关于音箱扬声器线阵列知识问答

ljz666102 · 发表于 2006-5-6 09:27:00

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关于音箱扬声器线阵列知识问答

　　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，由于音响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。解决办法就是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：
　　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音响阵列。

　　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，随着音响单元的数目的增加，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。

　　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发表的论文引用了这些准则，

　　它们可以总结如下：

　　如果满足下列条件中的一个或者两个，那么在一个平面或者连续弯曲的表面上，排列成阵列、并且声源之间具有规则间距的声源集合，等效于其尺寸与整个集合相同的单个声源：

　　a.声源之间的间距(步长，定义为相邻声源的声学中心之间的距离)，在工作频带的所有频率，小于波长的一半。

　　b.单独的声源产生的波阵面是平面的(平坦的和矩形的，在声源的输出有不变的相位)，并且声源的组合面积(有效辐射系数)至少填充目标辐射表面区域的80%。

　　5)线源阵列的性能和单独扬声器箱的设计，受到WST准则的物理学的严格支配。

　　6)扬声器的外形尺寸支配着中低频扬声器能够满足第一个准则，但是高频压缩驱动器则不能支配(外形尺寸太大了)。

　　7)为了正确耦合，高频部分必须符合第二个准则。这就直接导致了取得专利权的DOSC波导，它是第一个能够产生矩形、不变相位平面输出的高频装置。这种取得专利权的DOSC波导是L-ACOUSTICSV-DOSC、dV-DOSC、ARCS系统的心脏。

　　8)L-ACOUSTICS对这些概念的应用，在整个的频率范围，形成虚拟单个单元线声源系统，必要的时候，可以对它进行发展和巧妙的处理，以产生需要的覆盖图形。

　　9)正确地应用波阵面纠正技术，线声源系统产生的圆柱形波阵面，当距离增加一倍时，可以下降3dB(相反，传统点声源系统的球面形波阵面，当距离增加一倍时，下降6dB)，从前到后，形成更均匀的覆盖。

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