扩声系统声学特性指标

  • 2017-11-10 11:29 /
  • 作者:讯维

(1)最大声压级
 
最大声压级是指扩声系统完成调试后,在厅堂内各测量点可能的最大峰值声压级的平均值。最大声压级的指标主要是考核厅内扩声系统的扩声能力,并不仅仅反映音量开足时能放多响,它还受到最高可用增益(如系统中有传声器的话)的制约。对于系统不仅要求它有足够的功率放大能力,还要求它配有能承受高功率的宽频带音箱,并且各音响设备之间要有良好的配接。标准中规定了文艺演出类扩声系统一级的最大声压级应大于106dB.提出了系统最大声压级的下限,并不等于说它必须工作在106dB以上。考虑到高声压级对人体和环境的影响,建议正常使用应在90dB以下为宜,短时间最大声压级应控制在110dB以内。


 
(2)传输频率特性
 
它是指扩声系统在稳定工作状态下,厅堂内各测量点稳态声压级的平均值相对于扩声设备输入端的电平的幅频响应。该指标是指厅内声音传输的频率特性,它表示声场内各点的平均声压级(某一频带的)与各频带中心频率的关系。它反映了通带内的不均匀性,通带的确定视不同要求而定,液指标主要决定于扩声系统中扬声器系统的电声特性和分布以及厅内声吸收和扩散等设计。对于文艺演出类一级要求80~8000H内允许声压级的起伏不大于士4dB,以这一频段的平均值为0dB,向两端扩展,在40~16000Hz范围内起伏在-10~+4dB以内。这是考虑到对于大量节目源信号的功率谱的统计平均,其主要能量分布在这一频段内。要如实地反映原节目信号,则要求在这一频段内的频率特性应该平直,但考虑到实际情况,如扬声器系统的特性和室内声扩散等因素,提出了起伏的范围,对于一级厅堂来说,此要求是比较高的,但是经过仔细的选择和调节是能做到的。
 
(3)传声增益
 
它是指扩声系统在最大可用增益(即在声反馈临界状态时的增益减去6dB)状态时,厅堂内各测量点稳态声压级平均值与扩声系统心形传声器处稳态声压级的差值。传声增益就是声音的放大量,测得的差值越大,说明该厅传声增益越好,亦即使用传声器时音量可开得较大。影响传声增益的唯一因素是声反馈。具有传声器的扩声系统,它的声输人端传声器也在扬声系统产生的声场中,扬声器发出的声音经传声器输人,然后放大,又经扬声器输出。在某些频率点,当传输信号的相位达到正反馈时,扩声系统就会产生啸叫,使系统无法正常使用。它决定于声源的位置,扬声器系统和传声器的指向特性和频率特性以及厅内的声学处理。传声增益越高,扩声系统的声音放大量越大。提高传声增益的办法是抑制声反馈。例如,使音箱的声音不容易传到传声器中(让传声器远离音箱,或利用音箱和传声器的指向性避开)也可使用抑制声反馈设备,如均衡器、反馈抑制器和限制器(阈值调到反馈临界点上),此外还有建声设计上的考虑等。
 
(4)声场不均匀度
 
它是指厅内各点稳态声压级的极大值与极小值的差值。它要求厅内各点的声场分布要均匀,在厅内各位置都能达到同样的聆听效果。这与厅内扬声器的布置、指向特性以及声学设计有关。一般要求中高频(1000Hz和8000Hz)的不均匀度小于8dB,低频(100Hz)放宽一些可到10dB,这是因为低频的不均匀度主要决定于室内的声吸收处理,不易做好,低频声容易发生干涉,造成大的声场起伏,此外,与人耳对低频不基敏感也有关。


 
(5)系统总噪声级
 
它是扩声系统在最大可用增益二作状态,且无有用信号输人时,厅堂内各测量点扩声系统所产生的各频带的噪声声压级(扣除环境背景噪影响)的平均值,并以NR曲线评价。
 
噪声是令人感到烦恼的一种声音,剧场等的噪声主要来源于外界的干扰和内部空调器及电器发出的噪声等。剧场大多建在闹市区,外界的交通噪声干扰很大,设计建造时应考虑隔声的要求,对厅内空调和电器发生的噪声则应采取相应的措施,减少对人们的干扰。减小音响系统本身(除空调和外界干扰外)噪声的措施如下:
 
a在工程施工时要注意抗干扰,例如弱信号线(如传声器线)要屏蔽,采用平衡传输方式,并远离音箱和电源线为防止晶闸管调光干扰,音响与灯光不共用同一交流电源,音响使用交流稳压电源供电等此外,接地应良好(包括机柜、机壳)。
 
b减小音响系统的本底噪声,除选用本底噪声小的设备外,还可使用噪声门或降噪器。噪声门一定要位于功放前,并正确调整。调整方法是在系统无声音信号输人时,将噪声门的阈值调到最小,再慢慢提升阈值,指示灯一亮即停。
 
(6)早后期声能比
 
室内声音是由直达声、早期反射声、混响声组成。早期反射声的一个主要作用是可以提高清晰度。这种作用是以早期与后期声(混响声)的能量之比来表示的,又称早后期声能比,它定义为式中p为声压。
 
C80值越大,清晰度越高。但是对于音乐演出,往往强调混响感,所以C80的容忍度可以宽些,有时C80的取值低至一5dB仍可被接受,但一般不宜低于一4dB.C80=0dB时,即使是很快节奏的交响乐曲,主观上仍认为有足够明晰度。如果C80值太高,例如大于2dB,则会觉得缺乏混响感了。所以通常C取-2~+2dB为宜,对歌剧院应为-2~+0dB.顺便指出,国家标准GB 50371-2006的文艺演出类扩声系统特性指标中的C80值定为大于或等于(亦即不低于)+3dB是有问题的。
 
C80亦称明晰度(Clarity),通常作为音乐信号的一个指标。对于语言信号,又提出一个清晰度(Difinition)指标,简称D值。
 
 

返回