扩声系统设计的要点_技术学园

　　严格地说，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。

　　笔者主要从事现场演出租赁工作，由于演出场地大部分都已经作了声学处理，建筑声学问题，如混响时间、频率响应、本底噪声等就不再论述了。在此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，并且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。

　　1 扩声系统设计要点

　　谈到扩声现场的声压级设计和电声系统的配置就必须先介绍相关的理论和参数。

　　1.1平方反比定律

　　在自由声场中，声压级与声源距离的平方成反比，即声压距离损耗值=201g(距离)，分别代人数值1m，2m，4m，8m和16 m得到OdB，6 dB，12 dB，18 dB和24 dB，归纳结果：聆听点与声源的距离每增加一倍，声压级就下降6dB。

　　1.2扬声器的灵敏度

　　扬声器的灵敏度是指在扬声器输入端加上额定功率为1W的电信号、距离扬声器轴方向1m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。

　　1.3扬声器的可承受功率

　　扬声器的可承受功率包括平均功率、节目功率(Program)和峰值功率(Peak)。

　　1)平均功率（噪声功率）

　　平均功率是采用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率(Noise)。噪声功率的测试标准大多采用AES、IEC和EIA三种，见图1。

扩声系统设计的要点

　　AES2-1984标准：由美国音频工程师协会颁布，采用10倍频程带宽、6 dB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。美国着名的扬声器厂家JBL就采用AES标准。

　　IEC 60268-5标准：由国际电工委员会颁布，所采用的测试信号为6 dB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IEC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。

　　EIA RS426-A标准：由美国电子工业协会颁布，所采用的测试信号也是6 dB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，而高频成分要低得多，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。

　　2)峰值功率

　　峰值功率是由峰值电压计算得到的功率。扬声器在接受峰值因数为6 dB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。

　　3)节目功率

　　节目功率(Program)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。

　　对于6 dB峰值因数的功率测试信号，平均功率(Noise)、节目功率和峰值功率(Peak)之间的比率如表1所示。

扩声系统设计的要点
表1 平均功率、节目功率、峰值功率之间的比率

　　4)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3 dB的差值，如果输入的测试信号是峰值因数为6 dB的粉红噪声，则峰值与RMS之间就有6 dB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平均功率的扬声器，采用简谐正弦信号测试的扬声器可承受的峰值功率只有500 W，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。


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