擴(kuò)聲系統(tǒng)防嘯叫方法2016-7-26學(xué)習(xí)資料_第1頁
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前言:擴(kuò)聲系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)嘯叫,什么是嘯叫?怎么防治嘯叫?正文:一、嘯叫的常識簡介1、為什么要嘯叫?

不知各位還記得小時侯到禮堂、空曠的大房間以及山谷中去玩耍打鬧、高聲喧嘩時產(chǎn)生的回聲嗎,這些地方為什么產(chǎn)生回聲呢?是因?yàn)槲覀儼l(fā)出的聲音經(jīng)過空氣傳播出去后(聲音致使空氣產(chǎn)生壓縮和擴(kuò)張,并按340米/秒的速度將這種壓縮和擴(kuò)張進(jìn)行四散傳播),遇到了墻壁、高山使聲音返回來再次傳到我們的耳朵里,就聽到有重音或回聲;由于聲音通過空氣的傳輸能量會逐次遞減(變成空氣熱量而消耗掉),所以我們聽到的回聲會一次比一次弱小以致最后消失,不會產(chǎn)生嘯叫。

在我們使用擴(kuò)聲系統(tǒng)時,尤其室內(nèi)使用拾音器(俗稱話筒)擴(kuò)聲經(jīng)常產(chǎn)生嘯叫,原因就是房間固有的存在前面提到的回聲現(xiàn)象,當(dāng)音箱產(chǎn)生的回聲返回時通過了話筒,會再次被話筒拾到聲音,使回聲再次進(jìn)入擴(kuò)音系統(tǒng)進(jìn)行了放大,如果回音和初始音相位相同則兩個聲音會產(chǎn)生疊加加強(qiáng),加強(qiáng)的聲音再次回聲到話筒放大,再次加強(qiáng),如此周而復(fù)始,便產(chǎn)生了強(qiáng)烈的刺耳的嘯叫,從而破壞了擴(kuò)聲系統(tǒng)的穩(wěn)定,有效的聲音進(jìn)不去也擴(kuò)不出來,也聽不到,整個設(shè)備不能正常工作。所以,產(chǎn)生嘯叫的根本原因是回聲(回聲反饋加速引起的)。2、解決回聲嘯叫的辦法

在音響界,最初解決回聲嘯叫的辦法是降低擴(kuò)聲系統(tǒng)的增益(放大量)來使系統(tǒng)穩(wěn)定工作,缺點(diǎn)是不能完全滿足擴(kuò)聲音量的需要;所以工程技術(shù)人員又在室內(nèi)建筑聲學(xué)、結(jié)構(gòu)聲學(xué)以及室內(nèi)裝飾裝修方面下功夫以解決擴(kuò)聲難題和回聲反饋嘯叫,這方面最典型的是北京的中國音樂廳,它基本上可以不用現(xiàn)在的擴(kuò)聲器材,但它的造價及施工難度非常大,不具備普遍推廣意義;故工程技術(shù)人員又通過仔細(xì)認(rèn)真研究嘯叫形成機(jī)理又在電路上想辦法解決這一擴(kuò)聲難題,先后開發(fā)了均衡、移頻、移相、參量均衡等方案,基本上能滿足現(xiàn)代擴(kuò)聲要求,具有普遍推廣意義。二、嘯叫的形成機(jī)理

前面講了,回聲是形成嘯叫的根本原因,沒有回聲則永遠(yuǎn)不會嘯叫。那針對某個房間嘯叫具體是怎樣形成的?相位又是什么呢?何為峰點(diǎn)、谷點(diǎn)?1、聲音的一些基本特點(diǎn)我們首先要記住聲音的一些基本知識:1、聲音是靠空氣振動傳播的(在真空中人是聽不到聲音的)。2、空氣中聲音傳播速度為340米/秒。3、聲音的傳播需要能量。即傳播需要消耗功率,沒有能量的注入就不會有聲音的傳播;聲音在空氣中的傳輸能量會被空氣逐漸吸收轉(zhuǎn)化為熱量消耗從而聲音會越傳越弱小以至消失;海面上聲音往往傳不遠(yuǎn),這是因?yàn)楹K瓤諝夂完懙貙β曇裟芰康奈找獏柡Φ亩啵释喆牙鹊墓β室筮_(dá)到上萬瓦特甚至十幾萬瓦特。4、人耳可聽聲音頻率范圍:20Hz(赫茲)~20000Hz(赫茲),即空氣每秒振動的次數(shù)在20次到20000次人耳能聽到,每秒振動次數(shù)低于20次以下稱為次聲波,每秒高于20000次稱為超聲波。5、人聲語言的音頻范圍:一般在200Hz~4000Hz之間。男性的頻率成分偏中低頻,女性的頻率成分偏中高頻。這就是為了盡量不占頻帶資源而電話機(jī)的帶通頻率一般設(shè)在300Hz~3000Hz的真正原因,而我們都知道電話機(jī)的通話音質(zhì)完全可以接受。6、音強(qiáng):即聲音的大小強(qiáng)弱,空氣壓縮或擴(kuò)張的程度越強(qiáng)則聲音越大,相反壓縮或擴(kuò)張的程度越弱則聲音越小。7、聲壓:聲音的大小用分貝(即dB)來表示,人耳可聽音強(qiáng)范圍在0dB~140dB左右。8、分貝:分貝是對聲壓的對數(shù)表示方式,即參照物按乘除法的方式變化時我們的對數(shù)(即分貝)按加減法的方式來表示。其中人耳聽力曲線是與對數(shù)曲線非常相近,即當(dāng)音量成倍增大時,人耳聽覺對音量的這種增大感覺要遲緩,越是到了高聲壓級(大音量)后,感覺越遲緩。用分貝表述聲壓單位符合人耳的聽覺特性。舉例:音量增加了10倍,我們分貝表示增加了20dB;當(dāng)音量再增加10倍即原來的10×10=100倍時,我們的分貝值再增加20dB即20+20=40dB;同理,當(dāng)一個聲音增加了100000倍即10×10×10×10×10=100000倍,我們用分貝值表示此聲音增加了20+20+20+20+20=100dB;顯然用分貝數(shù)表示聲壓比直接表示聲壓值要顯得易讀和省事(至少少寫了許多的“0”,不信試著寫出并讀出200dB聲壓的聲音增加了多少倍?10000000000倍);實(shí)際倍數(shù)和分貝換算之間還有一個方式即:聲壓每增加1倍,分貝值增加6dB;再增加1倍即2×2=4倍,分貝值增加6+6=12dB;以此類推。相反,當(dāng)聲音減弱多少倍,分貝值則相應(yīng)地按上述換算關(guān)系減去多少分貝。值得注意的是對功率的表示值是功率每增加10倍產(chǎn)生的聲壓分貝值只增加10dB,功率每增加1倍產(chǎn)生的聲壓分貝值只增加3dB,這剛好是前面換算的一半。這是因?yàn)楣β适且粋€復(fù)合參數(shù)(電壓和電流同時作用才叫功率),大家不必知道這是為什么,只是必須知道是這么一回事,因?yàn)樵趯?shí)際的擴(kuò)聲中,有能量的消耗才會有聲音產(chǎn)生,功率是能量的實(shí)際表征,故功率的換算方式具有實(shí)際意義。9、人耳聽覺音強(qiáng)范圍描述:

0dB音強(qiáng)指在完全消音的房間里人耳剛剛能聽到或感到聲音存在時的聲音大?。@然,這種理論上的環(huán)境是不會存在的,完美的消音室也做不到0dB的聲音出來);人們正常音量講話口腔位置發(fā)出的聲壓在100dB左右,在環(huán)境相對安靜時人們耳朵感覺最舒服的音量大小在88dB~92dB左右(這一點(diǎn)尤為重要,我們在常規(guī)語言擴(kuò)聲領(lǐng)域追求的每一聽眾位置能得到的平均聲壓就在這一數(shù)值,聲壓過弱過強(qiáng)人耳都容易感覺疲勞);大多數(shù)人在聲壓達(dá)到130dB~140dB即感到耳疼、頭痛、頭皮發(fā)炸,即痛域值;我們知道宇航員在火箭升空過程中耳朵要承受160dB的噪音是多么不容易,痛域值比常人簡單的多出20~30dB這意味著經(jīng)過訓(xùn)練的宇航員他的要比常人能承受的極限聲音還可以高出10倍到30倍左右。10、波長:20Hz的聲音每振動一次聲音已走了17米(即20Hz聲音的波長為17米=340米/秒除以20Hz)、20000Hz的聲音每振動一次聲音已走了0.017米(即波長1.7厘米);11、直達(dá)聲:聲音在空氣中直接進(jìn)入人耳的聲音叫直達(dá)聲;12、反射聲:聲音經(jīng)過建筑物反射后進(jìn)入人耳的聲音叫反射聲;聲音在傳播中遇到障礙物(比如墻面、地面、桌椅等)時,一部分進(jìn)入障礙物被其吸收,一部分被障礙物反射回去(即回聲,其反射方向同鏡子反射光線一樣);一次反射聲:聲音被障礙物第一次反射后的聲音叫一次反射聲,一次反射聲弱于直達(dá)聲;二次反射聲:聲音被障礙物第二次反射后的聲音叫二次反射聲,二次反射聲弱于一次反射聲;N次反射聲:聲音被障礙物第N次反射后的聲音叫N次反射聲;N次反射聲弱于N-1次反射聲;13、房間聲音的描述:

當(dāng)一個房間完全吸收聲音能量,則該房間完全沒有反射聲只有直達(dá)聲,這種房間我們稱之為消音室,這時人耳聽到的聲音發(fā)干、干癟。

當(dāng)一個房間完全不吸收聲音能量而只有反射稱為不吸音,這時反射聲的能量不衰減,叫反射聲過強(qiáng);這時人耳聽到的聲音渾濁、混沌。

直達(dá)聲和反射聲往往先后作用于人耳,實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)兩者時間相差50ms(0.05秒)以內(nèi),人耳聽不到兩個聲音,反射聲起到補(bǔ)充直達(dá)聲的作用,聲音變得厚實(shí)、豐滿;14、房間混響時間:

無數(shù)次的反射聲和直達(dá)聲共同形成了混響,當(dāng)一個房間的混響時間在1秒到2秒之間為混響適中,人感覺聽感舒適;當(dāng)混響時間大于4秒則聽感渾濁,說明房間反射過強(qiáng)、吸音過弱,應(yīng)增加一些吸音措施;當(dāng)混響時間小于1秒則聽感干癟,說明房間吸音過強(qiáng)、反射過弱,應(yīng)減少一些吸音措施;15、聲音的相位:

我們知道聲音是通過空氣的壓縮和擴(kuò)張來傳播的,對空間的某一點(diǎn)來說,當(dāng)直達(dá)聲壓縮該點(diǎn)的空氣,而反射聲反射到該點(diǎn)時有兩種情況:

一、同樣地在壓縮該點(diǎn)的空氣,我們稱反射聲和直達(dá)聲在該點(diǎn)的相位相同,則該點(diǎn)空氣壓縮的程度變強(qiáng),音強(qiáng)得到增加,聲壓得到了提高;

二、相反地在擴(kuò)張該點(diǎn)的空氣,我們稱反射聲和直達(dá)聲在該點(diǎn)的相位相反,則該點(diǎn)空氣壓縮的程度變?nèi)?,音?qiáng)得到減弱,聲壓得到了降低。一句話:相位相同聲音變大,相位相反聲音變小。2、峰點(diǎn)的形成——房間固有的聲學(xué)響應(yīng)

有了以上的聲音的一些基本知識我們回頭分析嘯叫的形成機(jī)理,對于特定的房間,有它固有的房間聲學(xué)頻率響應(yīng)特性,這種特性只與房間的幾何結(jié)構(gòu)尺寸和材料及內(nèi)飾物的表面吸音和反射能力及位置相關(guān)。這種固有的頻率特性是什么,又是怎樣得來的呢在房間里,當(dāng)一個聲音發(fā)出去以后,直達(dá)聲呈扇面球狀立體發(fā)散的傳遞,這些無數(shù)角度方向發(fā)出去的直達(dá)聲音在遇到房間房頂、地板、四面墻壁以及內(nèi)飾物、呈列物后一部分聲音能量被其吸收掉,另一部分被其反射回來形成反射聲;反射聲經(jīng)過空中傳遞后又進(jìn)入這些物體一部分被其吸收另一部分又被其再次反射;周而復(fù)始,直到最原始的聲音能量被空氣和這些物體吸收怠盡為止。

我們來具體看這個過程。很顯然在聲音完全消失前,房間空間的任何一點(diǎn)都充斥著:原始直達(dá)聲+N次反射聲=N+1次的疊加,這些無數(shù)次的反射聲到達(dá)空間該點(diǎn)的方向、大小強(qiáng)弱是雜亂無章的。有的反射聲到達(dá)該點(diǎn)與原始直達(dá)聲相位相同,聲音變大,聲壓提高;有的反射聲到達(dá)該點(diǎn)與原始直達(dá)聲相位相反,聲音變小,聲壓降低;一般來說,越后面的反射聲能量越小,對該點(diǎn)聲壓的影響越小,越可以忽略不計,通常只考慮直達(dá)聲和前兩三次反射聲對空間某一點(diǎn)聲壓實(shí)施的影響。

理論和實(shí)踐表明:對于特定的某個房間,只要音箱位置固定或聲源的方向固定,房間空間中的任何一點(diǎn)都有相應(yīng)固定不變的聲壓――頻率響應(yīng)曲線,該曲線表征了房間特定某一點(diǎn)上聲音在20Hz~20000Hz不同頻率點(diǎn)位上的直達(dá)聲和反射聲疊加后對該頻率點(diǎn)聲壓施加的影響。可以看出20Hz~20000Hz的音頻范圍內(nèi),聲壓的大小是各不相同的(不是標(biāo)準(zhǔn)的一條直線),這是由于不同頻率聲音的波長不同,反射到該點(diǎn)路徑不同,最終在該點(diǎn)和原始直達(dá)聲的相位不同。有的頻率點(diǎn)直達(dá)聲和所有反射聲相位相同,聲壓顯著提高,我們稱該頻率點(diǎn)為峰點(diǎn),聲壓最高的頻率點(diǎn)叫第一峰點(diǎn),聲壓次高的頻率點(diǎn)叫第二峰點(diǎn),依次類推;有的頻率點(diǎn)直達(dá)聲和個別反射聲相位相同,聲壓有所提高;有的頻率點(diǎn)直達(dá)聲和個別反射聲相位相反,聲壓顯著降低我們稱該頻率點(diǎn)為谷點(diǎn),聲壓最低的頻率點(diǎn)叫第一谷點(diǎn),聲壓次低的頻率點(diǎn)叫第二谷點(diǎn),依次類推;從聲壓--頻率曲線圖還可以看出,峰點(diǎn)谷點(diǎn)往往在聲音頻率的中低頻率段分布更多一點(diǎn),10000Hz以上要少一些,這是由于材料和空氣對高頻的聲音能量吸收快,反射少,反射聲少則意味著高頻聲音在空間由于相位不同造成的疊加機(jī)會少,故高頻段的峰谷點(diǎn)分布少;而中低頻段的峰點(diǎn)分布多的重要原因是低頻聲音具有強(qiáng)繞射能力(前面講過越是低頻波長越長,20Hz時波長可達(dá)17米,明顯長波在傳遞過程中可以很輕松地饒過障礙物,即繞射能力強(qiáng))同時不易被材料和空氣吸收能量,故峰點(diǎn)在中低頻段分布多一些。很顯然,當(dāng)房間的聲壓――頻率相應(yīng)曲線越平坦,峰谷點(diǎn)分布越少說明該房間還音效果越好,房間混響適中;相反曲線落差越大,峰谷點(diǎn)分布越多說明該房間還音效果差,該房間的混響偏重。房間的聲壓――頻率響應(yīng)曲線可通過粉紅噪聲發(fā)生儀和聲壓計以及掃頻儀來測得。測試證明,世界一流的音樂廳,其房間聽眾位置的任何一點(diǎn)的聲壓――頻率響應(yīng)曲線更完美;這是因?yàn)榻ㄖ晫W(xué)和材料聲學(xué)材料作用,優(yōu)秀的建筑聲學(xué)大師就象優(yōu)秀的調(diào)味大師一樣非常懂得怎樣控制直達(dá)聲和反射聲的混合方式和混合量的;當(dāng)然通過建筑和材料來實(shí)現(xiàn)完美聲音重現(xiàn)其成本是非常壯觀的。明白了房間的聲壓――頻率響應(yīng)曲線關(guān)系,同時也明白了什么叫峰點(diǎn)、谷點(diǎn)后,同時明白了聲音的一些基本知識后,我們來理解擴(kuò)聲中嘯叫的形成機(jī)理就變得易如反掌。3、反饋——嘯叫的形成條件專業(yè)的說法嘯叫就是自激,自激形成的條件就是系統(tǒng)存在信號的正反饋現(xiàn)象。這里有必要說明一下反饋的含義:反饋就是系統(tǒng)設(shè)備輸出的信號通過某種途徑又進(jìn)入了系統(tǒng)設(shè)備的輸入端,信號通過這個途徑由輸出到輸入的過程就叫反饋。反饋分正反饋和負(fù)反饋。在忽略反饋需要時間的情況下,正反饋信號與原輸入信號相位相同結(jié)果使輸入信號變大,當(dāng)然輸出信號一樣變大,結(jié)果使同相的反饋信號又比上一輪變得更大;如此信號每反饋一次,輸出信號便增加一次……周而復(fù)始,如此循環(huán)直到輸出信號強(qiáng)度穩(wěn)定地達(dá)到系統(tǒng)設(shè)備的滿度,這便是自激振蕩,擴(kuò)聲上叫聲音嘯叫了,顯然嘯叫破壞了系統(tǒng)的正常工作,我們需要的聲音被嘯叫音淹沒了,出不來了;負(fù)反饋信號與原輸入信號相位相反結(jié)果抵消了輸入信號的強(qiáng)度,使輸出信號在一定程度內(nèi)不會變大。對語音擴(kuò)聲系統(tǒng)來說,系統(tǒng)的輸入端就是現(xiàn)場的麥克風(fēng)(即話筒),輸出端則為現(xiàn)場的音箱,反饋信號的途徑就是聲音在空間傳播后部分進(jìn)入麥克風(fēng)的空間路徑。聲音從音箱發(fā)出聲后經(jīng)過各種途徑包括直達(dá)、繞射或反射,最終部分聲音又經(jīng)過了麥克風(fēng),被麥克風(fēng)拾到聲音。在這個反饋的過程中,由于聲音在空中的傳播相比信號通過導(dǎo)線在系統(tǒng)設(shè)備中的傳遞要慢得多(可近似用聲速和光速來相比),故分析擴(kuò)聲系統(tǒng)的嘯叫機(jī)理就不能忽略反饋過程所花的時間??梢杂嬎?,當(dāng)反饋的聲音信號到達(dá)麥克風(fēng)時,前面的原始聲音音頭已經(jīng)過去了,這時已經(jīng)無所謂反饋信號是正反饋還是負(fù)反饋了(單一的反饋聲音,沒有比較,就完全談不上相位的問題)。但是為什么還是會嘯叫呢?不難想象只要反饋到麥克風(fēng)的聲音聲壓>初始的原始聲音聲壓,只要系統(tǒng)設(shè)備和房間環(huán)境設(shè)備不變動的話,就會一如既往的二次反饋聲音聲壓>一次反饋聲音聲壓,三次反饋聲音聲壓>二次反饋聲音聲壓……周而復(fù)始,如此循環(huán)直到輸出信號強(qiáng)度穩(wěn)定地達(dá)到系統(tǒng)設(shè)備的滿度,這便構(gòu)成嘯叫。故嘯叫建立的時間長短取決于反饋聲通過反饋路徑傳播所需要的時間長短,一般來說,房間越小嘯叫建立的時間越短。嘯叫是非常有害的一種現(xiàn)象,不僅讓設(shè)備不能正常,而且往往容易燒毀擴(kuò)聲器材功放音箱等,而且有傷人耳。通俗講:如果將話筒與音箱現(xiàn)場完全分開,則音箱發(fā)出的聲音永遠(yuǎn)也進(jìn)入不了話筒,即反饋的這一部分開路,系統(tǒng)就處于開環(huán)狀態(tài),無論擴(kuò)聲系統(tǒng)聲音開得多大,都不會有嘯叫產(chǎn)生。通過上面的分析可以看出,嘯叫是系統(tǒng)處于閉環(huán)狀態(tài)時不可避免發(fā)生的一種特殊情況,特殊性在于什么呢?就在于閉環(huán)的擴(kuò)聲系統(tǒng)其閉環(huán)的系統(tǒng)增益K閉>1。我們首先要明白什么叫增益和反饋系數(shù)?增益:就是指放大倍數(shù)或叫放大量,擴(kuò)聲系統(tǒng)為什么要用音響設(shè)備???就是因?yàn)槿酥v話的聲音音量太小,聽眾聽不到或聽不清,音響設(shè)備可以將聲音放大后再通過音箱發(fā)音讓聽眾很舒服地聽見并聽清講話人的講話內(nèi)容,這個音響設(shè)備就是放大設(shè)備,其放大的倍數(shù)就是增益,其增益是有用的開環(huán)增益,用K開表述,K開=設(shè)備的輸出量÷設(shè)備的輸入量。一般常說的調(diào)整音量大小,就是調(diào)整擴(kuò)音系統(tǒng)設(shè)備的放大量即K開。反饋系數(shù):我們知道從音箱發(fā)出的聲音只有一小部分反入到麥克風(fēng),并且經(jīng)過數(shù)次反射和傳播損耗,故到達(dá)麥克風(fēng)時音量已經(jīng)比原始音箱發(fā)出的聲音減小了許多,減少的程度用反饋系數(shù)表述,反饋系數(shù)用F反表示,F(xiàn)反=反饋到麥克風(fēng)時的音量÷音箱發(fā)出時的音量??梢钥闯鲈诂F(xiàn)場的擴(kuò)聲系統(tǒng)中,反饋系數(shù)F反取決于現(xiàn)場音箱和話筒的位置,以及房間的幾何結(jié)構(gòu)和固定反射面,F(xiàn)反幾乎是不可變更的。顯然在現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)信號的傳遞路徑(設(shè)備內(nèi)的電信號+設(shè)備外的聲音信號+電聲/聲電轉(zhuǎn)換)是一個完全封閉的環(huán)路,是閉環(huán)的。包括現(xiàn)場會議、語音教室、現(xiàn)場節(jié)目表演等,嘯叫是現(xiàn)場擴(kuò)聲永遠(yuǎn)不可回避的問題,所以嘯叫問題必須在閉環(huán)狀態(tài)考慮才有實(shí)際意義閉環(huán)增益K閉=K開×F反,根據(jù)前面分析嘯叫形成的過程可以看出當(dāng)反饋聲音量>初始聲音量,形成嘯叫,可以計算這時K閉>1。所以:閉環(huán)增益K閉>1是現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)嘯叫的本質(zhì)原閉;閉環(huán)增益K閉<1是現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)穩(wěn)定工作的秘密。如果想辦法將閉環(huán)增益K閉減小,使得K閉<1則系統(tǒng)是沒有嘯叫的;K閉=1是一種臨界狀態(tài),系統(tǒng)處在嘯叫的邊緣,也應(yīng)當(dāng)避免。由式閉環(huán)增益K閉=K開×F反可以看出,減小K開或F反都可以降低系統(tǒng)的閉環(huán)增益。反饋系數(shù)F反在采取硬手段(即盡可能讓音箱和話筒的距離變大,并且各自的指向相背,且選用近距離拾音話筒以求到達(dá)話筒等)后是幾乎在不能減小了,變得幾不可調(diào)的;事實(shí)上,調(diào)整系統(tǒng)開環(huán)增益K開是避免嘯叫讓系統(tǒng)閉環(huán)增益K閉<1的根本辦法,即發(fā)生嘯叫是要迅速降低擴(kuò)聲設(shè)備的系統(tǒng)音量,保證讓系統(tǒng)設(shè)備在閉環(huán)增益K閉<1的情況下工作。這里又引發(fā)出了另一個問題:在實(shí)際擴(kuò)聲系統(tǒng)調(diào)試中,已經(jīng)做到了F反的最小化了,慢慢調(diào)整系統(tǒng)音量電平時,有效聽眾位置的聲音音量并沒有變大起來,根本還沒有滿足量感的需要(即語音要求聲壓達(dá)到88dB~92dB)而系統(tǒng)就嘯叫了,設(shè)備無法用了,這是怎么回事?難道K閉<1是這么的苛刻,這么的不盡人情,還是那里出問題了?這個問題算是問到了核心上了,這便是我們推出系列防嘯叫設(shè)備的真實(shí)原因了,這些設(shè)備既能繼續(xù)擴(kuò)大音量,同時又能有效避免K閉>1,滿足語言擴(kuò)聲系統(tǒng)穩(wěn)定工作的苛刻條件K閉<1。4、房間嘯叫的形成機(jī)理那上述問題究竟是怎么一回事呢?讓我們繼續(xù)分析嘯叫的機(jī)理。當(dāng)我們在具體的某個房間設(shè)定好音箱和話筒位置后,接下來便正確地聯(lián)接好擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)備,確保系統(tǒng)設(shè)備完好、系統(tǒng)聯(lián)接正確后于是給系統(tǒng)通電使其預(yù)熱,然后慢慢調(diào)大系統(tǒng)音量(一定是慢慢調(diào)大音量)使其開始工作。這時會發(fā)現(xiàn)在音量開到了某個位置(臨界位置)時會明顯感到嘯叫要發(fā)生了,再往上開音量肯定立馬嘯叫,(不管嘯叫是在低音還是中高音),于是只好將音量往下回調(diào)一點(diǎn),可聽眾席位置的聲音還太小,音量根本不夠用。于是擴(kuò)聲設(shè)備就成了擺設(shè)無法用了。需要必須明白的是,人耳感覺聲音大或聲音小這是聲音能量(即空氣振動的能量)累積作用于人耳后人主觀生理上的感受。遠(yuǎn)處飛機(jī)轟鳴而過雖聲壓不大,但我們感到聲音低沉、能量充沛,聲音很大;近處一個氣球暴裂或塑料紙的摩擦聲響雖聲壓很高,但我們感覺不到有多大的聲音能量,故也感覺不到聲音有多大。話題回到前面,我們感覺聽眾席位置的聲音不夠,是由于在嘯叫前音箱發(fā)出的聲音累積到人耳的能量不夠,而這種能量的聲音組成是在200Hz~4000Hz范圍內(nèi)共同作用于人耳的。簡單地說:語言范圍內(nèi)的聲音平均能量并沒有起來,人就會感覺聲音小;相反,當(dāng)人耳感覺聲音大小合適是由于語言范圍內(nèi)聲音的平均能量起來了;再用前面講到的平均聲壓在88dB~92dB人耳感覺聲音大小最合適,其意思是語言頻率范圍(即200Hz~4000Hz頻率范圍)的大多數(shù)頻率點(diǎn)的平均聲壓都能達(dá)到88dB~92dB,通俗地說語言范圍內(nèi)的聲音都出得來我們知道嘯叫是由于反饋聲再次被話筒拾到音后引起的,而話筒這種內(nèi)似“人耳拾音”的東西其拾音的方式與“人耳”確是大不相同。話筒對聲音能量的累積反應(yīng)(即聲音轉(zhuǎn)化為電的過程)要比人耳反應(yīng)迅速,特別在對突發(fā)的相對單一頻率成分的聲音反應(yīng)能力上比人耳快的優(yōu)勢明顯,往往人耳還未感覺到有什么特別的聲音成分在擴(kuò)聲現(xiàn)場,由于話筒的作用系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了臨界狀態(tài)并要開始嘯叫了。這個特別的頻率成分便是前面所講到的室內(nèi)擴(kuò)聲現(xiàn)場在話筒參考點(diǎn)位置固有的聲壓——頻率曲線上的峰點(diǎn)對應(yīng)的頻率成分。一目了然,本不平坦的聲壓——頻率曲線上存在的所有峰點(diǎn)便是形成系統(tǒng)嘯叫的真正罪魁禍?zhǔn)祝鴩[叫產(chǎn)生或刺耳、或轟鳴的聲音所對應(yīng)的頻率點(diǎn)就是曲線上峰點(diǎn)所對應(yīng)的頻率,故峰點(diǎn)首先嘯叫。根據(jù)嘯叫必須在閉環(huán)增益K閉>1時才會產(chǎn)生的這一理論,不難理解,當(dāng)系統(tǒng)音量增大過程中,峰點(diǎn)頻率附近的聲壓很高,雖然頻帶窄,但由話筒有比人耳反應(yīng)更迅速的能力可知,峰點(diǎn)附近的聲音已被話筒強(qiáng)烈地吸收到了,閉環(huán)系統(tǒng)在該點(diǎn)足以滿足K閉>1的條件,雖對人有用的大多數(shù)語言頻率成分的音量還低,還處在K閉<1的穩(wěn)定狀態(tài),可系統(tǒng)已經(jīng)嘯叫了。換句話說:當(dāng)音量開打過程中,系統(tǒng)大多數(shù)頻率成分的聲音還沒放起來的時候,峰點(diǎn)頻率的聲音確已經(jīng)很大了,雖人耳不明顯感覺到其存在,可系統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并引起了嘯叫。嘯叫總是率先發(fā)生在峰點(diǎn)位置,嘯叫點(diǎn)的先后順序是第一峰點(diǎn)、第二峰點(diǎn)、第三峰點(diǎn)……這樣一個順序。由此可知,房間固有的聲壓――頻率相應(yīng)曲線中峰點(diǎn)的存在成了語言擴(kuò)聲的嚴(yán)重障礙。這就是在現(xiàn)場實(shí)際擴(kuò)聲中嘯叫發(fā)生的真正內(nèi)在原因和機(jī)理。實(shí)踐證明只要能有效避開峰點(diǎn)位置的擴(kuò)聲,語言范圍內(nèi)的平均聲壓能得到明顯的提升,從而滿足絕大多數(shù)聽眾對聲音量感上的需求,同時系統(tǒng)穩(wěn)定。近代所有電子防嘯叫技術(shù)都是圍繞這一基本原則命題展開的;就算是前面提到的通過建筑結(jié)構(gòu)聲學(xué)、材料聲學(xué)等昂貴的方式滿足擴(kuò)聲量感和質(zhì)感等方法,其本質(zhì)也是在圍繞消除峰點(diǎn)這個基本命題展開的。我們還需要知道,房間的聲壓――頻率響應(yīng)曲線是指房間音箱發(fā)聲音的空間位置和角度一定的情況下,房間空間中任何一點(diǎn)位置的響應(yīng)曲線;同一房間,曲線和空間位置有一一對應(yīng)的關(guān)系,空間位置變了,曲線也會發(fā)生變化,曲線上對應(yīng)的峰谷點(diǎn)頻率位置也會發(fā)生一些變化;我們討論的近代電子防嘯叫技術(shù)防的是什么呢?防的就是話筒所在空間位置點(diǎn)上的峰點(diǎn)。實(shí)踐中,房間參考點(diǎn)的聲壓――頻率響應(yīng)曲線其主要的峰谷點(diǎn)受房間大面積的反射面影響更重,其余的峰谷點(diǎn)則受參考點(diǎn)附近反射面的影響更多一點(diǎn)。對界面話筒來說,其咪頭部位則為參考點(diǎn),故而安裝界面話筒時要主意回避其附近物件反射面反射聲音的直接進(jìn)入,同時為什么改變界面話筒位置有時會產(chǎn)生新的嘯叫點(diǎn),就是因?yàn)殡S著話筒位置改變,新參考點(diǎn)附近反射面的反射條件也跟著改變導(dǎo)致新的峰谷點(diǎn)產(chǎn)生的緣故。一般情況下,越柔性的房間(吸音多,反射少)擴(kuò)聲條件好一些,處理起來容易些,越剛性的房間(吸音少,反射多)擴(kuò)聲條件差一些,處理起來要難些。5、實(shí)踐中需注意的問題這里需要簡單的提一下關(guān)于DSP技術(shù)在防嘯叫領(lǐng)域的運(yùn)用情況:一是,只要每個位置聲壓平均相等,同時這些位置的平均音量滿足聽感要求(即平均聲壓達(dá)到88dB~92dB范圍)即可,太大的聲音不但時間長了聽眾耳朵容易疲勞,而且我們已經(jīng)知道房間的任何一點(diǎn)的聲壓――頻率

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