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音响设备系统工程的设计
音响设备系统工程的设计

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音响设备的设计是一种过程,并不是一种产品。假如它是一种产品的话,它就可以大量生产,并且可用于许多装置中,就像放大器或微音器一样。一种规格即可满足的有场合的要求的设计,往往不能做到完全满足,而且对许多用户来说其使用性能也极差。设计过程由许多零碎资料的收集过程的组成,就像拼图游戏里的零碎图片同时把......

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音响设备的设计是一种过程,并不是一种产品。假如它是一种产品的话,它就可以大量生产,并且可用于许多装置中,就像放大器或微音器一样。一种规格即可满足的有场合的要求的设计,往往不能做到完全满足,而且对许多用户来说其使用性能也极差。设计过程由许多零碎资料的收集过程的组成,就像拼图游戏里的零碎图片同时把它们拼装在一起,使得它们之间即不重叠也没有间隙。那么,到底如何设计一种音响设备呢?有的人做起来像是铺开许多音响产品的产品目录活页,然后像投掷飞镖那样用笔画来画去;有的人做起来像是把核桃壳翻来翻去,直到找到核桃肉为止;而有的人则在轻易地计算解答极其深奥的方程式。

音响设备系统工程的设计

一、扩音形式的选定

这里的扩音形式应包括三个方面

第一个方面是系统的工作模式,即在单声道,立体声或是立体声加环绕声这三种模式中选 定一种。

单声道的系统多用于一般会场、厅堂的语言扩音,当然演出、歌舞厅、俱乐部等场合也可采有这种方式,这是最简单的一种方式。在只用于语言扩音时,甚至可以选用号简式的扬声器(俗称高高音喇叭)。采用此方式时,声频处理器材可减少到最小的程度,一般来说,只要使用带有传声器输入的功率放大器即可触决问题。比强用一台配有传声器输入的50瓦的晶体管功率放大器(不指家用的高档音响组合系统中的功率放大器)带2支25瓦的号筒式扬声器,500人以上1000人以下的厅堂都能清楚地听到时讲话者的声音,这可算是最简单的工程。如果要用于文艺演出或是歌舞厅,则应选用使用纸盆振膜的全频带扬声器以取得较好的放声效果。

立体声系统是用得最多的一种工作模式,一般使用这种模式要多用30%以上经费(指与同等级单声首模式相比),因为即然高成立体声方式,那么附属的声频处理设备的数量就要增加,比如压限器、均衡器、功率放大器等的数量都要成倍增加,有的设备如调音台等 档次还要提高。如果是歌舞厅、洒吧这样的场合,对音质和声压的要求也是较高,所以编造预算一定要了解所设计的音响工程的用途,由于立体声系统的推广,立体声音乐也已进入了千家万户,就是从商业的角度来看,也应尽可能选用立体声系统,这样在用各种音源重放音乐时才能充分发挥唱机。不过有一点需特别注意,立体声系统在高要求下只有一部分听音区效果最佳,在靠近左、右声道扬声器的地方不能听到全部音乐的信息,在体育场馆等地方扩音友而以单声道为宜,立体声系统的歌舞厅,一般扩间进各输入单元的左右声道平衡电位器置于中间,总输出的左右声道信息则完全一样,需要立体声时才利用声道平衡电位器进行调整。

加环绕志装置就更意味着比前者进了一步。增加了环绕音箱,功率放大器和环绕声发生吕也一定要使用,成本当然又要增加一点(远比不上由单声道改为立体声模式),但如果作为营业用,有环绕声系统当然对顾客的吸引力要大一些。

第二方面是指该音响设备的功能,是作为监听用,则应配置较高等级的功率放大器,房间均衡和扬声器系统,监听不外乎是用于录音棚或演播厅,这是一套简单(只含房间均衡器、功率放大器和扬声器系统)而又等级较高的系统,它能忠实反映出所录制的节目的原始面貌,能准确地听出立体声节目中的聲象、层次,多直接接在调音台的监听 输出端或可用开关切换至专业磁带录音机的输出端,鉴听系统在声学上是与演唱(奏)者隔离的,所服务的的对象只是音响导演或录音工程师。对节目的加工都应在调音台上或调音台之前进行。不能在调音台之后接任何效果器材。这种鉴听系统与舞台或别的形式的演出中的监听系统含义不一样。监听系统重要的是监听有无节目和节目的一般质量,能及时发现问题。而鉴听系统要对节目进行全面质量鉴定,为录音师提供一把“标准尺子”。其听音条件要合乎国际或国家标准。世界上著名的扬声器制造商都专门生产鉴定级的产品,其价格要贵得多?故此这个问题是规划中必须考虑的。

第三个方面要决定采用何种等级的扬声器系统和何种分音方式。对音质要求高且功率大的场合,应采用二分频或三分频的大功率扬声器系统并采用相应的电子分类器,一般场合可用全频带系统,这两种方式的投资差额很大,也应慎重考虑。

音响设备系统工程的设计

二、功率的选定

对一特定的听音环境,要用多大的声功率才能满足要求?这也是一个很重要的问题。

人的耳朵对低音和高音的感觉在音量较小时不大敏感,这种现象随音量的减小而趋于明显。在80分贝声压级时,人耳对1000赫和100赫的感觉差大约是3分贝,也就是说100赫信号只要比1000赫信号大3分贝,则听音者就会感到二者的响度无差别。而90分贝声压级时,1000赫与100赫人耳已经觉得是一样响了。出于对语言和音乐信号的频谱分析,70分贝声压级时语言信号的主要频率范围已经包含在较为平直的响应之中,而音乐信号要人耳对其有较平直的响应,至少应在80分贝以上。故此,可以设立这样一个依据,语言扩音至少应有70分贝的声压级,音乐节目则至少应有85分贝的声压级。对1000赫音频信号来说,其响度则分别为70口方或85口方。其实,对于迪斯科音乐的重放,往往其响度高达110口方以上(作为听觉生理卫生上来说,显然是不可取的)。那么,设定一个系统的声功率,应该略高于播放音乐节目的功率,一般应以90分贝声压级为基准,当然这仅是条件许可的情况下的指导思想。并且要为系统留出12分贝的余量以满足峰值节目及安全上的要求。也就是说系统应安全地工作到102分贝声压级。这仅是最低的要求。工程上从高可靠和高动态放声出发的计算应取18分贝的余量,故此数值应为90+18一108分贝。这个声压级是在距扬声器1米处计算的,每距离增加1倍,声压级按倒数平方规律要下降6分贝,取一般中等400平方米舞厅为典型值,则听音者与扬声器距离可取在8米处,故此1米处声压级应为108+18=126分贝考虑到公共场所的群杂声,最好还应增加3分贝,则1米处声压级应为129分贝。可以认为,需要找一支扬声器,它能在距它1米处产生129分贝的声虚级(为计算方便此时可不考虑说明书上给出的该扬声器的最高声压级)。那么这支扬声器至少应承受多大功率呢?应这样计算,以扬声器说明书上的1米?1瓦的灵敏度作参考。比如某扬声器1米.1瓦灵敏度为101分贝,则输入功率每增加一倍,其1米处声压级增加3分贝,由101分贝到129分贝总共增加28分贝,功率则由1W增至1024瓦,当然实际上不可能由一个扬声器系统承担,至少应由2个系统分担其功率。需要指出,这样计算就已充分考虑了各种不利因素。工作起来是很安全的。还是沿用刚才这个例子,可选用JBL G734音箱4支,每支的粉红噪声功率为200瓦,其1米.1瓦灵敏度为102分贝。功率每增加一倍,声压增加3分贝,以200瓦噪声功率算,1米处应有124分贝左右声压级。两支734音箱则达127分贝,四支音箱应达130分贝,完全可满足129分贝的要求,应该说这样的计算是完全没有问题的,设备能长期稳定运行,并且留有充分的余量(工作时功放的输入音量表控制在一3Vu以F已足够)。具体算法是这样的:先求出室内的最终容积,即室内装修完成以后的有效空间体积,对于只用于语言扩音的功率要求,每立方米以0?3E平均功率计算已足够。如系用于播放音乐或作歌舞厅、夜总会、迪斯科舞厅的音响设备,每立方米至少应达0.5瓦平均功率。由此定出扬声器功率,从而定出功率大器的输出功率。