揚(yáng)聲系統(tǒng)的產(chǎn)品定義和常識

一、點(diǎn)聲源(point Source)

在空間里以球面波形式輻射聲波，并有明確位置而無范圍的聲源，稱為“點(diǎn)聲源”。

實(shí)際上，物理聲源并非數(shù)學(xué)上的點(diǎn)，任何形狀的聲源，只要聲波波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲源幾何尺寸，該聲源也可視為“點(diǎn)聲源”。而在聲環(huán)境影響評價中，聲源中心到預(yù)測點(diǎn)之間的距離超過聲源最大幾何尺寸2倍時，可將該聲源看似為“點(diǎn)聲源”。

點(diǎn)聲源的聲輻射在徑向的傳播是直線的，根據(jù)能量守恒原理，輻射強(qiáng)度在任何方向的衰減和聲源距離的平方成反比。

二、線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)

1 線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的定義

   參照奧爾森的理論，依據(jù)線陣列（Line Array）的基本理論，把線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)看成一個“大型的全頻揚(yáng)聲器”，在一定條件下，采取相似的配置方案，由一組按直線或近似直線方式緊密排列的、具有相同振幅和相位的、并具有特定指向性的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

2 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)的單元產(chǎn)品，不能單獨(dú)使用。這是二者在功能上的區(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)聲聲場不均勻，特別是擴(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)用中最“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)，而聲輻射圖形容易控制。它的水平覆蓋取決于單元，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)具有良好的指向轉(zhuǎn)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 線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特點(diǎn)

 1）單元箱規(guī)則排列

  線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)是由一列單元箱組成，這些單元箱按一定規(guī)范排列，這些單元箱按一定規(guī)則排列，根據(jù)聲場需要可以排成直線和“J”字形。單元箱的數(shù)目由擴(kuò)聲聲場的決定，但是必須滿足形成線陣列的基本要求，即線陣列的長度至少應(yīng)大于輻射聲波的波長的一半。每一只單元箱的輻射特性有嚴(yán)格的要求，例如，輻射聲功率、頻率特性、水平指向性、失真和線性相位等滿足線陣列對它的要求。 

2）功率大、投射距離遠(yuǎn)。 例如，EAW KF761 的單元箱中的低頻單元承受功率1200W,靈敏度96db；中頻單元功率500W，靈敏度107db；高頻單元功率150W，靈敏度112db。    

單元箱組成陣列以后，由于單元箱之間的相互作用，使得揚(yáng)聲器的輻射抗阻得到提升，提高了輻射效率。因此，采用線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)作為聲源在100m以外獲得100db以上的聲壓級輕而易舉。 

3）覆蓋聲場較均勻，干涉區(qū)小，重放分辨率高線陣列的垂直指向性很尖銳，一般在10。左右，最窄的可達(dá)3。輻射的窄聲束，到達(dá)相應(yīng)的觀眾區(qū)域的直達(dá)聲比較強(qiáng)，輻射的距離又比較遠(yuǎn)，在很遠(yuǎn)的區(qū)域的

聲壓級的變化比較小。由于線陣列的旁瓣控制，使得輻射聲場的重疊區(qū)相對比較小，干涉面小。直達(dá)聲為主的區(qū)域，聽感好、聲音清晰、分辨率高。 

4）頻率特性好。一般線陣列的頻率都在50-16kHz,有的甚至更寬。由于聲波在空氣中傳播時，高頻容易衰減，因?yàn)榭諝獾奈鼩庀禂?shù)與頻率的平方成正比。例如，常溫常壓下，空氣濕度系數(shù)與頻率的平方成正比。；例如，常溫常壓下，空氣濕度H:50％時，1kHz聲波的空氣衰減系數(shù)為0.0052db/m，即每傳播100m

衰減0.52db（這里指空氣吸收）;而16kHz聲波空氣衰減系數(shù)為0.3327Db/m，即每傳播100m衰減33.27dB。

因此遠(yuǎn)距離試聽往往聽不到高頻。但是線陣列不同與常規(guī)的音箱，高頻經(jīng)過精心設(shè)計和補(bǔ)償，保證遠(yuǎn)距離覆蓋去仍有較好的高頻特性。 

5）不需要的反射聲小。在擴(kuò)聲系統(tǒng)調(diào)試過程中，很麻煩的是反射聲的干擾，它可能引起反饋的嘯叫，有可能與直達(dá)聲發(fā)生干擾，使聲音聽不清楚。線陣列的指向性控制能力比一般音箱要強(qiáng)，使得輻射的旁瓣后輻射的聲能量小，對聲場的干涉也就小。

6）輻射特性可預(yù)測。線陣列的輻射特性理論上可進(jìn)行計算，影響輻射特性的參量很清楚，可以通過

控制這些參數(shù)來達(dá)到所需要的輻射聲。例如，確定聽眾區(qū)的目標(biāo)函數(shù)和現(xiàn)場的一些參數(shù)，通過線陣列的設(shè)計和調(diào)試軟件，可以知道采用多少只單元箱、安裝方式、偏轉(zhuǎn)角度等一些參數(shù)，進(jìn)一步計算就可以預(yù)估出覆蓋區(qū)域的聲場等一些特性。

7）便于安裝和吊掛。線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)一般都有專用的吊掛裝置，每一只單元箱上都設(shè)計有專用的吊鉤，可以根據(jù)需要控制單元箱的偏轉(zhuǎn)角度，因此，現(xiàn)場裝配、吊掛非常方便。 

4 線列陣揚(yáng)聲器系統(tǒng)吊掛形式

  線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)在懸掛時，根據(jù)陣列的結(jié)構(gòu)和實(shí)際放聲的需求，有多種的形式。常見的形式有直式、弧線式、j式，漸進(jìn)式。 

1）直線式

  直線式是一種最簡單的排列方式。這種方式輻射聲波的波長與陣列長度成正比；有的窄高頻輻射角、但高頻覆蓋角度窄，控制困難。因?yàn)?，直線式排列將輻射聲音集束，相當(dāng)于場強(qiáng)隨距離的衰減放慢。 

2）弧線式

  弧線式陣列的各個箱體排列成半徑設(shè)定的圓弧，同直線式陣列相比，它輻射覆蓋的面積要更寬一些，它輻射特性與半徑R與張角e有關(guān)，相對輻射較為均勻（與直線式線陣列相比）。

 3)J式

  J式線陣列是一種直線與弧線的組合，他的形成來自演出的現(xiàn)場。為了照顧看臺下方的觀眾，將線陣列下方適當(dāng)轉(zhuǎn)彎，它具備有弧線式輻射均勻的優(yōu)點(diǎn)，同時又有直線式輻射隨距離衰減減小的優(yōu)點(diǎn)，但同事也帶來缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)折處的不連續(xù)，會帶來相應(yīng)的問題。 

4）漸進(jìn)式

  漸進(jìn)式線陣列是J式線陣列的改進(jìn)與發(fā)展，漸進(jìn)式線陣列由上向下彎曲，沒有嚴(yán)格意義上的直線部分，但又與弧形陣列不同，他不是一個固定的曲率半徑，或者說它是由無窮多不同曲率半徑組成曲線。其結(jié)果是性較為均勻。 

5 線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)在使用中應(yīng)注意的問題

1）線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)產(chǎn)生的聲場對于近場與遠(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，進(jìn)場的聲壓（柱面波）衰減為3DB；而遠(yuǎn)場聲波呈球面波反射，此時每增加一倍距離聲壓衰減為6DB。這是因?yàn)?，仍和一個有限大小的聲源在自由空間輻射，其波形都是要隨距離的增加而發(fā)散的。所以，柱面波傳播一段距離后就要發(fā)散，逐步變成球面波。 

2）由于大氣中的聲吸收回事信號傳播過程高頻衰減的更快，因而高頻不可能”永恒”維持在每增加一倍距離聲壓衰減3db的數(shù)值上，有可能衰減6DB或者更多，為了補(bǔ)償在較遠(yuǎn)距離高頻因?yàn)榭諝馕账鶐淼倪^快衰減，對線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行均衡是必要的。 

3）線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特點(diǎn)是在理想條件下的匯總，對于某一個具體的產(chǎn)品和具體的廠家是否能做到？做的如何？差距很大。因此，筆者認(rèn)為最好是到現(xiàn)場聽音，測量其實(shí)際效果如何？可以在現(xiàn)場選擇幾點(diǎn)試聽，取得第一首資料，一般情況下，高頻部分比較難做到，聲場起伏大，穩(wěn)定性差。 

4）線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)在室外使用時，因?yàn)樗墓β蚀?，輻射距離遠(yuǎn)，安裝設(shè)計時必須考慮擴(kuò)聲場所附近高大建筑物的影響。這些建筑一般與觀眾席的距離不大，因此很容易產(chǎn)生回聲，影響聽眾的聽音效果，安裝時因盡量減小和避開向這些建筑物的聲輻射，以減小他的影響。 

5）一般線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)比較重，多只單元串掛起來后，雖然有掛鉤和支架支撐，在室外容易受到外界氣候條件的影響，刮大風(fēng)時容易晃動，下雨時容易漏電等安全問題必須引起充分的認(rèn)識。 

6 線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)在應(yīng)用方面的誤導(dǎo)

1）誤把“理想線陣列”與“實(shí)際線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)”相等同。需要指出的是，線陣列在理論上推演出的結(jié)果與線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特性之間，在實(shí)際應(yīng)用中會有交大的差距。 

2）僅以使用了線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)就稱之為“代表了系統(tǒng)的先進(jìn)性”的提法值得商榷。應(yīng)該看到，線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)仍是揚(yáng)聲器產(chǎn)品大家族中的一員，換句話說，他不可能完全取代常規(guī)揚(yáng)聲器系統(tǒng)，更不能籠統(tǒng)的說“線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)是揚(yáng)聲器中最先進(jìn)的產(chǎn)品”。

3）有些揚(yáng)聲器生產(chǎn)制造廠商在介紹自身產(chǎn)品的特點(diǎn)時，說“線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)重放聲音會比常規(guī)系統(tǒng)好”。筆者親臨國家大劇院歌劇院、人民大會堂、天橋劇場，他們的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)重放音質(zhì)并不理想。

 4）線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)同樣存在有擴(kuò)聲聲場的聲干涉。特別是在一些大型場地，需要多組陣列同事工作的情況下，陣列間如果處理不好，擴(kuò)聲聲場的聲干涉會很嚴(yán)重?；\統(tǒng)的說，“線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)會明顯的減少擴(kuò)聲聲場的聲干涉”不夠嚴(yán)謹(jǐn)。 

7 小結(jié)

  線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)是擴(kuò)聲系統(tǒng)中的一個新的終端，是高新技術(shù)與傳統(tǒng)的電聲換能器相結(jié)合的新產(chǎn)品。

從升學(xué)角度看，要達(dá)到理想的輻射聲場和聽音效果，還有很多問題需要去研究和解決。