现场扩声中啸叫问题的分析与解决（上）

hififei · 发表于 2008-3-1 13:23:34

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1、啸叫产生的原因及其影响
现场扩声是要使现场任何角落的听众都能听到高品质、清晰而又优美动听的声音。实际上，现场扩声最让音响师担心的就是啸叫，即声反馈。啸叫的产生可以说是整个调音过程中的一个最大的失误，因此，音响师总是想尽办法抑制这一问题的产生。啸叫给听众主观听感上的影响可总结为以下3点：
1)声反馈会破坏会议或演出的效果，引起声音失真，破坏扩声环境气氛，使演员或演讲者感到尴尬，让听众产生腻烦心理。
2)声反馈易烧毁扩声系统中的功率放大器、扬声器的中高音单元，并会限制整个扩声系统的声功率。
3)经常发生声反馈，会造成扩声增益下降。
在扩声过程中，观众当然偏爱于响度够大的演出，所以这就要求扩声工作者将扩声音量尽可能推大，而演员有时又会抱怨返送音量太小以致听不见，但如果音量开大可能导致触发啸叫频率点，引起自激，这便是声反馈发生最可能的情况。声反馈是音箱声功率能量的一部分，再次进入话筒而引起的声学回授啸叫现象。
啸叫产生的实质是声信号在系统中形成正反馈，造成系统的自激振荡。其过程可以简单表示为现场声——扩声系统——音箱——话筒——扩声系统——音箱——产生啸叫声。如图1、图2分别表示两种不同情况的声反馈的形成过程。
简单来说，啸叫产生的条件需满足以下三点。
反射声被传声器拾取引起的声反馈
图1 反射声被传声器拾取引起的声反馈

扬声器辐射波被传声器拾取引起的声反馈

图2 扬声器辐射波被传声器拾取引起的声反馈

1)话筒与音箱同时使用。

2)音响系统重放的声音能够通过空间传到话筒。

3)音箱发出的声音能量足够大，话筒的拾音灵敏度足够高。

总结其产生原因的本质必须同时满足以下两点。

1)相位条件：要求反馈到传声器的声波信号与传声器原声源输入的声波信号同相位。

2)振幅条件：声反馈环路为正反馈，即反馈增益大于1。

图3 声反馈形成过程及环路

如图3声反馈的形成过程表明，整个系统要形成一个闭合环路，而且要同时满足相位和振幅条件。下面从最前端分析，首先作用到传声器的总声压Pm分为两部分：演员、乐器等声源的声压，扬声器的直达声及反射声，即

(1)

P0为声源直接作用到传声器上的声压，P为扬声器发出的直达声和经多次反射作用到传声器的声压。

设声反馈环路的总声反馈系数

结合(1)式，可推出

分情况讨论：

1)当μ<1，P为有限值，不会产生啸叫，扩声系统是稳定的；

2)当μ=1，P无穷大，则导致自激振荡，产生啸叫。

hififei · 发表于 2008-3-3 20:18:23

虽然扩声系统的环路特性是引起啸叫的主要原因，但由于整个系统频率响应曲线的不平直性，存在某些频率点或频段突起也能引起信号一定程度的增强，导致通路中增益增大，最容易达到正反馈的条件，最先造成初始声反馈，最先影响系统工作。最常见的表现为以下4种情况：
1)信号源中的某些频率与环境中的某些固有频率相吻合激起的共振峰；
2)扩声用的设备中电声换能器的幅频特性不均匀；
3)人为操纵补偿造成的过均衡；
4)播放的声信号同相叠加。
除此之外，建声方面的缺陷也是导致声反馈产生的不容忽视的因素之一。由于室内建筑结构本身存在一定的缺陷，例如过于规则——长宽高为整数比，强反射面、存在声阴影区，产生驻波点、混响时间过长、频率响应不均匀、存在声聚焦、对某些频率的反射过强等现象，达到正反馈的振幅条件，都可能引起声反馈。
话筒与扬声器的摆位也应特别注意。例如传声器置于扬声器所在的声场中，使两个声场发生了紧密耦合。传声器拾音入射角度与扬声器辐射角度接近，直接拾取重放声。

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