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從4個方面談音響工程基礎知識

2019/8/28 15:15:27      來源:一禾音響
[提要]今天,將從擴聲系統基本概念、音響設備的配置、擴聲系統基本操作、擴聲系統的常見問題這4個方面來跟大家分享音響工程基礎知識,希望對大家有所幫助。

今天,將從擴聲系統基本概念、音響設備的配置、擴聲系統基本操作、擴聲系統的常見問題這4個方面來跟大家分享音響工程基礎知識,希望對大家有所幫助。

一、擴聲系統基本概念

擴聲系統:包括電聲設備與聲場

主要過程:將聲信號轉換為電信號,經放大、處理、傳輸,再轉換為聲信號,還原于所服務的聲場環境。

主要設備:音源設備、調音臺、信號處理設備、功率放大器和揚聲器系統等。

擴聲系統的作用:提高聲壓、音質加工與處理、藝術創作中的一個環節。


擴聲系統基本結構如下:






二、音響設備的配置

1、功放與揚聲器配置

功率配置方法:

功放的額定輸出功率≥音箱的額定輸入功率

功放的最大輸出功≤音箱的最大輸入功率


實際應用:

對動態要求不高的擴聲系統,功放額定功率是揚聲器額定功率的1~1.5倍;而對動態要求高的擴聲系統,功放的功率可以更大些,配置成1.5~2倍。


2、阻尼系數配置


家用音響系統最佳阻尼系數(Df)約為10?20之間。

專業擴聲系統的阻尼系數應盡可能高些。國標規定(Df)必須大于10,高保真取值30?50之間。

阻尼系數對擴聲系統低頻特性的影響較大。提高阻尼系數對改善低頻的瞬態特性有利。


阻尼系數計算:

Df =揚聲器阻抗÷(功放內阻+傳輸線阻抗)


3、平衡與非平衡

卡儂插頭有四個接線柱,要注意線路地和屏蔽地的處理方法,簡單地短接處理是錯誤的。


平衡傳輸能有效抑制各種共模干擾,適合長距離傳輸音頻信號。非平衡傳輸易受外界電磁波干擾,傳輸距離一般不大于5米。

平衡傳輸對共模干擾的抑制能力受平衡性能的影響。不同檔次的設備,輸入、輸出平衡性能的差異會影響擴聲系統的抗干擾能力。


選用JACK插頭時,插頭類型要與音響設備輸入、輸出方式對應。平衡可以替代非平衡的觀點是錯誤的。



三、擴聲系統基本操作


1、開啟和關閉擴聲系統

開機:先打開前級設備電源,按信號流程逐級向后打開其余前級設備的電源,最后打開功放的電源。

關機:先關閉功放的電源,按信號流程逐級向前關閉其余前級設備的電源。

設備在開機和關機時的“浪涌電流"沖擊是造成設備故障的主要原因。


結論:配置時序電源能提高擴聲系統的可靠性。


2、粉紅噪聲信號及應用


粉紅噪聲信號   噪聲類型    褐色噪聲信號


粉紅噪聲

概念:隨著頻率的提高,能量以-3dB/0CT逐漸減弱。

特點:與音樂中的能量分布方式相似。

應用:作為音響設備和系統的標準測試信號。


粉紅噪聲的光譜/頻譜圖





白色噪聲的光譜/頻譜圖



褐色噪聲的光譜/頻譜圖



擴聲系統中的疑問

為什么音箱中高頻單元更容易損壞?

為什么DISCO舞廳中音樂開得很響,調音師不擔心揚聲器的安全問題,而歌廳里的歌聲并不響亮,調音師卻擔心揚聲器的安全問題?

擴聲系統中串接壓/限器能保護揚聲器嗎?

功率配備不夠的情況下怎樣提高擴聲的響度?


3、電平顯示與監控


PPM表一一峰值電平指示,用于監控設備過載情況,PPM表的額定電平為+4dB。

VU表一一音量電平指示,用于監控聽眾對音樂響度的感覺,VU表的額定電平為0dB。

注意:擴聲時PPM表與VU表指示的差異很大,擴聲設備要留有足夠的動態余量。調音臺動態余量為16dB。


4、擴聲系統電平調試

動態范圍=信噪比+動態余量




結論:信號電平過高,易產生失真。信號電平過低,信噪比下降。


調音臺的電平設置

輸入通道處于額定電平,效果最佳。

混合電平調整的依據是的藝術需要。

正常擴聲的輸出電平設置為0?+4dB。


注意:電平指示通常有三種顏色:綠色、黃色、紅色。

綠色表示有信號輸入;黃色表示信號電平正常;紅色表示電平太高。


電平指示偶爾出現紅色狀態屬正常情況。




四、擴聲系統的常見問題

1、擴聲系統聲壓級估算

影響擴聲聲壓級的因素:揚聲器的靈敏度、功率、距離、位置以及室內混響等參數。


自由聲場中聲壓級:SPL=101gPe+ SPL0- 201gr

式中:SPL ——聽眾區聲壓級

Pe——揚聲器輸入功率

SPL0——揚聲器靈敏度

r一一音箱與聽音區距離


實例

在自由聲場中,功放的輸出功率為100W,揚聲器的靈敏度為100dB,問離揚聲器16米處聽眾區的聲壓級為多大?

解:SPL= 101gPe+ SPLo - 201gr

=20 + 100 - 24

= 96 (dB)


注意:功率增加10倍,聲壓級上升10dB;距離增加一倍,聲壓級下降6dB。


2、實際應用中的現象


揚聲器數量每增加一倍,最大聲壓級增加3dB;

揚聲器輸入功率每增加一倍,聲壓級增加3dB;

揚聲器與聽眾間距離每增加一倍,聲壓級減小6dB;

室內實際聲壓級比自由聲場中的計算值高約3~9dB;

調音臺的額定輸出電平與正常擴聲的聲壓級相對應。




注意:這些理論值有局限性,僅供參考。


3、防止擴聲嘯叫的方法

提高傳聲器和揚聲器的指向特性;

使用近聲傳聲器;

選用優質傳聲器和揚聲器;

均衡房間頻率傳輸特性;

減小壓/限器的壓縮量;

使用嘯叫抑制器。


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