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第三章 家庭影院音响调试全解析之声压仪的使用' u5 z; {+ c; U
基础补课什么是声压级
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声压级是对某点上声音振动压力大小的测量值。它通常用分贝来表示其值的大小。所以声压级的单位为dB SPL。声压级越高，声音越响。我们可以听见的最轻微的声音为0dB SPL。也就是前面所提到过的最低可闻阈值。在日常生活自中我们随处会听到各种各样的声音。0 D1 j/ j4 h5 L I* l0 |; s/ C& k9 }
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标准审听声压级的概念：声压级 dB SPL 产生声压级的实例
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150 dB以上— 在近处的喷气机起飞;7 v: h( B& X. _5 X0 e# {2 D
+ K8 b" S: E/ w- d' X) R1 | 140 dB—近处火炮发射;
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130 dB—在15厘米处的饶钹撞击声，摇滚音乐会，痛阈;
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% I0 B' O4 k1 n' x2 l; p 120 dB—交响乐队演奏;# T( j6 ^, G3 M9 G5 J' }+ h" q( q+ M; w
+ Q k- @" p5 S/ _4 c+ { w% } 110 dB —中小舞厅;, H+ z) b$ n# X
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100 dB—机修工厂;
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90 dB—地铁;
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" f2 S0 ]# A) r0 p" w7 j 85—典型家用高保真音响聆听音量，典型审听声压级;
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3 X2 Q1 P# c" a. F! c9 s: J 80 dB—繁忙的道路交通;
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70 dB—大中型餐厅;# }; u9 ?6 |# @
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60 dB—面对面谈话;$ [9 z5 T3 E. c$ S9 n! V4 X( {$ b
4 g) E0 M+ a* ~ 50 dB —办公室平均噪音;% }* H6 F) `5 u) ^9 C5 p' X* q
4 j3 }7 o8 g7 Q S9 o V3 r/ N, C 30~50 dB—居室噪;
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20~30 dB —录音棚静止环境噪音;
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0 dB —可闻阈值，0.0002达因/平方厘米，4000Hz，青年人
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使用过程：声压仪(香港希玛AR824噪音计/声级计/音量计/噪音仪AR-824); X2 f# A4 R2 x# p5 e
6 y [! S) a+ }/ i! y- ~. \ 测温范围30～130dBA(35～130dBC); o; ?& F4 w% }: ]3 y& d6 n6 k
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测量精确度±1.5dB2 y! e, b# i+ f* J$ Q' k
5 f% g9 A9 @* D/ I; g4 J) [5 u 频率响应31.5HZ-8.5KHZ
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& ]$ K2 R8 U- O: P$ G 数位及分辨率5Digits & 0.1dB
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- s I1 N5 o* I 动态特性选择Fast/Slow
; }) e. n; Q7 ]* `1 V
& {( O/ h+ o% y( m$ x 麦克风1/2 英寸电容式麦克风' D% F7 B% B! d/ z* [9 b* ^
" c ^6 w! k' y8 f 频率加权特性A & C
6 V$ e, r6 Y0 B! C9 a/ Y m# H, M
3 i8 r/ q4 ~3 J. F 动态范围50dB
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取样频率2 times/sec" a n/ D& c6 v8 z$ j
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理论上,音箱标称的是音箱所能释放或表现的声压值,一般只标瞬间的,并不是长时间的.还要看功放是否可以给出此功率.但声压值不能直接用来衡量音响的好坏." e3 S/ A, h; v0 K; X1 n
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测试：将功放机总音量调到0db，把声压计设置成C计权，慢档，设定声压仪档位80分贝档，然后再测粉红噪音，声压计读数应在这个音量下测得，调整各声道电平，使各声道声压保持在75，喜欢对白突出点的中置可以增加1-2db，低音声道应该大于其他音箱10db左右。
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- c: S( A) A* W1 J 测试麦尽量离开沙发背，确保测试麦30公分球体范围内无遮挡，包括你自己，档在前面声压会下降。
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我的惠威6.3HT音响与天龙3310功放搭配，在功放机总音量调到0db，声压仪不能达到75这个值，我想可能功放功率是不够的原因，9千-1万的箱子配6千-7千的功放机怕是还不够好，下一章节将讲到扬声器与功放。. i) V+ y4 h' {$ I5 z/ W w
2 W5 D- L! x' T' V* b. C, i+ Q: X 当然只要各个箱子的声压计读数一致就平衡了，没必要非得纠结75db，75db是参考值。
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经烧友多次尝试变换设置并比较：“功夫熊猫中的太郎越狱和弹指神功段落;叶问2中甄子丹和洪金宝比武段落;导火线最后的决战段落等感觉音箱设置大或小的5.0各声道声音变化不大，声音细节都差不多，但有一点区别不小，就是设置小后，低频效果更强悍，明显低频的量感和清晰度要好于设置为大的效果。最后锁定在设置小了，出来的效果，个人比较满意。”
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- h& F; C5 e' i; i$ b5 q 音响系统设计理论，面积空间要达到的声压级计算公式，音响功率和面积的算法
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就是你想要达到的声压级: E4 {2 c: Z' w
' k9 I* M( b1 m* t) p$ B' G 知道了你想要达到的声压级以后可以用以下方法
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5 p, a4 m6 |8 j% f 距音箱某米处的最大声压级(SPL)=音箱最大声压级(dB)-20log距离(米)* `/ U8 A( r9 h+ @& T
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例如;计算上面的音箱距离10米处的最大声压级，代入上式;, g5 P8 h3 A6 A8 p& c. y
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距音箱10米处的最大声压级(SPL)=110(dB)-20log10(米)=90dB
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/ Y0 g4 n/ u9 G& ? 以上的计算公式是在音箱轴线计算的，如与音箱有轴线偏离角，则需再减偏离角的函数，一般在估算时不做要求，在音箱的辐射角的范围内，音箱轴线与辐射角边缘相差6dB，可根据这进行估算。 在室内有多只音箱的情况下，某点的最大声压级(单声道扩声，就是每只音箱的信息是相同的)的手工计算较为复杂，与室内的临界混响有关(含房间的吸音系数和空间大小)，与每只音箱到达此点的延时时间有关，简单的讲就是;每只音箱距此点的最大声压级相加的和的函数在加上此点的临界混响时间内的混响声压级与直达声声压级的差(不知这样表述是否可以说清楚)， 某点的最大声压级=10log(音箱1+音箱2+.......)+(混响声压级-直达声声压级) 以上算式有两个条件;一是某只音箱在此点的最大声压级小于此点其它音箱在此点的最大声压级$ k( J$ r. M& z+ n8 h6 M
) R; ~* v3 z) O7 O4 ?. ~
补充：
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' K: J1 G8 E5 U @ 扩声系统指标中第一项指标为“最大稳态声压级”，声压级简单讲就是听到的声音大小，单位为dB (分贝)，，在设备指标中声压级相差3 dB为输出功率相差一倍，音箱的最大声压级(也就是音箱的输出的最大声音)是音箱的额定输出功率(非峰值功率)的函数加上音箱灵敏度之和，计算公式为;
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" Z* B$ B5 t4 V' c2 X2 }, f 音箱最大声压级(SPL)=音箱的灵敏度(1W/m)+10log音箱的额定输出功率# T1 u0 E8 n4 X1 ]8 O1 d
; X, P( M2 K. {0 R 也就是音箱的输出声音大小是由音箱的额定功率与音箱的灵敏度共同决定的。
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例如;某音箱(100w,灵敏度90 dB)代入上式;; e4 s n) Q. j* }# v
& D( O; e9 t0 I- W( Q; {* m 音箱最大声压级(SPL)=90(1W/m)+10log100=110dB2 N. ~! n2 Q/ Q! ~
" p; v; w! D" ]) b# A) H7 w* K" q( A U/ R 某音箱(200w,灵敏度87 dB)代入上式;
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9 V. p/ T6 E! i7 x- n- o+ m3 a 音箱最大声压级(SPL)=87(1W/m)+10log200=110dB
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/ F8 }8 o: z7 h9 v6 e& s I, T 从以上计算可看出，100w,灵敏度90 dB的音箱与200w,灵敏度87dB的音箱放出来的声音一样大。
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! L% Z4 [0 _* w- v* H; M 以上的是距音箱1米处的声压级5 q4 ~2 J' V* P3 {( {4 P. B
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音响声场设计的最后还应该考虑声压级的计算：声颤动、聚焦、反馈的避免
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5 R7 E) m; ~0 V! @6 F8 [ 对于声颤动、声聚焦、声反馈带来扩声效果不佳的问题，一些人就只能笼统说音响效果不好，全部归为设备的原因，这样不太恰当，其实它们都应该属于声场的范畴，通常这些问题也不是时时都发生，所以在一般工程中往往不能引起足够的重视，即使是发生了这些问题，许多人也意识不到这是声场的不合理造成的，或者就是知道是声场院不合理，也没有办法解决，例如这样的现象，音响系统工作一般都还正常，但偶尔突然在现场能听到有节奏的象脉冲一样的“扑扑”声或“嗡嗡”的声音，通常在中低频段的某一地方最易发生，在厅堂较大时这种声音与直达声相隔较长，让人听起来非常不舒服这就属于声颤动，原因就是：声音在厅堂内相对平行墙壁间来回反射，而墙面的反射性又很强，声能很难减弱，所以要求在装饰的时候就随时检查厅内有没有出现两个反射性强的大面积平行面，有没有出现太多的玻璃，不锈钢结构，因为这些在装饰单位看来很平常的事情，都有可能导致问题的发生;声聚焦发生的弧形面放轩一些大件的装饰物品或悬挂幕布、窗帘等，以降低声聚焦发生的可能性;声反馈的前期预防比较困难，而且设计时也不能准确预见反馈发生的频点，但声反馈的防止对实际应用又比较重要，所以可以靠设计前期进行装饰材料的选用时，分析其在不同频点的吸声系数，并参照混响时间的计算来大致判断，为施工和调试提供必要的参考，专业音响当然要想彻底地解决以上多方面的问题，光靠后期的设备调试来完善，一般要在工程完工后，用信号发生仪及频谱仪对扩声区域靛点进行检测，利用设备的反复调试来弥补声场的不足。
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1 i$ H7 h: s d' A1 u n 混响时间的计算7 @2 b% E% [6 B' w5 s
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对于声场设计而言，一般人能直观理解，同时接触较多的就是混响时间了，因为它是设计中最能控制的量化指标的重要性就在于;如果设计得当，合理的混响时间反映在声场上就会使音响系统的表现非常出色，给人的感觉就是声音饱满圆润，不拖沓，不干扰，可以说如果前面声场设计的要求都能较好地得到满足，混响时间又能控制得好的话，就能使音响效果增色不少，计算之前首先必须选择一个合理的混响时间目标值，对于该值的选取一般都根据厅堂的体积和用途。
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) Q$ v$ y' n2 b7 Z( Z% s$ p 而在具体的取值上，多数设计从员偏向于将推荐的声场混响时间再取得偏小些，理由是：声场混响时间长了后无法调控，因此有人建议，让厅堂自然声越干越好，希望在调试和使用中，在系统中加入人工混响来达到混响的要求，同时，近年来室内装饰材料的日益更新，吸音系数较高的材料被广泛应用，使得大量厅堂的混响时间普遍偏小，由此可以看出，这种设计原则的出发点和受客观条件的影响都是不必怀疑的，但是要知道，声场院中的混响声指的是声源产生的自然混响声，它是靠衬托直达声来显示其特殊性的，是声场中的重要特性而在系统使用时加入人工混响，等于把信号中的直达声也一道另入了混响，这时再由音箱播放出来的声音里，已经没有了录音师希望你听到期的直达声，专业音响尽管录制节目时通常都会加入不同程度的混响，等于破坏了节目源(声源)，所以这种方法不仅打乱直达声和混响声之间良好的衬托关系，而且违背了声场混响是为了使房间拥有恰当的“堂音”的目的，这点笔者认为可以提出来，供工程设计售货员们进行一番讨论。 e: H9 Q4 @" b ^6 W4 w+ H
# ~; s g* x6 d( `1 \% Q 简要的混响时间计算公式如下：( [2 q+ f5 C3 o
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一般的工程可以在家500Hz或者说kHz处进行细致的计算，各种材料的吸声系数应该严格按照产品参数或建筑材料手册中提供的数据，否则计算结果有可能出入较大，当然对于与推荐值基酊 近的计算结果，设计人员不必要过多地去要求装饰单位改进，因为混响时间的要求并不是一个具体的绝对值，只要不是悬殊太大就可以了，计算中还应该考虑观众多少对混响时间的影响。6 ]3 m0 L$ C9 g. X" K0 g0 S) R
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专业音响声场设计的最后还应该考虑声压级的计算 ，其目的不光是为了给使用者提供可行的工程电声参数，以利于他们安全正确地使用设备，创造一个健康卫生的听音环境，同时还中为了给音响工程中的电气设计提供依据，为设备的选型提供参考。
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: `$ S0 m6 [# K+ Q) T2 H3 C7 V 在进行声压级计算前，必须选择一个相应合适的环境其准声压级，而基准声压级的选择就必须了解正常人耳的等响曲线，即弗莱切——芒森曲线。6 N6 N+ G/ @7 P. i3 P
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该曲线反映了人耳对不同频率、不同声压的听感响度反应，曲线上的数字表示相应频率和声压下的响度值，单位是：Phono，人耳对相同声压不同频率的声音的反应是不一样的，同样声压级的低频声音在人耳里产生的响度感觉要低于同声压级的高频声音;要想各频段的声音在人耳里产生的响度基本一致，不出现某些频段听感的不足，就必须使声压达到足够的声压级，这就是声压计算时基准声压选取的依据。1 n' c0 {/ V, Y) N
# m+ I+ a0 v* Z3 v! F! ]/ y+ }& D 用以语言扩声的工程，由于语言信号主要集中在中频段，这里的等响应曲线度相关较小所以基准声压级可以取70~80dB;用于一般音乐重放的音响工程，这个基准声压可以取85~90dB作为计算的依据;同时为系统的扩声留下12~18dB的峰值的余量及1~3dB的环境噪音余量，那么在平均的听音距离上，设计的额定扩声声压级应该是：P额=(85~90)dB+(1~3)dB然后需要根据厅堂的实际扩声范围确定平均的听音距离L，额定的声压级就应该是在此位置的实际声压级，然后依此可以通过计算得出音箱的1m位置声压级P：
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" J+ f' u3 m+ o4 } 专业音响根据前面提及的：距离变化一倍，声压相应变化6dB的关系，则音箱在1m处需要提供的声压级为：P=P额+6LogL至此声扬的设计便基本结束，其后的工作就是与建筑装饰单位密切配合将设计要求付诸实际。 |
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发表于 2005-11-26 13:07:00
