扩声系统设计的要点和实例

1、扩声系统设计的要点和实例葛亮" 0 t, O* g: M9 t2 r0 j                                                           

2、0;                                                                     

3、;                                      + F. C' u8 u% w$ B一般从严格意义上说，一套完整的音响扩声系统设计应包括厅堂音质设计和电声系统设计，其系统参数是由建筑声学参数和电声系统参数两大部分组合而成的。我从事的主要是现场演出租赁的工作，由于演出的场地一般大部分都已经过了声学上的处理，因此在

4、这里建筑声学上的参数，如混响时间、频率响应、本底噪声等就不再另外讨论了。我主要谈的是具有实际可操作性的与现场扩声有关的声压级设计和电声系统的配置。要得到好的声音，建筑声学参数达标是重要的前提，虽然有些建筑声学参数，如频率响应、混响时间等,可通过电声设备进行补偿，但这种补偿是有限的，是以电声系统参数的变差为代价而换取的（如失真等）因此以下所谈到的设计和配置都是在建筑声学参数达标的情况下进行的。7 ' |9 G4 M/ D, Z( p! R9 v4 P3 & * Q: x: H% e5 " L作为一名音响高级技师常常有同行问我，为什么他们单位里用的设备档次并不低，但就是出

5、不来好的声音？这个问题还真不容易回答，很多人会说是调音师的水平不行，但真的是这样吗？用的设备档次再高，但功放满功率运行时喇叭的声压级还是不够，不能让全场听众都听清，又或是系统调试错误，喇叭反相、限幅阈值设置过低或过高，如此这般会有好的声音出现吗？归根到底我认为问题还是主要出在扩声系统的前期设计配置和后期的系统调试上。因此扩声系统的前期设计配置是否合理以及后期的系统调试是否到位是一个音响工程成败的关键所在。5 D! B; 9 O4 l/ p"   I% b7 v1 / L( s0 S$ x2 Q0 r" k7 D6 ?现在很多工程公司在音响系统的配置上往往

6、有两个极端，一是客户很有钱，配置的设备（特指音箱和功放）大大超过实际所需；二是客户预算有限，配置的设备根本无法满足声压级的基本要求。第一种情况，如果系统调试合理，对调音师来说到还算幸运，只是存在着资源浪费的问题；如果不幸遇到第二种情况，没有其他办法，只有进行改造，但这势必又会造成一定的浪费。因此我崇尚的做法是在接到工程之初应合理的去配置扩声系统，在工程的最后阶段应进行科学的系统调试。* x+ O- i: : M# h# M0 ?8 O5 v5 q4 0 l" A7 , T2 g2 x/ # 3 b% d; f# y扩声系统的合理配置与调试离不开科学的理论依据，下面我列出一些要点，作为

7、后面具体实例分析的依据。6 n- ;   i& % J' 9 h* # L! N0 o& L% V; s9 w' b& a9 e/ H(一)  扬声器的灵敏度在扬声器输入端加上额定功率为1W的电信号时，距离扬声器正面0度主轴方向1米处所产生的声压级。它体现了电能转换为声能的效率，灵敏度越高，扬声器越容易被功放驱动。/ a& C: s2 S& i  $ P- U* W9 m, r5 w" s0 p/ g1 b(二)  扬声器的可承受功率：平均功率、节目

8、功率（Program）和峰值功率（Peak）。" : y4 D3 6 _1.平均功率（噪声功率）7 4 x1 W3 K. W- 5   h平均功率是以RMS电压计算而确定的功率。国际上比较普遍的是采用粉红噪声来对扬声器进行功率测试，因此平均功率又可称为噪声功（Noise）。噪声功率的测试标准又分为AES、IEC和EIA三种。  t# V1 o1 b7 A5 z1 K8 K2 b5 N9 B6 P8 u+ 1）AES2-1984标准：由美国音频工程师协会颁布，采用10倍频带宽、6dB峰值因数的粉红噪声作为测试信号，测试时间为2小时，测试后单元在声

9、学、电学和机械性能上不应产生大于10%的永久性的改变。美国著名的扬声器厂家JBL就采用AES标准。& J0 ; C' f4 1 J2）IEC60268-5标准：由国际电工委员会颁布，所采用的测试信号为6dB峰值因数的粉红噪声，并且是按IEC标准所确定的节目信号滤波器对粉红噪进行滤波，这一节目信号的频谱模拟了真实音乐和语言的的频率分布，高端和低端的频率份量呈下降趋势。测试时还应根据扬声器单元技术指标中关于频率范围的规定设置带通滤波器对上述ICE节目信号进行滤波。测试时间为100小时，测试后扬声器不应显示损坏。' k1 d- j9 $ Q3 O. J* w: r, F% G

10、3）EIA RS426标准：由美国电子工业协会颁布，所采用的测试信号也是6dB峰值因数的粉红噪声，但使用的节目滤波与IEC标准有差别，它的低频段成分较高，而高频成分要低的多，测试时间为8小时。美国扬声器生产大厂EV就采用此种测试方式。6 Q& I3 s# e+ ( N8 i4 h. m2 p* a$ y: I! L2.峰值功率（Peak）峰值功率是由峰值电压计算而确定的功率。扬声器在接受峰值因数为6dB的粉红噪声测试时，瞬间要承受4倍于平均功率的瞬态峰值的冲击，这个瞬态功率即峰值功率。8 x3 ! C5 V0 U1 s, b9 5 b2 V2 ; o6 G0 c4 m# H 3.节目功

11、率（Program）节目功率是从老的扫描正弦波功率测试而推演出来的过时的说法，现在它不具备什么实际意义，对于大多数制造商将平均功率乘以2就得到了节目功率。& N5 x# W: e* q! Y' ! i1 s" ( k& C4 M6 |4 |4.平均噪声功率、节目功率和峰值功率之间的关系对于6dB峰值因数的功率测试信号，平均噪声功率（Noise）、节目功率（Program）和峰值功率（Peak）之间的比率如下表所示。' L: ' l& n. P: f0 z6 g; H% P2 / _& L2 z4 x3 k  

12、L" . v  r) d) Z3 a* u9 R3 5 N4 o& |/ q5.重点说明扬声器测试时，如果输入的是简谐正弦信号，则峰值与RMS之间只有3dB的差值，如果输入的测试信号是峰值因数为6dB的粉红噪声，则峰值与RMS之间就有6dB的差值。国内有很多扬声器生产厂商还在使用简谐正弦信号作为测试信号，因此同样是标注250W连续功率的扬声器，采用简谐正弦信号测试的扬声器可承受的峰值功率只有500W，而采用AES、IEC和EIA标准测试的扬声器，其可承受的峰值功率却可以达到1000W。这点在选用多大功率的功放去驱动此音箱时显得尤为重要。4 y: s; p0

13、 , Z$ g (三)  扬声器的最大声压级扬声器灵敏度确定的前提下，以扬声器可承受的峰值功率去计算，在听音点距离扬声器1米处，且在声辐射轴线上时，所得到的声压级即最大声压级。9 t- B! d$ & B' k% a% * . T0 J" ) S1.扬声器最大声压级=扬声器灵敏度+10lg（扬声器的峰值功率），也可以写成扬声器最大声压级=扬声器灵敏度+10lg（扬声器的噪声功率）+6dB1 j! R! D+ z5 m/ 9 l8 ' L* D3 ?" c: L7 D9 z& C' P2.根据平方反比定律，在听音点距

14、离扬声器为D（m），且在扬声器的声辐射轴线上时，可得自由声场计算式：LP =S+10lgW-20lgD  。 LP为听音点的声压级，W为输出给扬声器的电功率，S为扬声器的灵敏度， D为扬声器到听音点的距离。7 ! S: ) v/ v, q( % R3.如果在一个供声区内有N个输出声压级相等的扬声器，那么上式中还要增加10lgN，即  =S+10lgW+10lgN-20lgD1 A" g1 F2 A8 9 v% |(四)  扬声器的额定阻抗特指在某一段规定频段内对音频信号所呈现的阻抗值。扬声器与功放相配接的阻抗值最常见的有8，

15、4和16。7 m: m7 J" H  X+ g0 (五)  功放的输出功率过去功放输出功率的标法五花八门，有RMS功率、MPO（最大输出功率）、PMPO（峰值音乐输出功率）等。现在国际上已经规范了功放输出功率的测试标准。& S) o1 W8 m  d# ?3 6 U" X; J7 R4 U1.FTC功率联邦贸易委员会（Federal Trade Commission）颁布了以20Hz20KHz正弦波扫频或粉红噪声为输入信号，总谐波失真（THD）低于0.1%的长期连续平均功率测试法，在这种标准下测试得出的功率

16、称为功率放大器的“长期连续平均功率”。) ! O8 r8   q2.EIA功率以输入信号为1kHz正弦波，总谐波失真（THD）低于1%的长期连续平均功率测试法，在这种标准测试下得出的功率放大器输出功率要比FTC标准下测得的输出功率稍微高一点称为“最大平均功率”。7 ( A' J$ * N/ Q3 Y) i3.以其他方式标称的功率都视为非标。. u2 S- D+ R  D. n5 Z+ q4.功放输出功率与扬声器阻抗功放输出功率的大小会随着连接扬声器阻抗的不同而改变，连接扬声器的阻抗越小，功放的输出功率越大，但过小的扬声器阻抗会使电流过大而烧毁功放

17、，国外顶级功放厂商如QSC、Crown、CrestAudio、LAB.Gruppen等生产的高档型号功放，在双声道连接时，其连接音箱的阻抗一般不能小于2，单声道桥接时一般不能小于4，国内功放一般在双声道连接时，音箱阻抗一般不能小于4，单声道桥接时一般不能小于8。2 r9 U. + l4 v: C3 3 Y# b8 X(六)  功放与扬声器的功率匹配：1.最佳匹配原则：选用功放的峰值功率要等于扬声器的峰值功率。功放的功率可以通过电压来确定，由RMS电压确定的功率称为平均功率，由峰值电压确定的功率即为峰值功率。交流电中，峰值电压=，而，因此峰值功率=2倍RMS功率。一台功放的连

18、续FTC功率容量，允许其峰值超过连续功率3dB，也就是说一台功放允许其峰值功率为FTC连续功率的2倍。这点是功率放大器与扬声器功率匹配的关键。例如一个扬声器的噪声功率为250W，则它的峰值功率为1000W。同样，一台功放的连续FTC功率为500W，其峰值功率为1000W。因此，如果一台功放能够提供1000W的峰值功率，则要求它的连续FTC功率为500W。换言之，如果功放要达到扬声器的峰值功率容量，则要求功放的连续FTC功率2倍于音箱的噪声功率。因此在阻抗匹配的前提下，选用功放的FTC功率应该2倍于扬声器的噪声功率。5 x# n7 m& g8 B2 e, l2.功放的2种功率消耗量状态：

19、1/8Power和1/3 Power。以下是美国顶级功放生产厂商QSC给出的原文解释：POWER CONSUMPTION NOTE:1/8 Power：withpink noise represents typical program with occasional clipping1/3 Power：withpink noise represents severe program with heavy clipping以下是对美国顶级功放生产厂商QSC给出的原文解释的翻译：功率消耗含义：1/8 Power：用粉红噪声测试表示偶然限幅的典型程序，此额定值可用于大多数情况。1/3 Power：用

20、粉红噪声测试表示严重限幅的严苛程序。0 a: G! : z, o2 t3.功放与音箱最佳匹配原则更详细的解释有人会提出以下疑问：音箱测试时用的是峰值因数为6dB的粉红噪声，而平时播放的典型的音乐信号峰值可达12dB，以此计算功放FTC功率应该是8倍于音箱的噪声功率才能应付这高达12dB的峰值，这也是以前国内很多人认为功放功率要达到音箱功率的8-10倍以上才能出好声音的原因。但事实真的是这样吗？通过前面对功放功率消耗状态的讨论我们知道功放大部分情况是在1/8 Power的情况下运行的，此时可做一下计算，例如一台功放FTC功率为800W，1/8 Power就是100W，10lg（800/100）=

21、9dB，FTC功率为800W的功放产生的峰值功率为1600W（3dB Headroom），10lg（1600/100)=12dB。正好与典型节目信号峰值12dB相等。应此用这台800W的功放去搭配400W的音箱是最佳选择，即选用功放的FTC功率应该2倍于扬声器的噪声功率。  n0 w& S) m/ D  I5 U5 i  z! u7 C3 5 X  j  y( : e(七)  功放的输入灵敏度（Input Sensitivity） 功放达到额定输出电压时的输入电压称为

22、输入灵敏度。如果输入电压超过了输入灵敏度，功放的输出功率也将会超出额定范围，并产生较大的失真。2 |7 ' c, D) l1. 输入灵敏度的选择较为高档的功放，后面板一般会有输入灵敏度选择开关，有时还会有放大增益选择开关，放大增益选择开关通常会和灵敏度选择开关放在一起，其实放大增益选择开关其实就是一个间接的灵敏度选择开关。例如Crown MA3600VZ功放，国际版的输出功率为965W(8)，后面板输入灵敏度选择有0.775v、1.4v和26dB这3个选择。当开关选择在0.775v时，说明当输入功放的电压达到0.775v，且功放输入增益衰减旋钮打到最大位置（无衰减）时，功放处于额定功率

23、运行状态。同样当开关选择在1.4v时，说明当输入功放的电压达到1.4v，且功放输入增益衰减旋钮打到最大位置（无衰减）时，功放处于额定功率运行状态。把0.775v和1.4v换算成电压分贝值分别为0dBu和5.1dBu。至于26dB这种标法要重点讲一下，26dB其实标准的写法是20×26dB。20 指的是功放的功率电压从输入到输出放大了20倍， 26dB指的是功放的固定电压增益为26dB。如果把选择开关位于26dB，此时功放满功率运行的输入电压值（即输入灵敏度）和电压分贝值应为多少呢？/ N3 Y/ X9 x5 ?  r/ z& |% ?' _'

24、; C  g# X2 w2 U& 4 h9 h此时有2种方法可计算：1） 首先计算出这台功放总的增益值 2013-11-2 15:12 上传下载附件 (5.32 KB) ，则满功率输入电平为41-26=15.09dB，换算成输入电压值为4.4v7 b0 g' t, I. L- |3 m* K: C0 ! Q3 S4 _% A# C2） 当功放放大增益选择开关置于26dB时，此刻功放功率电压的放大倍数是20倍。先求出这台功放的功率电压 2013-11-2 15:13 上传下载附件 (3.28 KB) ，然后算出输入端的电压值为87.86÷20=4.4

25、v，换算成电压分贝值为20lg（4.4/0.775） =15dB   说明一下为什么当功放放大增益选择开关置于26dB时功放的放大倍数是20倍。记住公式20lg（电压放大倍数）=电压增益。电压放大倍数= （输出电压/输入电压） 20×（26dB）、40×（32dB）、64×（36dB）等这些数值就是这样算出来的。3 8 I8 t/ k9 E2 . E! d2 b& y1 s3 f5 j; E# S  r下图是QSC RMX4050HD 功率放大器的输入增益衰减旋钮( u5 5 ?- o* W8 f4 L 2013-1

26、1-2 15:20 上传下载附件 (44.07 KB) ; X9 ?$ g9 W7 n  U其实只要看到输入增益衰减旋钮我就已经知道这台功放的电压放大倍数。20lg（电压放大倍数）=36， 电压放大倍数=63.1倍 64倍，查看使用手册得知这台功放的输入灵敏度没有可选择开关，固定为1.25V。知道了这些其实不看说明书上的输出功率我也基本可以算出来。QSCRMX4050HD功放的功率电压为1.25×64=80V ， 2013-11-2 15:24 上传下载附件 (2.58 KB) ，即负载为8阻抗时，功放的输出功率为800W，再用1.6系数法可知负载阻抗为4时，功放

27、的输出功率约为1280瓦。桥接功率可以乘以3.2，约为2560W(8)。最后比对一下使用手册中的技术参数：! : M+ b  B' C% u/ u! 2013-11-2 15:22 上传下载附件 (109.92 KB) / C) k9 B; v+ V* I  j在功放放大增益选择方面，做得最出色的当属瑞典的顶级品牌LAB.Gruppen。下图为FP6400功放的后面板，可以看见正中有一排蓝白色的DIP开关，这就是调整功放输出模式和放大增益的开关。  g  j5 r; H2 C3 i4 h2013-11-2

28、15:26 上传下载附件 (144.73 KB) + E: |6 B  m/ p: W这台功放的放大增益有8档可调，从20dB一直到41dB。按照前面说过的方法很容易就可以计算出当DIP开关位于这8档的任意一档时，功放的电压放大倍数和削波输入电平（即输入灵敏度）。FP6400负载阻抗为8时FTC输出功率为1280W。下表给出的是这8档放大增益分别对应的放大倍数及削波输入电平（8）2013-11-2 15:28 上传下载附件 (82.99 KB)   s4 G  v) f. B/ s! L 2 c4 H( b# w8 L* w( x-

29、j* I2. 输入增益衰减旋钮和限幅阈值的设置：过去国内音响界一直在争论功放的输入增益衰减旋钮应该置于最大位置还是不应该打到最大位置。其实只要搞懂了如何正确设置功放的输入灵敏度选择开关，还有如何正确选择功放，使其输出功率与扬声器的功率相匹配这两大问题，答案就很明显了。此外，压限器的限幅阈值要以功放输入灵敏度为前提来进行调整，在功放与音箱功率匹配的情况下，基本方法是限幅阈值至少不能低于功放输入灵敏度的输入电压电平值，如果是国外优质功放（使用的是FTC测试标准），可以将限幅阈值的数值再调高2个dB。因为使用FTC测试标准的功放允许其峰值功率超过平均功率3dB，这3dB称为功放的头顶空间（Headr

30、oom），同时又因为压限器的启动是需要启动时间的（Attack Time），此数值又不宜设置的过短（尤其对低频），当阈值设在比输入灵敏度高2dB的位置时，压限器允许了很小一部分电平瞬间冲过阈值，但又很快的把电平拉了回来，所以这多出的1个dB正好起了缓冲的作用，因此阈值设在高2dB处是比较合理的选择。对于输入灵敏度为固定值的功放（无输入灵敏度选择功能），功放的输入增益衰减旋钮是可以根据需要进行衰减的，适当的衰减还有利于整个系统信噪比的提高，当进行衰减时，旋钮衰减了多少个dB，限幅阈值就要相应的增加多少个dB。, W8 m$ M( q* G& w7 s2 E/ p1 B 

31、0;N# _/ O; _% |  R' : x& n; (八)  平方反比定律随着听众离扬声器越来越远，听众耳朵处受到的声压级Lp（Sound Pressure Level，简称SPL）将会降低。由于忽略掉了环境反射声（良好近似于户外无障碍物的环境），当听众到扬声器的距离每增加一倍，声压级Lp将随之精确地衰减6.02dB。这就是众所周知的“平方反比定律”，写成标准的数学形式就是：Lp=Lp-20log (D/D)  Lp是指听众在距离发声源为D处所听到的声压级（单位是dB SPL），Lp指的是听众移动到距离发声源为D的

32、新位置后所听到的声压级。如果D比D小的话（也就是听众更加靠近扬声器），那么“20log（D/D）”这一项将会是负数，也就是新的Lp会比原来的Lp大。需要注意，由于公式中使用的实际上是距离的比值，所以这个距离可以以任何一种度量单位来测得（英尺、码、米等），只要保证两个距离的度量单位相同即可。. Z% D. B7 3 l& ' h; Q(九)  扬声器的Q值扬声器在轴线上某点的声强级与在该点上由一个全指向点声源辐射相等的声功率时产生的声强级之比。Q值是表述扬声器的指向性能的一个参量，其计算公式   2013-11-2 15:42 上传下载附件

33、 (2.73 KB)       H为音箱的水平辐射角度，V为音箱的垂直辐射角度! E/ P) H5 ' M9 |6 b(十)  临界距离 1. 定义：在室内声场充分扩散的条件下，当声场达到稳态，某点直达声场与混响声场的声能相等时，该点到声源的距离称为临界距离 。( z+ U+ p/ X; ( y& q%   L; W2.计算公式： 2013-11-2 15:42 上传下载附件 (2.9 KB)      Q为声源的指向性因数（具体计算时就是上面说到的扬声器的

34、Q值），R为房间常数 2013-11-2 15:43 上传下载附件 (1.3 KB)     房间常数R是对一个房间的活跃程度的度量。房间常数R的值低，就表示房间非常活跃，而房间常数R很高，则表示房间很寂静。以前房间常数R常用来在临界距离公式中定量地描述一个房间的特性，但是现在，大多数公式都使用 来代替了房间常数R，房间常数已经渐渐废弃了。 室内总吸声量，即室内总表面积S与其平均吸声系数 的乘积。因此混响半径公式又可写为 2013-11-2 15:43 上传下载附件 (2.13 KB)   4 l+ u1 k5 H# v" P3.音箱最远供声距

35、离音箱最远供声距离D，不应超过3 ，即最远供声距离D应小于3倍临界距离 。5 0 g6 E. : N* C4.临界距离的快速估算方法：0 W5 ) n) _1 n& X$ C' L- z, a+ u1) 理论依据：室内的混响声声压级是处处相等的，它与到声源的距离远近没有任何关系。因此，室内距声源（扬声器）任意距离处的总声压级，都是直达声声压级与混响声声压级之和。其中混响声声压级处处相等，而直达声声压级则遵循平方反比定律衰减。. o  B1 ' A& X9 u) K2 M5 D2) 具体操作方法：让扬声器播放粉红噪声的同时，手持一个声压计，渐渐

36、远离扬声器。走到一定距离时，发现声压计的读数不再变化了。这时候，记下此时的读数，同时往回走。当走到声压计读数刚好增大了3dB的位置时，此位置到扬声器的距离就是这个方向上的临界距离。这是因为临界距离的直达声和混响声相等，所以在临界距离以外混响声声压级的基础上增加3dB的地方就是二者相等的位置。5 C: j. x2 b; z. v* e3) 临界距离与扬声器的Q值以及房间的吸声有关。因而它的值也会随频率不同而变化。上面的测试方法（使用粉红噪声）只是一种近似的宽带情况下的临界距离。5 Y6 x' a& V& C, 3 L; I5 L4 d( F: ' l' 以

37、上列出的这些要点是我多年进行扩声系统配置和调试所用到的重要科学理论依据，其中有一些是我自己的经验总结。下面我就以这些理论结合一个实例简单说明如何正确合理的配置与调试扩声系统。前不久，有朋友做了一个音响工程，完工后总觉得声音不对，找我去看了一下，我觉得这个音响配置调试案例比较有代表性，所以作为论文拿出来探讨一下。某宾馆多功能厅长20m，宽16m，高8m，按照GB 50731-2006厅堂扩声系统设计规范标准中的多功能类扩声系统声学指标一级标准：最大声压级103dB来设计。此厅在装修时做过一定的吸声处理。! G/ Z7 k. X5 S1 H# W6 A音箱及功放的配置如下，主音音箱使用的是Biam

38、p的接法。主音箱EV：               RX115/75（2只）    水平辐射角75度            垂直辐射角50度LF：               连续功率 400W        峰值功率 1600W 

39、;        灵敏度101 dB   阻抗8HF：              连续功率 75W          峰值功率 300W          灵敏度112 dB   阻抗8& D7 U& B' b: % M0 K, # T; d: EV RX115/7

40、5当采用Biamp接法时，厂家标注的分频点是1500Hz. O: t% E. H: 2 K主音功放EV                 CP4000S        600W（FTC，8）        （1台）   驱动LFEV            

41、60;    CP1800          250W（FTC，8）       （1台）   驱动HF超低音EV                 RX118S  （2只）   连续功率600W   峰值功率 2400W   灵敏度98 dB

42、0;     阻抗8超低音功放EV                 CP4000S （1台）   600W（FTC，8） 处理器EV                 AC-One               &

43、#160;              # k1 L- |. f  0 k4 R9 b3 c) H$ I2013-11-2 15:50 上传下载附件 (43.8 KB) 5 _) f0 U/ ( e3 C2 ( I: . |1 E$ S4 N+ 8 v/ e- s5 U& v首先，我先利用上面提到过的临界距离的快速估算方法，使用镭射测距仪测出此多功能厅的临界距离在空场时大约为7m左右，3倍临界距离3 。厅长20m，小于3倍临界距离，因此在主音箱放置位置与角度合理的情况下无需再增加

44、后场补声音箱也能满足语言清晰度的要求。为了验证估算出来的临界距离，我又用Smaart软件测出空场时500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz的混响时间均小于等于2s，利用赛宾公式 2013-11-2 16:15 上传下载附件 (5.45 KB)     临界距离 2013-11-2 16:17 上传下载附件 (2.05 KB) ，现在已知 2013-11-2 16:18 上传下载附件 (1.49 KB) ，只需知道音箱的Q 值即可得出临界距离的数值。根据公式 2013-11-2 16:19 上传下载附件 (2.96 KB) 代入EV RX115的水平辐射角75度与

45、垂直辐射角50度，得到Q=12。临界距离 2013-11-2 16:20 上传下载附件 (4.06 KB) 。通过验算，我基本确定估算得到的临界距离数值基本可靠。' E- _! C6 p% V2 w8 r% U2 E! i$ E( i8 N+ : s下面我在来分析一下系统配置的错误所在。系统最大的错误之处就是使用了EV AC-One处理器去处理在Biamp连接方式下分频点在1500Hz的全频主音箱。因为AC-One处理器的分频点只能在45Hz-160Hz之间选择， AC-One只能处理分频方式为被动分频的全频音箱或分频点在45-160Hz之间的超低音音箱与全频音箱的组合，因此除了AC-

46、One应该再增加一台分频器。首先把AC-One的分频点设在100Hz，低于100Hz的信号经LOWOUT输出给驱动超低音的功放，高于100Hz的信号经HIOUT输出给另一台分频器，这台分频器的分频点应设在1500Hz，这时100-1500Hz的信号经分频器的LOW OUT输出到驱动全频主音箱LF的功放，而1500Hz以上的信号则由HIOUT输出给驱动全频音箱HF的功放。其实这种连接方法完全可以用一台dbx PA来完成，dbx PA不仅售价要比AC-One低，而且如果你会用，效果也不错！! D  & a3 e: x7 e 2013-11-2 15:53 上传下载附件

47、(149.26 KB) ; T! M& # 9 " ! 接下来的问题是怎样让系统的超低音、低音和高音这三者的声压级听起来均衡。过去做工程的人一般就是把功放的输入增益衰减旋钮顺时针旋到最大（不衰减）的位置，处理器上超低音、低音、高音输出调到0dB的位置，以为这样就万事大吉了，这次工程的调试人员就是这样做的。现在我就结合以上实例说明一下为什么这样做是错的，正确的做法又是怎样。首先分析RX115/75 HF 灵敏度为112dB、峰值功率为300W、连续功率75W，用EVCP1800 250W（8）去驱动，显然是功放的功率太大了，此时如果不进行限幅处理很容易会烧毁高音。如果按照过去一

48、般做工程的方法，此时音箱HF的最大声压级可达到112+10log300=136.8dB。再分析RX115/75 LF灵敏度为101dB，峰值功率为1600W，用EV CP 4000S  600W（8）去驱动，显然功放的功率小了，此时音箱LF的最大声压级可达到101+10log1200=131.8dB。最后分析超低音EV RX118S灵敏度为98dB，峰值功率为2400W，用EV CP 4000S  600W（8）去驱动，显然功放的功率太小了，此时超低音音箱的最大声压级可达到98+10log1200=128.8dB。对比超低音、低音、高音的声压级不难发现此

49、时高音要比低音高5dB，比超低音高8dB，这时反应在听觉上一定是声音尖锐，不够饱满。声音不好的原因找到了，下面就是怎样处理了。% , H- W% ?+ " b+ C4 R  _# ?0 J% x- S/ Y1 W% |" y) g# C首先比较各单元的最大声压级RX115           HF         最大声压级=112+10lg300=137dBRX115     

50、0;     LF          最大声压级=101+10lg1600=133dBRX118S         SUB        最大声压级=98+10lg2400=132dB比较他们之间的最大声压级发现超低音单元发出的声压级最低，因此在不增加超低音音箱数量的前提下可以降低高音功放的输出功率，以此取得声压级在各频段的均衡。具体方法是分别计算使各单元达到132dB所需的功

51、率值。RX115           HF        112+10lgW=132dB               W=100W RX115           LF         101+10lgW=132dB&#

52、160;             W=1259WRX118S         SUB       98+10lgW=132dB                W=2400W# Q3 q* N0 Q" d4 q# H1 j$ R) Q6 s* u" a- n) c/ ; O' g以上

53、计算出的功率是音箱的峰值功率，在选取功放时，应将它们的数值再除以2， 分别为50W， 600W，1200W，从音质方面考虑我选取了以下同品牌同系列产品。驱动RX115           HF    功放       EV CP1200     150W（8）                 输入灵

54、敏度：0.88V（1.15dBu）驱动RX115           LF     功放       EV CP4000     600W（8）                 输入灵敏度：1.74V（7dBu)驱动RX118S      

55、   SUB   功放       EV CP1800     1200W（桥接8）        输入灵敏度：1.12V（3.2dBu）1 v6 v& v5 n8 C4 U: H& O  z7 P7 8 ?& t( f+ G* ?& I8 W6 ?再算出各功放输入衰减旋钮所需衰减的dB值。EV CP1200衰减值=10lg150-10lg50-1.15=3.62&

56、#160;     （衰减3.62dB）EV CP4000衰减值=10lg600-10lg600-7=-7            （增加7dB）EV CP1800衰减值=10lg1200-10lg1200-3.2=-3.2   （增加3.2dB）2 8 Q3 C2 d2 G" A$ ?! o) a, Q2 z7 D# f3 B) |最后在处理器上调整各频段的输出电平和限幅阈值。限幅阈值要以功放输入灵敏度为前提来进行调整，在功放与音箱功率匹配的情况下，基本方

57、法是限幅阈值至少不能低于功放输入灵敏度的输入电压电平值，如果是国外优质功放（使用的是FTC测试标准），可以将限幅阈值的数值再调高2个dB。因为使用FTC测试标准的功放允许其峰值功率超过平均功率3dB，这3dB称为功放的头顶空间（Headroom），同时又因为压限器的启动是需要启动时间的（Attack Time），此数值又不宜设置的过短（尤其对低频），当阈值设在比输入灵敏度高2dB的位置时，压限器允许了很小一部分电平瞬间冲过阈值，但又很快的把电平拉了回来，所以这多出的1个dB正好起了缓冲的作用，因此阈值设在高2dB处是比较合理的选择。HF      

58、60;   输出电平调整为       -3.62                  限幅阈值为 -1.62LF          输出电平调整为        +7                

59、    限幅阈值为 +9SUB        输出电平调整为       +3.2                   限幅阈值为 +5.24 s6 V0 i7 t9 c' n- z7 8 i以上HF限幅阈值所设定的值，考虑的是能与LF和SUB单元产生的最大声压级相平衡。由于我个人比较习惯在调节处理器的输出电平时只衰减不增加，最大在0dB的

60、位置，因此我通常会将处理器的输出电平调整为已下的形式HF          输出电平调整为   -3.63-7=-10.62        限幅阈值为  -1.62LF          输出电平调整为   +7-7=0                

61、;   限幅阈值为  +9SUB        输出电平调整为   +3.2-7=-3.8            限幅阈值为  +5.20 V/ c- e2 b. G! G! p" i" P; J3 o9 n! q无论处理器按照以上方哪种法进行输出电平调整，功放的输入衰减旋钮都应顺时针打到最大，置于最大的无衰减位置。如一定要调整功放旋钮，则限幅阈值也要跟着进行相应的调

62、整。如此调整后以一只音箱计算，距离音箱1米处的最大声压级为132dB。最后算一下距离音箱最远处的最大声压级指标是否达标：132+10lg2-20lg20=109dB ，符合GB 50731-2006厅堂扩声系统设计规范标准中的多功能类扩声系统声学指标一级标准：最大声压级103dB的规定。还要特别说明的是因为人耳等响曲线的原因实际上在低频上的声压级要高出中高频6-10dB听起来才会真正比较舒服，建议在设备投入和系统均衡调试时也要把这点考虑进去。下面把第2个实例与各位分享，着重说明一下功放与音箱的匹配以及处理器限幅的设置。% I! d: d5 K8 x0 t" x. E, d+ S1 x

63、1 t2005年某场地要举行流行音乐会，根据最新的WH/T18-2003行业标准中对现代音乐、摇滚乐扩室内一级最大声压级800 8000Hz范围内平均声压级不小于109dB的规定：2 F  L0 G8 p. X) a8 : K6 N% ) S. o# k& 9 O, q第一步：需要设定参考听音点，使参考听音点的声压级达标。一般该参考听音点选取厅堂后墙距离音箱距离最远处。某演出场地，扬声器面板到后墙距离为16米，那么参考听音点即为16米。6 " o$ K' 0 L" l8 w$ W( N$ / o- n8 2 d1 P: I第二部：求出系统

64、需要的声压级。根据完全扩散声场平方反比公式可得出系统所需声压级公式 LW=LP+20lgD。LW为系统所需声压级，LP为参考听音点的声压级，D为扬声器到参考听音点的距离。代入具体数值LW=LP+20lgD=109+20lg16=133dB1 x$ ; g' l* m0 / b/ F9 J8 N: n' C% , ( o1 m第三部：计算系统所需的总电功率。根据公式LW=S+10lgw可知 2013-11-2 21:47 上传下载附件 (2.87 KB) 。W为系统所需总的电功率，LW为系统所需声压级，S为音箱的灵敏度。4 c9 c. B( l( s/ P; o7  &

65、#160;d1 S0 u: W; H8 n: U$ N. T, 7 Y; d5 X5 e5 E 以上三个步骤所得出的系统所需的声压级133dB和总电功率是这个演出场所达到音乐扩声系统一级标准的最低要求。由于是现场电声乐队演出，在系统所需的声压级133dB的基础上我还留了6dB左右的余量，用以应付大动态范围的现场演出。0 / p4 x% ?( z: j2 U$ ; j) A2 r- 9 O- H# |7 A主音箱方面，我选用的是NEXO PS15（灵敏度102dB，最大声压级134dB，阻抗8，厂家推荐功放功率是550-1200W RMS，8）根据前面提过的扬声器与功放功率匹配的要点可知，扬声器

66、的最大声压级是在扬声器所能承受的最大峰值功率时产生的，扬声器所能承受的峰值功率要比其噪声功率大4倍（6dB），算出扬声器承受的噪声功率为 2013-11-2 21:49 上传下载附件 (5.66 KB) 。因此选用功放的FTC输出功率为扬声器所能承受噪声功率的2倍，即796W（8），考虑到喇叭线的损耗以1dB计算，可以再加200W，即1000W。那厂家为什么推荐的功率是550-1200w RMS呢？因为有些功放输出功率的测试方法没有使用FTC标准，所以在数值上会比采用FTC输出功率的功放要高一些（如EIA）。厂家推荐的550W RMS是驱动NEXO PS15扬声器的最低功率，如果要达到134d

67、B的最大声压级，功放就必须要有1200W RMS的输出功率，对于采用FTC标准的功放，其输出功率应为1000W左右。根据以上论点，我采用2台Crown MA3600VZ 功放（FTC输出功率965W，8，立体声模式）来驱动4只NEXO PS15扬声器以做到功率匹配。+ _6 Q; k9 H* q9 ?: k% |# # m- N' ' : W1 - Y超低音方面，选用的扬声器是NEXO LS1200（灵敏度102dB，最大声压级135dB，阻抗4，厂家推荐功放功率是800-1200W RMS，4），用上面的方法可算出需要用FTC输出功率为1100W（4）左右的功放去驱动，因此还

68、是选用Crown MA3600VZ 功放（FTC输出功率1325W，4，立体声模式）。这时选用功放的实际峰值功率要略大于音箱所能承受的峰值功率，遇到这种情况只需做一个限幅处理就行了。因为NEXO PS15有自己的专用的处理器（PS15TD），在PS15TD面板上有专门的功率限幅控制旋钮，而且超低音限幅旋钮和中高音限幅旋钮是分开控制的。如下图：9 r! f7 Z& f1 S9 V- s1 R2013-11-2 21:56 上传下载附件 (127.04 KB) . ?2 B: I" f$ B这时只需把超低音限幅控制旋钮旋转至1200W处即可。因为PS15TD的限幅功率是按照RMS

69、功率来计算的，所以功率限幅旋钮要设在1200W。不过有一点要特别注意，要使用PS15TD的功率限幅功能，功放功率输出端子不但要连接扬声器，而且还要和PS15TD控制器的功率检测端子相连接，只有这样限幅功能才会开启，否则就算你在前面板设定了限幅功率，限幅功能也不会开启。如下图：- l% _. V0 Z0 I. X) w' 2013-11-2 21:58 上传下载附件 (94.79 KB) & m% 3 z* n1 X, o. n0 l7 T/ : y+ e; J以上是利用NEXO PS15TD音箱控制器来进行限幅。但绝大多数的音箱控制器、压限器并不是以测试功放输出功率大小来决定是

70、否启动限幅功能的，更多的还是需要设定一个限幅启动阈值。就以上例子，我撇开PS15TD处理器的限幅功能不用，接上一台普通的压限器来说明一下限幅阈值应该怎么调。一般设定压限器限幅阈值的原则是限幅阈值至少不能低于使功放达到满功率工作状态时所需的输入电平值，如果使用的是国外优质功放（使用FTC测试标准），可以将限幅阈值调至比满功率输入电平值高2dB。当功放FTC功率远大于扬声器噪声功率2倍以上时，应以功放FTC功率的2倍值（峰值功率）换算出扬声器在此功率驱动下理论上可得到的声压级，再减去扬声器实际的最大声压级，得到的数值为多余功率的电平值。设定限幅阈值时只要按照标准做法再减去这个值即可。+ N7 y0

71、 _$ X. R* Q4 H  Q$ 1 K  d6 y' E1 E下面我还是以NEXO PS15、NEXO LS1200和Crown MA3600VZ来具体说明。5 F3 |)   L' Z& o  G9 m4 e功放                 Crown MA3600VZ        FTC输出功率965W（8）、1325W（4）4 # T+ E, A: f0 Z; R主音箱