
揚聲器是高品質音響設備的重要要件之一,是能夠輸出平衡穩定的聲音,均勻的達到室內每一個角落。 用于測量聲音在不同環境下所產生的音量單位稱之為聲壓,以分貝(dB)表示。人類所能聽到的最低音量為0分貝(1000Hz)。而一旦分貝數超過 140則會令人感覺痛苦。 只要知道所用揚聲器的規格,即可以計算出該揚聲器在室內所產生的聲壓。計算的公式在稍后的章節會加以說明。
在計算揚聲器的涵蓋范圍之前,首先讓我們了解揚聲器的特性。 揚聲器的最基本不同點是輻射角度(opening angle)。即各有不同的音束覆蓋范圍。 一般而言,有適合大空間使用的廣角揚聲器,以及適合戶外使用的狹角揚聲器。狹角揚聲器能使聲音集中,在戶外使用時可以避免聲音失散,或過于影響鄰居安寧。狹角揚聲器在室內使用時,也能有助聲音集中在聽眾所在區域,不致因傳到墻壁反彈而造成失真。
另一項值得注意的是,如果麥克風與揚聲器共處一室,而揚聲器的選擇或裝設位置不當,則易使得麥克風產生嘯叫聲或尖銳噪音。
雖然有些揚聲器無法產生廣角覆蓋范圍,但是仍有方法可以將這些聲音集中傳送,使聲音的傳送具有方向性,這一部份將在稍后的章節中詳細探討。 理想的擴音系統應該是,在覆蓋區內任何一點都能聽到相同的響度,相同清晰度的聲響。在設計系統時一定要注意以下幾點: 聽眾的位置至少被包括在一只 揚聲器的聲輻射區內
一、均勻的揚聲器分布 在整個區域內,揚聲器的分布要均勻,要避免使鄰近揚聲器的聽眾感覺音量過大,使人感覺很不舒服。同時也要防止弱音區(聲音過小或完全聽不到的地方)
二、適當的聲音輻射角 當用4KHz信號測量時,大多數錐角揚聲器的輻射角是90°。某些揚聲器(如心形指向型)的水平和垂直輻射角不相同。垂直安裝的揚聲器,其垂直輻射角也對聲場均勻度起關鍵作用。設計時應注意保證聽眾的位置至少被包括在一只揚聲器的聲輻射區內。
三、天花板揚聲器的間隔 在會議室等需要聲場較為均勻的場所,天花板上布置的揚聲器,其間隔與房間的高度有關,更精確地說是與聽眾的耳朵高度的一個假想平面有關。影響人耳高度的是,聽眾是坐著(辦公室、會場)還是站著(走廊內)。因為大多數的揚聲器的輻射角是90°,所以各揚聲器之間間隔大約等于揚聲器輻射角在人耳的高度假想平面上的投影的直徑。
四、避免噪音污染 在設計室外系統時應考慮盡量把聲音限制在指定區域內,避免給鄰居造成噪音干擾。精心地計劃揚聲器的位置和方向可最大限度地改善這種干擾。號角揚聲器在4KHz時一般都有很窄的輻射角(約30°)
五、增強低音效果 如果希望增強揚聲器的低音效果,可將音柱安放在堅硬墻壁的角落,這樣做有突出低音的效果。
六、防止自激和感應交流聲
為避免揚聲器與話筒間出現聲回饋自激,話筒應置于揚聲器的聲輻射區外。 如話筒的電纜放置位置不當,有可能從交流電源的電纜感應交流聲,因此必須距離交流市電電源線50cm以上,或加以屏蔽。同樣,話筒電纜與揚聲器電纜太近也可能產生反饋,形成自激振蕩,因此也必須相距50cm以上。
七、同相位連接
揚聲器必須同相位端連接,如果兩只相鄰的揚聲器連接相位相反,會因為相位的干涉而使聲壓級降低。揚聲器的端子上一般都標有相位標記,如“0”、紅點或用紅色電纜等。應注意使相同相位的端子接在同一個輸出線上。
公共廣播系統平時主要播送背景音樂。在辦公室、生活間、更衣室、樓層走道等處宜裝設1~3瓦的揚聲器,房間內按0.05瓦/米²計算。走廊揚聲器間距按層高的2.5倍考慮,有天花板的環境一般宜吸頂安裝。在樓層走廊的兩端門廳、會議室、餐廳、商場、酒吧、宴會廳、天臺花園等處凡納入公用廣播系統的地方,宜裝設3~12瓦的揚聲器或小型音柱。層高為2.5米左右的宜用3W的揚聲器,間距為層高的2~2.5倍;層高為4米以上時,宜采用3~5W的揚聲器,間距為層高的2~2.75倍。揚聲器宜結合建筑裝飾吸頂等間距布置,總體的揚聲器電功率密度應達到0.025~0.05瓦/米²。
如果已經選定放置揚聲器的確切位置,則以下有幾點實用例子提供參考。
1.揚聲器的安放位置必須顧及聲音能夠平均傳達室內每一角落。如此一來,不致出現位于室內某角落的聽眾聽不清處聲音,或被迫忍受高音壓的情況。 一般紙盆型揚聲器(有別于號角揚聲器)的最好的傳播角度是90度,在這個涵蓋范圍內的聽眾可以聽見平均聲壓在6分貝之內的清晰聲音。
由于我們知道揚聲器的聲壓,因此可以計算:
a).最大輸出時的聲壓值。
b).與揚聲器距離遠近對于聽眾所接收聲壓的影響。
c).當揚聲器音束重疊時,聽眾會聽見多少額外的聲壓。
d).特定場所所需揚聲器數量、消耗功率。
e).擴大機的功率容量。
2.揚聲器在戶外使用時,常出現聲音無法集中,或不當打擾鄰居的現象。使用號角型揚聲器則可以避免這種情況。號角形揚聲器在輸出為4000Hz時的播音角度為30度。 由于號角型揚聲器令產生較高音壓,所以可以架設在旗桿、燈桿、及高建筑物處,由上而下播放,適當地調整放射方向,如此可以避免擾鄰或回音。
3.在架設揚聲器時,必須注意避免造成過大回音。舉例來說,如果一個具有高聲壓的揚聲器被掛在硬質的平整墻面上,則無可避免會產生回聲。這種情況也常在大型空曠的屋子里、室外或建筑物之間出現。 揚聲器放置,由于平行墻壁反彈所造的回音如果在空間里另有一面墻,則回音情況會更加嚴重。回音在反射至另一面墻時,又會造成另一次回音。回音會一直回蕩在空間里,直到聲壓衰減到聽不到為止。 可以想見的是,回音會造成廣播失真,并阻礙音樂的播送,音樂有可能者變成無意義的噪音。 解決回音的有效方法是將揚聲器適當地放在墻角,或改成放置多個較小功率的揚聲器,以降低聲壓方式,以解決回音。
4.回音會使聽眾無法清晰地聽見演說中的語音部分。這種情況常常出現在飛機大廳、開放的倉庫、以及哥德式教堂等。撞擊所造成的回聲常常延續長達2秒鐘。如果回聲情況會延續1.7秒或是更久,則必須尋求專家解決,才能設計出較好地語音清晰度。 |