擴(kuò)聲基礎(chǔ)知識(shí)與系統(tǒng)操作

1、擴(kuò)聲基礎(chǔ)知識(shí)與系統(tǒng)操作一、諸論音響技術(shù)涉及的面越來越廣，其包括：電聲技術(shù)、樂器聲學(xué)、建筑聲學(xué)、生理聲學(xué)、心理聲學(xué)、音樂素養(yǎng)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等等。當(dāng)你度量你所述的事務(wù)，而能用數(shù)字來表達(dá)它，你對(duì)這事物已有些知識(shí)。但如果你不能用數(shù)字來表達(dá)它，那么你的知識(shí)仍然是簡陋的和不圓滿的；對(duì)任何事物而言，這可能是知識(shí)的始源，但你的意念還未達(dá)到科學(xué)的境界。具有數(shù)學(xué)和物理學(xué)的知識(shí)是實(shí)質(zhì)上了解音響工程學(xué)的心要條件。對(duì)這兩種科學(xué)的認(rèn)識(shí)越深，越能使你跨越從感覺所得的意念，而達(dá)到用科學(xué)來印證事實(shí)。 舉例(1)有二個(gè)音箱A：400WRMS：B：200WRMS A、B的失真相同 A比B好(2)有兩臺(tái)功放 A：失真率0.0

2、5% (20Hz20KHz) B：失真率0.025%(DC50KHz) B比A好 (3)功放的輸入靈敏度旋鈕開在12點(diǎn)或3點(diǎn)鐘位置 能保護(hù)揚(yáng)聲器(4)低音音箱附近有障礙物如桌子、椅子、柱子等 使低音出不來(5)在播放CD時(shí)，系統(tǒng)不用均衡器，能保證更高的保真度，來表現(xiàn)錄音師的創(chuàng)作意圖。舉例(6)設(shè)計(jì)時(shí)選用音箱的功率應(yīng)遵循： A：根據(jù)房間的面積來確定功率 即 ？W/平方米 B：根據(jù)房間的體積來確定功率 即 ？W/立方米 (7)人的聽覺范圍雖然在20Hz20KHz，但可以用皮膚來感覺聲音 A：用皮膚來聽高音 B：用皮膚來聽低音 B對(duì) (8)用電容話筒容易出現(xiàn)反饋，是因?yàn)椴捎秒娙菰捦埠蛣?dòng)圈話筒相比會(huì)降

3、低擴(kuò)聲系統(tǒng)的傳聲增益。(9)房間混響太大，最好的解決辦法就是鋪地毯和貼墻氈，因?yàn)榈靥汉蛪质呛芎玫奈舨牧希@樣才能有效減少反射，縮短混響時(shí)間。著名的音響家占士摩亞曾經(jīng)說過：“在音響學(xué)中，任何表面看來很明顯的事情，通常都是錯(cuò)誤的?！?在實(shí)際生活中我們知道：一條鎖鏈最強(qiáng)也不會(huì)強(qiáng)過它最弱的一環(huán)，音響鎖鏈也符合這一自然規(guī)律。作為一個(gè)音響操作員應(yīng)該了解他掌握的鎖鏈中每一個(gè)環(huán)節(jié)，即每一器材的弱點(diǎn)和它的應(yīng)用范圍與技術(shù)指標(biāo)。否則，就會(huì)產(chǎn)生失真甚至破壞器材。 音響鎖鏈二、擴(kuò)聲系統(tǒng)及其作用擴(kuò)聲系統(tǒng)的特點(diǎn)：聲源和設(shè)備終端的揚(yáng)聲器處于同一局限的聲場(chǎng)中，因此擴(kuò)聲系統(tǒng)是有反饋的系統(tǒng)。擴(kuò)聲系統(tǒng)包括：1、聲源至傳聲器所處的

4、聲學(xué)環(huán)境；2、傳聲器至揚(yáng)聲器的擴(kuò)聲設(shè)備；3、揚(yáng)聲器和聽眾區(qū)的聲學(xué)環(huán)境(即聲場(chǎng))三個(gè)部分。 擴(kuò)聲系統(tǒng)的作用：1、增強(qiáng)聽眾區(qū)域聲音的響度2、改善廳堂音質(zhì)3、完成音色的美化或加工、情節(jié)氣氛的渲染 三、對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)的要求聽眾區(qū)的直達(dá)聲要有合適的響度語言：平均在70dB80dB左右音樂：平均在80dB95dB左右搖滾樂、流行音樂：95dB105dB以上一般應(yīng)比背景噪聲大10dB25dB以上系統(tǒng)應(yīng)有良好的穩(wěn)定性一般取典型值為6dB以上聲音要有良好的自然度（真實(shí)感）1、聲像的一致性2、聲音信號(hào)的真實(shí)重放自然聲和擴(kuò)聲的巧妙結(jié)合對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)聲音真實(shí)重放的要求預(yù)備知識(shí)要了解擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)備和正確的操作方法，就必須掌握一

5、些基礎(chǔ)知識(shí)dB的意義波長聲音的三要素關(guān)于人耳的聽覺特性dB(分貝）（1）、dBm在600電阻上消耗功率，電阻兩端的電壓為稱為標(biāo)準(zhǔn)錄音室參考電平，在器材上標(biāo)出0dBm則為，要注意只有跨接在600的線路上測(cè)量才是0dBm。（2）、dBV是以1V為參考電平，不考慮阻抗為多大，在器材上標(biāo)出0dB則為1V。使用dB的優(yōu)越性在于使很大的數(shù)值縮小，又使很小的數(shù)值擴(kuò)張 耳朵和對(duì)數(shù)的關(guān)系dB(分貝）電壓比功率比dBdBmdBVV0.320.1-100.710.5-311001V1.412+324+6+62V2.88+93.1610+10416+12+124V5.632+15864+18+188V10100+20

6、31.621000+30dB (分貝）的快速簡易計(jì)算已知：揚(yáng)聲器的靈敏度是100dBspl（）問 ：想要得到114dBspl的聲壓，揚(yáng)聲器要從功放 獲得多大的功率？c（聲速）f（頻率）波長 = 聲波傳播的特點(diǎn)聲音是以聲波的形式進(jìn)行傳遞和存在的。聲波是一種機(jī)械波，具有縱波一般的波動(dòng)特性，例如，反射、折射、繞射、干涉等。關(guān)于聲速c的定義1、海平面，21攝氏度，c=344m/s2、海平面，15攝氏度，c=340m/s聲音的三要素 聲音是客觀存在的，而人耳的聽覺是一種主觀感覺，兩者之間既有著密切的聯(lián)系，又存在一定的區(qū)別。 人的聽覺是一個(gè)復(fù)雜的物理生理心理過程，常用音量（響度）、音調(diào)、音色三種量來描述，

7、這三種量是人對(duì)聲音的主觀感覺的要素。 （1）音量（幅度）（2）音調(diào)（頻率）（3）音色（泛音成分）我們的聽覺特性人耳不但有很大的響度動(dòng)態(tài)范圍，而且還是一個(gè)很完美的分析儀，它有判斷響度、音調(diào)、音色的本領(lǐng)，還具有極強(qiáng)的選擇性，可以把聽力集中在想聽的聲音上。音響的最后結(jié)果是給人耳聽的，我們應(yīng)該了解一下自己的耳朵。世界上還沒有任何一種物理儀器，能有耳朵那樣的驚人的特性。聽覺的方位感雙耳效應(yīng)人們是用兩只耳朵同時(shí)聽聲音的，當(dāng)某一聲源至兩只耳朵的距離不同時(shí)，此時(shí)兩只耳朵雖然聽到的是同一聲波，但卻存在著1、時(shí)間差（相位差）2、強(qiáng)度差（聲級(jí)差） 它們成為聽覺系統(tǒng)判斷聲源方向的重要客觀依據(jù)。由于不同方向上的聲源到達(dá)

8、兩耳處的聲波狀態(tài)的不同，造成了聽覺的方位感和深度感。從而使人能由此判斷聲源的方向位置。聽覺判斷聲音的方向性人的聽覺的范圍教科書上都說人的聽覺范圍在20Hz20KHz，也稱為“聲域”。高頻低頻用身體聽聲音注意保護(hù)我們寶貴的耳朵對(duì)聽覺保護(hù)的相關(guān)法律（美國）聲壓級(jí)dBspl工作時(shí)間90 dB8 小時(shí)95 dB4 小時(shí)100 dB2 小時(shí)105 dB1 小時(shí)110 dB30分鐘115 dB15分鐘人耳的隱蔽效應(yīng)一個(gè)較弱聲音的聽覺感受被另一個(gè)較強(qiáng)的聲音所影響的現(xiàn)象，稱為人耳的“隱蔽效應(yīng)”。等響度曲線頭頂空間的概念Headroom=頭頂空間（動(dòng)態(tài)余量）失真：1、波形（示波器）2、頻譜（頻譜儀）3、聲音（耳

9、朵）聲場(chǎng)的概念近聲場(chǎng)：聽音位置到揚(yáng)聲器的距離短于聲音 波長的倍（)遠(yuǎn)聲場(chǎng)：聽音位置到揚(yáng)聲器的距離大于聲音 波長的倍（)不同頻率聲波的衰減四、擴(kuò)聲系統(tǒng)中的主要設(shè)備功率放大器分頻器揚(yáng)聲器（喇叭）頻率均衡器壓縮/限幅器擴(kuò)張/噪聲門激勵(lì)器混響器/延時(shí)器調(diào)音臺(tái)傳聲器（話筒）功率放大器1、基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，專業(yè)功放是一個(gè)純后級(jí)放大器。（1）有很好的頻響（功率帶寬）（2）十分低的諧波失真（THD）和互調(diào)失真（IM）（3）較靈活的輸入靈敏度開關(guān)（4）精密的峰值指示和特殊指示如超溫，壓縮、瞬時(shí)電平等（5）良好的散熱系統(tǒng)（6）完善的保護(hù)系統(tǒng)如短路、超溫、過荷、喇叭保護(hù)等功率放大器2、功率放大器的技術(shù)特性（1）功率額

10、定值如功率、阻抗、頻率特性、失真率；（2）失真度（諧波失真和互調(diào)失真）小信號(hào)時(shí)的失真和在額定功率進(jìn)的失真；（3）頻率響應(yīng)一般標(biāo)出20Hz20KHzdB；（4）信噪比（S/N）表示設(shè)備本身的輸出噪聲是輸出信號(hào)的百分之比，即額定 輸出時(shí)的信號(hào)大小與輸入端短路進(jìn)的噪聲大小之比，用dB表示一般在90dB以上；（5）阻尼系統(tǒng)數(shù)(DF) DF揚(yáng)聲器的阻抗/功放的輸出阻抗 一般專業(yè)功放都100,在使用時(shí)最低不應(yīng)20;當(dāng)采用又細(xì)又長的線作為音箱線時(shí),就會(huì)將系統(tǒng)的阻尼系數(shù)降低;（6）輸入靈敏度 表示為得到的額定輸出功率需要輸入的最小信號(hào)電壓,通常用V或dBV來表示；（7）轉(zhuǎn)換速率（SR） 它描述了放大器在大信號(hào)

11、時(shí)的響應(yīng)能力。即輸出電壓對(duì)輸入電壓的追隨能力。與“幅度過載”一樣，功放也可能出現(xiàn)“頻率過載”。因而SR是衡量放大器的一個(gè)重要參數(shù)，也必須留有一定的余量。余量典型值可取50V/s。功率放大器與揚(yáng)聲器的配接按照功率的配接按照阻抗的配接功率放大器的橋式接法按照功率的配接按照阻抗的配接分頻器分類無源分頻（被動(dòng)分頻）有源分頻（電子分頻）使用電子分頻器的優(yōu)點(diǎn)功放到揚(yáng)聲器之間無其它器件，能減少損耗；將頻率分配，避免互相失真，功率分配避免限幅失真；分頻點(diǎn)變化率大，可達(dá)到-18dB/OCT至-24dB/OCT能減少干擾，提高擴(kuò)聲質(zhì)量；保護(hù)高音揚(yáng)聲器。分頻頻率點(diǎn)的選擇：分頻器曲線無源分頻（被動(dòng)分頻）分頻變化率6d

12、B/OCT有源分頻（電子分頻）分頻變化率18dB/OCT以上揚(yáng)聲器系統(tǒng)(音箱)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分類按結(jié)構(gòu)分類：密閉式、倒相式、號(hào)角式、陣列式、矩陣式按用途分類：主擴(kuò)聲、監(jiān)聽、返送、會(huì)議音箱由揚(yáng)聲器單元、箱體或號(hào)角、分頻網(wǎng)絡(luò)組成。單元一般是電動(dòng)式，高頻也有用壓電式。 揚(yáng)聲器系統(tǒng)的技術(shù)特性（1）頻率范圍：有的廠家為-3dB時(shí)，有的條件為-10dB甚至-20dB（2）額定功率（標(biāo)稱功率、不失真功率）：是揚(yáng)聲器的正常工作功率，用W或VA來表示（3）最大功率（峰值功率、設(shè)計(jì)功率）：是揚(yáng)聲器系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)所能承受的峰值功率，其一般是額定功率的4倍（4）特性靈敏度：它的定義是輸入1瓦的粉紅噪聲信號(hào)，在參考軸上1

13、米處所產(chǎn)生的聲壓級(jí)，以dBspl（）表示，靈敏度越大，從電轉(zhuǎn)換成聲的效率越高揚(yáng)聲器系統(tǒng)的技術(shù)特性（5） 阻抗：它由三種成分組成。 A.直流成分，與頻率無關(guān)。 B.線圈感抗部分，頻率越高，感抗越高。 C.反電勢(shì)部分，也是頻率的函數(shù)。也就是不同的頻率，阻抗不同；（6）指向特性。它是指揚(yáng)聲器系統(tǒng)向空間各方向發(fā)生的聲壓分布狀況，一般用方向圖來表示，它與頻率有關(guān)。恒指向性揚(yáng)聲器系統(tǒng)恒指向性揚(yáng)聲器1974年問世，是在較寬的頻率范圍內(nèi)（2Khz18Khz）,其指向性都是較均勻的，只是輻射角邊緣比主軸上的聲壓級(jí)降低6dB 揚(yáng)聲器系統(tǒng)距離增加一倍 聲壓級(jí)降低6dB 揚(yáng)聲器系統(tǒng)的布置 應(yīng)該保證聽眾區(qū)聲場(chǎng)的均勻。充

14、分利用揚(yáng)聲器的指向特性，把聲音只輻射到需要的地方；在聲像一致性上應(yīng)較自然。利用人耳辨別聲音方向的能力在垂直方向不如水平方向靈敏。和使用延時(shí)器，利用哈斯效應(yīng)將偏離自然聲源方向的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的聲音延遲20ms左右；避免由于與傳聲器發(fā)生反饋和揚(yáng)聲器系統(tǒng)之間的相位問題使總傳聲增益降低。如果反相，或因?yàn)楹髩?，地面反射而形成的反相都屬于相位問題。 揚(yáng)聲器系統(tǒng)的選擇 按用途音樂擴(kuò)聲、會(huì)議擴(kuò)聲、輔助擴(kuò)聲、監(jiān)聽、公共廣播、特殊環(huán)境按安裝方式懸吊、掛壁、吸頂音箱的高、中、低頻段的劃分 低頻（球形波） /4音箱對(duì)角線中頻（半球形） /2 /4 音箱對(duì)角線高頻（錐形波） /4 /2頻率均衡器（EQ） 頻率均衡器的作用作

15、為擴(kuò)聲系統(tǒng)的總均衡，改善廳堂的頻率傳輸特性。即保證聲場(chǎng)的頻率均衡。改變音質(zhì)。通過均衡器將所需的頻率成分的信號(hào)電平增加，將不需要的頻率的信號(hào)電平減少或切除。抑制擴(kuò)聲中的聲反饋。由于建筑聲學(xué)的缺陷和擴(kuò)聲設(shè)備的性能帶來某些頻率上出現(xiàn)自激震蕩，可用1/3倍頻程均衡器來抑制而又不影響音質(zhì)。頻率均衡器的種類 圖示頻率均衡器參數(shù)頻率均衡器頻率均衡器的調(diào)整 房間均衡器的調(diào)整，作為整個(gè)系統(tǒng)的總均衡，應(yīng)采用1/3倍頻程的均衡器，才能保證聲場(chǎng)整段頻率的均衡，而系統(tǒng)總均衡的調(diào)整應(yīng)用儀器調(diào)定，在內(nèi)部裝修不變，音箱位置不變，功放和揚(yáng)聲器數(shù)量和型號(hào)不變的情況下，均衡器一經(jīng)調(diào)定就應(yīng)該封好，不得隨意調(diào)動(dòng)。 舞臺(tái)返送系統(tǒng)均衡器的

16、調(diào)整，均衡器用來防止聲反饋時(shí)，更應(yīng)采用1/3倍頻程均衡器。由于人耳聽覺的生理特性，在使用1/3倍頻程EQ降低寬帶反饋點(diǎn)增益時(shí)，人耳的頻率響應(yīng)將聽不來，這不但可以防止聲反饋，而且也不會(huì)過分地改變聲色。 會(huì)議系統(tǒng)防反饋均衡器的調(diào)整，與舞臺(tái)返送系統(tǒng)均衡器的調(diào)整類似。1/3倍頻程均衡器與聽覺的關(guān)系 1/3倍頻程均衡器與聽覺的關(guān)系 1/3倍頻程均衡器與聽覺的關(guān)系 壓縮器/限幅器 壓縮器的特性1、壓縮門限（閾值） 常在0dB附近可調(diào)；2、壓縮比 常見1.5:1、2:1、3:1、4:1、8:1、:1；3、啟動(dòng)時(shí)間 信號(hào)超過門限時(shí)是壓縮器起作用所需的時(shí)間；4、恢復(fù)時(shí)間 信號(hào)低于門限時(shí)使壓縮器恢復(fù)到閾前正常的增

17、益所需的時(shí)間；壓縮器/限幅器 壓縮器的特性圖壓縮器/限幅器的連接和調(diào)整1、2是壓縮器的靜態(tài)特性，一般可連續(xù)調(diào)整，應(yīng)根據(jù)不同的節(jié)目源和不同設(shè)備而異。3、4是壓縮器的動(dòng)態(tài)特性，不同的節(jié)目源和不同的樂器有異的參數(shù)，其可以連續(xù)調(diào)整，一般宜采用短啟動(dòng)時(shí)間和長恢復(fù)時(shí)間。這樣，失真較小，減少抽氣或喘息效應(yīng)，使被處理的信號(hào)更接近原始音源。當(dāng)壓縮比大于20：1時(shí)，就變?yōu)橐慌_(tái)限制器，有的壓縮器另設(shè)有限制門限調(diào)整。壓縮器/限幅器應(yīng)串接在回路中使用。聽感激勵(lì)器 激勵(lì)器的特性激勵(lì)器從物理上分析，就是一臺(tái)失真產(chǎn)生器（或叫高次諧波發(fā)生器），它用原來的音頻信號(hào)激勵(lì)產(chǎn)生出原音沒有的高次諧波，使人們?cè)谝羯细杏X有變化來達(dá)到其目的

18、。根據(jù)激勵(lì)要求采用并或串均可，但要獲得好的聲音就要花一定的工夫。激勵(lì)器的連接：當(dāng)作為某個(gè)音源（樂器、放音設(shè)備）激勵(lì)時(shí)應(yīng)串接在該通道中，當(dāng)作為人聲激勵(lì)時(shí)，為了演出便于控制，就可考慮并接。 混響器 混響器的特性延時(shí) DELAY回聲 ECHO混響 REVERB混響器的連接：為了演出便于控制，應(yīng)并接。 延時(shí)器 系統(tǒng)延時(shí)器的特性依據(jù)哈斯效應(yīng)，做輔助揚(yáng)聲器的系統(tǒng)延時(shí)，使得聽覺上的“聲像一致”。作為電視臺(tái)、廣播電臺(tái)的信號(hào)延時(shí)播出，防止意外播出事故。延時(shí)器的連接：作為系統(tǒng)延時(shí)，應(yīng)串接。 調(diào)音臺(tái) 調(diào)音臺(tái)是擴(kuò)聲系統(tǒng)的控制中心，是演出過程中操縱最頻繁的設(shè)備。在舞臺(tái)演出聲音各部分比例關(guān)系的調(diào)整，對(duì)聲樂、器樂音色的美化

19、與加工均通過調(diào)音臺(tái)來完成。 調(diào)音臺(tái)的結(jié)構(gòu)輸入組件。由前置放大器、均衡器、開關(guān)矩陣、輸入信號(hào)接出與控制等組成。 輸出組件。由編組輸出母線、混合輸出母線、輔助輸出母線與各母線上的電平控制和輔助信號(hào)的返回控制等組成。監(jiān)聽組件。各輸入、輸出組件中的PFL預(yù)聽信號(hào)控制。電源系統(tǒng)。包括各組件的供電和幻象供電系統(tǒng)。指示系統(tǒng)。包括VU表，LED指示。VU表指示響度（音量），他與聽眾主觀響度感覺較一致，但有一定的惰性，不能響應(yīng)短時(shí)出現(xiàn)的峰值。從-20VU上升到0VU需要300ms時(shí)間。峰值指示現(xiàn)常用LED，用LED能顯示出110ms內(nèi)出現(xiàn)的峰值信號(hào)，也有調(diào)音臺(tái)將二者“合二為一”。現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲，最好使用LED發(fā)光排（

20、也稱竹節(jié)燈）來監(jiān)視信號(hào)電平，因這樣保證視覺較寬，方面觀察。其他附屬專用部分。包括機(jī)內(nèi)混響、延時(shí)、照明系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)等。話筒傳聲器的分類按換能原理分：A.電動(dòng)式。動(dòng)圈切割磁力線，將聲能轉(zhuǎn)換為電能；B.電容式。聲壓改變電容量，將電勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電能。按作用原理分：A.壓強(qiáng)式。聲波只作用在振膜的一面，也就是無指向性；B。壓差式。振膜兩面都受聲波壓力的作用，受聲壓之差的控制，帶有特定的指向特性。按使用范圍特點(diǎn)分：近講式、歌唱用、講話用、樂器用等等。按指向特性分：無方向，8字形，心形，超心形，超指向。話筒傳聲器的主要技術(shù)特性靈敏度。表示電聲轉(zhuǎn)換效率，在一定聲壓作用下，輸出端電壓值。頻率響應(yīng)。指向特性。用極座標(biāo)的方向圖描述。輸出阻抗。指交流內(nèi)阻，以為單位。最高允許聲壓。強(qiáng)聲壓作用下傳感器會(huì)產(chǎn)生非線性畸變，畸變達(dá)到允許值時(shí)的聲壓級(jí)稱為最高允許聲壓。信噪比等效噪聲。傳感器所能接收的最低聲級(jí)。拾音技術(shù)拾音技術(shù)也就是