验证问题,以免由于设计缺陷造成巨大经济损失采用智能设计实现对建筑物声场的模拟,可以置身于智能设计系统中,在厅堂中的任意一点__音响效果,实时地对吸音材料和声源位置进行修改,直至得到满意的效果1.建声设计仿真音响工程智能设计软件是在计算机环境下进行建声前期设计的工具,其内容如下
(1)按照建筑工程图纸的标准尺寸,在计算机中构筑建声模型(建立X、Y、Z三维坐标点,进行声学测定,建模的各个平面采用多个测量点进行测量),屏幕将显示出一个封闭空间的总体积、表面__、平均吸声系数以及在50Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz和8kHz等8个频点的混响时间构筑建声模型是智能设计过程中最关键环节
(2)按照已设定的各种建筑材料,计算封闭空间内50Hz~8kHz之间10个频率点的混响时间,以检测音响工程是否合理,并对原设计进行修正如果在作模拟设计时,该工程尚未完成建声设计或装修设计,未能提出用什么样的吸声材料时,就需要由音响工程师作模拟设计智能设计软件资料库中有各种吸声材料的“吸声数据”图7-5为北京联合大学音响工程专业设计的智能软件“吸声材料”数据库界面图图7-5北京联合大学设计的吸声材料数据库界面图音响工程师可根据该资料库中存有的不同吸声材料的吸声系数,对厅堂内的吸声材料作出适当的设定,并根据工程最终的建声设计和装修进行最后的修正见图7-6图7-6设定吸声材料的智能软件界面
(3)建筑声学特性仿真根据厅堂功能和声学要求,参照世界著名厅堂的音响工程,提供该厅堂音响工程的最佳设计,并进行动态仿真智能设计软件提供了这种构筑建声模型的方法在该软件的“ROOM”视窗里有“照片类型”以及“设计形状”两个辅助视窗在这两个辅助视窗里,存有几十个建筑物模型,虽然这些设置的模型并不能完全符合当前工程的要求,但智能设计软件设置了极为方便的修改方法,可以通过逐一修改某预置模型的关键尺寸,最大限度地将原来预置的模型修改到接近需要的尺寸例如,对一个三层看台的剧院模型来说,允许对其长、宽、高、看台高度和伸出度等尺寸逐一修改,以符合工程需要此时,智能设计软件中将显示贮存在资料库中的“歌剧院”模型,此种做法简单易行图7-7为美国BOSE公司设计的建声特性仿真软件界面,图中的标号为音箱预留位置图7-7美国BOSE公司的建声特性仿真软件界面2.音响工程智能设计根据厅堂音响工程要求设计音响系统,智能设计软件将给出音箱位置的三维坐标、指向性、灵敏度、输入功率等,从资料库中选择放大器和音箱型号,确定其数量,并对该厅堂进行室内声压级、音响清晰度、声场不均匀度的分析计算
(1)音响工程师根据以往的音响设计经验,在模型相应的每个特定位置,设定某一个型号的音箱,同时设定每个音箱的三维坐标、指向性、输入功率以及灵敏度
(2)在智能设计软件中设定了音箱、“观众席”和“测试点位置”后,智能设计软件就可以在“计算”视窗栏里逐一显示任意一个音箱的直达声压、混响声等各种数据此外,还可给出声音清晰度的显示智能设计软件的另一重要功能,就是在“射线”视窗内,显示每个音箱的声场射线,每个音箱的射线显示多达100条
(3)智能设计软件所设定的数据都是可以修改的,其中包括所有吸声材料在各频段的吸声系数;每个平面的三维坐标;每块__所设定的吸声材料;音箱的型号、输入功率、指向性以及音箱数量等,这些修改可以在不同视窗内进行,也可在三维图像下进行直观修正例如,可以在屏幕上拖动任意一只音箱到所设想的位置,观察音箱声场射线的变化情况图7-8是北京联合大学音响工程专业设计的“音响仿真智能软件”设计界面通过计算机计算出的曲线族作为扩声声场的计算参考,这些曲线族是具有不同指向性(Q)的音箱,不同的__常数(R)随传送距离变化而呈现声压级衰减曲线该曲线族包括了所有可能容积的观众厅和各类指向性因数(Q)的扩声用音箱系统在利用声线法作图设计时,可参考图中曲线,根据音箱的指向性因数(Q),去确定声场中不同距离的声压级,以获得合适的音箱布局位置图7-8音响仿真智能软件设计界面
(4)设备选型图7-9是音响仿真软件的设备选型数据库界面,该数据库存有世界各主要音响厂商的各类设备型号和技术指标为音响工程的智能设计提供方便了很大当把不同型号设备的技术常数输入上述的音响仿真智能软件时,计算机便会模拟出相应的声场效果图7-9音响仿真智能软件的设备选型界面3.音响系统仿真适用范围智能设计软件所做的仿真可以在厅堂工程开工以前进行,其模拟分析带有一定的预见性,因而智能设计软件适合以下范围使用
(1)建声设计部门建声设计师用来进行建筑声学分析设计用于检验建声设计是否合理例如,可以预先发现由于空间太大、室内表__不够而造成混响时间过长的可能性
(2)音响工程部门音响工程师用来进行音响模拟设计例如,厅堂的声压级计算、声场不均匀度以及清晰度的预测
(3)高校音响专业教师和学生用来检验设计方案的可行性,从而选出最佳方案思考题:
1.音响工程智能化设计的优点是什么
2.音响工程智能化设计的主要方法是什么专业音响系统的__与调试音响系统的设计完成以后,__与调试便成为音响工程的一项主要工作,其质量优劣直接影响音响系统的使用本章主要介绍音响系统的连接,音箱__,传声器__,音响系统的调试第一节专业音响系统的连接专业音响系统大多都是由单元设备组成的,根据使用要求设计音响系统、选定所用设备之后,要将这些分立设备按设计要求连接起来,构成一套完整的可以实现设计要求的音响系统对于固定__的系统,要将设备__在机柜中,并要将所有系统的连线按照一定的标准、规范(建筑弱电的有关规范)进行固定__对于__式系统,如演唱会、露天演出等临时装置,应对设备、线缆采取有效的临时固定措施,以确保其安全音响系统的连接、__涉及许多工程问题,包括音响控制室的设计与建设,音响系统电缆的管线工程,系统的供电等本节将重点讨论这些工程问题音响系统的连接一般可分为__传输、接地网络和供电系统三个方面
一、阻抗与传输电平1.阻抗匹配__输入端口也就是__输出端口的负载,它们之间的阻抗匹配需在怎样的范围内才能达到其要求,一般要视其__输出设备的设计要求而定要使音频电__的传输状态达到最佳,__输入接口的阻抗必须满足__源输出接口对其负载的阻抗匹配要求,否则,就将影响到音响设备的工作状态,造成其输出__的失真严重时,甚至有损坏音源设备的危险从理论上讲,输出阻抗与其负载阻抗相等时,__的传输效率为最高而如果输出阻抗大于负载阻抗,则__电能就会大部分损失在__输出电路上,这显然不利于__的传输因此,音响设备通常都是按输入阻抗大于输出阻抗设计的一般音响设备的连接,只要是负载阻抗大于__输出端的阻抗,都能使之正常工作但音响设备的输入阻抗不能设计得过高或过低,过高会降低其馈线的抗干扰性,过低则会造成其频响指标下降目前的专业音响设备的输出、输入端口大多都使用国际电工IEC268-15标准,所有使用此标准的音响设备都可以任意连接IEC268-15标准采用电压匹配技术(VMT),其设计旨在使负载能从__源中取得最大电平值,以实现__的无损耗传输这就要求负载的阻抗应远大于__源阻抗国际电工IEC268-15标准规定所有音响设备的线路输出端阻抗都应在50Ω以下,而作为负载的线路输入端阻抗则都应在10kΩ以上另外,传声器的__馈送线一般较长,需要较强的抗干扰性,所以其输入接口阻抗一般在1kΩ左右2.__传输电平音响系统连接的目的是为了传递__,音频__传输的最佳状态要求__源输出的电平值必须大于或等于输入接口的灵敏度,否则,便会造成__的信噪比指标恶化专业音响设备上的线路输入、输出电路的增益一般都定在0dB上,也就是说,设备对输入或输出__的电平既不放大,也不衰减,以使之在传输的过程中能保持其电平值不变,这主要是为了使电平控制单元的调整能有数值上的表征音响系统中通过设备外部的电线连接传送的__可以分成以下几类1微__传声器输出__(mV级)LP唱机输出__(mV级)音源输出(-10dB,250mV)2线路电平调音台输出(+4dB,l.22V)周边设备输入/输出(+4dB,1.28V)线路传输(0dB,0.775V)
(3)功率传输类Z功放输出(高电平,大电流)显而易见,在系统连接中,应注意输出、输入电平的匹配否则,要么出现设备过激励,造成削波失真,要么激励__不足,造成整个系统信噪比下降,对于某些__处理设备还会因为输入电平不匹配而达不到应有的效果通常音响设备(调音台、周边设备、功放)之间的连接是以线路电平传递__的一般有两种线路标准,一种是+4dB(1.228V),这种标准是最普遍、最多见的另一种是0dB(0.775V)不及上述+4dB的普遍系统中采用的设备的线路电平最好能统一,这样调整和使用时都会方便一些但是,只要各级设备都有电平调节(leveladjust)功能,0odB和+4dB的设备一般也可共存于一个系统中,不会发生什么问题另外,有一些声音处理设备,特别是效果器,为了兼顾电声乐器与专业音响系统的需要,设置了接口电平转换功能,该转换开关一般设置于设备的背后,可分为+4dB、-10dB、-20dB几档,使用扩声系统时应注意将其调整到+4dB挡通常,线路输入、输出电路的电平控制旋钮上都标有以分贝数为单位的刻度,如果音响系统的所有__馈线都是从线路输出到线路输入,则此系统上的各个电平控制旋钮上刻度值的总和,就是整个系统的增益分贝数;如果__电路上有电平衰减开关,则系统的增益分贝数还应加上开关上所示的数字由于传声器的输出电平很小,所以用于拾取传声器__的输入接口的增益通常都在60dB以上也就是说,此输入接口电路的放大倍率为1000倍以上3.__连接方式专业音响设备的输入、输出端子有非平衡、变压器平衡、差分平衡等几种方式平衡与平衡、非平衡与非平衡端口之间都是可以直接馈送__的;在要求较高的场合,平衡与非平衡端口之间,则须经过专门的转换器才能相互连接转换器一般有无源变压器转换器、半电压转换器以及有源差分放大转换器三种在一些要求不高的场合中,__的非平衡端子与平衡端子之间还是可以直接馈接的,其接线方法是平衡端的热端接非平衡端的__端,平衡端的冷端接非平衡端的地端,而平衡端的地端则接__馈线的屏蔽层除了功放与音箱间的功率传输以外,为了提高系统的抗干扰能力,保障信噪比,专业音响系统中的__连接都应尽可能采用平衡方式进行传输专业音响设备一般也都提供平衡输入、输出功能平衡方式__传输采用三线制用二芯屏蔽线连接,屏蔽网层作为接地线,其余两根芯线分别连接__热端(参考正端)和冷端(参考负端)由于在两条__芯线上流过的__电流是大小相同,方向相反的,因此传输线上感应到的外界电磁干扰将在输入端上被相减抵消专业音响系统中有时也采用一些家用的音源设备,它们的输出是不平衡的此外,电声乐器中的电吉它、电贝司、电键盘、合成器等也采用不平衡输出方式,因此音响系统的连接不可避免地会采用一些不平衡方式的连接在此应特别注意两点其一,采用不平衡方式时,尤其传送电平较低时,应尽可能缩短连接电缆的长度必要时可在不平衡输出设备附近就地设置放大器,提升电平并转换成平衡输出后再进行长距离传输,也可用变压器将__转换成平衡方式后再进行长线传输由于系统中采用不平衡__传输的设备存在,就提出了平衡/不平衡,不平衡/平衡的转换问题,有时这种转换并不是困难的,但有时必须借助变压器才能较好地解决问题
二、连接件专业音响系统中用的连接器(接插件)种类较多,主要有卡侬连接插件,也称标准连接器,6.25mm三芯插头和6.25mm二芯插头,RCA和DIN插接件下面分别介绍这几类连接器1.卡侬插接件(Cannon)卡侬连接插件是专业音响系统中使用最广泛的一类插接件,可用于传递音响系统中的各类__,从微弱__、线路电平__直至功率__都可由卡侬插接件连接,这是目前专业音响设备使用最广泛的一类插接件一般平衡式输入、输出端子都是使用卡侬插接件来连接的在某种意义上说,使用卡侬插接件也是专业音响系统的特征之一其好处是(l)采用平衡传输方式,抗外界电磁干扰能力较强
(2)具有弹簧锁定装置,连接可靠,不易拉脱
(3)插接件本身屏蔽效果良好、不易受到外界电磁场的干扰
(4)插接件规定了__流向,便于防止连接上的差错卡侬插头有公插与母插之分,插座也同样有公插座与母插座之分公插的电接点是插针,而母插的电接点是插孔按照国际上通用的惯例,以公插头或插座作__的输出端;以母插头、插座作为__的输入端卡侬公插头与母插头的外型见图8-1图8-1卡侬插头的外型示意图接照标准规定,卡侬连接器的1脚为接地端,2脚为__热端(参考正极),3脚为__冷端(参考负极)大部分设备按照上述标准设计,但也有个别厂商的设备例外因此,接线时应注意先看说明书上对卡侬插脚的定义、否则可能会接错,造成无声故障卡侬连接器除了上述三个接线端以外,还有一个外壳接地端,此端应根据外壳屏蔽接地的具体情况进行连接有些设备__地与机壳地是分开的,此时则应另行处理,不要将1脚与外壳地端连接采用卡侬插接件连接的情况主要有(l)传声器与电缆的连接;
(2)传声器电缆与调音台的连接(一般调音台低阻Low-Z输入习惯上用卡侬连接器,而高阻则用6.25mm话筒插接件);
(3)调音台的主输出;
(4)功率放大器的输入;
(5)专业音源设备的输入、输出;
(6)音箱与电缆的连接音箱与电缆的连接采用卡侬插、6.25mm话筒插以及接线端(柱)的情况都有另外,调音台与周边设备的连接,周边设备的输入、输出虽然也可以采用卡侬连接器,但大多数产品都采用6.25mm话筒插头,而采用卡侬插接件的并不多见卡侬插头的拆卸方法方法较特殊,一般是顺时针向内拧紧拆卸螺丝后,向外拉出卡侬插头的插芯也有少数卡侬插头的拆卸螺钉是采用逆时针方向向外拧下后拆卸的因此拆开卡浓插头连接电缆时应注意方向,不要强行硬拧以免损坏螺纹两端都采用卡侬连接件的连接电缆,按照__流向的规定,一端必然是卡侬公插,另一端是卡侬母插这样的连接电线可以一根接一根地连接加长,非常方便一般将两端插头上对应的引脚相连接,即两端的l-l,2-2,3-3之间是相互导通的,有时将它连成l-l,2-3,3-2的形式,这就构成了“反相线”将这样的反相线插入到传声器与调音台的连接电缆中(即将话筒输入经反相线过渡),便可实现话筒__的反相对于没有反相开关的调音台,备一些这样的反相线就可以实现调音台输入__的倒相功能2.6.25mm话筒插件在有些设备上,也常使用6.25mm话筒插件连接,6.25mm话筒插头(l/4inchphoneJack)有两种,一种是三芯的(TRSPhoneJack),另一种是普通二芯话筒插头
(1)三芯话筒插头(TRSJack)6.25mm三芯话筒插头其内部接线为插头顶T(TOP)为__热端,插头环R(Ring)为__冷端,插头套S(Sleeve)为接地端三芯话筒插头如图8-2(a)所示这种三芯插头可以用于单向传输__,此时采用平衡传输;也可用于双向传输__,此时采用不平衡方式用于平衡单向传输__时规定顶一输出(__热端),环--返回(__冷端),套-地TRS插头的这种用法主要用于调音台上话筒的输入(高阻),调音台的线路输入、调音台的辅助输出,输入、输出在采用平衡方式的周边设备也用TRS插头TRS插用于不平衡双向__传输主要是调音台的Insert接口,通过TRS插头的一个电接点将__引出调音台进室外楼的声道,另一个电接点返回调音台,第三个接点则作为地线端TRS插头在作双向__传输时一般规定顶一送出、环一返回、套—接地此外,三芯话筒插还可以用于立体声设备输入、输出的插接件
(2)二芯话筒插头(l/4inchphoneJack)6.25mm二芯话筒插头,与三芯插的外形和尺寸基本一致,但少一个电接点R,只有顶和套两个电接点因此,非平衡输入、输出端口的连接一般都使用大二芯插接件来进行二芯话筒插头规定顶(TOP)是__端、套(sleeve)是接地端这种普通的二芯话筒插头可用于调音台、周边设备__的不平衡方式输入、输出,也用于音箱与电缆的连接二芯话筒插如图8-2(b)所示由于二芯和三芯(6.25mm)话筒插头外型尺寸是一致的因此二芯话筒插头可以插入三芯的插座,三芯的插头也可插入二芯的插座对于__输入的情况,将二芯插头插入三芯插座(即将不平衡__送入平衡输入口)一般可以自动实现不平衡__衡的连接,此时二芯插头将三芯插座内__冷端与地相连对于__输出端,则要先弄清内部电路形式,方可将二芯插头插入三芯插孔设备的平衡输出电路有两种方式一种是变压器输出,另一种是差动电路输出,当设备平衡输出为变压器输出方式时,将二芯话筒插插入三芯的输出插座即可实现平衡一不平衡转换此时将变压器的输出冷端接地对于采用差动电路进行平衡输出的情况,一般不能用二芯插头插入三芯插座的方法来实现平衡一不平衡转换3.RCA插头RCA插头又称莲花插,主要用于家用音响和视听设备,其外形见图8-2(c)4.DIN插接件此外,还有些设备的非平衡线路输入、输出端口是通过DIN五芯插接件来连接的这是一种专门用于立体声__传输的插接件,其内部接线如图8-1-2(d)所示a三芯插头(
1、左__或__+,
2、屏蔽,
3、右__或__-)b二芯插头(
1、__,
2、屏蔽)cTX型同心插头(
1、__,
2、屏蔽)图8-2常用音响插接件示意图
三、设备连接要求1.连接线要求音响系统中各个设备之间的连接,传声器、音箱与设备的连接都要用线缆(cable)系统联接中用的线缆不仅与整个系统的信噪比有关,而且线缆的材料,分布参数特性对音质也有很大的影响按照所传输__的不同,音响工程中用的线缆可以分成三类第一类是微弱__传送线缆、主要是指话筒线;第二类是电平__传送用电缆,用于各类设备间的连接;第三类是功率__传送电缆,即音箱线下面分别介绍这几种线缆
(1)话筒线话筒线必须是屏蔽电缆因为话筒线传送的为毫伏级__,电平很低,为了防止受环境电磁干扰,必须采取屏蔽措施话筒线有二芯屏蔽线与单芯屏蔽线之分,二芯的可用于平衡传输,单芯的只能用于不平衡传输话筒线除了抗干扰的要求以外,对机械特性也有要求由于话筒要经常__,话筒线容易受到牵拉,而且也容易打结为此,要求话筒线比一般的屏蔽线应该更柔软,并在电缆中加入纤维线,以提高抗拉强度应选金属屏蔽层紧密,质地柔软,有纤维线的话筒线用于音响工程
(2)线路电平__传输线线路电平__传输线用于电声音响系统中各个设备间的连接这些连接线也应用屏蔽线以防干扰线路电平__传输线对机械特性没有特别的要求,用普通的屏蔽线即可但线的材质对音质会有一些影响故音响工程中用的线路电平传输线应尽量选用无氧铜线,既有助于改善音质,__也较合理
(3)音箱线在专业音响系统的功放与音箱连接中,通常都希望使阻尼特性fD值大些为好影响fD值的因素有音箱分频电路阻抗和音箱连线内阻两个方面功率放大器应尽可能降低输出内阻来提高阻尼系数,以增强功放对音箱的控制能力音箱线的电阻即可看作是功率放大器输出电阻的一部分,当音箱线过长时,其电阻值可能会使阻尼系数大为降低首先音箱线应具尽可能低的电阻这一点在音响工程中尤为重要,因为音响工程中往往要使用较长的音箱线,其电阻不可忽视因此音箱线应该尽量粗、短一些在音响控制室与音箱距离太远的情况下,必要时可将功放就近__于音箱附近其次音箱线的材料对音质也有影响,就音响工程而言可采用无氧铜(OFC)的专用音箱线其纯度越高,音质越佳在音箱线选择时应尽量选择截__大一些、股数多一些的OFC线通常__产品质地都很柔软,这也是鉴别音箱线质量的一种方法在电声工程中因为音箱线一般都较长,因此它对音质的影响也较大,在没有条件使用0FC音箱线时,应尽量选择截面大一些、股数多一些的__铜线功放送往音箱的__电压有几十伏,瞬时电流可高达百安培因此音箱线无需采用屏蔽措施音箱线不能使用单芯的音频同轴电缆来代替,因为这种电缆的屏蔽层是用铁质材料制成的,而铁的内阻又较大,不宜用于音箱连线的大功率__的传输要求连接线的线阻不要超过专业放大器的内阻所以,对于超长的音箱连线,如果其线阻超过了
0.02Ω,就应换用较粗的铜质导线不仅降低功放系统的线耗,而且保证音质2.设备连接的工艺要求设备的连接除了要满足上述各项要求之外,还有如下几项工艺方面的要求
(1)电缆的终端焊接,应使失去屏蔽的部分尽可能的短,通常应在25mm以下
(2)对平衡传输线路屏蔽层的一端接地时,不接地的一端应可靠绝缘
(3)在电缆超过300m时,最好将其屏蔽中心断开,并将两端分别接地,以减小屏蔽内阻
(4)平衡式传输电缆的两根传输线应相互绞合、以抑制磁耦合
(5)把交流电源线的火线和零线绞合起来,可减轻其对音响系统的干扰
(6)接地导线应尽量使用相同的金属材料,以避免不同金属材料之间产生氧化层
(7)多芯电缆中不用的芯线应予以单端接地
(8)接地应走直线,避免成环路,以减小自感
(9)不同电平、不同类型的__馈线应彼此远离,并避免相互平行的分布
(10)系统的真地电阻应不大于4Ω
四、接地网络音响系统的所有设备必须进入同一个公共的接地网络;其作用是建立屏蔽系统对音响系统的信噪比指标影响最大的是感应干扰,这种干扰可分为电场干扰和电磁场干扰两种其中电场干扰是由高压交变电场对音响系统的影响,从而引起其静电分布产生相应的变化所造成的,这种交变电场作用在系统的前级,经各级电路的放大后,会产生不容忽略的噪声电平使用良导体(如铜、铝等)将设备屏蔽起来,并将其静电引入大地,即可有效地抑制此类干扰电磁场干扰一般是由交变磁场作用在音频线路上,并形成电磁感应所造成的屏蔽此类干扰,一般可使用高磁导率的材料,如铁氧体、坡莫合金以及各种软铁磁材料等两种感应干扰噪声的频谱通常为50Hz或60Hz的工频及其各次谐波高压输电线、高压霓虹灯等高压电器设备所辐射出的多为电场,而变压器、调光器等电器设备辐射出的则多为电磁场由于这两类干扰通常都是同时存在的,所以音响系统的抗干扰屏蔽应使用对电场和电磁场都具有良好屏蔽作用的软铁磁材料等专业音响设备一般都是用金属外壳封装起来的,其抗干扰性通常不会有问题而__传输线则应注意必须使用专门的音频同轴电缆,此类电缆的屏蔽层覆盖率在90%以上,并且是由铁质材料制成的,所以具有良好的抗于扰能力而射频电缆(此类电缆的屏蔽层为铜质,抗电磁干扰能力较差),或泄漏通信电缆(此类电缆屏蔽层覆盖率较低)等,则不宜用于音响系统的__传输整个接地网络由两部分组成,一部分是屏蔽系统,另一部分为公共接地系统1.屏蔽系统音响设备的铁质外壳和__馈线的屏蔽层的作用是将音响系统的所有部件都屏蔽起来一般的音响系统都是由多台分立设备串接起来的链路系统;如果其屏蔽系统也是依其音响系统设备中__的走向串接成链状,则称其为链式接地方式由于屏蔽系统是由内阻较高的铁质材料制作的,当其上出现较强的交变静电感应时,就会因整个系统的电荷平衡速度较慢而产生电势;此电势影响到音响设备前级,会产生一定的噪声电平,即地阻干扰此类干扰在链路较长的音响系统上尤为明显因此,在复杂的音响系统中,应避免使用链式接地方式,而应使用星式接地方式,如图8-4所示星式接地方式,就是将音响系统的屏蔽链路划分成尽量小的段,每一段都通过单独的导线接到一个公共地端上,以避免地阻干扰现象屏蔽的分段通常是以一台设备为单位,而馈线的屏蔽层则应一端接地,最好是在__传输线的末端接地设备的共地接线应尽量短粗,并宜使用高导电率的铜质或铝质导线,导线的一端可接在设备外壳的接地螺丝上,另一端应在尽量靠近系统前级(如调音台),集中接到一起后,就近与真地装置相连另外,星式接地方式还可通过电源线的接地端进行此时,系统的接地网络将集中于电源插板上当然,用此方式接地时,所有设备的电源线都必须带有接地端;如遇到有个别设备的电源线没有接地端,亦可另用一导线将其与电源插板的地端相连不能让__传输回路进入馈线的屏蔽层这一点在非平衡式的__传输线上尤其要注意,一定要用三芯同轴电缆,以便其__端和接地端都走屏蔽层内的导线图8-4星式接地方式2.接地接地在音响工程中不仅起到防止触电事故的作用,而且对防止干扰,提高整个系统的信噪比有着不容忽视的作用为了防止通过地线将某些干扰引入音响系统,音响系统要设置专用的接地线,尽量不要与其他设备共用一根地线,尤其是可控调光设备1)真地真地,也就是接大地屏蔽系统对电磁场的抗干扰作用与其是否接大地是没有关系的;而对于电场干扰的屏蔽,则必须接大地,屏蔽才起作用因而在有强电场干扰,或较为严谨的场合当中,屏蔽系统必须处于真地状态音响设备屏蔽系统的真地,一般可借用电源系统的真地装置,但在严谨的场合当中,必须使用单独的真地装置2)一点接地音响设备的接地原则是确保整个接地系统是“等电位”,接地的各点不应有电位差,因此接地点不应构成回路在工程上采用“一点接地”的方式来确保上述基本要求在系统中__的参考零电平称作__地;埋设于地下的地线称作“真大地”;而设备的外壳构成机壳地,有时也称保护接地;在音响工程中,应将所有的__地汇集于一点,通常是汇集于调音台,其连接是借助于__电缆的金属编织屏蔽网层此时应注意__地需以调音台为中心呈辐射状连至各个设备,不能有地线回路外壳地的汇集点通常是19in机架,它汇集各设备的外壳接地端以及管线工程中铁管的接地同样,外壳地也自19in机架一点呈辐射状,不可有回路最后用粗铜线将调音台的__地汇集点与机架上的外壳地汇集到为音响系统专门埋设的地线上接地网络绝对不能出现有闭环回路的结构产生闭环回路的原因一般是由于多条__线的屏蔽层两端接地,或是在屏蔽层与电源地端之间形成的这些由闭环回路所形成的大线圈,当受到其它电器设备辐射出的交变磁场的作用时,必然会出现工频感应电流,产生严重的噪声干扰为了保证系统不出现地环路的结构,要求其各设备之间只能有一条接地导线互连设备之间的所有的音频电缆屏蔽层都采用一端接地(话筒电缆除外)接地导线最好使用铜芯线材,每台设备都应有自己的接地线,不能将多台设备的接地端用一根导线串连起来,再引入真地装置效果器设备的接地,最好是通过效果处理的输入接口进行,也就是说,应尽量靠近__链路的前级接地__馈线的屏蔽层如果需要一端接地,则其接地的最优方式一般是取__传输线的末端接地(链式接地系统除外),而对于平衡与非平衡端口之间的接地,则接地端就应选择平衡的一端3.方法固定__的扩声系统由于采用上述机壳地、__地各自集于一点,然后再从机架和调音台上将其引至接真大地端的方法因此在设备连接中应该注意卡侬连接器上的外壳地不要和屏蔽层的金属编织网层相连,也不要使金属网层碰到卡侬插的外壳,否则,这样的接地方式就会造成有“地线回路”影响接地效果对于经常__的系统,有时采用在单件设备上将__地与外壳地接于一点的方法此时,用卡侬插上的外壳地端与__地(1脚)相连在这样的系统中,与真大地连接端只能取自调音台一点,否则也将出现“地线环路”总而言之,接地的原则是使整个接地系统成为一个等势体,不许存在地线环路在工程中若出现交流声等问题,应首先从接地是否合理着手考虑解决的方法
五、供电系统音响设备在__和使用中应避免受到干扰而引起的噪声音响设备的外壳,设备间的连接都采取了屏蔽措施,这有助于防止空间电磁场对系统的干扰各类干扰进入音响系统的另一条途径便是通过供电电源,因此在音响工程中对设备的供电不可马虎1.防止强电干扰多数强功率用电器都可通过电网对音响系统施以干扰,这类干扰比较严重的有可控硅调光器,高压孤光灯等等因而,此类电器的电源插头应尽量接在远离音响系统配电盘的地方并且,对于较为严谨的场合,其供电线路还应使用隔离变压器,将音响设备与其它用电设备隔离,以杜绝此类干扰的产生从电源串入电声系统的最主要干扰是来自可控硅调光设备,这种干扰使音响系统发出明显的“吱吱”声在剧场、歌舞厅中所使用的灯光设备一般都用可控硅调光,因此在系统设计中一定要采取有效的措施可控硅之所以会干扰音响设备是因为它们在工作时会将大量谐波电流注入电网,造成电力系统中谐波含量剧增,电压波形畸变的所谓“电源污染”当用这种受到污染的电源向音响设备供电时势必造成危害,严重破坏音响系统的放音音质为了防止可控硅调光设备对音响系统的干扰,其最基本的出发点便是设法以较“干净”的电源向音响设备供电有几条常用的措施,可以根据具体情况和条件加以采用(l)对要求较高的大型剧场,应考虑采用两个变压器供电的方式,音响设备与灯光设备各自使用一个变压器,这样可较为__地解决来自电源的可控硅干扰
(2)对于中小型剧场、歌舞厅,在没有条件使用两台变压器时,则应从变压器输出端专门拉一路电源供给音响设备使用,在必要时可再增设交流电源滤波器和稳压器
(3)尽量选用干扰小的可控硅调光器,以减少“干扰源”注入电网的谐波量
(4)灯光的供电线路,应远离音频线路,特别是传输低电平__的话筒线
(5)音响系统应有__的接地端,该地线要专门理设,不能和别的强电接地端相连,尤其不能和灯光设备地线相连,以防止其它设备的噪声、干扰通过地线进入音响系统2.电源相位一致音响设备的供电配线比较简单,只要使其各设备之间的电源相位保持一致即可同一套系统内的各设备之间电源相位不一致时,电网频率波动会在设备之间引入一定程度的低频噪声干扰因而,在进行电源配线时,应逐一将各设备的电源插头都反插一次对于有接地端的三端电源插头来说,将电源的火线与零线反接一次是很不容易的此时,可准备两块完全一样的多功能电源插座板,并将其互为反相并入供电网这样,只要将每台设备的插头在这两块电源板的相同位置上都试插一次,选择交流声最小的插接方式确定下来即可此外,在供电方面要尽量使三相负载较为平衡,这对提高电源质量有好处
六、音响控制室施工在实施音响工程时,音响控制室的建设是十分重要的1.音响控制室的施工要点
(1)为了使地板不易受潮和保持干燥,并具有较良好的绝缘性能,地面最好做成木地板地板的设计应考虑设备荷重及避免行走时地板出声和产生振动
(2)扩声控制室和灯控室的位置不宜设在同一台侧的上下层可控硅的电线管和传声器电缆管不能靠近和平行布置,两种管线应相距1.5m以上音响控制室内敷线地沟的深度约8cm,宽度应大于20cm,内置铁皮以防鼠、防潮及便于接地,同时应装活动盖板
(3)辅助设施齐备音响控制室内因为装置了大量音响器材、设备,应该防尘、避振应备有空调与通风系统保证设备的通风、散热为了便于与场内联络,音响控制室与舞台监督,灯光控制室之间应该具备对讲设备2.机柜__专业音响机柜宽度是标准的19in,与专业音响的标准尺寸相同根据所装设备的多少,有多种不同的高度机柜可供选择采用标准机架可将整个音响系统的大部分设备__连接成一个整体,方便操作,可靠美观,在音响工程中得到普遍采用音响设备的__顺序一般按__流程的原则,自上而下排列即__源、声音处理设备在上,功率放大器在下其好处是
(1)设备的__顺序与__流程一致,便于逐级调整、检查
(2)系统中最重的设备(功率放大器)在最下面,使整个机架的重心在下面,稳定性好
(3)有利设备的通风散热由于专业音响系统工作时会产生较大热量,必要时可配置风扇以确保其散热通风图8-5给出了专业音响机柜的示意图图8-5专业音响机柜示意图思考题:
1.什么是线路电平
2.什么是一点接地
3.音响系统的电源___要与灯光系统的电源分开
4.卡侬插接件的优点是什么应如何使用
5.三芯插头有哪些使用方法
6.音响控制室的设计要点有哪些第二节音响设备的__与调试
一、传声器__与调试在扩声系统中用传声器拾音,除了要按传声器的各种技术特性进行选型外,还应充分考虑到按不同场合的使用特点去布置传声器例如,会场扩声用传声器就应该布置在舞台内的讲台上,一般可根据__台就坐情况布置一只或数只同样,在体育比赛时,在__台,讲解台和裁判席上均应布置相应的传声器在音乐厅和剧院中,为了不妨碍观众的视线,通常力求使用小型传声器,布置在舞台口部或灯架处,保证可靠的屏蔽在音乐厅中的传声器,放置在舞台上,振动干扰大,应有隔振装置演出扩声用传声器的布置还应均匀地照顾舞台上演员的活动区,也可以使用无线传声器对于乐队的拾音,传声器的布置直接影响乐队演奏的艺术效果,其布置应保证对整个乐器组和演奏者的综合拾音,并使它们之间的响度有正确的比例1.布局要点
(1)传声器的布置应远离音箱,以减少声反馈这是因为音箱的辐射声压随距离的平方成反比例衰减,传声器离音箱愈远,接受音箱声波的机会愈小,对抑制声反馈愈有利假设音箱辐射的声压为p,音箱与传声器间距离为r,那么随着r的增大,p将愈来愈小,也就是传声器所能接受到的音箱重发__愈来愈弱语言拾音(例如开会演讲等)一般采用近距拾音因为语言拾音以清晰度和可懂度为主,通常声源与传声器的距离应保持在20cm~40cm为佳,这样听起来亲切、扎实距离太远,会使__变弱,容易接受到室内噪声和混响声,人为地降低系统的信噪比,会影响语言清晰度不同混响时间条件的__内,声源与传声器间距离变化与语言清晰度有一定关系随着声源与传声器间距离增大,清晰度会急剧下降距离太近,会使传声器的输出__过强,而产生过荷失真同时,声源过分靠近传声器,使之处于近场区,产生近讲效应,明显加重低音成分、听起来发闷,影响语言可懂度近讲效应多存在于压差式和压强与压差式复合的指向特性的传声器中,有时演出需作近距使用时,可以采用无指向性传声器,或者采用有指向性而又有低音衰减开关的传声器,使低音适当衰减,从而克服近讲效应大型演出的传声器布局,要取决于演出形式,特别要注意乐队与合唱团的声平衡当用心形传声器时,合唱团的女高音、女低音、男高音、男中音四个声部,每个声部需要一只传声器,传声器的装置高度取决于该声部演唱者平均嘴部的高度,拾音距离取决于传声器的拾音水平角乐队伴奏用传声器也应该使用心形指向性传声器,拾音距离应尽量靠近声源另外对于大型演出用的混响传声器一般吊在舞台前方,离乐队指挥7m~10m,高6m~7m位置上
(2)采用强指向性传声器对于扩声系统,使用较强指向性的传声器利多弊少采用强指向性传声器可明显减少音箱的直达声或厅堂混响声对传声器的影响,提高系统稳定度,通常前者比后者使系统的稳定度提高5~10dB;采用强指向性传声器,使得音箱的声辐射方向不包含传声器的灵敏度方向将传声器置于音箱的后__,仍可较好地抑制声反馈
(3)采用强指向性音箱,使音箱的指向性辐射范围背离传声器位置,其辐射声波不会影响传声器的正常工作
(4)传声器和反射墙面应有一定距离,此距离至少应在3m以上,避免反射声太强,引入声源反馈,影响语言清晰度或出现啸叫通常会议时,传声器的后墙应有幕帘遮挡,有条件的场所讲台附近作些吸声处理,可加强扩声效果2.多路传声器的使用要点当使用多路传声器时,传声器的相位问题表现在两个方面一个方面是必须保证所有传声器在相位上同相,另一个方面是多路传声器拾音时,要防止传声器之间的位置与距离同声源处理不当,产生相位干涉现象,而影响拾音效果当使用多只传声器拾音时,为了减少传声器所拾取__的干涉现象,还应遵循下述三个原则
(1)使用多只传声器拾音时,传声器之间的距离(L),应至少等于声源到传声器的距离(D)的3倍(L≥3D)这时每个声源直接到达最近传声器的__强度将明显大于其到达邻近传声器的__强度,声源相互干扰小,相位干涉现象不明显
(2)当使用心形指向性传声器时,可将传声器位置调整,使其主轴灵敏度区偏离声源的主轴方向,以减少声反馈
(3)当使用一对传声器拾取单声源__时,应尽量将两只传声器靠拢,使之距离远远小于声源至传声器的距离当两只传声器间距离大于声源与传声器间距离时,应保证两只传声器与声源间距离完全相等
(4)当拾取多声源(例如合唱或乐队演奏)时,应避免在拾取某一声源__时,过多拾取其它声源__,使整个演出的声平衡难以处理传声器与音箱的相对位置应有一定的角度,使音箱辐射声音最弱的方向对准传声器灵敏度最弱的方向
(5)多只传声器不宜并联使用传声器并联使用时互为负载,其输出阻抗变化很大,降低了灵敏度,增大了失真度,破坏了传声器的频率响应,严重影响音质多只传声器应有多路输入调音台(或其它前置增音机)配合使用多只传声器的投入使用,使得声反馈的机会增大在分别工作时,不使用的传声器应切断或关小,以保证工作传声器的最佳稳定度3.传声器拾音布局实例
(1)单只传声器的拾音单只传声器的拾音,对于__拾音,如前所述,应采用近距离拾音,可保证__声能清晰实在此外对于语言拾音,还应根据传声器的指向性,选择合适的直达声与混响声的比例来确定拾音距离如果是小乐队伴奏(或一件乐器伴奏)的独唱或独奏小型节目,可使用单只传声器拾音此时可将独唱(奏)演员与伴奏乐队分置在拾音传声器的两边,并使传声器距独唱(奏)演员稍近一些,离伴奏乐队稍远一些,这种拾音方式可使独唱(奏)演员声音突出,具有亲切感,同时独唱(奏)与伴奏远近层次分明,音响整体效果较好
(2)多只传声器拾音方式
①主传声器方式这是一种在单只传声器拾音方式基础上发展起来的一种多只传声器拾音方式它是用一只传声器作主传声器对整个演出现场进行全面拾音、另外再在一些声部前面布置相应传声器进行近距特写拾音调音时将主传声器的分电平调节器开足,使其所拾取的整体声能基本达到额定输出,在此基础上再适当加入特写传声器__,以使需要突出声部的声音或声音较弱的部分增加音量,求得各声部音量的平衡对大型交响乐团演出拾音时,主传声器应采用心形传声器,设置在指挥台稍后较高处,其数量为一只或数只,架高
1.~
3.5m,以拾取节目的整体声这个位置与乐队指挥所听到的演出气氛应当是一致的乐队前方可布置几只电容式传声器,重点拾取各组弦乐声音这些传声器也作为主传声器对所有乐器进行整体拾音独唱演员前设置近讲离心形传声器,以增加亲切感;木管乐器和竖琴声音特别微弱,但经常有独奏乐句,在整个乐队中起重要作用,可以分别专设心形电容传声器作近距离特写拾音合唱队离主传声器较远,通常也设置数只传声器拾取合唱声音增加真实感乐队前区所设置的无方向性电容传声器是为专门拾取混响声的传声器,在广播录音系统中,当不用人工延时、混响时、可将这只传声器所拾取的混响声,按适当的比例混入整个音乐之中通常混响传声器的拾音距离应大于或等于等效混响半径,其__高度在5~7m为宜
②多声道拾音方式多声道拾音多用于录音系统之中这种方式是将全部音乐声源分成若干个声部(大多为一件乐器一个声部),每一个声部前都放置一个近距离拾音传声器做“特写拾音”调音时,按照节目所需的音量平衡调整各个传声器的分电平调节器,而各声部声象的层次感,要由人工延时混响技术来完成4.传声器盒的布置和__舞台上传声器所拾取的声频__需馈送到调音台去进行__的处理与放大,调音台及其它声频设备所处的控制室一般距舞台较远,为了保证__的正常馈送,除了须考虑前级与中间级的屏蔽连接外,还须在舞台上设置与传声器连接的传声器盒传声器至调音台的连接馈线可以隐蔽而固定__,这样,传声器可以置于舞台上任何位置而不受馈线长度影响
(1)传声器盒的布置传声器盒可根据其在舞台的布置形式采用集中放置或分散放置两种形式传声器盒的安放位置应以接近传声器的使用位置并且不影响舞台演出活动为原则,通常可集中置于舞台两侧或分散置于舞台上传声器常用位置舞台两侧的传声器盒中应设有10~16个插座,有时也可以集中于舞台一侧放置乐队常处位置处的传声器盒可设置8~12个插座舞台后区使用的效果传声器的插座可直接与舞台吊杆连在一起有些厅堂的舞台前设有乐池,此时在乐池内也应埋设传声盒,并在盒内设置8~12路插座体育场、馆除了要在__台与裁判台的方便位置设置具有一定数量插座的传声盒外,还应在比赛场地周围设置4~6组传声器盒,每组盒内可装4~6个插座,以适应体育馆内的多种功能的需要
(2)安放方式传声器盒可嵌入舞台台框内侧墙内,距地板30cm~50cm,传声器盒下部应有薄壁穿线钢管与之连通,穿线钢管经舞台地板下部一直引伸至调音控制室,管内穿屏蔽__线传声器盒分散布置时,可将传声器盒置于舞台(或__台)地板下面,为了防止灰尘落入,并保证地板表面平整,可在放置传声器盒部位地板表面嵌入金属盖板金属盖板宜用厚1cm的铜板或不锈钢板制成有时为了防止灰尖对盒内插座的影响,可将传声器盒垂直固定在地板下部3屏蔽连接传声器盒内的插座须用屏蔽线可靠连接,并且穿管敷设,直接引入音响控制室
二、音箱系统的__音响工程应该保证场内各处具有基本一致的声压级为保证此项指标要求,应对场内各点声压级进行测量,了解声场分布情况若声压级相差较大,可适当调整音箱的摆放位置,若还不能解决问题,则要考虑增设音箱或改善建声环境声场调整好后,便可着手__音箱系统了1.常规音箱的__常规音箱系统的__有明装、暗装和吊装三种方式明装指音箱系统直接装在观众厅内可视之处;暗装指音箱系统装在平顶内或台框、墙壁内,吊装指采用吊钩、挂钧或吊篮将音箱系统吊挂在顶棚上、墙壁上,吊装时可以有暗吊和明吊两种形式
(1)明装明装音箱__在观众厅顶棚或墙壁之外,采用吊、挂或嵌入形式,其特点为
①声音不受阻挡,可直接射向观众席,声能损失很小
②__、调整方向,可在现场很直观地调节好音箱的声辐射方向,保证观众席内各个区域内都可获得较为均匀的直达声
③应充分注意安全
④注意不要让音箱影响厅堂内的整体造型
(2)暗装暗装音箱指将音箱隐蔽__的方式,如图8-6所示其__特点为
①预留的__洞口必须足够大,以便调节音箱系统方向,洞口的宽度会影响水平方向的调节,高度和深度会影响垂直方向的调节
②装在顶棚内的音箱系统有两种处理方式,一种是音箱与顶棚平行放置音箱直接平放在顶棚上,此时声音由顶棚直射相应观众席,这种方式通常适用于体育馆的场地供声系统,低音音箱系统以及分散布置的背景音箱系统另一种是音箱装在顶棚的反声罩内,以免声能在平顶内的逸散__反射罩的平顶留空处要有足够大的__,反声罩本身的出口处也必须按照音箱的声辐射角度留有足够大的空间,使音箱的声覆盖范围不受影响反声罩应用硬木制作,并且牢牢固定在顶栅上,避免由扬声器的工作而产生共振现象,破坏重放声的音质
③暗装时所用的面罩必须透声,通常可用尼龙装饰音箱布或涤纶装饰音箱布不宜采用透声性能差的厚密织物金属网罩容易产生刺耳的金属共振声,影响声质,也应当少用或慎重使用
④有时暗装音箱前还采用了装饰格片装饰格片的宽度应小于所装音箱纸盆直径的1/10,格片的开口率应大于75%,装饰格片最好做成楔形,有利于声波的传播与扩散
⑤暗装形式有利于整个厅堂的装饰效果,但是如果处理不好会使部分直达声能损失,而且__比较麻烦,调整与维修亦十分不方便图8-6音箱暗装示意图
(3)吊装厅堂内音箱的吊装需要考虑两个问题一是吊装位置与倾斜角度直接影响整个厅堂的声场分布,吊装角度和音箱主声束的聚束区域;二是吊装的牢固度直接关系到厅堂内的安全性可采用吊篮吊装形式,这种声吊篮在设计时应根据厅堂体形和辐射区域预先预制好,将音箱系统按各个相应位置__固定牢固后再起吊至厅堂上空声吊篮应配置有电动起吊设备,利于__,调整与维修表8-2给出了音箱紧固件的规格与许用负荷,可供吊装时参考表8-2音箱紧固件一览表┌───────────┬───────────────┬───────────────┐│品种│Cc型(两头为吊钩)│co型(一头吊扣,一头吊钩)│├───────────┼───┬───┬───┬───┼───┬───┬───┬───┤│螺旋扣号码│0·2│
0.3│0·6│0·9│0·2│0.3│0.6│0·9│├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤│许用负荷(kg)│230│320│630│960│230│320│630│960│├───────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤│适用钢筋最大直径(mm)│4.5│5.5│8.5│9·5│8.5│8.5│8.5│9.5│├─────┬─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤│全长│最小│260│340│440│510│270│350│460│510││(mm)├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤││最大│360│460│610│710│370│470│630│710│└─────┴─────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘音箱的吊装要点是
①根据专业音箱或音柱的重量设计吊装构件与固定方式,确保吊装安全可靠
②顶棚吊装音箱应有四个吊装点,侧墙吊装则要有三个吊装点,便于调节倾斜角度
③大型专业音箱或音柱的吊装除需特殊制作与箱体相固定的吊架,还应采用花篮螺丝和6~8mm钢索与之配合吊装花篮螺丝可用于拉紧钢索并调节松紧,利于音箱的固定和倾斜角度调节2.背景音乐音箱__
(1)背景音乐系统的音箱可__在使用场合的天棚内,由于天棚高度各不相同,音箱的__高度亦有所差异音箱间的配置距离以3~6m比较理想有些场合亦可__在使用场合的墙壁上,__在墙壁上的音箱高度宜取3~5m,其间隔为4~7m
(2)音箱的口径一般选取φ165mm,有些场合也使用φ130mm,或φ200mm音箱为全频带动圈式纸盆音箱,其重放频率为100~_____Hz(至少需达8000Hz)音箱可置于吸顶圆盘上,安置在顶棚内也可以装在助声箱内,悬挂在墙壁上
(3)吸顶音箱__吸顶音箱__如图8-7所示,其步骤如下
①将天花板割开一个圆形__孔,将支架上的压片上移,将支架整体装入__孔内
②旋松压片蝶形螺丝、将压片下移,顶紧天花板,并旋紧蝶形螺丝,以使支架固定图8-7吸顶音箱__思考题:
1.___不能将多只传声器并联使用
2.什么是音箱的暗装方式
3.背景音乐系统的音箱一般应如何__第三节音响系统调试音响工程的调试,是一项既需要技术经验又需要认真细致的工作调试就是让音响系统达到合理设计要求的唯一手段如果调试不细致,不仅不能达到工程的设计效果,而且还有可能使设备工作在不正常的状态所以在调试前要充分认识到这项工作的重要性调试前要仔细确认每一台设备是否__、连接正确,认真向施工人员询问施工遗留的有关问题;调试前必须认真地阅读所有的设备说明书,仔细查阅设计图纸的标注和连接方式;调试前一定要确信供电线路和供电电压没有任何问题;并要准备相应的仪器和工具
一、系统通电音响系统__工程完成之后,便可进行通电调试了系统通电是给每台设备加电,验证每一单元是否都完好,连线是否正确,系统是否可发出声音在此基础上才可进行细致调整、调试系统通电虽说不复杂,但是工程上存在的一些问题都要在这一工作中进行验证系统通电是保证工程质量的第一步需要准备的仪器和工具有相位仪,噪声发生器,频谱仪(含声压级计),万用表等1.通电前的检查通电前的检查非常重要,如果设备或线路有严重问题未及早发现,盲目地开机通电会造成系统更大范围的故障和损坏通电之前一定要作充分准备,仔细检查管线工程的质量并对各单件设备作初步的检查,确认不存在短路故障的情况下才能给系统通电
(1)管线工程质量的检查音响系统的管线工程应按建筑电气规范进行施工、__,并以此标准加以验收在系统通电前一定要仔细检查,以防管线工程存在的问题祸及贵重的音响设备在此仅强调几点关键问题
①现代音响设备都以单相交流电供电,管线工程完毕后应检查向音响设备供电的配电板通电源插座供电电压是否为220V,如果接线有差错,将两根相线接至单相电源插座上则会有38OV电压,会烧毁机器
②检查输入调音台的__线是否存在与功率线短路的情况若把高电压误送入调音台输入端,会烧毁调音台
③功放输出端决不可短路,因此要重点检查音箱馈线、插头、插座,确保没有短路可先拔去音箱插头,在音响控制室那一端用万用表测音箱线两端的电阻,此时应该是开路,然后接上音箱插头,再在音响控制室那端测其电阻,此阻值一般为音箱阻抗的1.l倍左右,如果考虑音箱线电阻,其阻值还将大一些插头短路是最常见的恶性事故,应引起注意
(2)设备检验音响系统中设备器材众多,如果个别设备有故障时,常会造成大__器材发生损坏的恶果例如,功放损坏可能会出现输出端有很高的直流电压,这将引起音箱系统的损坏专业音响器材、设备在出厂时虽然都经过严格检验,但这些器材往往要经过长途运输,而且有时还要几经转运才最终到达用户手中装卸搬运的过程中有时难免碰撞,对设备造成损伤,仓储环境不良又可能使设备受潮因此系统通电前,要先对单件设备先作逐个通电检查、测试上述对单件设备分别进行的初步测试主要包括几个方面
①检查设备电源检查设备电源电压是否与市电电压220V相符,电源是否置于220V挡设备没有220V电压挡的机型,应考虑另配变压器单台设备接通电源观察是否有异常现象在不加输入__情况下测量输出电压此时,输出电压应基本为零,不应有直流电平输出存在的极小的输出电压即为输出噪声
②单独开机从音源开始逐步检查__的传输情况,只有__在各个设备中传输良好,功放和音箱才会得到经过正确处理的__,才可能有好的音质进行这一步时,音箱和功放先不要连接上,周边处理设备也应置于分路状态检查时要顺着__的去向,逐步检查它的电平设置、增益、相位及畅通情况,保证各个设备都能得到前级设备提供的最佳__,也能为后级提供最佳__在检查__的同时,还应该逐一观察设备的工作是否正常,是否稳定,这项工作意义就在于;单台设备在这时出现故障或不稳定,处理起来比较方便,也不会危及其它设备的安全因此,这项检查不要带入下一步进行单台设备检查通过上述这些检验,再接入系统2.系统通电在上述检验的基础上,系统开机通电将是安全的首先将各个设备的输入、输出电缆线正确地连接好,将各级设备的增益控制都调低,音量调至最小然后自前级到后级逐个接通设备电源,上述无误后,就将音箱和功放逐一接入系统,在较小的音量下,利用相位仪首先逐一检查所有音箱的相位是否一致,为下面的调试作好准备并按下述步骤调整,直至在音箱中听到节目声,系统即告开通1)选用动态较小的CD唱片,用相应的__源设备放音,将调音台上的总推子推至0位,相应输入通道的分推子也推至O位标准的调音台上0位在70%行程左右,此时,则应将推子置于70%行程附近的一条特别明显的刻线处,慢慢旋大输入通道增益(gain)调节旋钮,观察VU表读数,调至VU表通常指示在-6VU以下,最大读数不超过OVU即可
(2)按照__流经设备的顺序,逐个调整其工作电平和增益总的原则是保证各级声音__处理设备具有为零的增益,既不对__电平进行提升,又不对__电平进行衰减除非系统中设备的线路电平标准不一致,这时一般需要通过设备的输入、输出电平控制使单个设备具有一定的增益或衰减,以达到系统中各个设备工作电平适配
(3)__均衡器暂时先置成0位,对各段频率既不提升,也不衰减
(4)缓慢旋大功放衰减器,使音量逐步增大此时应听到场内音箱中有正常的节目声,功放的__指示灯(signal)应闪亮,峰值(削波)指示(Peak/clip)仅允许偶然有闪亮为标准
二、音响系统的调试系统通电后还需进一步细致的调整、调试这些调试工作一般要借助一些专用的仪器、设备才能很好地完成常用的仪器设备主要有音频__发生器、毫伏表、噪声发生器、声级计、实时频谱仪;需要测量混响时,则还需要电平记录仪1.传声器相位校验音响系统中同时使用的传声器一般情况下应该是同相位的在工程交付使用之前需将系统中所有传声器的相位都校正成同相的在使用中由于特殊需要而要求将个别传声器接成反相位时,可利用调音台上的相位倒置开关或者插入一段“反相线”检验传声器相位的方法很简单,若两个传声器是同相位的,则这两个传声器指向同一声源时音量会明显增加,若两个传声器是反相的,则这两个传声器同时使用音量反而减轻调整时,可任选一个传声器作基准,将系统中所有的传声器都与之比较,将相位与之相同的归为一类,相位与之不同的归为另一类将为数较少的一类传声器相位进行调整,即把卡侬插上2脚与3脚的接线互换,便可实现相位调整2.__均衡器调整__均衡器一般要借助粉红噪声发生器和实时频谱仪才能精确调整__均衡器主要用于对__频率特性进行修正和补偿因此在调试时应保证厅堂的环境与实际听音环境的一致性另外,__均衡器的调整,有时需与音箱布局的调整结合起来__均衡器是通过改变__的频率特性来实现对环境频率特性的补偿对频率特性的改变不可避免地会引致相位特性的改变,引起相位失真当__均衡器的调整量过大时,尤其是在某段不宽的频带中又必须以很大的调整量才可达到均衡效果时,虽然__的频率特性被修正了,但因为相位失真的关系,听感会变得很差,对立体声系统这种情况将更为突出在建声条件不佳的情况下,__均衡器的调整有时只能在频率特性与听感之之间折衷强求频率特性的平坦结果有时反而弄巧成拙最佳的办法是改进__自身的声学特性__均衡器调整的原理如图8-8所示图8-8__均衡器调整的原理图
(1)调试过程
①用粉红噪声作为系统输入测试__,这种噪声是由白噪声经过-6dB/oct滤波器后得到的与白噪声相比,粉红噪声低频能量较大因为粉红噪声能量分布情况与真实音乐__较接近,所以常被用作音响工程和音响设备的测试__音箱的功率容量一般也用粉红噪声来测量如果没有粉红噪声发生,也可用录有粉红噪声的CD唱片来放送粉红噪声,一般中档以上的激光唱机的频响可做到在2OHz~20kHz+0.5dB,可以满足测试要求
②将粉红噪声输入调音台,调整调音台至标准输出电平,通常是OVU,输出电平+4dB,应注意此时调音台上均衡器EQ调为平线,即全部放在零位,对测试__各段频率既不提升,又不衰减__均衡器各点频率调节电位器也先暂时置于零位缓缓加大功放音量调整器可听到粉红__声,用声压计监测,直至厅堂内粉噪__声压级达85dB左右
③将其测量传声器置于厅堂中心位置,频谱仪上选择开关置于“OCT”挡(该档是倍频程滤波器档,与粉红噪声的特性相对应)这时实时频谱仪上的LED显示就是听音环境的频率特性曲线它越平坦则说明__建声的频率特性越好
④调整均衡器上各点频率提升/衰减器,使频谱仪上频率特性曲线呈一条直线上述调试完毕后,一般还要对均衡器上的均衡曲线“光滑”一下,这主要是为了防止均衡器调成锯齿状频率特性时带来过大的相位失真
(2)__均衡器调整要点
①在20~50Hz左右的低频段以及14kHz以上高频段,其频率特性不必强求,尤其是低频段更是如此因为一般音箱难似延伸至2OHz,能够达到40Hz已算是不错强求低频段特性的平坦而提升超低频,会使音箱因过大的延伸低频而“失控”,失真加剧
②__均衡器的调整应始终考虑到频率特性平坦与尽量减小相位失真之间的矛盾,而做出折衷的考虑
③对于建声环境的频率特性存在明显的“峰”和“谷”的情况下,应考虑改变音箱位置和设法改变建声特性
④__均衡器的调整是十分细致的工作,需要多次重复调整才可最终调定这是因为在调整过程中往往还需对音箱摆位、建声环境作一些调整,且均衡器在调整时会有相互牵制客观地说,__均衡器的作用是有限的,建声环境的缺陷不可指望完全依靠__均衡器来解决,其均衡量越小,音质也将越好在没有粉红噪声发生器和实时频谱仪的情况下,可按所选用__均衡器上各个的频率点,用音频__发生器向系统送入同样幅值的各点频率__,用声压计测试场内声压,并通过__均衡器的调整使各点频率的输入__,在场内均产生相同的声压级这种调试方式的实际效果比用标准的粉红噪声要差因此,专业单位应尽可能配置粉红噪声发生器和实时频谱仪3.电子分频器的调试电子分频器的调试可以分高、中、低频单独进行,其中分频器在系统中的用途不同,调试的方法也有区别如果分频器仅用于低音音箱的分频,要在让低音音箱单独工作,将分频器的低音分频点取在150~300HZ之间,适当调整低音__的增益,感觉低音音量适当便可,然后与全频系统一道试听,再进行低音与全频音量的平衡;如果分频器用在全频系统中,就要求准确依照音箱厂家提供的参数分别设定高、中、低频的分频点,然后反复地进行各频段__增益的调整,直到各频段的听感比较平衡后,再参照频谱仪在各测试点测试的声压情况做进一步的微调4.延时器的调整如前所述,在扩声系统中使用延时器的目的,除了产生一些声音的“特技效果”以外,主要是用来防止重音、回声,改善音响的清晰度作为这一目的使用的延时器的调整,应该是以消除不同音箱辐射出的直达声到达听音者的时间差为原则但在实际工程应用中往往并不要求将此时间差补偿到零首先,这样做是很难实现的,因为在某一点位置上实现为零的时间差,则其周围的位置上则仍然不可避免地会有时间差其次将不同音箱辐射的直达声到达的时间差完全补偿到零,在听觉上反而会不自然因为在完全依靠建筑声学结构自然音响的场合下,声压级的均匀分布主要是靠近次反射声对直达声的增强作用来实现的,此时近次反射声与直达声到达听众的时间差反映了厅堂的空间感当然能量较强的近次反射声与直达声的时间差不能超过Hass效应指出的50ms,否则会使清晰度受到很大的影响调整得当,可获得更真实自然的音响效果5.压限器的调整对于压限器的调试,应该在系统的以上设备基本调完后再进行一般在工程中,压限器的作用是保护功放和音箱,使声音的变化平稳所以在调试时首先要设定压缩起始电平,通常不要设定得太低,具体设置应该视各种压限器的调节范围和__情况而定;其次要设定压缩启动和恢复时间,通常启动时间不宜太长,以免保护动作不及时;对设备的保护而言,启动时间短一些将会更有利为了有利于在听感上保持有较好的动态感,恢复时间不宜太短,以免造成声音效果受到破坏一般工程中设定压缩比在41左右这两项参数的调整总的来说要根据节目的具体情况,以听感自然,不觉得声音有明显的变化为准要特别注意压限器中的噪声门的设定,如果系统没有较大的噪声,可以将噪声门关闭;如果有一定的噪声,可以将噪声门的门限电平设定较低处,以免造成扩声__断断续续的现象;如果系统的噪声较大,就应该从施工技术方面分析了,不能单独靠噪声门来解决其它设置可以根据不同要求而定
6.厅堂声压级的测定在上述调试的基础上,用声压计测试进行厅堂声压级的测定采用粉红色噪声发生器作为噪声源,在高、中、低三个频段分别选取几个频点测试,测试的目标就是在保证__最佳动态的前提下,经调整使得系统的扩声声压在各点都要达到设计的声压级,同时要参考高、中、低频段各点的情况,再分别对均衡器和电子分频器略作调整如果各测试点产压级的结果价差较大,即声场的均匀度不好,就应该认真地进行分析和相应的改进首先要从建筑装饰的施工工艺方面入手,假如这方面有较大的缺陷,从而影响声场的质量,那就应该提出可行的整改措施假如装饰方面没有明显的缺陷,应该从音箱的摆位,指向及__的形式方面进行分析,分析的内容包括音箱与建筑四面的距离,音箱之间的__位置要求,音箱的指向和频率特性等
三、声反馈抑制声反馈直接影响扩声系统的音质,严重时会破坏整个系统的稳定,在实际工程中应采取必要的措施予以抑制本节结合扩声系统的调试着重介绍对声反馈的抑制方法1.声反馈的形成
(1)声反馈的产生与影响在扩声系统中,声源除了从传声器-放大系统-音箱这一正向电传输通道外,还存在着音箱直接回授给传声器这一反馈通道反馈声再经过传声器-放大系统,送回至音箱如此反复循环,整个系统将产生自激,进而使系统无__常工作在室外扩声系统中,声反馈主要由音箱的直达声引起在室内扩声系统中,引起声反馈的因素除了音箱的直达声外,还有室内声场中来自各壁界面的反射声实际上,声反馈系数的数值大小与反馈声声压及声源声压间的相位有关通常,声频系统的使用频率范围为100~8000Hz,因此,在整个扩声音响系统当中,声反馈随着频率的变化,将会有正反馈和负反馈出现当出现正反馈时,系统才会产主自激,引起啸叫要使整个系统稳定工作,其方法就是克服正反馈,条件是声反馈系数β<<1为了防止自激,降低对扩声系统音质的影响,实际工作中允许的声反馈系数仅为
0.2~
0.3声反馈对扩声系统的影响如下
①正反馈和负反馈两种现象互存,直接破坏了系统的频率响应,产生畸变,严重时影响系统音质;
②在一定条件下,自激现象引起啸叫,破坏了系统的稳定性;
③在室内声场中,声反馈的延迟会使混响时间变长,产生再生混响干扰现象,对听音区的语言清晰度产生影响
(2)最大功率增益在扩声系统中,当β≤1且反馈通道__传输与正向传声通道__传输同相时,系统将不稳定并且产生自激因此,定义β=1时,扩声系统输出的声功率称为临界功率,用WC来表示在实际工程中,为了避免由于声反馈引起的频率畸变、系统自激和再生混响干扰,并且使系统能够稳定地工作,应该满足β<<1,也就是实际扩声系统输出声功率要低于临界功率定义扩声系统在实际使用条件下音箱输出的声功率为最大声功率,用WM来表示最大功率增益可以作为设计扩声系统时选择音箱与放大器功率容量的计算依据,
(3)传声增益实际工程中,声反馈程度大小还可以用传声增益来评价传声增益的定义是“扩声系统达最高可用增益时,各听众席处音箱所产生的稳态声压级与声源在扩声系统传产生的稳态声压级之差”2.声反馈抑制方法根据声场特性,扩声系统声反馈抑制应从系统设计、声场布局、设备选型直至声场调整入手,每个环节都要做好预防声反馈的工作具体方法有
(1)抑制声反馈峰值采用均衡、移频、调相等方式,抑制反馈声能的峰值,从而保证系统工作的稳定性
(2)控制好厅堂的声学条件对于室内扩声系统来说,室内混响时间愈长,其混响声能愈大,则引起的声反馈机会愈多因此,适当降低室内混响时间,可以有效地降低声反馈再有,室内声场的均匀特性好,有利于提高扩声系统的稳定性有关厅堂建声指标的制定和建声条件的控制,应在厅堂音质设计的初始予以充分考虑
(3)消除声反馈通道利用传声器与音箱的指向特性,调整它们之间的空间位置,处理好传声器与音箱的位置关系,消除声反馈通道理想状态应是音箱远离传声器,使音箱发出的直达声根本不能进入传声器,系统中声反馈可以处理得很小音箱的实际工作位置并不能完全远离传声器,特别是采用室内声场的集中式布局的音箱系统因此音箱与传声器的位置关系,应保证音箱的供声使整个听众席获得足够的声能,并且使音箱对传声器的影响降低至最小,这就要从音箱与传声器间距离,相关位置及指向性特性去分析、处理
①通过器件选型消除声反馈通道a.指向性传声器可以抑制音箱从其它方向上来的直达声,还可以减少室内混响声能,提高系统工作的稳定性,因此,在扩声系统中,特别是室内扩声系统中,其选用应完全占主导地位通常心形指向性传声器和无方向性传声器相比,可使系统的稳定度提高5dB,而超心形和超指向性传声器与心形指向性传声器相比,还可使系统进一步增益提高b.音箱指向性在满足观众席供声的声场覆盖范围的基础上,宜选用指向性较窄的器件c.音柱在低频段__较小,其垂直指向性较窄,易于控制声反馈,常用作语言扩声的主要放声器件d.恒定指向性号筒式音箱具有多种恒定指向角度可选择,而且在指向性主声束之外,没有副声束旁瓣,对降低声反馈有利,因此对各种场合的扩声系统均适用
②利用临界距离消除声反馈通道在条件许可下,音箱与传声器的距离L应尽可能拉大对于室内声场,音箱与传声器之间距离应大于临界距离DCDC=
0.057(VQL/T60)1/2式中V为__体积;QL为音箱的指向性因子;T60为室内混响时间在临界距离以外,直达声要小于反射声,基本可降低了音箱直达声对传声器的影响,但须注意音箱在各个方向扩散场的距离是不同的对于混响时间较长而又以语言扩声为主的会堂,采用分散布局方式,有利于拉开音箱与传声器间距离,阻断声反馈通道,加强听众席直达声,提高语言清晰度
③相关位置a.音箱的声辐射“死角”,即声辐射最弱方向,对着传声器灵敏度最差方向,这样抑制声反馈效果较好b.音柱以布置在传声器上方较好,一方面可以扩大声辐射距离与范围,另一方面可利用音柱较窄的垂直指向性,抑制声反馈图8-9示出了音柱与传声器的两个位置关系图(a)中,音柱__较低,且与传声器成水平平齐状态,由于音柱的水平指向性较宽,对传声器影响大,极易引起声反馈图(b)中音柱置于传声器前上方,显然对抑制声反馈有利图8-9音柱与传声器的位置关系
(4)利用频率均衡技术抑制声反馈对于室内声场,扩声系统的传输响应不但与音箱的直达声场有关,而且与厅堂本身的物理特性有关,有时单靠处理音箱与传声器的位置不能完全奏效例如,在低频段,声波波长较长,音箱低频辐射无指向性再如,声反馈系数的相位与声源同相时,也极易产生自激,出现啸叫此时,可以在扩声音响系统中插入均衡器,利用频率响应的均衡技术,抑制声反馈传输响应的峰值,提高系统的传声增益采用频率响应均衡技术不但可以抑制声反馈,而且还能改善厅堂的音质,提高扩声的丰满度、清晰度和自然度为了在扩声系统中控制__传输响应的不规则性,可以先使扩声系统自激,并测量该系统在厅堂内的对语言、音乐质量影响较大的每一个自激频率,然后利用插入系统的均衡器,将其精确地调谐到每一个自激频率,增加足够的阻尼来保证所需增加的增益,而不产生自激调试过程中,还会产生新的自激频率,此时还要重复上述过程,直到系统传声增益达到所需指标通常在__传输响应上有多个自激频率,而且没有规律,这就需要作反复细致的调试近年来,实时分析仪逐渐普及,调整时观察方便,调试直观,总的音色平衡容易掌握,经过反复调整,可以提高系统的传声增益
(5)利用移频法降低声反馈利用移频法降低声反馈的基本思想是采用偏移频率的方法去破坏反馈声与原始__的同相条件,抑制系统的自激振荡在扩声系统中,插入移频器,使音箱的输出__相对于传声器__的所有频率都偏移一个适量,这种方法可以有效地抑制声反馈并降低频率畸变和再生混响干扰当扩声系统没有频移时,回路增益极大值超过0dB系统就会产生自激因此系统增益的最大允许值取决于传输响应的极大值,相应于回路增益的极大值必须低于0dB,否则系统不稳定插入移频器后,系统的稳定性不再取决于回路增益的极大值,而决定于传输响应的平均增益,只要平均增益低于0dB,系统是稳定的因此,移频法允许扩声系统增加的增益等于频率响应上极大增益与平均增益的差值最佳频移量等于传输响应上各波峰和相邻谷之间的平均距离,因为此时增益峰值所产生的多余能量会迅速地在谷值处被“吸收”实践证明,最佳频移量与厅堂的混响时间T60有关,约为1/T60更大的频移虽然也能增加扩声系统的增益,但是,当频移量超过7Hz后,将会影响音质设定扩声系统的工作频率范围为B那么,当BT60>5000条件下,扩声系统插入移频器后,其稳定增益的增量ΔG应为ΔG=10Lg(Lg(BT60/2
(2))+
6.3实现移频的方法有好几种,已经做成移频器的是单边带调制方法和基本频带偏移法单边带调制法,是使__经过调制和解调,如果两个载频保持给定的频偏,就可以使输出__在频率轴上__基本频带偏移法,是将__通过一个分相网络,给出两个相位彼此相对偏移90度的__,通过旋转变压器的两个正交初级绕组,利用变压器的旋转输出,而获得频移量带有移频器的扩声系统,在声反馈接近自激时有一个过渡过程,这种现象对于简单的声反馈系统特别明显在过渡过程内,扩声系统量已不稳定,但不会突然起振,这对扩声系统的使用和维护是有利的
(6)利用调相法改善声反馈(如解决OK厅就可以用这种方法,两只话筒,一只正接,一只反接)引起声反馈的主要因素在于声反馈系数及其相位,如果扩声系统参数不变,那么相位是决定系统是否产生自激的唯一条件在扩声系统内插入一个连续按简单周期函数变化的调相设备或频率调制设备,使得反馈__相位与主通道__相位得到偏离,破坏系统自激条件,改进系统的稳定性调相设备的相位旋转器由阻容式电桥电路组成,变化其中一个参数,可使输出电压的相位均匀变化改变可变电阻值,R数值从0变至∞时,输出电压与输入电压之间的相位变化从0°变化至180°在插入相位旋转器的扩声系统中,相位偏差值在140°范围内具有最大的稳定度,这时,允许扩声系统增加的增益为7~8dB另外,相位变化的频率对相位旋转器的有效性影响很大,在听众没有觉察到干扰时,相位变化频率的最大允许值为1~
4.5Hz频率调制设备是电子式调相器,当相位调制指数为
1.4~
2.4,相位调制频率为1Hz时,则可以使扩声系统的系统增益提高4dB,用这种调相器抑制声反馈的特点是可感觉到的畸变很小,尤其适用于音乐扩声系统思考题:
1.使用多只传声器时,如何区分其相位关系
2.实时频谱分析仪的作用是什么
3.如何调整__均衡器
4.抑制声反馈的方法有哪些第四节扩声系统的运行和维护扩声系统的专业人员既要对播出的音响效果负责,又要对设备的正常运行负责因此,对于从事现场扩声工作的音响师,应该对设备的维护、故障的分析判断、发生故障时的应急措施都要有所掌握,这样才能应付现场扩声工作中可能出现的各种实际情况本节主要包括系统检修方法和常用设备的检测
一、系统的运行1.系统维护音响系统中电声设备的保养维护,主要是防潮、防振、防过载而音响设备本身与一般的电子设备并无什么大的差别,作为系统的保养有异曲同工之处需要注意的是
(1)调音台、功放的衰减器,即调音台上的推子和功放上的衰减器,在系统开机、关机时都应置于衰减量最大的位置,待系统电源接通,启动后再按要求慢慢调整到合适位置;
(2)应防止液体,杂物和灰尘等落入调音台推子的缝隙中;
(3)防止系统各级设备严重过激励而损坏输入级;
(4)防止__过强而损坏功放和音箱系统2.应急措施在音响系统运行过程中,出现故障是难免的此时应采取应急措施,确保主声场有足够的声音常用的应急措施有以下三种
(1)简化系统最简单的系统只要有调音台、功放、扬声器即可进行扩音甚至在使用灵敏度高的电容式传声器时,将电容传声器的输出直接接到功放的输入端都能勉强地进行工作
(2)启动备用系统由于音响系统中的设备一般都是按立体声方式配置的,在实际扩音中多不作立体声扩音,若一路设备损坏、可以用另一路完好的设备带动两路后级例如对原有两路均衡器的系统,损坏了一路则可临时接成单声道形式当然这样连接时只能作单声道扩声另外要注意前级设备一路输出带后级若干个负载时应保证后级输入阻抗的并联值不应太低,通常只要不低于600欧则可以保证前一级设备的安全运行对于功率放大器也是如此,如果系统中两台功放损坏一台时,往往可将扬声器全部接到一台功放上,但要注意扬声器并联后的阻抗不应小于功放规定的最低负载阻抗(一般是4欧)
(3)用返听系统代替暂时取消返听、监听功能、保证场内扩声当要求有较好的效果时,返听、监听设备是必要的,但当系统发生故障,需要作应急处理时,应首先保证场内扩音,此时可临时将返听、监听用的器材设备用于场内的主扩音系统,首先确保观众可以听到声音
二、故障检修要求随着扩声系统的普及,维修工作量日益增大目前,在国内可见到的专业音响设备的品牌已有近百个,而且有不断增加的趋势故障的分析和检修是音响工程师必须掌握的技术扩声系统是由许多设备单元构成,一旦其中的一件设备发生故障,往往就会影响整套系统的工作必须要在发生故障时能迅速、准确地找出故障发生在哪一级的哪件设备,决定是否自行修理或是需送专业修理部可否有应急的办法从维修角度讲,专业音响的维修难度较大其一是检修资料缺乏,特别是进口音响设备一般都不提供电路原理图,电路印制板图更难找到,有关专业音响维修经验的资料也不多,给维修工作增加了不少困难其二是专业音响设备在技术上较先进,涉及的新知识多,出现故障的因素多,需要维修人员考虑的问题也比较多掌握扩声系统检修技术的关键是要把理论与动手实践结合起来1.理论学习的要求是
(1)要会看懂系统图,了解组成系统的各个单元设备,弄清楚__的流向,并能把原理图中的标注与实际系统中的设备—一对应
(2)要了解系统组成和电路部分的工作原理,会做一些必要的计算,并能画出简要的图形2.对实际动手的要求是(l)熟练地识别和检测扩声系统中常用的设备并能进行必要的修复和代换
(2)掌握查找故障的基本方法,能快速、准确地找出故障的所在部位
(3)在焊接、调试、拆装等方面具备良好的动手能力,养成耐心、细致的工作习惯
(4)有一套得心应手的检修工具和仪器,品种齐备,使用娴熟检修专业音响设备是一门科学,需要不断总结经验,注意收集备种音响设备的技术参数,特别是专业扩声系统的接线图、电路原理图和印制板图,尽可能地多收集专业音响的检修实例,不断学习音响技术领域的新知识,为提高音响设备维修水平打下坚实的基础音响设备产生故障的原因多种多祥,有些故障及原因之间存在一定的__维修人员在具备了一定的维修条件下,按照检修程序,运用检修仪器和检修工具,常用所掌握的故障判别方法来检修音响设备的故障因此,对维修人员来说,不仅要有理论基础,还要熟悉各种检修仪器,掌握仪器的用途和使用技巧,掌握快速判断系统故障和检测设备好坏的基本方法,通过反复实践,一定可以熟练掌握专业音响系统和设备的维修技术
三、常用检修方法专业音响系统是集中了电子技术中的声、光、电、磁和机械技术相互配合的一体化系统,是“高精尖”级的产品由于其内部结构复杂因此专业音响检修是一项技术性很强的工作对音响检修人员来说,判断故障部位往往比修复工作更加困难,可以说是“七分判断,三分修理”正如医生给病人“确珍”后才能进行有效治疗一样扩声系统的故障判别一般包括“问”、“看”、“听”、“测”四步“问”就是不急于开机检查,而是先了解一下基本情况,要对音响的工作状态、工作环境以及使用等情况有所了解,还要询问故障发生的过程、现象以及原有情况,做到心中有数“看”就是指在询问的基础上,不通电,但要对扩声系统进行查看,看有无异常的地方,例如接插件松动、断裂或设备中有明显的烧痕等“听”就是在“问”和“看”之后,通电试听,检查故障状况与用户反映的现象是否一致,并注意那些出现异常的部位放音效果是扩声系统技术指标的综合体现因此,通过“听”音,可以直接了解故障的实际表象“测”是指借助于电子仪器,检测音响电路的技术参数(如电压、电阻等),并与正常工作状态进行比较,来查找故障的原因将以上四个步骤进行归纳,可以总结出直接检查法和测量法等基本的判别方法,下面分别予以介绍
1、直接检查法直接检查法是指不借助仪器,而是通过检修人员的眼、耳、鼻、手等感觉器官去发现故障的一种方法
(1)眼看观察系统的工作状态,按键、旋扭是否在正确位置或有无损坏;各设备的显示屏指示是否正常打开所怀疑的音响设备,看内部接插件是否脱落;印制板、集成电路是否有断裂损坏;晶体管、电容、电阻有无烧痕,是否爆裂、松动、开焊、相碰通电时,系统和设备内有无冒烟和打火现象等等
(2)耳听开机通电,细听机内有无爆裂声,电机和走带机构有无不正常的噪声,电源变压器有无较大的交流声,系统有无啸叫及嗡嗡声通过声音来判断故障原因及大概部位
(3)鼻嗅嗅系统和音响设备内部有无烧焦的气味,有无高压放电的臭氧味
(4)触摸在通电状态下,用手触摸电路板上的元件检查有无虚焊、开焊、松动、断裂现象,检查接插件是否接触良好通电一段时间后,用手触摸设备外壳和电源变压器、电源大功率管、电机驱功集成电路及其它一些可疑零件是否发热但此项检查要注意安全2.测量法测量法是指利用仪器对出现故障的系统和音响设备的电路进行检测,是检修扩声系统和设备电路的最常用的方法通过测量各级设备,可以查明系统的静态工作状态是否正常,为进一步确定故障部位提供依据
(1)测电压法采用测电压法的关键是要知道被测部位的正常电压值,如放大器电源的交直流电压、调音台的48V幻象电压、音响设备__连接处的线路电平等最好事先准备好已标明电压值的系统图,会对提高检修效率有帮助如果图纸上未标电压值,可根据系统或电路原理图进行计算
(2)测电阻法是指用万用表直接在系统中测量设备、部件之间和对地的电阻值,以发现和寻找故障部位,如音箱输入阻抗、传输电缆的电阻等使用此种方法,一定要在不通电状态下进行在实际检测中,不用把设备从系统上拆卸下来,可直接在系统上测量音响设备性能的好坏但是,被测设备是接在整个系统电路中的,所以用万用表测得的阻值,反映的是被测支路和所并联的外部支路的总阻值一般来说,总的等效电限值小于被测支路阻值3.__注入法和波形观察法__注入法和波形观察法是利用专用测试光盘、音频__发生器、跟踪示波器、毫伏表等检测仪器,对扩声系统和音响整机进行检修的方法这种方法对检查音响系统的动态故障既快速又准确
(1)__注入法__注入法是将__源产生的各种的测试__注入到所检修的扩声系统和整机电路中,再通过扬声器的反应声来判断故障的一种方法采用__注入法进行故障检查时,应遵循从后级往前逐级检查的顺序测试__注入到某级,故障现象出现,就表明故障部位在此处为了迅速找到故障部位,需要注意分析、判断故障可能涉及的部位或设备然后,利用分段注入__的方法,大体确定故障范围,分片分段进行检测,逐步缩小故障范围,就能很快找到故障__注入法适用于对整个扩声系统故障的检查2.波形观察法波形观察法即是指按照系统中__流程的顺序,用示波器逐级观察__波形的检测方法通过测出__的宽度、幅度及周期等参数,将检测结果与系统给出的波形及参数进行比较,即可查出故障部位波形观察法是从前向后逐级进行检测的,如前面音响__源设备的输出__正常,测到后面的调音台输出__不正常,故障就可能发生在调音台处总之,__注入法和波形观察法是利用测试仪器查找电路故障,不仅能提高检修速度,还能减少设备的损坏,有些不易发现的潜在故障也能在检测中及时解决4.旁路法当怀疑某一件设备可能存在故障时,有时可以将__越过这一级设备,直通后级,使这一级设备旁路(By-Pass),观察故障是否消除这种检查方法便是旁路法旁路法可用于判断确定噪声、交流声、失真以及无声故障发生于哪一级设备例如,扬声器中发出的声音明显失真,经检查确认调音台、功放均无问题;而怀疑是均衡器有故障时,可将均衡器旁路,若失真消失,则可断定是该级故障又如系统完全无声,经检查,怀疑是压限器损坏将压限器从系统中去掉,接成调音台-均衡器-功放的形式,若故障消失,扬声器中发出声音,则可断定是压限器损坏许多设备(主要是声音处理设备)都有旁路开关,利用这个开关就可以将此设备旁路,判断出设备是否有故障有时设备上的旁路开关并不能把该设备旁路,原因是这些设备的旁路开关只有在电源正常时才能起作用此时,可调整接线,越过该设备,实现旁路检查5.断路检测法断路检测法就是采用断开扩声系统的某一环节,或者拆卸某一设备来缩小故障范围的检测方法这种方法最适合扩声系统存在短路的故障检测把系统分割,消除与故障有关设备的影响,以此判断设备的工作状态,判断出故障所在例如,直流保险管熔断,说明负载电流过大,导致了电源输出电压下降要首先搞清是哪一路电流大,可将电流表串在直流稳压电源的保险管座处,然后把有疑点的设备断开,观察总电流的变化如果断开后电流恢复到正常值,就可以判断故障就在此设备中使用断路检测法要在不影响其它设备的前提下确定断开某台设备,以免损坏其它设备,造成系统损坏等严重后果对一些高电压、大电流的系统,不要随便断开设备,以免损坏其它系统例如,若随便断开压限器,会对后级的功放造成危险因此,在使用断路检测时要谨慎行事6.代换检测法代换检测法就是用性能良好的插接件或一台好的音响设备来代换有故障的插接件和设备,以此来判断原插接件或设备的好坏的方法扩声设备一般都按两个声道的方式配置虽然并不一定采用立体声方式扩音,但由于设备是两路对称的,最常用的“替代法”可将左右两路设备互换,来判断故障所在例如发现设备左路输出有严重失真,换到某级时,发现是右路出现失真,便可确定该级存在故障此方法在修理音响设备及系统时常常用到例如话筒的音量下降、卡侬插接件内部断路、功放局部短路等等,使用代换检测法能较快的找到其故障需要注意的是所代换的设备要与原来的规格、性能相同,不能用低性能来代替高性能的,也不能用小功率设备来代换大功率设备,防止烧坏系统和整机设备使用代换检测法要十分小心,不可盲目更换,在代换中也要避免接错连线或短路其它设备,否则非但不能找到故障,还可能扩大其故障范围,甚至损坏扩声系统7.跳级检测法所谓越级检测,实际上就是不逐级进行检修,而是越过故障系统中的某一级或几级,直接检查怀疑有故障的某一级设备这种方法对检修无声或声音小的故障整机特别适用如果有扩声系统有正常屏幕显示,而无声音发出,可结合__注入法,分几部分的检测,即可快速找出其故障所在部位思考题:
1.直接观察法适用于检修哪类扩声系统故障
2.什么情况下不能用断路法检修扩声系统
3.哪些扩声系统的故障应该用代替法进行检修A声源B声源(a)左A、右B两个声源同时到达双耳(c)右声源B的声音先送入人耳A声源B声源A声源B声源A声源B声源(d)人与左声源A近,但加了延时处理后,B声源声音先送入人耳,人的聆听感觉声源为B声源延时(b)左声源A的声音先送入人耳高通滤波器谐波发生器A906INPUTOUTPUT压限器OUTPUT分频器INPUT高通滤波器反相低频输出高频输出加法器全频输入fff采用滤波运算综合法的二分频电子分频器方框图全频输入高频输出高通滤波器HPF带通滤波器BPF低通滤波器LPF中频输出低频输出声输入扩声通路扬声器到话筒。