嘯叫的常識和抑制

1、嘯叫的常識和抑制嘯叫的常識和抑制一、嘯叫的常識簡介1、為什么要嘯叫？不知各位還記得小時侯到禮堂、空曠的大房間以及山谷中去玩耍打鬧、高聲喧嘩時產(chǎn)生的回聲嗎，這些地方為什么產(chǎn)生回聲呢？是因為我們發(fā)出的聲音經(jīng)過空氣傳播出去后（聲音致使空氣產(chǎn)生壓縮和擴張，并按340米/秒的速度將這種壓縮和擴張進行四散傳播），遇到了墻壁、高山使聲音返回來再次傳到我們的耳朵里，就聽到有重音或回聲；由于聲音通過空氣的傳輸能量會逐次遞減（變成空氣熱量而消耗掉），所以我們聽到的回聲會一次比一次弱小以致最后消失，不會產(chǎn)生嘯叫。在我們使用擴聲系統(tǒng)時，尤其室內(nèi)使用拾音器（俗稱話筒）擴聲經(jīng)常產(chǎn)生嘯叫，原因就是房間固有的存在前面提到的回

2、聲現(xiàn)象，當音箱產(chǎn)生的回聲返回時通過了話筒，會再次被話筒拾到聲音，使回聲再次進入擴音系統(tǒng)進行了放大，如果回音和初始音相位相同則兩個聲音會產(chǎn)生疊加加強，加強的聲音再次回聲到話筒放大，再次加強，如此周而復始，便產(chǎn)生了強烈的刺耳的嘯叫，從而破壞了擴聲系統(tǒng)的穩(wěn)定，有效的聲音進不去也擴不出來，也聽不到，整個設備不能正常工作。所以，產(chǎn)生嘯叫的根本原因是回聲（回聲反饋加速引起的）。2、解決回聲嘯叫的辦法在音響界，最初解決回聲嘯叫的辦法是降低擴聲系統(tǒng)的增益（放大量）來使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，缺點是不能完全滿足擴聲音量的需要；所以工程技術(shù)人員又在室內(nèi)建筑聲學、結(jié)構(gòu)聲學以及室內(nèi)裝飾裝修方面下功夫以解決擴聲難題和回聲反饋嘯叫

3、，這方面最典型的是北京的中國音樂廳，它基本上可以不用現(xiàn)在的擴聲器材，但它的造價及施工難度非常大，不具備普遍推廣意義；故工程技術(shù)人員又通過仔細認真研究嘯叫形成機理又在電路上想辦法解決這一擴聲難題，先后開發(fā)了均衡、移頻、移相、參量均衡等方案，基本上能滿足現(xiàn)代擴聲要求，具有普遍推廣意義。二、嘯叫的形成機理前面講了，回聲是形成嘯叫的根本原因，沒有回聲則永遠不會嘯叫。那針對某個房間嘯叫具體是怎樣形成的？相位又是什么呢？何為峰點、谷點？1、聲音的一些基本特點我們首先要記住聲音的一些基本知識：1、聲首是靠空氣振動傳播的（在真空中人是聽不到聲首的）。2、空氣中聲音傳播速度為340米/秒。3、聲音的傳播需要能量

4、。即傳播需要消耗功率，沒有能量的注入就不會有聲音的傳播；聲音在空氣中的傳輸能量會被空氣逐漸吸收轉(zhuǎn)化為熱量消耗從而聲音會越傳越弱小以至消失；海面上聲音往往傳不遠，這是因為海水比空氣和陸地對聲音能量的吸收要厲害的多，故往往輪船汽笛喇叭的功率要求達到上萬瓦特甚至十幾萬瓦特。4、人耳可聽聲音頻率范圍：20Hz（赫茲）20000Hz（赫茲），即空氣每秒振動的次數(shù)在20次到20000次人耳能聽到，每秒振動次數(shù)低于20次以下稱為次聲波，每秒高于20000次稱為超聲波。5、人聲語言的音頻范圍：一般在200Hz4000Hz之間。男性的頻率成分偏中低頻，女性的頻率成分偏中高頻。這就是為了盡量不占頻帶資源而電話機的

5、帶通頻率一般設在300Hz3000Hz的真正原因，而我們都知道電話機的通話音質(zhì)完全可以接受。6、音強：即聲音的大小強弱，空氣壓縮或擴張的程度越強則聲音越大，相反壓縮或擴張的程度越弱則聲音越小。7、聲壓：聲音的大小用分貝（即dB）來表示，人耳可聽音強范圍在0dB140dB左右。8、分貝：分貝是對聲壓的對數(shù)表示方式，即參照物按乘除法的方式變化時我們的對數(shù)（即分貝）按加減法的方式來表示。其中人耳聽力曲線是與對數(shù)曲線非常相近，即當音量成倍增大時，人耳聽覺對音量的這種增大感覺要遲緩，越是到了高聲壓級（大音量）后，感覺越遲緩。用分貝表述聲壓單位符合人耳的聽覺特性。舉例：音量增加了10倍，我們分貝表示增加了

6、20dB;當音量再增加10倍即原來的10×10=100倍時，我們的分貝值再增加20dB即20+20=40dB;同理，當一個聲音增加了100000倍即10×10×10×10×10=100000倍，我們用分貝值表示此聲音增加了20+20+20+20+20=100dB;顯然用分貝數(shù)表示聲壓比直接表示聲壓值要顯得易讀和省事（至少少寫了許多的“0”，不信試著寫出并讀出200dB聲壓的聲音增加了多少倍？10000000000倍）；實際倍數(shù)和分貝換算之間還有一個方式即：聲壓每增加1倍，分貝值增加6dB;再增加1倍即2&

7、amp;#215;2=4倍，分貝值增加6+6=12dB;以此類推。相反，當聲音減弱多少倍，分貝值則相應地按上述換算關(guān)系減去多少分貝。值得注意的是對功率的表示值是功率每增加10倍產(chǎn)生的聲壓分貝值只增加10dB,功率每增加1倍產(chǎn)生的聲壓分貝值只增加3dB,這剛好是前面換算的一半。這是因為功率是一個復合參數(shù)（電壓和電流同時作用才叫功率），大家不必知道這是為什么，只是必須知道是這么一回事，因為在實際的擴聲中，有能量的消耗才會有聲音產(chǎn)生，功率是能量的實際表征，故功率的換算方式具有實際意義。9、人耳聽覺音強范圍描述：0dB音強指在完全消音的房間里人耳剛剛能聽到或感到聲音存在時的聲音大小（顯然，這種理論上的

8、環(huán)境是不會存在的，完美的消音室也做不到0dB的聲音出來）；人們正常音量講話口腔位置發(fā)出的聲壓在100dB左右，在環(huán)境相對安靜時人們耳朵感覺最舒服的音量大小在88dB92dB左右（這一點尤為重要，我們在常規(guī)語言擴聲領(lǐng)域追求的每一聽眾位置能得到的平均聲壓就在這一數(shù)值，聲壓過弱過強人耳都容易感覺疲勞）；大多數(shù)人在聲壓達到130dB140dB即感到耳疼、頭痛、頭皮發(fā)炸，即痛域值；我們知道宇航員在火箭升空過程中耳朵要承受160dB的噪音是多么不容易，痛域值比常人簡單的多出2030dB這意味著經(jīng)過訓練的宇航員他的要比常人能承受的極限聲音還可以高出10倍到30倍左右。10、波長：20Hz的聲音每振動一次聲音

9、已走了17米（即20Hz聲音的波長為17米=340米/秒除以20Hz）、20000Hz的聲音每振動一次聲音已走了0.017米（即波長1.7厘米）；11、直達聲：聲音在空氣中直接進入人耳的聲音叫直達聲；12、反射聲：聲音經(jīng)過建筑物反射后進入人耳的聲音叫反射聲；聲音在傳播中遇到障礙物（比如墻面、地面、桌椅等）時，一部分進入障礙物被其吸收，一部分被障礙物反射回去（即回聲，其反射方向同鏡子反射光線一樣）；一次反射聲：聲音被障礙物第一次反射后的聲音叫一次反射聲，一次反射聲弱于直達聲；align=left二次反射聲：聲音被障礙物第二次反射后的聲音叫二次反射聲，二次反射聲弱于一次反射聲；N次反射聲：聲音被障

10、礙物第N次反射后的聲音叫N次反射聲；N次反射聲弱于N-1次反射聲；13、房間聲音的描述：當一個房間完全吸收聲音能量，則該房間完全沒有反射聲只有直達聲，這種房間我們稱之為消音室，這時人耳聽到的聲音發(fā)干、干癟。當一個房間完全不吸收聲音能量而只有反射稱為不吸音，這時反射聲的能量不衰減，叫反射聲過強；這時人耳聽到的聲音渾濁、混沌。直達聲和反射聲往往先后作用于人耳，實驗表明當兩者時間相差50ms（0.05秒）以內(nèi)，人耳聽不到兩個聲音，反射聲起到補充直達聲的作用，聲音變得厚實、豐滿；14、房間混響時間：無數(shù)次的反射聲和直達聲共同形成了混響，當一個房間的混響時間在1秒到2秒之間為混響適中，人感覺聽感舒適；當

11、混響時間大于4秒則聽感渾濁，說明房間反射過強、吸音過弱，應增加一些吸音措施；當混響時間小于1秒則聽感干癟，說明房間吸音過強、反射過弱，應減少一些吸音措施；15、聲音的相位：我們知道聲音是通過空氣的壓縮和擴張來傳播的，對空間的某一點來說，當直達聲壓縮該點的空氣，而反射聲反射到該點時有兩種情況：一、同樣地在壓縮該點的空氣，我們稱反射聲和直達聲在該點的相位相同，則該點空氣壓縮的程度變強，音強得到增加，聲壓得到了提高；二、相反地在擴張該點的空氣，我們稱反射聲和直達聲在該點的相位相反，則該點空氣壓縮的程度變?nèi)?，音強得到減弱，聲壓得到了降低。一句話：相位相同聲音變大，相位相反聲音變小。2-峰點的形成一一房

12、間固有的聲學響應有了以上的聲音的一些基本知識我們回頭分析嘯叫的形成機理，對于特定的房間，有它固有的房間聲學頻率響應特性，這種特性只與房間的幾何結(jié)構(gòu)尺寸和材料及內(nèi)飾物的表面吸音和反射能力及位置相關(guān)。這種固有的頻率特性是什么，又是怎樣得來的呢在房間里，當一個聲音發(fā)出去以后，直達聲呈扇面球狀立體發(fā)散的傳遞，這些無數(shù)角度方向發(fā)出去的直達聲音在遇到房間房頂、地板、四面墻壁以及內(nèi)飾物、呈列物后一部分聲音能量被其吸收掉，另一部分被其反射回來形成反射聲；反射聲經(jīng)過空中傳遞后又進入這些物體一部分被其吸收另一部分又被其再次反射；周而復始，直到最原始的聲音能量被空氣和這些物體吸收怠盡為止。我們來具體看這個過程。很顯

13、然在聲音完全消失前，房間空間的任何一點都充斥著：原始直達聲+N次反射聲=N+1次的疊加，這些無數(shù)次的反射聲到達空間該點的方向、大小強弱是雜亂無章的。有的反射聲到達該點與原始直達聲相位相同，聲音變大，聲壓提高；有的反射聲到達該點與原始直達聲相位相反，聲音變小，聲壓降低；一般來說，越后面的反射聲能量越小，對該點聲壓的影響越小，越可以忽略不計，通常只考慮直達聲和前兩三次反射聲對空間某一點聲壓實施的影響。理論和實踐表明：對于特定的某個房間，只要音箱位置固定或聲源的方向固定，房間空間中的任何一點都有相應固定不變的聲壓一一頻率響應曲線，該曲線表征了房間特定某一點上聲音在20Hz20000Hz不同頻率點位上

14、的直達聲和反射聲疊加后對該頻率點聲壓施加的影響。可以看出20Hz20000Hz的音頻范圍內(nèi)，聲壓的大小是各不相同的（不是標準的一條直線），這是由于不同頻率聲音的波長不同，反射到該點路徑不同，最終在該點和原始直達聲的相位不同。有的頻率點直達聲和所有反射聲相位相同，聲壓顯著提高，我們稱該頻率點為峰點，聲壓最高的頻率點叫第一峰點，聲壓次高的頻率點叫第二峰點，依次類推；有的頻率點直達聲和個別反射聲相位相同，聲壓有所提高；有的頻率點直達聲和個別反射聲相位相反，聲壓顯著降低我們稱該頻率點為谷點，聲壓最低的頻率點叫第一谷點，聲壓次低的頻率點叫第二谷點，依次類推；從聲壓頻率曲線圖還可以看出，峰點谷點往往在聲音

15、頻率的中低頻率段分布更多一點，10000Hz以上要少一些，這是由于材料和空氣對高頻的聲音能量吸收快，反射少，反射聲少則意味著高頻聲音在空間由于相位不同造成的疊加機會少，故高頻段的峰谷點分布少；而中低頻段的峰點分布多的重要原因是低頻聲音具有強繞射能力（前面講過越是低頻波長越長，20Hz時波長可達17米，明顯長波在傳遞過程中可以很輕松地饒過障礙物，即繞射能力強）同時不易被材料和空氣吸收能量，故峰點在中低頻段分布多一些。很顯然，當房間的聲壓一一頻率相應曲線越平坦，峰谷點分布越少說明該房間還音效果越好，房間混響適中；相反曲線落差越大，峰谷點分布越多說明該房間還音效果差，該房間的混響偏重。房間的聲壓一一

16、頻率響應曲線可通過粉紅噪聲發(fā)生儀和聲壓計以及掃頻儀來測得。測試證明，世界一流的音樂廳，其房間聽眾位置的任何一點的聲壓一一頻率響應曲線更完美；這是因為建筑聲學和材料聲學材料作用，優(yōu)秀的建筑聲學大師就象優(yōu)秀的調(diào)味大師一樣非常懂得怎樣控制直達聲和反射聲的混合方式和混合量的；當然通過建筑和材料來實現(xiàn)完美聲音重現(xiàn)其成本是非常壯觀的。明白了房間的聲壓一一頻率響應曲線關(guān)系，同時也明白了什么叫峰點、谷點后，同時明白了聲音的一些基本知識后，我們來理解擴聲中嘯叫的形成機理就變得易如反掌。3-反饋一一嘯叫的形成條件專業(yè)的說法嘯叫就是自激，自激形成的條件就是系統(tǒng)存在信號的正反饋現(xiàn)象。這里有必要說明一下反饋的含義：反饋

17、就是系統(tǒng)設備輸出的信號通過某種途徑又進入了系統(tǒng)設備的輸入端，信號通過這個途徑由輸出到輸入的過程就叫反饋。反饋分正反饋和負反饋。在忽略反饋需要時間的情況下，正反饋信號與原輸入信號相位相同結(jié)果使輸入信號變大，當然輸出信號一樣變大，結(jié)果使同相的反饋信號又比上一輪變得更大；如此信號每反饋一次，輸出信號便增加一次，周而復始，如此循環(huán)直到輸出信號強度穩(wěn)定地達到系統(tǒng)設備的滿度，這便是自激振蕩，擴聲上叫聲音嘯叫了，顯然嘯叫破壞了系統(tǒng)的正常工作，我們需要的聲音被嘯叫音淹沒了，出不來了；負反饋信號與原輸入信號相位相反結(jié)果抵消了輸入信號的強度，使輸出信號在一定程度內(nèi)不會變大。對語音擴聲系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的輸入端就是現(xiàn)場

18、的麥克風（即話筒），輸出端則為現(xiàn)場的音箱，反饋信號的途徑就是聲音在空間傳播后部分進入麥克風的空間路徑。聲音從音箱發(fā)出聲后經(jīng)過各種途徑包括直達、繞射或反射，最終部分聲音又經(jīng)過了麥克風，被麥克風拾到聲音。在這個反饋的過程中，由于聲音在空中的傳播相比信號通過導線在系統(tǒng)設備中的傳遞要慢得多（可近似用聲速和光速來相比），故分析擴聲系統(tǒng)的嘯叫機理就不能忽略反饋過程所花的時間?？梢杂嬎?，當反饋的聲音信號到達麥克風時，前面的原始聲音音頭已經(jīng)過去了，這時已經(jīng)無所謂反饋信號是正反饋還是負反饋了（單一的反饋聲音，沒有比較，就完全談不上相位的問題）。但是為什么還是會嘯叫呢？不難想象只要反饋到麥克風的聲音聲壓初始的原始

19、聲音聲壓，只要系統(tǒng)設備和房間環(huán)境設備不變動的話，就會一如既往的二次反饋聲音聲壓>一次反饋聲音聲壓，三次反饋聲音聲壓二次反饋聲音聲壓,周而復始，如此循環(huán)直到輸出信號強度穩(wěn)定地達到系統(tǒng)設備的滿度，這便構(gòu)成嘯叫。故嘯叫建立的時間長短取決于反饋聲通過反饋路徑傳播所需要的時間長短，一般來說，房間越小嘯叫建立的時間越短。嘯叫是非常有害的一種現(xiàn)象，不僅讓設備不能正常，而且往往容易燒毀擴聲器材功放音箱等，而且有傷人耳。通俗講：如果將話筒與音箱現(xiàn)場完全分開，則音箱發(fā)出的聲音永遠也進入不了話筒，即反饋的這一部分開路，系統(tǒng)就處于開環(huán)狀態(tài)，無論擴聲系統(tǒng)聲音開得多大，都不會有嘯叫產(chǎn)生。通過上面的分析可以看出，嘯叫

20、是系統(tǒng)處于閉環(huán)狀態(tài)時不可避免發(fā)生的一種特殊情況，特殊性在于什么呢？就在于閉環(huán)的擴聲系統(tǒng)其閉環(huán)的系統(tǒng)增益K閉1。我們首先要明白什么叫增益和反饋系數(shù)？增益：就是指放大倍數(shù)或叫放大量，擴聲系統(tǒng)為什么要用音響設備?。烤褪且驗槿酥v話的聲音音量太小，聽眾聽不到或聽不清，音響設備可以將聲音放大后再通過音箱發(fā)音讓聽眾很舒服地聽見并聽清講話人的講話內(nèi)容，這個音響設備就是放大設備，其放大的倍數(shù)就是增益，其增益是有用的開環(huán)增益，用K開表述，K開=設備的輸出量÷設備的輸入量。一般常說的調(diào)整音量大小，就是調(diào)整擴音系統(tǒng)設備的放大量即K開。反饋系數(shù)：我們知道從音箱發(fā)出的聲音只有一小部分反入到麥克風，并且經(jīng)

21、過數(shù)次反射和傳播損耗，故到達麥克風時音量已經(jīng)比原始音箱發(fā)出的聲音減小了許多，減少的程度用反饋系數(shù)表述，反饋系數(shù)用F反表示，F(xiàn)反=反饋到麥克風時的音量÷音箱發(fā)出時的音量?？梢钥闯鲈诂F(xiàn)場的擴聲系統(tǒng)中，反饋系數(shù)F反取決于現(xiàn)場音箱和話筒的位置，以及房間的幾何結(jié)構(gòu)和固定反射面，F(xiàn)反幾乎是不可變更的。顯然在現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)信號的傳遞路徑（設備內(nèi)的電信號+設備外的聲音信號+電聲/聲電轉(zhuǎn)換）是一個完全封閉的環(huán)路，是閉環(huán)的。包括現(xiàn)場會議、語音教室、現(xiàn)場節(jié)目表演等，嘯叫是現(xiàn)場擴聲永遠不可回避的問題，所以嘯叫問題必須在閉環(huán)狀態(tài)考慮才有實際意義閉環(huán)增益K閉=K開×F反，根據(jù)前面分析嘯叫

22、形成的過程可以看出當反饋聲音量初始聲音量，形成嘯叫，可以計算這時K閉1。所以：閉環(huán)增益K閉1是現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)嘯叫的本質(zhì)原閉；閉環(huán)增益2用1是現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)穩(wěn)定工作的秘密。如果想辦法將閉環(huán)增益K閉減小，使得K閉1則系統(tǒng)是沒有嘯叫的；K閉=1是一種臨界狀態(tài)，系統(tǒng)處在嘯叫的邊緣，也應當避免。由式閉環(huán)增益K閉=K開×F反可以看出，減小K開或F反都可以降低系統(tǒng)的閉環(huán)增益。反饋系數(shù)F反在采取硬手段（即盡可能讓音箱和話筒的距離變大，并且各自的指向相背，且選用近距離拾音話筒以求到達話筒等）后是幾乎在不能減小了，變得幾不可調(diào)的；事實上，調(diào)整系統(tǒng)開環(huán)增益K開是避免嘯叫讓系統(tǒng)閉環(huán)增益K閉1的根本辦法，

23、即發(fā)生嘯叫是要迅速降低擴聲設備的系統(tǒng)音量，保證讓系統(tǒng)設備在閉環(huán)增益K閉1的情況下工作。這里又引發(fā)出了另一個問題：在實際擴聲系統(tǒng)調(diào)試中，已經(jīng)做到了F反的最小化了，慢慢調(diào)整系統(tǒng)音量電平時，有效聽眾位置的聲音音量并沒有變大起來，根本還沒有滿足量感的需要（即語音要求聲壓達到88dB92dB）而系統(tǒng)就嘯叫了，設備無法用了，這是怎么回事？難道K制1是這么的苛刻，這么的不盡人情，還是那里出問題了？這個問題算是問到了核心上了，這便是我們推出系列防嘯叫設備的真實原因了，這些設備既能繼續(xù)擴大音量，同時又能有效避免K閉1,滿足語言擴聲系統(tǒng)穩(wěn)定工作的苛刻條件K閉1。4、房間嘯叫的形成機理那上述問題究竟是怎么一回事呢？

24、讓我們繼續(xù)分析嘯叫的機理。當我們在具體的某個房間設定好音箱和話筒位置后，接下來便正確地聯(lián)接好擴聲系統(tǒng)設備，確保系統(tǒng)設備完好、系統(tǒng)聯(lián)接正確后于是給系統(tǒng)通電使其預熱，然后慢慢調(diào)大系統(tǒng)音量（一定是慢慢調(diào)大音量）使其開始工作。這時會發(fā)現(xiàn)在音量開到了某個位置（臨界位置）時會明顯感到嘯叫要發(fā)生了，再往上開音量肯定立馬嘯叫，（不管嘯叫是在低音還是中高音），于是只好將音量往下回調(diào)一點，可聽眾席位置的聲音還太小，音量根本不夠用。于是擴聲設備就成了擺設無法用了（即空氣振動的能量）累積作用于人但我們感到聲音低沉、能量充沛，聲但我們感覺不到有多大的聲音能量，需要必須明白的是，人耳感覺聲音大或聲音小這是聲音能量耳后人主

25、觀生理上的感受。遠處飛機轟鳴而過雖聲壓不大，音很大；近處一個氣球暴裂或塑料紙的摩擦聲響雖聲壓很高,故也感覺不到聲音有多大。話題回到前面，我們感覺聽眾席位置的聲音不夠,是由于在嘯叫前音箱發(fā)出的聲音累積到人耳的能量不夠，而這種能量的聲音組成是在200Hz4000Hz范圍內(nèi)共同作用于人耳的。簡單地說：語言范圍內(nèi)的聲音平均能量并沒有起來，人就會感覺聲音小；相反，當人耳感覺聲音大小合適是由于語言范圍內(nèi)聲音的平均能量起來了；再用前面講到的平均聲壓在88dB92dB人耳感覺聲音大小最合適，其意思是語言頻率范圍（即200Hz4000Hz頻率范圍）的大多數(shù)頻率點的平均聲壓都能達到88dB92dB,通俗地說語言范

26、圍內(nèi)的聲音都出得來我們知道嘯叫是由于反饋聲再次被話筒拾到音后引起的，而話筒這種內(nèi)似“人耳拾音”的東西其拾音的方式與“人耳”確是大不相同。話筒對聲音能量的累積反應（即聲音轉(zhuǎn)化為電的過程）要比人耳反應迅速，特別在對突發(fā)的相對單一頻率成分的聲音反應能力上比人耳快的優(yōu)勢明顯，往往人耳還未感覺到有什么特別的聲音成分在擴聲現(xiàn)場，由于話筒的作用系統(tǒng)已經(jīng)進入了臨界狀態(tài)并要開始嘯叫了。這個特別的頻率成分便是前面所講到的室內(nèi)擴聲現(xiàn)場在話筒參考點位置固有的聲壓一一頻率曲線上的峰點對應的頻率成分。一目了然，本不平坦的聲壓一一頻率曲線上存在的所有峰點便是形成系統(tǒng)嘯叫的真正罪魁禍首，而嘯叫產(chǎn)生或刺耳、或轟鳴的聲音所對應的

27、頻率點就是曲線上峰點所對應的頻率，故峰點首先嘯叫。根據(jù)嘯叫必須在閉環(huán)增益K閉1時才會產(chǎn)生的這一理論，不難理解，當系統(tǒng)音量增大過程中，峰點頻率附近的聲壓很高，雖然頻帶窄，但由話筒有比人耳反應更迅速的能力可知，峰點附近的聲音已被話筒強烈地吸收到了，I環(huán)系統(tǒng)在該點足以滿足K閉1的條件，雖對人有用的大多數(shù)語言頻率成分的音量還低，還處在K閉1的穩(wěn)定狀態(tài)，可系統(tǒng)已經(jīng)嘯叫了。換句話說：當音量開打過程中，系統(tǒng)大多數(shù)頻率成分的聲音還沒放起來的時候，峰點頻率的聲音確已經(jīng)很大了，雖人耳不明顯感覺到其存在，可系統(tǒng)設備已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并引起了嘯叫。嘯叫總是率先發(fā)生在峰點位置，嘯叫點的先后順序是第一峰點、第二峰點、第三峰點，這樣

28、一個順序。由此可知，房間固有的聲壓一一頻率相應曲線中峰點的存在成了語言擴聲的嚴重障礙。這就是在現(xiàn)場實際擴聲中嘯叫發(fā)生的真正內(nèi)在原因和機理。實踐證明只要能有效避開峰點位置的擴聲，語言范圍內(nèi)的平均聲壓能得到明顯的提升，從而滿足絕大多數(shù)聽眾對聲音量感上的需求，同時系統(tǒng)穩(wěn)定。近代所有電子防嘯叫技術(shù)都是圍繞這一基本原則命題展開的；就算是前面提到的通過建筑結(jié)構(gòu)聲學、材料聲學等昂貴的方式滿足擴聲量感和質(zhì)感等方法，其本質(zhì)也是在圍繞消除峰點這個基本命題展開的我們還需要知道，房間的聲壓一一頻率響應曲線是指房間音箱發(fā)聲音的空間位置和角度一定的情況下，房間空間中任何一點位置的響應曲線；同一房間，曲線和空間位置有一一對

29、應的關(guān)系，空間位置變了，曲線也會發(fā)生變化，曲線上對應的峰谷點頻率位置也會發(fā)生一些變化；我們討論的近代電子防嘯叫技術(shù)防的是什么呢？防的就是話筒所在空間位置點上的峰點。實踐中，房間參考點的聲壓一一頻率響應曲線其主要的峰谷點受房間大面積的反射面影響更重，其余的峰谷點則受參考點附近反射面的影響更多一點。對界面話筒來說，其咪頭部位則為參考點，故而安裝界面話筒時要主意回避其附近物件反射面反射聲音的直接進入，同時為什么改變界面話筒位置有時會產(chǎn)生新的嘯叫點，就是因為隨著話筒位置改變，新參考點附近反射面的反射條件也跟著改變導致新的峰谷點產(chǎn)生的緣故。一般情況下，越柔性的房間（吸音多，反射少）擴聲條件好一些，處理起

30、來容易些，越剛性的房間（吸音少，反射多）擴聲條件差一些，處理起來要難些。5、實踐中需注意的問題這里需要簡單的提一下關(guān)于DSP技術(shù)在防嘯叫領(lǐng)域的運用情況：一是，只要每個位置聲壓平均相等，同時這些位置的平均音量滿足聽感要求（即平均聲壓達到88dB92dB范圍）即可，太大的聲音不但時間長了聽眾耳朵容易疲勞，而且我們已經(jīng)知道房間的任何一點的聲壓一一頻率曲線都不會是平直的，存在大大小小的峰谷點，音量太大，系統(tǒng)會觸及到曲線上太多新的小峰點從而引發(fā)新的系統(tǒng)不穩(wěn)定；一句話，聲音太大沒必要且有害。上面還說明了這么一個簡單的道理，無論怎么擴大音量都不會嘯叫的現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)是永遠不會有的，那些話筒直接對準貼近音箱同時

31、又打開系統(tǒng)音量而不會發(fā)出嘯叫的伎倆是騙人的。二是，通過對穩(wěn)定工作的擴聲現(xiàn)場用聲壓計測量可知，聽眾位置的每一點從音箱得到的聲壓一定比在講話人所用錄音話筒的空間位置得到的聲壓弱12dB。換句話說一個穩(wěn)定的擴聲系統(tǒng)，在空間有用的聽眾位置得到的聲壓都弱于系統(tǒng)話筒錄音時所得到的聲壓，即一個穩(wěn)定的擴聲系統(tǒng)其實就是一個負（減?。┓糯蟮南到y(tǒng)，這樣的系統(tǒng)顯然滿足K閉1的理論要求；這里要注意的是：單純就聲壓來說系統(tǒng)是減小的負放大，但是擴聲系統(tǒng)將從電源獲得的聲音能量平均發(fā)散似地傳遞到了每一個有效的受眾耳朵里了，系統(tǒng)擴音并沒有白白浪費，系統(tǒng)的聲壓上的負放大和系統(tǒng)能量上的擴聲是兩回事。所以當房間面積過小，在不擴音時，用

32、正常聲音講話，房間空間的任一點的聲壓都能滿足人耳聽音量感的要求（即平均聲壓達到88dB92dB范圍），這樣的房間，在沒有其他擴聲方面的功能要求（比如電視電話會議等）僅需講話時就不需要擴聲設備；因為剛剛講到穩(wěn)定的語言擴聲系統(tǒng)實際是一個負（減小）的放大系統(tǒng)，添加了擴聲設備或防嘯叫設備從音箱出來的聲音反而沒有人直接放送的聲音大，否則系統(tǒng)難以調(diào)試，采用擴聲系統(tǒng)對語言現(xiàn)場進行能量上的放大毫無意義同時畫蛇添足。三是，現(xiàn)場的語言擴聲既要講究規(guī)避嘯叫產(chǎn)生，以求達到聲音量感上的需要，同時也要講究聲音的語音清晰度。擴聲系統(tǒng)失真和房間混響都有害語音清晰度，聲音失真大人將會聽不懂字詞句，人耳努力鑒別時容易身體疲勞；混

33、響重，人將會聽不清字詞句，大腦發(fā)嗡。所以對于特別剛性、空曠、反射厲害的房間，其混響時間肯定大于4秒鐘以上，即發(fā)出一個音節(jié)要在房間里響到4秒甚至更長時間后才結(jié)束，這顯然不可能分清一句話前后的字詞，聲音將渾濁不清，這樣的房間是不能使用的，包括安裝電子防嘯叫設備等都是毫無意義的！除非增加吸音措施有效降低混響時間（比如擺滿桌椅、掛上窗簾、墻上壁畫、安裝天花石膏吊頂、坐滿人員使用等等）；對于混響稍微偏重的房間，適當多點平均分布音箱，并總體降低每只音箱的聲音能量，并多衰減低音成分，同時追求適當?shù)鸵稽c的聲壓量級是有效提高語音清晰度的好方法。三、防嘯叫技術(shù)方案實施的原理及優(yōu)劣對比明白了嘯叫產(chǎn)生機理同時又懂得了

34、一些基本擴音常識后，我們接著需要知道的是現(xiàn)代電子技術(shù)有哪些方法可以防止房間的峰點響應，從而達到防嘯叫的目的，這些方法有哪些特點、哪些差異、有何優(yōu)劣？DSP又是如何工作的？/align前面講到，電子技術(shù)防嘯叫有均衡、移頻、移相、參量均衡等方案，這些方案都有可行實施的理論依據(jù)和可行實施的產(chǎn)品問世和使用，各有優(yōu)劣、各有千秋。隨著時代發(fā)展，人們要求的提高、技術(shù)的進步，有的防嘯叫實施方案逐漸淡出市場、有的方案成為市場的新寵、有的方案成為發(fā)展的新趨勢。我們將這些方案作綜合性的比對。？/align1、均衡方式抑制嘯叫：均衡器（這里特指圖示均衡器，其面板推桿分布同實際聲壓頻譜圖，直觀明了故得其名）是將20Hz

35、20000Hz內(nèi)的聲音頻帶按照一定的倍頻程（倍數(shù)關(guān)系）劃分段落，最常見有15段和31段均衡器等（雙通道和單通道姑且不管）。國際通行慣例，15段均衡器按2/3倍頻程關(guān)系分段選取中心頻點，由低頻端到高頻端中心頻點分別在25Hz、40Hz、63Hz、100Hz、160Hz、250Hz、400Hz、630Hz、1KHz、1.6KHz、2.5KHz、4KHz、6.3KHz、10KHz、16KHz共15段；而31段均衡器按1/3倍頻程關(guān)系分段選取中心頻點，由低頻端到高頻端中心頻點分別在20Hz、25Hz、31.5Hz、40Hz、50Hz、63Hz、80Hz、100Hz、125Hz、160Hz、200Hz、

36、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz、630Hz、800Hz、1KHz、1.25KHz、1.6KHz、2KHz、2.5KHz、3.15KHz、4KHz、5KHz、6.3KHz、8KHz、10KHz、12.5KHz、1.6KHz、20KHz共31段。均衡器的頻率點位完全固定，每一頻點上設置的推桿都可以對本頻率點上的聲壓進行±15dB（即6、7倍音量）的提升或衰減。均衡器是怎樣抑制擴聲嘯叫的呢？我們知道均衡器將音頻進行了預先的頻率分段，引發(fā)擴聲嘯叫的房間峰點總會落在均衡器劃分好了的某個頻段里面。使用均衡器防嘯叫的正確步驟是：首先將均衡器各頻率點上的提衰推桿置于中心點，保

37、證均衡器在音頻范圍的響應平直；慢慢增大系統(tǒng)音量，使系統(tǒng)第一嘯叫點臨界發(fā)生，通過人耳主觀判斷嘯叫點的頻率；迅速在均衡器上找到分管該頻率點的推桿，并迅速拉下該推桿，這時系統(tǒng)將減小對該頻點的放大量，嘯叫消失；同理，繼續(xù)增大系統(tǒng)音量，使系統(tǒng)第二嘯叫點臨界發(fā)生，后面的操作以此類推,直到系統(tǒng)音量滿足為止。從上面均衡器防嘯叫的操作過程來看，有如下特點：一、是采用人工手動的的方法；二、需要人耳非常熟悉發(fā)音的頻率是多少；三、動作要迅速，判斷頻率和操作要迅速到位，不能出錯，否則長期嘯叫可能引發(fā)系統(tǒng)不穩(wěn)和燒毀。很明顯對操作人員的要求極高，非專業(yè)人士難以勝任。事實上，均衡器用來抑制嘯叫還有如下的問題存在：1、中心頻點

38、的Q值低。Q值的含義是當下拉均衡器某個推桿比如1KHZ推桿時，1KHz聲音音量降低的同時，受其影響1KHz上下相臨的聲音音量也會同時降低；影響的大小強弱就是用Q值表示的，影響的頻率范圍越小Q值越高，影響越大Q值越低。顯然我們會要求設備能消除有害的峰點，而其他的頻率成份保留的越多音質(zhì)越保真、聲音越豐滿，即要求設備有高Q值。廣義地認為拉動均衡器推桿將會影響與其上下相臨的頻段。從頻段劃分可知，當拉動中心頻率1KHz推桿時，對于15段均衡器，受到的影響將在其上下2/3倍頻程范圍內(nèi)，即630Hz1.6KHz；對于31段均衡器，受到的影響將在其上下1/3倍頻程范圍內(nèi)，即800Hz1.25KHz,很明顯，均

39、衡器的低Q值既讓聲音變得不飽滿同時降低了離開峰點位置較大范圍有用聲音的聲壓。2、衰減量低。前面已知，均衡器推桿的衰減量在15dB,個別均衡器只有1012dB（可換算衰減量在47倍之間），對于一些嘯叫嚴重的房間，其峰點的幅度會非常高，需要的衰減量在1020倍之間，顯然，這時均衡器的衰減量不能滿足克服峰點的影響，也就難以抑制嘯叫的發(fā)生了。其實在均衡器的實踐上，Q值和衰減量更是一對矛盾，要獲得大的衰減量，Q值會進一步降低；要獲得設備的高Q值，衰減量又會打折了。3、中心頻點固定。均衡器的中心頻點是事先設定好了的，而不同擴聲現(xiàn)場話筒位置的峰點變化確是千差萬別的，固定的中心頻點往往對不準峰點從而導致抑制能

40、力下降，調(diào)試時往往需要同時下拉相臨的兩段推桿，從前面介紹Q值時我們就知道，拉下相臨的兩組推桿無疑是在更寬頻率范圍內(nèi)影響現(xiàn)場擴聲的豐滿度、音質(zhì)水準和更寬頻率范圍聲音的響度，這樣就反而抵消了一部分擴聲能量。顯然，一臺均衡器其分頻段數(shù)越多，用于嘯叫的抑制其現(xiàn)實意義更大一些；有的專業(yè)的調(diào)音臺或簡易綜合機其控制面板上，往往會有單雙5、7、9段均衡器，這種低段位數(shù)的均衡器用于抑制嘯叫是會貽笑大方的。事實上，均衡器用于抑制嘯叫只是其輔助功能，其更主要功能是當擴聲或錄制節(jié)目時，對現(xiàn)場房間聲壓一一頻率特性曲線進行彌補、修正作用（即均衡的作用）或?qū)?jié)目內(nèi)容和演出器材音色進行補充修飾、調(diào)試作用，均衡器設備經(jīng)久不衰并

41、在擴聲系統(tǒng)中大量使用和必備使用的真正原因就在此；而且，確實是非專業(yè)人士很難使用好均衡器的，使用不來，反而適得其反。綜述：均衡器設備固有的問題缺陷制約了其在防嘯叫領(lǐng)域里的使用和發(fā)揚，而且用高昂的價格購買專業(yè)的均衡器卻用于防嘯叫，用其輔助功能，而浪費其主要功能是避重就輕、得不償失的。隨著后續(xù)防嘯叫技術(shù)的推廣運用，均衡器已經(jīng)極少被用來防嘯叫，采用均衡器抑制嘯叫是一定階段的產(chǎn)物。2、移頻方式抑制嘯叫：上世紀五十年代，國際上移頻技術(shù)被開發(fā)出來，曾經(jīng)生產(chǎn)過一小部分實驗樣機，由于移頻技術(shù)固有的一些缺點（后面會分析到）加上當時技術(shù)上的不成熟和器件性能限制等原因，國際上未能形成商品；七十年代，在我國當時經(jīng)濟條件

42、落后、基礎產(chǎn)業(yè)薄弱的背景下，移頻技術(shù)由綿陽市無線電廠引進并被形成商品，適應了當時國情，當時移頻器一度成了防嘯叫設備的代名詞。顧名思義，移頻就是移動頻率，移頻器正是基于通過改變輸入信號的頻率來不斷回避房間峰點施加的影響，從而破壞構(gòu)成聲反饋的條件，最終達到防止嘯叫的目的。移動頻率，怎么理解呢？我們知道所有自然界的聲音包括人聲，不管聲音差異多大，不管動聽、難聽，這些聲音均有其固有的頻率組成，都可分解為無數(shù)單一音頻的頻率（基波和無數(shù)諧波）?，F(xiàn)行移頻器一般會移動（或叫改動）進入信號頻率38Hz,即有38Hz的移頻數(shù)可調(diào)。舉例說明，輸入一個1000Hz信號時，當正方向移頻38Hz時，移頻器將會輸出一個10

43、031008Hz的信號；當反方向移頻38Hz時，移頻器將會輸出一個997992Hz的信號。根據(jù)前面分析嘯叫的過程機理可以看出，嘯叫是需要時間累積的，是一次比一次反饋信號變強的N次循環(huán)放大后的結(jié)果表現(xiàn)形式。移頻器防嘯叫過程如下：當房間峰點位置頻率信號在反饋中滿足了K閉1,便有了首次強烈反饋到話筒輸入端的第一次反饋信號，該信號經(jīng)過移頻器放大后卻發(fā)生了頻率上的改變（即在原始信號頻率基礎上增加或減少了38HZ）;這時輸出信號在峰點位置便發(fā)生了38Hz的移動，我們知道峰點位置聲壓最高，意思就是這時的輸出信號在再次反饋到話筒時（第二次反饋聲）聲壓降低了；二次反饋聲進入移頻器后再次被移動了38Hz,致使第三次反饋到話筒的信號頻率又偏離了峰點38Hz,聲壓繼續(xù)降低,以此類推。由此反饋的信號每循環(huán)一次便減弱一次，最終使峰點位置信號滿足K閉1的穩(wěn)定工作條件，嘯叫就不可能發(fā)生。換言之，移頻器的工作方式就是：當正向移頻時，將引發(fā)嘯叫的峰點一步一步往音頻的高頻端“趕”，直到“趕”出音頻的范圍；反之，當正向移頻時，將其一步一步往音頻的低頻端“趕”，目的是同樣“趕”出音頻范圍。從上面可以看出，移頻器的工作有如下特點：一、操作過程簡便。使用時只需啟動移頻功能開關(guān)即可，移頻數(shù)38Hz連續(xù)可