河南線陣音響設(shè)備知識

時間：2020-01-05作者：鄭州市金豫華電子有限公司瀏覽：275

以往為了解決大場地(如大型體育館、體育場和廣場)擴(kuò)聲的需要，常采用幾十只或上百只音箱組成大型的“音箱陣”或“音墻”，來滿足場地擴(kuò)聲聲壓級和聲場覆蓋的要求。這種方式沿用了許多年，直至今天仍有使用。只是隨著時間的延續(xù)，組陣的單元音箱在不斷地進(jìn)步與較替。后來人們逐漸發(fā)現(xiàn)，這種傳統(tǒng)的組陣方式雖然在總體上可以滿足大場地擴(kuò)聲的需要，但是有兩個**的問題暴露出來：一是大型組陣現(xiàn)場搭建繁雜，使用不便;二是擴(kuò)聲聲場存在明顯的聲干涉現(xiàn)象。顯然這些問題的存在對某些使用場合，特別是對重放音質(zhì)要求高的場所將不能滿足使用要求。
1.線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的提出
為了能解決這些問題，近十幾年來，聲學(xué)家和揚(yáng)聲器廠商又開始“重溫”美國著名聲學(xué)家H.F奧爾森(Olson)在1957年出版的《聲學(xué)工程》(AcousticalEngineering) 
-書中關(guān)干線陣列的論述，即“線陣列系統(tǒng)具有良好的垂直指向性覆蓋和遠(yuǎn)距離聲輻射的特點(diǎn)”。但是如何能完成寬音域聲音的重放?只有伴隨揚(yáng)聲器新技術(shù)、新的設(shè)計與加工工藝的進(jìn)步才能得以實(shí)現(xiàn)。法國L-ACOUSTICS公司于1993年首先推出了V-DOSC系統(tǒng)。在隨后的幾年里，一些**著名的揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠商也陸續(xù)推出了各自品牌的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)。自2002年起。一些國內(nèi)揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠商也相繼研發(fā)出自己的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)。
2.什么是線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)
簡單來說，可以把線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)看成是一個“大型的全頻揚(yáng)聲器”。它是借助線陣列( Line 
Array)的基本理論，在一定條件下予以近似而開發(fā)出的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。需要注意的是，不能簡單地把“線陣列”等同于實(shí)際的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)。 
線陣列基本上是由一組排列戍直線、間隔緊密的輻射單元構(gòu)成。這些輻射單元的聲輻射應(yīng)具有相同的振幅和相位
2.1形成線陣列的基本條件
線陣列要實(shí)現(xiàn)一個近似理想的“線聲源”或“連續(xù)帶狀聲源”其基本點(diǎn)是：
①陣列的每個聲輻射器以一個同相位平面形波陣面工作;
②陣列的聲輻射器的聲中心之間的間距應(yīng)小于較高輻射頻率波長的一半。
2.2 從線陣列理論出發(fā)，實(shí)際的線陣列系統(tǒng)只是低中頻的線陣列
隨著頻率的增高(即波長的減小)需要輻射器的尺寸較小、間距較緊密來保持系統(tǒng)的指向性(即必須滿足上述“聲中心之間的間距應(yīng)小于較高輻射頻率波長的一半”的條件)。因而實(shí)際的辦法是，高頻部分采用高指向性的帶有“波導(dǎo)號角”的驅(qū)動器來配合中低頻單元。這樣一種“組合方式”可以在寬頻帶內(nèi)恒定地保持窄的垂直指向性。
2.3 線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)與傳統(tǒng)組陣系統(tǒng)的主要區(qū)別
傳統(tǒng)組陣的單元音箱是通用型產(chǎn)品，它既可以用于組陣也可以單獨(dú)使用。而線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的單元音箱是根據(jù)線陣列的要求專門研發(fā)的單元產(chǎn)品，不能單獨(dú)使用。這是兩者在功能上的區(qū)別。如果就擴(kuò)聲聲場而言，傳統(tǒng)組陣雖然在物理尺度上能夠很好地組合在一起，但是系統(tǒng)的聲輻射圖形(如指向性、頻率特性)是很難控制的。因而會造成觀眾區(qū)聲場不均勻，恃別是擴(kuò)聲聲場會出現(xiàn)明顯的聲干涉。這些會給擴(kuò)聲質(zhì)量帶來負(fù)面效果，或者說這是傳統(tǒng)組陣在擴(kuò)聲應(yīng)用中較“致命”的缺陷。線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)保持了傳統(tǒng)組陣可提供大聲壓級和遠(yuǎn)距離供聲的特點(diǎn)，而聲輻射圖形*控制。它的水平覆蓋取決于單元音箱，垂直覆蓋(或角度)是由單元音箱的數(shù)量和音箱間吊掛的角度來確定的。線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)具有良好的指向特性，供聲聲場均勻，聲場的聲干涉也小，因而有利于提高擴(kuò)聲質(zhì)量。此外，各種品牌的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)都能提供各自專門的吊掛機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)現(xiàn)場安裝吊掛非常方便，這也是傳統(tǒng)組陣所欠缺的。
3.關(guān)于線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)在近區(qū)與遠(yuǎn)區(qū)的聲場覆蓋
通常的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)上方大部分呈直線排列，提供較遠(yuǎn)聽眾區(qū)域的供聲。陣列下方向內(nèi)略彎曲呈“J“字形，對較近聽眾區(qū)實(shí)現(xiàn)較寬展角的聲場覆蓋。
線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)對遠(yuǎn)距離供聲具有明顯的優(yōu)越性，因?yàn)閷τ谶h(yuǎn)區(qū)而言，所有的陣列輻射單元作為一個體共同起作用，陣列輻射單元(或箱體單元)的數(shù)量每增加一倍，聲壓級相應(yīng)增加6 dB。
理論上，一個無限長的陣列才能形成圓柱形波陣面(即柱面波)，對于通常僅有幾米長的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的聲輻射不可能形成完整的、理想的柱面波。實(shí)際的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)，也會表現(xiàn)出近場聲壓級衰減3 dB的區(qū)域。這是因?yàn)?，線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)依照線陣列的基本理論在一定條件下的“近似性”所帶來的結(jié)果。
線陣列對于近場與遠(yuǎn)場聲輻射的聲衰減是不一樣的，當(dāng)離開聲源的距離以倍增時，近場的聲壓衰減為3 dB;而遠(yuǎn)場聲波呈球面波輻射，此時每增加一倍距離聲壓衰減為6 dB。在遠(yuǎn)近場的交匯點(diǎn)，距陣列的距離我們暫且稱作“交匯距離”(D)，它是線陣列長度和信號頻率的圈數(shù)。可以用下面的關(guān)系式來表示： D= 
L2×f/2×340式中，L為線陣列的總長度，f是信號頻率，340是聲波在空氣中的平均傳播速度( m/s)為常數(shù)項(xiàng)。
對于線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)聲波輻射的衰變過程，不能簡單地“套用”上面的公式進(jìn)行計算。正如南京大學(xué)聲學(xué)研究所趙其昌教授在《線陣列的柱面波及其發(fā)散》-文中對柱面波發(fā)散的問題進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，并指出了應(yīng)用計算公式的適用條件：上面的計算式“只是對柱面波源適用”;“計算公式，對線陣列的認(rèn)識和使用或許有參考**”。所以，不能籠統(tǒng)地說，“線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)供聲的優(yōu)越性就在于，當(dāng)離開聲源之距離以倍增時聲壓的衰減為3 dB……”。在線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的應(yīng)用中要全面理解線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的基本特性，即它能提供高聲壓輸出、輻射距離遠(yuǎn)、指向性可控，以及覆蓋的聲場較均勻等。

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