擴聲系統(tǒng)聲學特性指標

2017.11.10

(1)最大聲壓級
 
最大聲壓級是指擴聲系統(tǒng)完成調(diào)試后,在廳堂內(nèi)各測量點可能的最大峰值聲壓級的平均值。最大聲壓級的指標主要是考核廳內(nèi)擴聲系統(tǒng)的擴聲能力,并不僅僅反映音量開足時能放多響,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,并且各音響設備之間要有良好的配接。標準中規(guī)定了文藝演出類擴聲系統(tǒng)一級的最大聲壓級應大于106dB.提出了系統(tǒng)最大聲壓級的下限,并不等于說它必須工作在106dB以上??紤]到高聲壓級對人體和環(huán)境的影響,建議正常使用應在90dB以下為宜,短時間最大聲壓級應控制在110dB以內(nèi)。


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(2)傳輸頻率特性
 
它是指擴聲系統(tǒng)在穩(wěn)定工作狀態(tài)下,廳堂內(nèi)各測量點穩(wěn)態(tài)聲壓級的平均值相對于擴聲設備輸入端的電平的幅頻響應。該指標是指廳內(nèi)聲音傳輸?shù)念l率特性,它表示聲場內(nèi)各點的平均聲壓級(某一頻帶的)與各頻帶中心頻率的關系。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,液指標主要決定于擴聲系統(tǒng)中揚聲器系統(tǒng)的電聲特性和分布以及廳內(nèi)聲吸收和擴散等設計。對于文藝演出類一級要求80~8000H內(nèi)允許聲壓級的起伏不大于士4dB,以這一頻段的平均值為0dB,向兩端擴展,在40~16000Hz范圍內(nèi)起伏在-10~+4dB以內(nèi)。這是考慮到對于大量節(jié)目源信號的功率譜的統(tǒng)計平均,其主要能量分布在這一頻段內(nèi)。要如實地反映原節(jié)目信號,則要求在這一頻段內(nèi)的頻率特性應該平直,但考慮到實際情況,如揚聲器系統(tǒng)的特性和室內(nèi)聲擴散等因素,提出了起伏的范圍,對于一級廳堂來說,此要求是比較高的,但是經(jīng)過仔細的選擇和調(diào)節(jié)是能做到的。
 
(3)傳聲增益
 
它是指擴聲系統(tǒng)在最大可用增益(即在聲反饋臨界狀態(tài)時的增益減去6dB)狀態(tài)時,廳堂內(nèi)各測量點穩(wěn)態(tài)聲壓級平均值與擴聲系統(tǒng)心形傳聲器處穩(wěn)態(tài)聲壓級的差值。傳聲增益就是聲音的放大量,測得的差值越大,說明該廳傳聲增益越好,亦即使用傳聲器時音量可開得較大。影響傳聲增益的唯一因素是聲反饋。具有傳聲器的擴聲系統(tǒng),它的聲輸人端傳聲器也在揚聲系統(tǒng)產(chǎn)生的聲場中,揚聲器發(fā)出的聲音經(jīng)傳聲器輸人,然后放大,又經(jīng)揚聲器輸出。在某些頻率點,當傳輸信號的相位達到正反饋時,擴聲系統(tǒng)就會產(chǎn)生嘯叫,使系統(tǒng)無法正常使用。它決定于聲源的位置,揚聲器系統(tǒng)和傳聲器的指向特性和頻率特性以及廳內(nèi)的聲學處理。傳聲增益越高,擴聲系統(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(讓傳聲器遠離音箱,或利用音箱和傳聲器的指向性避開)也可使用抑制聲反饋設備,如均衡器、反饋抑制器和限制器(閾值調(diào)到反饋臨界點上),此外還有建聲設計上的考慮等。
 
(4)聲場不均勻度
 
它是指廳內(nèi)各點穩(wěn)態(tài)聲壓級的極大值與極小值的差值。它要求廳內(nèi)各點的聲場分布要均勻,在廳內(nèi)各位置都能達到同樣的聆聽效果。這與廳內(nèi)揚聲器的布置、指向特性以及聲學設計有關。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,這是因為低頻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,造成大的聲場起伏,此外,與人耳對低頻不基敏感也有關。


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(5)系統(tǒng)總噪聲級
 
它是擴聲系統(tǒng)在最大可用增益二作狀態(tài),且無有用信號輸人時,廳堂內(nèi)各測量點擴聲系統(tǒng)所產(chǎn)生的各頻帶的噪聲聲壓級(扣除環(huán)境背景噪影響)的平均值,并以NR曲線評價。
 
噪聲是令人感到煩惱的一種聲音,劇場等的噪聲主要來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。劇場大多建在鬧市區(qū),外界的交通噪聲干擾很大,設計建造時應考慮隔聲的要求,對廳內(nèi)空調(diào)和電器發(fā)生的噪聲則應采取相應的措施,減少對人們的干擾。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在工程施工時要注意抗干擾,例如弱信號線(如傳聲器線)要屏蔽,采用平衡傳輸方式,并遠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,接地應良好(包括機柜、機殼)。
 
b減小音響系統(tǒng)的本底噪聲,除選用本底噪聲小的設備外,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)無聲音信號輸人時,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。
 
(6)早后期聲能比
 
室內(nèi)聲音是由直達聲、早期反射聲、混響聲組成。早期反射聲的一個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。但是對于音樂演出,往往強調(diào)混響感,所以C80的容忍度可以寬些,有時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,即使是很快節(jié)奏的交響樂曲,主觀上仍認為有足夠明晰度。如果C80值太高,例如大于2dB,則會覺得缺乏混響感了。所以通常C取-2~+2dB為宜,對歌劇院應為-2~+0dB.順便指出,國家標準GB 50371-2006的文藝演出類擴聲系統(tǒng)特性指標中的C80值定為大于或等于(亦即不低于)+3dB是有問題的。
 
C80亦稱明晰度(Clarity),通常作為音樂信號的一個指標。對于語言信號,又提出一個清晰度(Difinition)指標,簡稱D值。
 
 

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