线阵列(音箱,扬声器)知识

地震后痛 · 发表于 2010-6-23 14:01:21

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问：为什么线阵列？首先，什么是高质量音响系统的目标？提供明确规定的、从坐位到坐位尽可能一致的全频覆盖。但是，传统的扬声器群方法，由于音箱之间的相互作用而产生的干扰，在达到这个目标方面，存在着固有的限制。

解决办法？提供具有较好的音质（较少的梳状滤波）、较好的覆盖、更有效地利用放大器功率的系统。下面是一个概况：

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问题：

1)以足够的声压级覆盖大量的听众，要求多只扬声器（一只扬声器，在理论上是理想的解决办法，但是不能提供必要的声压级或者覆盖）。

2)传统上，这意味着多个梯形音箱，排列得尽可能紧凑，一个音箱覆盖一个特定的区域。这是一个把破坏性覆盖图形重叠降低到最低限度的企图（这就引起时间到达/相位的不规则和形成梳状滤波、不均匀的频率响应、不良的清晰度等等）。结果是传统的扇形多梯形扬声器阵列。

3)即使采用严格的图形控制，相邻装置之间的图形重叠依然发生，由于不同的路径长度和信号到达时间，造成与频率和位置有关的干扰（梳状滤波）。形成的抵消，从坐位到坐位，在频率响应和声压级中引起广泛的变化。

4)扇形阵列的另外一个固有的限制是，为了降低图形重叠，应当只有一组扬声器单元指向给定的听众区域。总的声压级因此受到该组单元的能力的限制。试图通过把多个声源指向同一个听众区域来提高给定区域的声压级（实质上使阵列变得平坦），则由于重叠的图形（梳状滤波）而增加相位抵消。

5)传统的系统投射的是球面波阵面，在水平和垂直两个平面内均匀扩张。声压级（SPL）服从反平方规律，它表明，当距离增加一倍时，声压级下降6dB。实际的效果是，对于常规系统，为了把足够的声压级送到覆盖图形的后面，覆盖图形的前面有可能过响。

6)在试图提供足够的声压级的过程中，随着扬声器单元的数目的增加，各种到达时间和相位抵消形成混乱的声场。因此，为了克服房间内在总声压级上的相位抵消效应，要求额外的功率。

解决办法：

1)对这些问题的解决办法是创造一个虚拟单声源。这个在理论上理想的解决办法（依据定义），消除图形重叠、来自邻近声源的相位抵消等等。但是，在整个音频频带内的实现变得复杂起来。

2)传统的线阵列概念是由Olson，Beranek以及其他人发展的。1988年，ChristianHeil博士和MarcelUrban教授从事研究，结果产生了要求的条件的定义。在这些条件下，可以在可听的频率范围内，有效地把单独的声源耦合起来，创造虚拟单声源。有关的参数包括波长、每个声源的表面积、相对声源间距。

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3)这项研究的一个整体组成部分是Heil博士和Urban教授把菲涅耳分析应用到理解音频干涉现象。利用1800年代早期的原理（分析光学干涉），确定了L-ACOUSTICS波阵面纠正技术的准则。

4)Heil博士和Urban教授1992年3月在AES发表的论文（预印本No.3269）引用了这些准则，

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