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1、音响学习知识 大全 如何选择扬声器? 扬声器实际上是一种把可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 和中低音部分最大,中高音部分次之,高音部分最小(约为中、低音部分能量的 1/10 );人声的能量主要集中在
2、200Hz-3.5kHz 频率范围。这些可听声随机信号幅度的峰值比它的平均值约大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压的 灵敏度。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。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
3、)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;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 1.5kHz 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
4、一种折衰的方法, 即在分频网络上把低音单元的频响特性向上移动,把 高音单元拭目以待频率特性向下移动。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 上人留下“空洞”感和听到的失真。亦因为如此, 三路扬声器对喇叭单元的要求 相对较高, 假若单元的性能不佳, 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上、下边缘处, 对音 质没有任何影响,故三路扬声器系统减小了声音的失真,提高了声音的清晰度,改善了低高和高
5、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最佳选择。 2) 灵敏度和最大声压级( 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转达换成很宏亮的声音,这就要求扬 声器有较高的声压灵敏度, 灵敏度 实质上是一种 转换效率 的体现,各类扬亏损顺系统由于采用的设计技术, 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
6、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最大允许的电功率,以额定最大 功率,输入扬声器,在扬声器轴向1 米处产生的声压级称为最大声压级SPL max 例,灵敏度 =100dB ,1w/1m扬声器,若具最大功率承受能力为1000W ,则 SPL max=100dB+30dB=130dB,1m 。3)失真和音质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,灵敏度与音
7、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,而最高层次者是两者兼备。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
8、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“无渲染”,“不夸张”,“忠实”地将音源还原,就是 共性 或 共用性 。 5)扬声器系统的指向特性扬声器发出的声音通常在低频段(低于200Hz ) 的声音是无方向性的, 在各方向均匀传播, 但在高频段时, 声音的传播呈现较强 的方向性, 这个指向特性 (各类音箱均不相同) 正是我们在系统设计中要加以应 用,优良的恒定指向特性可在现场布置时把声波的能量集中到观众区,避开声波的强烈反射面和声场
9、互相干扰。扬声器的指向特性使偏离轴向的声压级随偏角 的增大而声压级逐渐减小, 同时声压级又随声波传播距离的增加按距离的平方成 反比而衰减,在距扬声器远近和方位不同的听众区,若将这两种衰减选择得当, 就可使两种衰减互相补偿, 从而使声场更为均匀, 大型工程需要盖相对比较阔的 区域,单只音箱通常不足以应付,需要将多只音箱拼合成音箱群(陈列),而在 陈列扬声器系统中, 恒指向特性可使音箱之间的中、 高频段的声波在音箱间不产 生相互干扰, 用具有上述指向特性的一对扬声器组成八字形摆放,可以覆盖单个 音箱的一倍, 否则,声音在音箱前方已经互相干扰,严重影响声场的均匀度和声 音的清晰度。 6)扬声器系统的
10、功率处理能力扬声器的功率处理能力(或称扬声器的额定功率)是一项重要技术参数, 它代表扬声器承受长期连续安全工作的功率输入能 力,了解扬声器的功率处理能力,首先必须懂得扬声器驱动器是如何损坏的,驱 动器的损坏模式有两种:一种是音圈过热损坏(音圈烧毁,过热变形,圈间击 穿等),另一种是驱动器的振膜位移量超过极限值,使扬声器的锥形振膜/ 或其周围的弹性部件损坏,通常发生在含有很多大振幅的低频信号。声音信号不是 一种正弦波信号, 而是一种随机的, 这些随机信号可用三个能数来表示,有效值 (RMS )又称均方根值,是以信号峰值等幅的正弦信号的一种测量结果,接近于平均值,基本上代表信号的发热能量。峰值(
11、Peak)是信号达到的最大电平, 对于正弦波来说,峰值电平大于有效值电平3dB,对于音乐信号来说,峰值电平 超过有效值可达 10-15dB 在评定一种扬声器的位移能力时,峰值是重要的, 峰值 因子,用来说明峰值电平与有效值电平的比率,对于按 AES2-1984的粉红色噪声 源来说,峰值因子为6dB,即峰值电压是有效值电压的4 倍。 扬声器的功率处理能力是按(AES2-11984 )处理后的粉红色噪声信号连续加2 小时工作后其电性 能和机械性能的永久性变化不大于10% 的情况下测得的技术参数。 7)加载(受热)后的声压级下降(又称功率压缩)所有产品说明书上标称 功率都是各厂家自定的, 是音箱在厂
12、方选定的测试信号和条件下的最佳值,当音 箱进入工作状态(譬如等于或大于满功率20秒之后), 音圈和磁体受热温升后、由于它们性能下降改变了受热前单元的原有特性,这时,实际的声压输出就会减 少,常规音箱,如音圈温升60 度-80 度,常见额定声压级下降3dB为容限,如 音圈散热优异,耐温达100 度以上,实际的声压下降可达6 至 8dB,这是相当惊 人的下降,如前文题及,增加一倍的音箱只提升声压级3dB若音箱声压级下降达 6dB,要弥补这么大的声压级下降必须由原来一只音箱增加至四只,非常遗憾,音响工业界没有标称这种声压级下降,必须要好的改善扬声器单元的散热设计。 8)扬声器单元的阻抗扬声器单元的阻
13、抗包括,电感量,电容量和电阻值, 电感和电容是随频率而变化的, 虽然在扬声器系统中标称一个阻抗变化太大,将 会影响整个音响系统的稳定性,JBL最新 DCD 双线圈差驱动设计是将阻抗变为 纯电阻 性,不受频率变化而影响,让整个音响系统稳定工作。三如何提高扬 声器系统的可靠性日常生活中,即使是在功放和扬声器系统的功率匹配相当的 情况下也会发生扬亏损顺单元变损的事件,其原因有: 1 操作不当,功放输出功率过大 2 演出达到高潮时,场内气氛热烈,需要提升声压,在加大信号时,话筒输入信号过大引功放过载削波,失真波形产生大量谐波,损坏高音单元 3 话筒产生强烈声反馈啸叫,功放强烈过载,损坏扬声器系统为此,
14、现代 新型扬声器系统采取了多种保护性措施,这些措施可分为两类: 1)提高扬声器单元的散热力使其在过载时不发生过热损坏 2)在扬声器箱中安装限幅保护装置,当驱动功率和峰值电平超过扬声器的 额定值时,限幅器把超过的功率电平用非线性电阻(灯泡)对音圈进行阻止。这 些措施,提高了扬声器抗过载的能力,但也影响了声音的动态范围,使音域不够 宽广,音色感觉模糊和暗淡。因此,最好的办法还是在功放上采取措施,使它 的输出不产生削波和功率过载等问题。音箱的类型与性能指标音箱又称扬 声器系统,它是音响系统中极为重要的一个环节。因为音箱的放音质量对整个音响系统的影响极大。 目前,节目信号源设备和功率放大器的水平已做得
15、很高,因 此一个由优质音源、 优质放大器和扬声器系统组成的音响系统,其放音质量就主 要取决于音箱了。 一、音箱的类型音箱的分类方法很多,在专业音响中常见分类如下:1. 按使用场合来分:分为专业音箱与家用音箱两大类。家用音箱一般用于家 庭放音,其特点是放音音质细腻柔和, 外型较为精致 美观,放音声压级不太高, 承受的功率相对较少。 专业音箱一般用于歌舞厅 卡拉 OK厅 影剧院 会堂和体育场馆等专业文娱场所。一般专业音箱的灵敏度较高,放音声压高,力度好,承受 功率大,与家用音箱相比,其音质偏硬,外型也不甚精致。但在专业音箱中的监 听音箱,其性能与家用音箱较为接近,外型一般也比较精致 小巧,所以这类
16、监 听音箱也常被家用Hi-Fi音响系统所采用。 2. 按放音频率来分:可分为全频带音箱 低音音箱和超低音音箱。所谓全频带音箱是指能覆盖低频 中频和高频范围放音的音响。全频带音箱的下限频率一 般为 30Hz-60Hz,上限频率为 15KHz-20KHz 。在一般中小型的音响系统中只用一 对或两对全频带音箱即可完全担负放音任务。低音音箱和超低音音箱一般是用来 补充全频带音箱的低频和超低频放音的专用音箱。这类音箱一般用在大 中型音 响系统中, 用以加强低频放音的力度和震撼感。使用时, 大多经过一个电子分频器(分音器)分频后,将低频信号送入一个专门的低音功放,再推动低音或超低 音音箱。 3. 按用途来分:一般可分为主放音音箱监听音箱和返听音箱等。主放音音 箱一般用作音响系统的主力音箱,承担主要放音任务。 主放音音箱的性能对整个 音响系统的放音质量影响很大, 也可以选用全频带音箱加超低音音箱进行组合放音。 监听音箱用于控制室、录音室作节目监听使用,它具有失真小、频响宽而 平直,