扬声器的使用技术

扬声器的使用技术

2010-05-06 10:15:50 阅读8 评论0 字号:

一)如何选择扬声器?
    扬声器实际上是一种把可听范围内的音频电功率信号通过换能器(扬声器单元),把它转变为具有足够声压级的可听声音。为能正确选择好扬声器,必须首先了解声音信号的属性,然后要求扬声器能 “原汁原味”地把音频电信号还原成逼真自然的声音。
人声和各种乐声是一种随机信号,其波形十分复杂。可听声音的频率范围一般可达20HZ-20KHZ;其中语言的频谱范围约在150HZ-4KHZ左右;而各种音乐的频谱范围可达40HZ-18KHZ左右。其平均频谱的 能量分布为:低音和中低音部分{zd0},中高音部分次之,高音部分最小(约为中、低音部分能量的10/1); 人声的能量主要集中在200HZ-35KHZ频率范围。这些可听随机信号幅度的峰值比它的平均值均大10-15DB (甚至更高一点)。因此扬声器要能正确地重放出这些随机信号,保证重放的音质优美动听,扬声器必须具 有宽广的频率响应特性,足够的声压级和大的信号动态范围。我们希望能用相对较小的信号功率输入获得足够大的声压级,即要求扬声器具有高效率的电功率转换成声的灵敏度。此外我们还要求扬声器系统在输入信号适量过载的情况下,不会受到损坏,即要有较高的可靠性。还有一点是用户希望能买到“物美价廉”的好产品,即性能价格比高的产品,{zh1}还要考虑产品的配套方式,外形结构和吊装方法等条件。

 

二)扬声器系统主要技术特性的应用
   扬声器系统有许多与音色效果和使用场合直接有关的技术特性,为了用好用活这些技术特性,用户必须 对它们有所了解。
1)二路(二分频)和三路(三分频)扬声器系统
   音频信号的频谱范围很宽,把20HZ-20KHZ的信号要用一种扬声器单元是无法满足整段频响的;因为一般 的12寸以上大口径扬声器单元,低音特性很好,失真不大,但超过1.5HZ的信号,它的表现就很差了;1-2寸 的高音扬声器单元(高音压缩驱动器)重放3KHZ以上的信号性能很好,但无法重放中音和低音信号。于是 就有了由各种频响特性单元组成的扬声器系统,由低音(含中低音)和高音(含中高音)两种单元组成的称 为二路扬声器系统,由低音、中音和高音三种单元组成的称为三路系统。
二路扬声器系统结构简单,造价相对较低,为了解决缺少这段中音频率.于是有些厂家用了一种折衷的 方法,即在分频网上把低音单元的频响特性向上移动,把高音单元的频率特性向下移动。另外一个问题 是,分频交叉点频率只能设定在500HZ-2KHZ之间,而此区域正是人声和乐声频谱的重要部分。因此在听 觉上会留下“空洞”感和可闻的失真(当然分频器的斜率特性大些,例如,18DB/倍频程,此缺陷可得到一 些补偿)。亦因为如此,二路扬声器对喇叭单元的要求相对较高,xxx元的性能不佳,整个扬声器系统的 声音就不够平滑,或有严重的相位失真。
三路扬声器系统各单元的特性可不作折衷,充分发挥它们各自的长处,两个分频交叉点可选在中音人声和乐声频谱重要部份的上、下边缘处,对音质没有任何影响,故三路扬声器系统小了声音的失真,提高了 声音的清晰度,改善了低音和高音间交叉频段的性能,增加了扬声器系统的功率处理能力。因此是文艺 演出、音乐厅和歌剧院扩声系统的{zj0}选择。
2)灵敏度和{zd0}声压级(SPL MAX)
    扬声器单元是一种电信号与声音之间的换能器,要求它能以相对较小的输入功率换成很宏亮的声音,这就求扬声器有较高的声压灵敏度。「灵敏度」实质是一种「转换效率」的体现。 各类扬声器系统由于设计技术、选用的材料和生产工艺等多方面的差异,灵敏度的差异也很大。灵敏度 是指输入扬声器单元1瓦的电功率,在扬声器轴线方向离开1米远的地方测得的声压级大小。如果两种扬 声器的灵敏度相差3DB,要达到同样大的声压级输出,需要增加电输入功率一倍,因此灵敏度较高的扬声器能发出较大的声音。
  扬声器系统的输入功率能力一般都远远大于1瓦(一般都在100瓦-2000瓦之间),因此实际使用时都可输入这个{zd0}允许的电功率。以额定{zd0}功率,输入扬声器,在扬声器轴向1米处生产的声压级称为{zd0}声压级 SPL MAX。例,灵敏度=100DB,1W/1M的扬声器,若具{zd0}功率承受能力为1000W, 则SPLMAX=100DB+30DB=130DB,1M。另外大家关心的间题是两个相同声压级的扬声器箱放在一起的合成声 压级到底增加多少?
   --------- “回答是:在室内混响声场两倍半径以外的地方约增加3DB。”
   这里就引出了一个性能/价格比的经济核算问题。 例如,一个SPL1=90DB的音箱,单价为5000元,另一种音箱的SPL2=99DB,单价为2万元,如果系统要求达 到99DB的声压级,那么声压级低的音箱要用8个(8×5000=4万元),另一种高声压级的音箱只要用1个(2万元)就足够了,此外8个音箱还需用8倍的功率推动,更增加了投资成本。

 

3)失真和音质
   非常遗憾,音箱工厂都没有标称他们产品的失真率,其实它是一个非常重要的技术参数。音质是一个比较抽象的评价,亦没有可能在文件上标称,只能采取主观的听音比试。通常,灵敏度和音质是有矛盾的,生产商需要在两者中作适当的平衡。一般来说,中低价的产品,均以灵敏度作主导,追求性能价格比。 而高价位产品偏重音质。而{zg}层次者是两者兼备。
4)「个性」与「共性」
   在此又再引伸出另一个相对抽象和主观的性能评价。扩声用的音响,有别于家中的HI-FI音响器材, 必须兼容性非常高,因为每个场地都可能演出不同类型的节目从歌剧到摇滚音乐会,亦可能只是以语 言信号为主的报告会...故其音响系统必须要兼容不同的节目源,做到「平均性」的优异,即不能偏重 于某一个用途。而家里的HI-FI音响器材,只需要照顾一个人或一小撮人的口味,其产品的「个性」是容许存在。但作为专业扩声系统器材,则这种「个性」将会变成「局限性」或「缺陷」。专业扩声器材需要为一大群公众服务,节目内容经常变换,「共性」是基本要求,兼容性要强,不同性质的节目都要 有「平均」的表现。除此之外,专业扩声器材必须是无“无渲染”,“不夸张”,“忠实”地将音源还原。 这就是「共性」或「共用性」。

 

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