音響工程中擴(kuò)音設(shè)備與廳堂擴(kuò)音

擴(kuò)音設(shè)備與廳堂擴(kuò)音6.1揚(yáng)聲器與音箱揚(yáng)聲器Loudspeaker：換能器電能→機(jī)械能→聲能1．揚(yáng)聲器分類換能原理：電磁式、壓電式、電動(dòng)式（動(dòng)圈、帶式、平面驅(qū)動(dòng)式）、靜電式輻射原理：直輻式間輻式（號(hào)筒式）輻射口徑：小＜100mm中200mm＜大輻射頻段：低頻、中頻、高頻、全頻膜片形狀：錐形、球頂、平板磁路結(jié)構(gòu)：內(nèi)磁、外磁2．結(jié)構(gòu)原理動(dòng)圈式:F＝BIL當(dāng)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)作用下作機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，這是揚(yáng)聲器換能原理。揚(yáng)聲器口徑尺寸大，低頻特性好；揚(yáng)聲器口徑尺寸小，高頻特性好；即揚(yáng)聲器的口徑對(duì)應(yīng)其輻射的高低頻特性。家庭影院擴(kuò)聲系統(tǒng)中通常使用內(nèi)磁式揚(yáng)聲器。3．技術(shù)指標(biāo)1）靈敏度靈敏度公式為：E＝P/W*r/r0

意義是給揚(yáng)聲器饋入一定的電功率時(shí)在一個(gè)特定距離上產(chǎn)生的聲壓值。常用靈敏度級(jí)L0來表述揚(yáng)聲器靈敏度的大?。浩涠x為給揚(yáng)聲器饋入1瓦電功率（常用粉紅噪聲電壓信號(hào)）時(shí)，在揚(yáng)聲器正面0°1米處產(chǎn)生的聲壓級(jí)大小。揚(yáng)聲器系統(tǒng)的最大輸出聲壓級(jí)為：Lmax=Lo+10LgPo

式中Lmax—最大輸出聲壓級(jí)dB；

Lo—輸出聲壓級(jí)（靈敏度級(jí)）dB；

Po——最大輸入功率一般專業(yè)用揚(yáng)聲器的靈敏度級(jí)約為92～96dB。2）頻率響應(yīng)頻率范圍±不均勻度由于揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)的特殊性，一般單個(gè)揚(yáng)聲器不能覆蓋整個(gè)音頻頻率范圍，只能對(duì)應(yīng)音頻范圍內(nèi)的某個(gè)特定區(qū)域。在揚(yáng)聲器有效頻率范圍內(nèi)的不均勻度越小，其頻率特性越好，頻率失真越小。3）指向性揚(yáng)聲器的指向性是指其向空間各方向輻射的聲壓分布情況，亦即揚(yáng)聲器的各向聲壓輻射靈敏度。一般用極坐標(biāo)中的指向圖案表示揚(yáng)聲器的膜片片結(jié)構(gòu)不同，，其指向特性性也有不同，，但其基本的的規(guī)律如下：：在揚(yáng)聲器口徑徑確定的情況況下，頻率越越低，指向特特性越寬（輻輻射角大）；；在特定的頻率率下，工作的的揚(yáng)聲器口徑徑越小，指向向特性越寬（（輻射角大））；4）阻抗由于揚(yáng)聲器本身的器件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它呈現(xiàn)了由電感、電容和電阻串并聯(lián)構(gòu)成的電路特性，所以以其阻抗不是是一個(gè)固定值值，而是隨頻頻率的變化而而變化。標(biāo)稱阻抗：最小負(fù)載，最最大阻抗點(diǎn)標(biāo)稱阻抗：把把揚(yáng)聲器阻抗抗曲線中阻抗抗值最低部分分的值作為其其標(biāo)稱阻抗，，這是揚(yáng)聲器器承受負(fù)載最大大的地方，揚(yáng)聲聲器的標(biāo)稱阻阻抗是一個(gè)固固定的值。5）失真失真即非線性性失真，指揚(yáng)揚(yáng)聲器出現(xiàn)了了原信號(hào)沒有有的新的頻率分量量。非線性通常常包括諧波失失真和互調(diào)失失真，但一般般揚(yáng)聲器的失失真泛指諧波波失真，揚(yáng)聲聲器的諧波失失真一般在5％左右。6）功率額定功率：揚(yáng)揚(yáng)聲器在一定定的諧波失真真范圍內(nèi)所允允許的最大輸輸入功率（有有效值）。峰值功率：揚(yáng)揚(yáng)聲器在某一一瞬間所能承承受的最大峰峰值功率。7）相位揚(yáng)聲器的輸入入兩端有極性性不同，在多多個(gè)揚(yáng)聲器相相接或在揚(yáng)聲聲器系統(tǒng)中，，應(yīng)注意極性性的問題。揚(yáng)聲器左右聲聲道之間、同同一聲道之間間、單聲道存存在相位是否否正確的問題題。單喇叭4．揚(yáng)聲器系統(tǒng)統(tǒng)1）組合音箱由于于揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的特特殊殊性性，，一一般般單單個(gè)個(gè)揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器不不能能覆覆蓋蓋整整個(gè)個(gè)音音頻頻頻頻率率范范圍圍，，只只能能對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)音音頻頻范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的某某個(gè)個(gè)特特定定區(qū)區(qū)域域。。所所以以一一般般用用多多個(gè)個(gè)（（2個(gè)或或3個(gè)））不不同同工工作作頻頻域域揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器構(gòu)構(gòu)裝裝在在一一個(gè)個(gè)音音箱箱里里，，承承擔(dān)擔(dān)完完整整的的音音頻頻頻頻域域放放音音，，稱稱為為組組合合音音箱箱。。組合合音音箱箱由由揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器單單元元、、分分頻頻器器、、衰衰減減器器、、箱箱體體等等構(gòu)構(gòu)成成。。根據(jù)據(jù)箱箱體體的的聲聲學(xué)學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，有有：：閉箱箱式式倒相相式式分頻頻器器：：把把從從功功放放輸輸出出的的整整個(gè)個(gè)音音頻頻頻頻帶帶范范圍圍的的聲聲音音分分解解為為高高、、中中、、低低頻頻（（或或高高、、低低頻頻））信信號(hào)號(hào)分分別別送送到到高高、、中中、、低低頻頻揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器單單元元。。有兩兩種種分分頻頻方方式式：：功率率分分頻頻電子子分分頻頻使用用電電子子分分頻頻器器能能有有效效降降低低高高音音與與低低音音揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器間間的的互互調(diào)調(diào)失失真真。。音箱音箱獨(dú)立分分頻器器三組功功放2）音柱柱（聲聲柱））由一定定數(shù)量量的相相同型型號(hào)的的揚(yáng)聲聲器以以直線線方式式排列列（或或曲線線方式式）安安裝在在柱型型箱中中，并并以同同相位位加以以驅(qū)動(dòng)動(dòng)的揚(yáng)揚(yáng)聲器器系統(tǒng)統(tǒng)稱為為聲柱柱。聲柱的的指向向性是是水平輻輻射角角大，，垂直直輻射射角小小。應(yīng)用：：在舞臺(tái)臺(tái)上方方布置置揚(yáng)聲聲器，，為減減小揚(yáng)揚(yáng)聲器器對(duì)傳傳聲器器的聲聲回授授，一一般選選水平平輻射射角大大，垂垂直輻輻射角角小的的揚(yáng)聲聲器系系統(tǒng)。。在廳堂堂擴(kuò)聲聲中，，為防防止傳傳聲器器產(chǎn)生生嘯叫叫，應(yīng)應(yīng)選用用無指指向性性音箱箱。舞臺(tái)上上供演演員聽聽的音音箱叫叫返聽聽音箱箱。6.2功率放放大器器功率放放大器器是對(duì)對(duì)音頻頻信號(hào)號(hào)進(jìn)行行電流流放大大，從從而達(dá)達(dá)到功功率放放大，，推動(dòng)動(dòng)揚(yáng)聲聲器輻輻射。。1．分類可以從不不同角度度來分類類。按電路工工作特性性分：甲類功率率放大器器乙類功率率放大器器丙類功率率放大器器甲乙類功功率放大大器按器件（（功率管管）類型型分：電子管功功率放大大器晶體管功功率放大大器場(chǎng)效應(yīng)管管功率放放大器按電路輸輸出方式式（末級(jí)級(jí)電路））分：變壓器耦耦合OTL功率放大大器OCL功率放大大器BTL功率放大大器BTL功率放大大器在理理論上功功率增加加4倍（電壓壓增加1倍）。OCL電路特點(diǎn)點(diǎn)是，電電路全部部采用直直接耦合合方式，，中間既既沒有輸輸入輸出出變壓器器，也沒沒有輸出出電容器器。按功放與與揚(yáng)聲器器配接方方式分：：定壓式功功率放大大器定阻式功功率放大大器定壓式：：遠(yuǎn)距離離傳輸信信號(hào)任任意負(fù)載載較高高電壓30V、50V、70V、100V、120V、240V定阻式：：常規(guī)固固定負(fù)負(fù)載阻抗抗4Ω8ΩΩ16ΩΩ按用途分分：AV功率放大大器卡拉OK功率放大大器純功率放放大器2．性能指標(biāo)1）頻率率響應(yīng)應(yīng)20Hz～20kHz，不均均勻度度±3dB，專業(yè)業(yè)用功功放±1dB或以下下。2）額定定輸出出功率率（RMS）在負(fù)載載阻抗抗一定定時(shí)，，非線線性失失真不不超過過規(guī)定定的技技術(shù)指指標(biāo)時(shí)時(shí)，功功率放放大器器所所所能輸輸出的的最大大功率率（有有效值值）。。3）最大大輸出出功率率在不考考慮失失真的的前提提下，，功率率放大大器所所所能能輸出出的最最大功功率。。4）音樂樂功率率(MPO)MusicPowerOutput,在規(guī)定定的諧諧波失失真下下輸入入模擬擬音樂樂信號(hào)號(hào)，在在輸出出端等等效負(fù)負(fù)載上上得到到的瞬瞬間最最大輸輸出功功率，，這是是一個(gè)個(gè)動(dòng)態(tài)態(tài)指標(biāo)標(biāo)。5）峰值值音樂樂功率率(PMPO)PeakMusicPowerOutput,在不計(jì)計(jì)失真真下功功放所所能輸輸出的的最大大音樂樂功率率（音音量等等在最最大狀狀態(tài)））。(PMPO)＞(MPO)＞（RMS）7）負(fù)載載阻抗抗功率放放大器器規(guī)定定的配配接阻阻抗（（與揚(yáng)揚(yáng)聲器器的標(biāo)標(biāo)稱阻阻抗對(duì)對(duì)應(yīng)））。8）信噪噪比功率放放大器器額定定輸出出功率率與其其固有有噪聲聲功率率之比比，常常以電電壓值值之比比表示示，即即功率率放大大器的的信噪噪比是是指功功率放放大器器的額額定輸輸出電電壓與與無信信號(hào)輸輸入時(shí)時(shí)實(shí)測(cè)測(cè)噪聲聲電壓壓之比比，一一般取取對(duì)數(shù)數(shù)值。。［S/N］＝20lgUe/U0dB9）互調(diào)調(diào)失真真功率放放大器器的互互調(diào)失失真是是指放放大器器輸入入兩個(gè)個(gè)或多多個(gè)頻頻率信信號(hào)時(shí)時(shí)，電電路輸輸出各各個(gè)頻頻率信信號(hào)以以及各各頻率率之間間的和和頻與與差頻頻信號(hào)號(hào)所引引起的的失真真。3．配接接1）配接接阻抗匹匹配：：功率率放大大器的的額定定負(fù)載載阻抗抗等于于揚(yáng)聲聲器（（音箱箱）的的標(biāo)稱稱阻抗抗，稱稱為阻抗匹匹配。功率放放大器器的標(biāo)標(biāo)稱額額定負(fù)負(fù)載阻阻抗大大于音音箱的的標(biāo)稱稱阻抗抗時(shí)，，為重載失失配。功率放放大器器的標(biāo)標(biāo)稱額額定負(fù)負(fù)載阻阻抗小小于音音箱的的標(biāo)稱稱阻抗抗時(shí)，，為輕載失失配。2）阻尼尼系數(shù)數(shù)功率放放大器器標(biāo)稱稱額定定負(fù)載載阻抗抗和功功率放放大器器的輸輸出阻阻抗的的比值值稱為為阻尼尼系數(shù)數(shù)。即：阻阻尼系系數(shù)＝＝負(fù)載載阻抗抗/輸出內(nèi)內(nèi)阻阻尼系系數(shù)大大好，，即音音箱標(biāo)標(biāo)稱阻阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于于功放放的輸輸出內(nèi)內(nèi)阻。。為了了獲獲得得較較高高的的阻阻尼尼系系數(shù)數(shù)，，希希望望功功放放的的內(nèi)內(nèi)阻阻減減小小、、音音頻頻功功率率傳傳輸輸線線的的線線徑徑粗粗些些。。功率率放放大大器器的的阻阻尼尼系系數(shù)數(shù)大大，，意意味味著著功功率率放放大大器器的的輸輸出出阻阻抗抗小小，，當(dāng)當(dāng)功功率率放放大大器器停停止止對(duì)對(duì)揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器激激勵(lì)勵(lì)后后，，揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器里里儲(chǔ)儲(chǔ)存存的的能能量量會(huì)會(huì)很很快快地地通通過過功功率率放放大大器器的的輸輸出出阻阻抗抗釋釋放放掉掉。。若降降低低擴(kuò)擴(kuò)聲聲系系統(tǒng)統(tǒng)阻阻尼尼系系數(shù)數(shù)，，對(duì)對(duì)揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器系系統(tǒng)統(tǒng)低低頻頻特特性性的的影影響響最最大大。。3）功功率率功率率放放大大器器工工作作時(shí)時(shí)的的輸輸出出功功率率應(yīng)應(yīng)等等于于音音箱箱的的額額定定功功率率。。功率率放放大大器器的的輸輸出出功功率率只只與與音音箱箱的的輸輸入入阻阻抗抗有有關(guān)關(guān)，，而而與與揚(yáng)揚(yáng)聲聲器器的的額額定定功功率率無無關(guān)關(guān)。。P＝U2/R或P＝U2R6.3廳堂堂擴(kuò)擴(kuò)音音廳堂堂聲聲學(xué)學(xué)特特性性:足夠夠的的響響度度充分分?jǐn)U擴(kuò)散散最佳佳混混響響消除除影影響響音音質(zhì)質(zhì)的的因因素素：：回回聲聲、、聲聲聚聚焦焦、、長(zhǎng)長(zhǎng)延延遲遲反反射射聲聲、、共共鳴鳴聲聲的的影影響響、、聲聲影影、、聲聲耦耦合合空空間間、、聲聲失失真真→→吸吸聲聲頻頻率率特特性性造造成成的的音音色色改改變變建筑筑聲聲學(xué)學(xué)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)是歌歌舞舞廳廳獲獲得得良良好好音音質(zhì)質(zhì)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。1．?dāng)U擴(kuò)聲聲指指標(biāo)標(biāo)廳堂堂擴(kuò)擴(kuò)聲聲有有如如下下幾幾個(gè)個(gè)指指標(biāo)標(biāo)要要求求：：最大大聲聲壓壓級(jí)級(jí)：：廳內(nèi)空?qǐng)鰣?chǎng)穩(wěn)態(tài)時(shí)時(shí)的最大大聲壓級(jí)級(jí)。傳輸頻率率特性：：廳內(nèi)各測(cè)測(cè)點(diǎn)處穩(wěn)穩(wěn)態(tài)聲壓壓級(jí)的平平均值相相對(duì)于擴(kuò)擴(kuò)聲系統(tǒng)統(tǒng)傳聲器器處聲壓壓或擴(kuò)聲聲設(shè)備輸輸入端電電壓的幅幅頻響應(yīng)應(yīng)。傳聲增益益：擴(kuò)聲系統(tǒng)統(tǒng)達(dá)最高高可用增增益時(shí)，，廳內(nèi)各各測(cè)點(diǎn)處處穩(wěn)態(tài)聲聲壓級(jí)平平均值與與擴(kuò)聲系系統(tǒng)傳聲聲器處聲聲壓級(jí)的的差值。。最高可用用增益maximumavailablegain，歌舞廳廳擴(kuò)聲系系統(tǒng)在聲聲反饋?zhàn)宰约づR界界狀態(tài)的的增益減減去6dB時(shí)的增益益。擴(kuò)聲系統(tǒng)統(tǒng)中使用用單指向向性傳聲聲器、頻頻率均衡衡器能顯顯著提高高擴(kuò)聲系系統(tǒng)的傳傳聲增益益。聲場(chǎng)不均均勻度：：有擴(kuò)聲時(shí)時(shí)，廳內(nèi)內(nèi)各測(cè)點(diǎn)點(diǎn)處得到到的穩(wěn)態(tài)態(tài)聲壓級(jí)級(jí)的極大大值和極極小值的的差值，，以分貝貝表示。。失真度：：擴(kuò)聲系統(tǒng)統(tǒng)由輸入入聲信號(hào)號(hào)到輸出出聲信號(hào)號(hào)全過程程中產(chǎn)生生的非線線性畸變變?；祉憰r(shí)間間：聲源達(dá)到到穩(wěn)態(tài)，，待停止止發(fā)聲后后，室內(nèi)內(nèi)聲壓級(jí)級(jí)衰減60dB所需的時(shí)時(shí)間。總噪聲級(jí)級(jí)：擴(kuò)聲系統(tǒng)統(tǒng)達(dá)到最最高可用用增益，，但無有有用聲信信號(hào)輸入入時(shí)，廳廳內(nèi)各測(cè)測(cè)點(diǎn)處噪噪聲聲壓壓級(jí)的平平均值。。2．音箱的的布放集中式分區(qū)式分布式（（分散式式）在一些些以演演出為為主的的大型型劇場(chǎng)場(chǎng)中，，揚(yáng)聲聲器系系統(tǒng)使使用集集中式式布置置，能能增加加節(jié)目目演出出的臨臨場(chǎng)感感效果果。以演講講為主主的大大型會(huì)會(huì)堂，，由于于觀眾眾廳體體積較較大，，為了了保證證語(yǔ)言言的可可懂度度和均均勻度度，可可采用用分布布式系系統(tǒng)。。一般用用于體體育場(chǎng)場(chǎng)、大大型廣廣場(chǎng)的的室外外擴(kuò)聲聲系統(tǒng)統(tǒng)為了了確保保聲場(chǎng)場(chǎng)分布布的均均勻性性，多多數(shù)采采用分分布式式放聲聲系統(tǒng)統(tǒng)。3．?dāng)U音音功率率的估估算離音箱箱r米處的的聲壓壓級(jí)為為L(zhǎng)p，Lp＝L0＋10lgPe－20lgr＋10lgnL0為音響響的靈靈敏度度級(jí)，，Pe為功放放電功功率，，n為音箱數(shù)值值（幾路擴(kuò)擴(kuò)音）擴(kuò)聲系統(tǒng)在在自由聲場(chǎng)場(chǎng)中形成的的聲壓級(jí)與與音箱離測(cè)測(cè)試點(diǎn)的距距離、有關(guān)關(guān)音箱的靈靈敏度、功功率放大器器的輸出功功率、揚(yáng)聲聲器的數(shù)量量有關(guān)。不計(jì)算，上上述公式可可用三句或或表示：距離增加一一倍，聲壓壓級(jí)下降6dB；功率增加一一倍，聲壓壓級(jí)增加3dB；音箱數(shù)增加加一倍，聲聲壓級(jí)增加加3dB例：1）在廳堂擴(kuò)擴(kuò)聲中，如如用一對(duì)音音箱放聲，，最大聲壓壓級(jí)為100dB，那么用二二對(duì)同樣功功率的音箱箱放在一起