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文檔簡(jiǎn)介
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(shí)簡(jiǎn)介1、為什么要嘯叫?
不知各位還記得小時(shí)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(shí)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(guò)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(lái)再次傳到我們的耳朵里,就聽(tīng)到有重音或回聲;由于聲音通過(guò)空氣的傳輸能量會(huì)逐次遞減(變成空氣熱量而消耗掉),所以我們聽(tīng)到的回聲會(huì)一次比一次弱小以致最后消失,不會(huì)產(chǎn)生嘯叫。
在我們使用擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí),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(shí)通過(guò)了話筒,會(huì)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(gè)聲音會(huì)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(lái),也聽(tīng)不到,整個(gè)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(lái)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(guó)音樂(lè)廳,它基本上可以不用現(xiàn)在的擴(kuò)聲器材,但它的造價(jià)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(guò)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(kāi)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(méi)有回聲則永遠(yuǎn)不會(huì)嘯叫。那針對(duì)某個(gè)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(shí):1、聲音是靠空氣振動(dòng)傳播的(在真空中人是聽(tīng)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(méi)有能量的注入就不會(huì)有聲音的傳播;聲音在空氣中的傳輸能量會(huì)被空氣逐漸吸收轉(zhuǎn)化為熱量消耗從而聲音會(huì)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?duì)聲音能量的吸收要厲害的多,故往往輪船汽笛喇叭的功率要求達(dá)到上萬(wàn)瓦特甚至十幾萬(wàn)瓦特。4、人耳可聽(tīng)聲音頻率范圍:20Hz(赫茲)~20000Hz(赫茲),即空氣每秒振動(dòng)的次數(shù)在20次到20000次人耳能聽(tīng)到,每秒振動(dòng)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(yǔ)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(lái)表示,人耳可聽(tīng)音強(qiáng)范圍在0dB~140dB左右。8、分貝:分貝是對(duì)聲壓的對(duì)數(shù)表示方式,即參照物按乘除法的方式變化時(shí)我們的對(duì)數(shù)(即分貝)按加減法的方式來(lái)表示。其中人耳聽(tīng)力曲線是與對(duì)數(shù)曲線非常相近,即當(dāng)音量成倍增大時(shí),人耳聽(tīng)覺(jué)對(duì)音量的這種增大感覺(jué)要遲緩,越是到了高聲壓級(jí)(大音量)后,感覺(jué)越遲緩。用分貝表述聲壓?jiǎn)挝环先硕穆?tīng)覺(jué)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(lái)的10×10=100倍時(shí),我們的分貝值再增加20dB即20+20=40dB;同理,當(dāng)一個(gè)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(gè)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(duì)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€(gè)復(fù)合參數(shù)(電壓和電流同時(shí)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(huì)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(tīng)覺(jué)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(tīng)到或感到聲音存在時(shí)的聲音大小(顯然,這種理論上的環(huán)境是不會(huì)存在的,完美的消音室也做不到0dB的聲音出來(lái));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(duì)安靜時(shí)人們耳朵感覺(jué)最舒服的音量大小在88dB~92dB左右(這一點(diǎn)尤為重要,我們?cè)诔R?guī)語(yǔ)言擴(kuò)聲領(lǐng)域追求的每一聽(tīng)眾位置能得到的平均聲壓就在這一數(shù)值,聲壓過(guò)弱過(guò)強(qiáng)人耳都容易感覺(jué)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(guò)程中耳朵要承受160dB的噪音是多么不容易,痛域值比常人簡(jiǎn)單的多出20~30dB這意味著經(jīng)過(guò)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(zhǎng):20Hz的聲音每振動(dòng)一次聲音已走了17米(即20Hz聲音的波長(zhǎng)為17米=340米/秒除以20Hz)、20000Hz的聲音每振動(dòng)一次聲音已走了0.017米(即波長(zhǎng)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(guò)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(shí),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(gè)房間完全吸收聲音能量,則該房間完全沒(méi)有反射聲只有直達(dá)聲,這種房間我們稱之為消音室,這時(shí)人耳聽(tīng)到的聲音發(fā)干、干癟。
當(dāng)一個(gè)房間完全不吸收聲音能量而只有反射稱為不吸音,這時(shí)反射聲的能量不衰減,叫反射聲過(guò)強(qiáng);這時(shí)人耳聽(tīng)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(shí)間相差50ms(0.05秒)以內(nèi),人耳聽(tīng)不到兩個(gè)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(shí)間:
無(wú)數(shù)次的反射聲和直達(dá)聲共同形成了混響,當(dāng)一個(gè)房間的混響時(shí)間在1秒到2秒之間為混響適中,人感覺(jué)聽(tīng)感舒適;當(dāng)混響時(shí)間大于4秒則聽(tīng)感渾濁,說(shuō)明房間反射過(guò)強(qiáng)、吸音過(guò)弱,應(yīng)增加一些吸音措施;當(dāng)混響時(shí)間小于1秒則聽(tīng)感干癟,說(shuō)明房間吸音過(guò)強(qiáng)、反射過(guò)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(guò)空氣的壓縮和擴(kuò)張來(lái)傳播的,對(duì)空間的某一點(diǎn)來(lái)說(shuō),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(shí)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?jiān)擖c(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)酰魪?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(shí)我們回頭分析嘯叫的形成機(jī)理,對(duì)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(lái)的呢在房間里,當(dāng)一個(gè)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(wú)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(lái)形成反射聲;反射聲經(jīng)過(guò)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(lái)具體看這個(gè)過(guò)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(wú)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(wú)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(lái)說(shuō),越后面的反射聲能量越小,對(duì)該點(diǎn)聲壓的影響越小,越可以忽略不計(jì),通常只考慮直達(dá)聲和前兩三次反射聲對(duì)空間某一點(diǎn)聲壓實(shí)施的影響。
理論和實(shí)踐表明:對(duì)于特定的某個(gè)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(duì)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(zhǎng)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(gè)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(gè)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(duì)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(huì)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(guò)越是低頻波長(zhǎng)越長(zhǎng),20Hz時(shí)波長(zhǎng)可達(dá)17米,明顯長(zhǎng)波在傳遞過(guò)程中可以很輕松地饒過(guò)障礙物,即繞射能力強(qiáng))同時(shí)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(shuō)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(shuō)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(guò)粉紅噪聲發(fā)生儀和聲壓計(jì)以及掃頻儀來(lái)測(cè)得。測(cè)試證明,世界一流的音樂(lè)廳,其房間聽(tīng)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(guò)建筑和材料來(lái)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(shí)也明白了什么叫峰點(diǎn)、谷點(diǎn)后,同時(shí)明白了聲音的一些基本知識(shí)后,我們來(lái)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(shuō)法嘯叫就是自激,自激形成的條件就是系統(tǒng)存在信號(hào)的正反饋現(xiàn)象。這里有必要說(shuō)明一下反饋的含義:反饋就是系統(tǒng)設(shè)備輸出的信號(hào)通過(guò)某種途徑又進(jìn)入了系統(tǒng)設(shè)備的輸入端,信號(hào)通過(guò)這個(gè)途徑由輸出到輸入的過(guò)程就叫反饋。反饋分正反饋和負(fù)反饋。在忽略反饋需要時(shí)間的情況下,正反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)相位相同結(jié)果使輸入信號(hào)變大,當(dāng)然輸出信號(hào)一樣變大,結(jié)果使同相的反饋信號(hào)又比上一輪變得更大;如此信號(hào)每反饋一次,輸出信號(hào)便增加一次……周而復(fù)始,如此循環(huán)直到輸出信號(hào)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(méi)了,出不來(lái)了;負(fù)反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)相位相反結(jié)果抵消了輸入信號(hào)的強(qiáng)度,使輸出信號(hào)在一定程度內(nèi)不會(huì)變大。對(duì)語(yǔ)音擴(kuò)聲系統(tǒng)來(lái)說(shuō),系統(tǒng)的輸入端就是現(xiàn)場(chǎng)的麥克風(fēng)(即話筒),輸出端則為現(xiàn)場(chǎng)的音箱,反饋信號(hào)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(guò)各種途徑包括直達(dá)、繞射或反射,最終部分聲音又經(jīng)過(guò)了麥克風(fēng),被麥克風(fēng)拾到聲音。在這個(gè)反饋的過(guò)程中,由于聲音在空中的傳播相比信號(hào)通過(guò)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(lái)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(guò)程所花的時(shí)間。可以計(jì)算,當(dāng)反饋的聲音信號(hào)到達(dá)麥克風(fēng)時(shí),前面的原始聲音音頭已經(jīng)過(guò)去了,這時(shí)已經(jīng)無(wú)所謂反饋信號(hào)是正反饋還是負(fù)反饋了(單一的反饋聲音,沒(méi)有比較,就完全談不上相位的問(wèn)題)。但是為什么還是會(huì)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(dòng)的話,就會(huì)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(hào)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(shí)間長(zhǎng)短取決于反饋聲通過(guò)反饋路徑傳播所需要的時(shí)間長(zhǎng)短,一般來(lái)說(shuō),房間越小嘯叫建立的時(shí)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(chǎng)完全分開(kāi),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(kāi)路,系統(tǒng)就處于開(kāi)環(huán)狀態(tài),無(wú)論擴(kuò)聲系統(tǒng)聲音開(kāi)得多大,都不會(huì)有嘯叫產(chǎn)生。通過(guò)上面的分析可以看出,嘯叫是系統(tǒng)處于閉環(huán)狀態(tài)時(shí)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)備啊?就是因?yàn)槿酥v話的聲音音量太小,聽(tīng)眾聽(tīng)不到或聽(tīng)不清,音響設(shè)備可以將聲音放大后再通過(guò)音箱發(fā)音讓聽(tīng)眾很舒服地聽(tīng)見(jiàn)并聽(tīng)清講話人的講話內(nèi)容,這個(gè)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(kāi)環(huán)增益,用K開(kāi)表述,K開(kāi)=設(shè)備的輸出量÷設(shè)備的輸入量。一般常說(shuō)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(kāi)。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(guò)數(shù)次反射和傳播損耗,故到達(dá)麥克風(fēng)時(shí)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(shí)的音量÷音箱發(fā)出時(shí)的音量。可以看出在現(xiàn)場(chǎng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)中,反饋系數(shù)F反取決于現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)信號(hào)的傳遞路徑(設(shè)備內(nèi)的電信號(hào)+設(shè)備外的聲音信號(hào)+電聲/聲電轉(zhuǎn)換)是一個(gè)完全封閉的環(huán)路,是閉環(huán)的。包括現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議、語(yǔ)音教室、現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目表演等,嘯叫是現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲永遠(yuǎn)不可回避的問(wèn)題,所以嘯叫問(wèn)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(kāi)×F反,根據(jù)前面分析嘯叫形成的過(guò)程可以看出當(dāng)反饋聲音量>初始聲音量,形成嘯叫,可以計(jì)算這時(shí)K閉>1。所以:閉環(huán)增益K閉>1是現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(méi)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(kāi)×F反可以看出,減小K開(kāi)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(kāi)環(huán)增益K開(kāi)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(gè)問(wèn)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(shí),有效聽(tīng)眾位置的聲音音量并沒(méi)有變大起來(lái),根本還沒(méi)有滿足量感的需要(即語(yǔ)音要求聲壓達(dá)到88dB~92dB)而系統(tǒng)就嘯叫了,設(shè)備無(wú)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(wèn)題了?這個(gè)問(wèn)題算是問(wèn)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(shí)又能有效避免K閉>1,滿足語(yǔ)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(wèn)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?cè)诰唧w的某個(gè)房間設(shè)定好音箱和話筒位置后,接下來(lái)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(kāi)始工作。這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)在音量開(kāi)到了某個(gè)位置(臨界位置)時(shí)會(huì)明顯感到嘯叫要發(fā)生了,再往上開(kāi)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(tīng)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(wú)法用了。需要必須明白的是,人耳感覺(jué)聲音大或聲音小這是聲音能量(即空氣振動(dòng)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(guò)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(gè)氣球暴裂或塑料紙的摩擦聲響雖聲壓很高,但我們感覺(jué)不到有多大的聲音能量,故也感覺(jué)不到聲音有多大。話題回到前面,我們感覺(jué)聽(tīng)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(jiǎn)單地說(shuō):語(yǔ)言范圍內(nèi)的聲音平均能量并沒(méi)有起來(lái),人就會(huì)感覺(jué)聲音小;相反,當(dāng)人耳感覺(jué)聲音大小合適是由于語(yǔ)言范圍內(nèi)聲音的平均能量起來(lái)了;再用前面講到的平均聲壓在88dB~92dB人耳感覺(jué)聲音大小最合適,其意思是語(yǔ)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(shuō)語(yǔ)言范圍內(nèi)的聲音都出得來(lái)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(duì)聲音能量的累積反應(yīng)(即聲音轉(zhuǎn)化為電的過(guò)程)要比人耳反應(yīng)迅速,特別在對(duì)突發(fā)的相對(duì)單一頻率成分的聲音反應(yīng)能力上比人耳快的優(yōu)勢(shì)明顯,往往人耳還未感覺(jué)到有什么特別的聲音成分在擴(kuò)聲現(xiàn)場(chǎng),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(kāi)始嘯叫了。這個(gè)特別的頻率成分便是前面所講到的室內(nèi)擴(kuò)聲現(xiàn)場(chǎng)在話筒參考點(diǎn)位置固有的聲壓——頻率曲線上的峰點(diǎn)對(duì)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(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)就是曲線上峰點(diǎn)所對(duì)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(shí)才會(huì)產(chǎn)生的這一理論,不難理解,當(dāng)系統(tǒng)音量增大過(guò)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(duì)人有用的大多數(shù)語(yǔ)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(shuō):當(dāng)音量開(kāi)打過(guò)程中,系統(tǒng)大多數(shù)頻率成分的聲音還沒(méi)放起來(lái)的時(shí)候,峰點(diǎn)頻率的聲音確已經(jīng)很大了,雖人耳不明顯感覺(jué)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(gè)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(yǔ)言擴(kuò)聲的嚴(yán)重障礙。這就是在現(xiàn)場(chǎng)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(kāi)峰點(diǎn)位置的擴(kuò)聲,語(yǔ)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(tīng)眾對(duì)聲音量感上的需求,同時(shí)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(kāi)的;就算是前面提到的通過(guò)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(gè)基本命題展開(kāi)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(duì)應(yīng)的關(guān)系,空間位置變了,曲線也會(huì)發(fā)生變化,曲線上對(duì)應(yīng)的峰谷點(diǎn)頻率位置也會(huì)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(duì)界面話筒來(lái)說(shuō),其咪頭部位則為參考點(diǎn),故而安裝界面話筒時(shí)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(shí)為什么改變界面話筒位置有時(shí)會(huì)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(lái)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(lái)要難些。5、實(shí)踐中需注意的問(wèn)題這里需要簡(jiǎn)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(gè)位置聲壓平均相等,同時(shí)這些位置的平均音量滿足聽(tīng)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(shí)間長(zhǎng)了聽(tīng)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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