擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)
2017.11.10
(1)最大聲壓級(jí)
最大聲壓級(jí)是指擴(kuò)聲系統(tǒng)完成調(diào)試后,在廳堂內(nèi)各測(cè)量點(diǎn)可能的最大峰值聲壓級(jí)的平均值。最大聲壓級(jí)的指標(biāo)主要是考核廳內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)的擴(kuò)聲能力,并不僅僅反映音量開(kāi)足時(shí)能放多響,它還受到最高可用增益(如系統(tǒng)中有傳聲器的話)的制約。對(duì)于系統(tǒng)不僅要求它有足夠的功率放大能力,還要求它配有能承受高功率的寬頻帶音箱,并且各音響設(shè)備之間要有良好的配接。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了文藝演出類擴(kuò)聲系統(tǒng)一級(jí)的最大聲壓級(jí)應(yīng)大于106dB.提出了系統(tǒng)最大聲壓級(jí)的下限,并不等于說(shuō)它必須工作在106dB以上??紤]到高聲壓級(jí)對(duì)人體和環(huán)境的影響,建議正常使用應(yīng)在90dB以下為宜,短時(shí)間最大聲壓級(jí)應(yīng)控制在110dB以內(nèi)。

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(2)傳輸頻率特性
它是指擴(kuò)聲系統(tǒng)在穩(wěn)定工作狀態(tài)下,廳堂內(nèi)各測(cè)量點(diǎn)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)的平均值相對(duì)于擴(kuò)聲設(shè)備輸入端的電平的幅頻響應(yīng)。該指標(biāo)是指廳內(nèi)聲音傳輸?shù)念l率特性,它表示聲場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的平均聲壓級(jí)(某一頻帶的)與各頻帶中心頻率的關(guān)系。它反映了通帶內(nèi)的不均勻性,通帶的確定視不同要求而定,液指標(biāo)主要決定于擴(kuò)聲系統(tǒng)中揚(yáng)聲器系統(tǒng)的電聲特性和分布以及廳內(nèi)聲吸收和擴(kuò)散等設(shè)計(jì)。對(duì)于文藝演出類一級(jí)要求80~8000H內(nèi)允許聲壓級(jí)的起伏不大于士4dB,以這一頻段的平均值為0dB,向兩端擴(kuò)展,在40~16000Hz范圍內(nèi)起伏在-10~+4dB以內(nèi)。這是考慮到對(duì)于大量節(jié)目源信號(hào)的功率譜的統(tǒng)計(jì)平均,其主要能量分布在這一頻段內(nèi)。要如實(shí)地反映原節(jié)目信號(hào),則要求在這一頻段內(nèi)的頻率特性應(yīng)該平直,但考慮到實(shí)際情況,如揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特性和室內(nèi)聲擴(kuò)散等因素,提出了起伏的范圍,對(duì)于一級(jí)廳堂來(lái)說(shuō),此要求是比較高的,但是經(jīng)過(guò)仔細(xì)的選擇和調(diào)節(jié)是能做到的。
(3)傳聲增益
它是指擴(kuò)聲系統(tǒng)在最大可用增益(即在聲反饋臨界狀態(tài)時(shí)的增益減去6dB)狀態(tài)時(shí),廳堂內(nèi)各測(cè)量點(diǎn)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)平均值與擴(kuò)聲系統(tǒng)心形傳聲器處穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)的差值。傳聲增益就是聲音的放大量,測(cè)得的差值越大,說(shuō)明該廳傳聲增益越好,亦即使用傳聲器時(shí)音量可開(kāi)得較大。影響傳聲增益的唯一因素是聲反饋。具有傳聲器的擴(kuò)聲系統(tǒng),它的聲輸人端傳聲器也在揚(yáng)聲系統(tǒng)產(chǎn)生的聲場(chǎng)中,揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音經(jīng)傳聲器輸人,然后放大,又經(jīng)揚(yáng)聲器輸出。在某些頻率點(diǎn),當(dāng)傳輸信號(hào)的相位達(dá)到正反饋時(shí),擴(kuò)聲系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生嘯叫,使系統(tǒng)無(wú)法正常使用。它決定于聲源的位置,揚(yáng)聲器系統(tǒng)和傳聲器的指向特性和頻率特性以及廳內(nèi)的聲學(xué)處理。傳聲增益越高,擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲音放大量越大。提高傳聲增益的辦法是抑制聲反饋。例如,使音箱的聲音不容易傳到傳聲器中(讓傳聲器遠(yuǎn)離音箱,或利用音箱和傳聲器的指向性避開(kāi))也可使用抑制聲反饋設(shè)備,如均衡器、反饋抑制器和限制器(閾值調(diào)到反饋臨界點(diǎn)上),此外還有建聲設(shè)計(jì)上的考慮等。
(4)聲場(chǎng)不均勻度
它是指廳內(nèi)各點(diǎn)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)的極大值與極小值的差值。它要求廳內(nèi)各點(diǎn)的聲場(chǎng)分布要均勻,在廳內(nèi)各位置都能達(dá)到同樣的聆聽(tīng)效果。這與廳內(nèi)揚(yáng)聲器的布置、指向特性以及聲學(xué)設(shè)計(jì)有關(guān)。一般要求中高頻(1000Hz和8000Hz)的不均勻度小于8dB,低頻(100Hz)放寬一些可到10dB,這是因?yàn)榈皖l的不均勻度主要決定于室內(nèi)的聲吸收處理,不易做好,低頻聲容易發(fā)生干涉,造成大的聲場(chǎng)起伏,此外,與人耳對(duì)低頻不基敏感也有關(guān)。

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它是擴(kuò)聲系統(tǒng)在最大可用增益二作狀態(tài),且無(wú)有用信號(hào)輸人時(shí),廳堂內(nèi)各測(cè)量點(diǎn)擴(kuò)聲系統(tǒng)所產(chǎn)生的各頻帶的噪聲聲壓級(jí)(扣除環(huán)境背景噪影響)的平均值,并以NR曲線評(píng)價(jià)。
噪聲是令人感到煩惱的一種聲音,劇場(chǎng)等的噪聲主要來(lái)源于外界的干擾和內(nèi)部空調(diào)器及電器發(fā)出的噪聲等。劇場(chǎng)大多建在鬧市區(qū),外界的交通噪聲干擾很大,設(shè)計(jì)建造時(shí)應(yīng)考慮隔聲的要求,對(duì)廳內(nèi)空調(diào)和電器發(fā)生的噪聲則應(yīng)采取相應(yīng)的措施,減少對(duì)人們的干擾。減小音響系統(tǒng)本身(除空調(diào)和外界干擾外)噪聲的措施如下:
a在工程施工時(shí)要注意抗干擾,例如弱信號(hào)線(如傳聲器線)要屏蔽,采用平衡傳輸方式,并遠(yuǎn)離音箱和電源線為防止晶閘管調(diào)光干擾,音響與燈光不共用同一交流電源,音響使用交流穩(wěn)壓電源供電等此外,接地應(yīng)良好(包括機(jī)柜、機(jī)殼)。
b減小音響系統(tǒng)的本底噪聲,除選用本底噪聲小的設(shè)備外,還可使用噪聲門或降噪器。噪聲門一定要位于功放前,并正確調(diào)整。調(diào)整方法是在系統(tǒng)無(wú)聲音信號(hào)輸人時(shí),將噪聲門的閾值調(diào)到最小,再慢慢提升閾值,指示燈一亮即停。
室內(nèi)聲音是由直達(dá)聲、早期反射聲、混響聲組成。早期反射聲的一個(gè)主要作用是可以提高清晰度。這種作用是以早期與后期聲(混響聲)的能量之比來(lái)表示的,又稱早后期聲能比,它定義為式中p為聲壓。
C80值越大,清晰度越高。但是對(duì)于音樂(lè)演出,往往強(qiáng)調(diào)混響感,所以C80的容忍度可以寬些,有時(shí)C80的取值低至一5dB仍可被接受,但一般不宜低于一4dB.C80=0dB時(shí),即使是很快節(jié)奏的交響樂(lè)曲,主觀上仍認(rèn)為有足夠明晰度。如果C80值太高,例如大于2dB,則會(huì)覺(jué)得缺乏混響感了。所以通常C取-2~+2dB為宜,對(duì)歌劇院應(yīng)為-2~+0dB.順便指出,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50371-2006的文藝演出類擴(kuò)聲系統(tǒng)特性指標(biāo)中的C80值定為大于或等于(亦即不低于)+3dB是有問(wèn)題的。
C80亦稱明晰度(Clarity),通常作為音樂(lè)信號(hào)的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)于語(yǔ)言信號(hào),又提出一個(gè)清晰度(Difinition)指標(biāo),簡(jiǎn)稱D值。