简析扬声器系统声干涉

yangaihua · 发表于 2010-7-27 10:25:24

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？快速注册

x

关于声干涉这个话题，在我前面所讲过的内容中已经提到过，其中提及声干涉分为：建设性声干涉和破坏性声干涉。这次我们应用所了解的声干涉知识，来审视一下现实中多数扬声器系统所出现的问题。

图1  单个波源

图2  两个波源间距等于工作频率的半波长

图3  两个波源间距大于工作频率的半波长
简析：当两个波源间距大于或等于工作频率的半波长时，发生破坏性干涉效应，即某些方向加强，某些方向减弱甚至抵消。
下面我们用一个二分频扬声器系统示意图进行说明：

图4  L1和L2聆听点与两只扬声器的声学路径
假设高低音两只扬声器没有电学时间差，我们会发现聆听点L1与高低音扬声器的声学路径相等，当高低音扬声器重放相同声音信号时（分频点，即声学交叉频率点），相当于两个声源，在L1处呈现叠加状态（不受声中心间距D的影响）。而聆听点L2与高低音扬声器存在声学路径差，如果声学路径差等于分频点的半波长时，在L2处将呈现抵消状态（受声中心间距D的影响）。
L1处通常是扬声器系统幅频响应特性的参考测量点，而现实中的安装位置（吊挂、壁挂、支撑、堆叠等等）往往使得听众位于以L2为代表的聆听点。

图5  某二分频扬声器系统垂直轴向（类似L1测量点）幅频响应曲线

图6  某二分频扬声器系统垂直偏轴向（类似L2测量点）幅频响应曲线

yangaihua · 发表于 2010-7-27 16:39:20

简析：以图5为参照，图6中的幅频响应及相干性发生了明显的变化。
（1）、高频段的幅频响应呈现衰减状态，是因为高频指向角较小，测量点偏离了垂直轴向。
（2）、1.7KHz的幅频响应呈现凹谷状态，是因为测量点与高低音扬声器存在声学路径差，1.7KHz恰好是高低音扬声器共同重放的频率，且高低音扬声器声中心的间距大于了1.7KHz的半波长，这个声学路径差恰好又是1.7KHz的半波长，导致1.7KHz产生抵消。
（3）、相干性可以理解为可信度、关联度，用百分比表示，相干性为100%表示所对应的幅频响应可信度最高，反之则最低。影响相干性的主要因素有：1、测量信号与参考信号具有时间差（包括：传输时间差；多个声源的直达声与直达声的时间差；直达声与反射声的时间差）；2、测量信号与参考信号具有电平差。因此，图5和图6中的大约60Hz以下的超低频段相干性较低，属于第2种情况。图6中的1.7KHz附近相干性较低，属于第一种情况中的多个声源的直达声与直达声的时间差。
如果是双低音二分频扬声器系统，例如市场上流行的双15寸二分频扬声器系统，仅两只15寸低音扬声器的间距至少有0.38米，那么就意味着在453Hz（即：344/0.76）以下相当于一只低音扬声器重放，即：建设性声干涉。在453Hz以上则会发生梳妆滤波效应，即：破坏性声干涉。这意味着发生破坏性干涉的不止是一个频率点，而是一个频率段。然而二分频器的分频点往往在1KHz~3KHz左右，在分频点处相当于三个声源，问题将会更为严重。
从研发角度解决上述问题的方法是：减小扬声器声中心的间距，且小于分频点频率的半波长。可能需要减小扬声器外口径，或者选择同轴共点扬声器，否则选择三分频甚至四分频设计。
从应用角度改善上述问题的方法是：选择电子分频的扬声器系统，以实际听音区域作为参考，调整各扬声器相对延时予以补偿。
从安装角度改善上述问题的方法是：尽量使扬声器系统的垂直或水平轴向投向主要听音区域。

yinxiang699 · 发表于 2010-7-27 16:40:48

学习了！支持晓华！

yinxiangren · 发表于 2010-7-30 16:16:57

学习！支持！:victory:

hifi771 · 发表于 2010-7-30 22:51:12

路过............

帐号		自动登录	找回密码
密码			快速注册