线阵扬声器系统的开发与应用

最近几年，线阵扬声器系统以其独特的优势已被广泛用于大型扩声场馆。线阵列扬声器系统是响应市场需求而生产的，也是高科技产品，因此引起了人们的关注。

线阵系统音箱的生产

在1960年代和1970年代，以“甲壳虫”为代表的摇滚音乐在欧洲和美国兴起。有成千上万的观众去广场看摇滚音乐会，而扩音是个大问题。例如，有60万人参加了1977年9月3日在新泽西州举行的摇滚音乐会。扩声系统使用了由多个扬声器堆叠在一起的“音塔”，这在安装和调试时非常麻烦。经过仔细的设计和调试，花了很多精力，扩音效果始终不尽人意。这种现象提供了市场信息。大型巡回演出需要具有高功率且易于安装和调试的扩声系统。

一些大公司着眼于市场需求，并致力于开发高功率，远距离投影的扩声系统。从声学的角度来看，有两种方法可获得高功率和远投影效果。

•一个是号角，它使声能通过号角沿一个方向辐射出去，以控制方向性，提高辐射效率，并实现远距离投射的效果。例如，在1950年代，我们在金门和马祖广播系统中使用了大号角。喇叭的长度超过十米，传输距离为几公里。

•另一个是1930年代提出的扬声器阵列，它使用干扰原理来控制方向性。实际上，已经有一种流行的列式扬声器声音列。音柱的垂直指向性相对较窄，但功率不够大，投影距离不远，仍然需要克服一些问题，例如声音的动态性和带宽。一些大公司根据自身情况有自己的优先级。

喇叭研究成功地开发了恒定指向性喇叭，具有多个驱动单元的喇叭扬声器等。法国L-Acoustics公司于1993年首次引入V-DOSC系统。它是由一行单元扬声器组成的阵列。其工作原理与音柱相似。其垂直方向性是可控制的，取决于单位箱的数量，水平辐射角为120°。每个单元盒的频率响应为50Hz〜18kHz±3dB，功率为1500W，灵敏度为134dB。高频单元通过波导向外辐射。这是第一个推出的线阵列产品，从一开始就引起了人们的关注。

市场的需求，高科技的发展与应用，使线阵扬声器系统成为各家公司显示其实力的标志性产品。现在，线阵列是喇叭技术和阵列技术的结合，使辐射性能更加完美。

音乐会线阵列扬声器系统的功能

1.定期布置单元箱

线阵列扬声器系统由一排单元盒组成，它们按照一定的规则排列，并且可以根据声场的需要以直线和“ J”形排列。单元箱的数量由声场的要求决定，但必须满足形成线阵列的基本要求，即线阵列的长度至少应大于辐射声波波长的一半。海浪。每个单元箱的辐射特性都有严格的要求。例如，辐射声功率，频率特性，水平方向性，失真和线性相位必须满足线阵列的要求。

2.大功率，投影距离长

例如，Sanway单位框中的低频单位Vera36户外线阵列扬声器功率为1000W，灵敏度为98dB；中频单元的功率为800W，灵敏度为110dB。高频单元的功率为150W，灵敏度为112dB。单元箱形成阵列后，由于单元箱之间的相互作用，提高了扬声器的辐射阻抗，提高了辐射效率。因此，很容易使用线阵列扬声器系统作为声源来获得超过100m的100dB或更高的声压级。

3.覆盖声场比较均匀，干扰面积小，播放分辨率高

线阵列的垂直方向性非常尖锐，通常在10°左右，最窄的可以达到3°。辐射声束较窄，到达相应听众区域的直达声相对较强，辐射距离较远，大面积声压级变化较小。由于线阵列的旁瓣控制，辐射声场的重叠区域相对较小，并且干涉面较小。以直接声音为主的区域具有良好的听觉，清晰的声音和高分辨率。

pa线阵列扬声器如何工作？

电源线阵列如何工作可以进行相当深入的讨论。在这里，我们将不对整个理论的细节进行过于详尽的解释。下面将使用简单的语言和数学计算，让每个人首先了解典型扬声器的声音如何随着距离的增加而传播。

1.平方反比定律

声学中平方反比定律的内容是声强的大小以及聆听位置和声源之间的距离与平方成反比。结果是，每当听众与点源之间的距离加倍时，声压就会衰减6dB。这是我们通常使用的扬声器的性能，尽管实际和理论之间存在许多细微的差异。

2.点源

反平方定律的前提是扬声器可以定向辐射Omni。对于物理扬声器，除非扬声器发出非常低的频率，否则这种情况很少见（这就是我们一直强调低音的原因，或者超低音没有方向性的原因）。但是，随着声音传播距离的增加，即使是典型的定向扬声器（例如水平覆盖角为90°，垂直覆盖角为90°的号角扬声器）也将遵循平方反比定律，就像理论上的点声源一样。 ，全向辐射）。

3.线声源

无源线性阵列扬声器的声压范围接近于所谓的线声源理论。只要收听距离增加一倍，该电平就不会降低6dB。从理论上讲，它只会下降3dB，但是在实际应用中，结果并不是那么理想。至于为什么存在这些差异，本文将不再赘述。但是即使如此，与点声源扬声器相比，线性阵列扬声器在垂直覆盖方面仍具有独特的优势。

具有线性声源辐射特性的扬声器可以实现以下效果：在大厅或室外空间的后部区域，您可以感觉到相对较大的声压级，并且为此，您无需操作普通的点声源。演讲者。同样，功率有意增加，因此与前面的PA系统较近的人可以听到太大声。其优点在于垂直声音扩散角的复杂且可变的可控性。

那么如何实现线性声源辐射呢？答案是相位抵消。

相位抵消通常是工程师在音频系统中要避免的事情之一，但是当线阵列扬声器一起工作时，它在提供狭窄的垂直覆盖角方面起着核心作用。即使使用高级扬声器箱设计来确定垂直覆盖范围，线阵列中的扬声器之间仍然存在许多实际重叠。换句话说，线阵列扬声器的垂直覆盖角不能由单个扬声器形成，这是多个扬声器在出口处有效干扰的结果。但是，实际上，每个线阵列扬声器与听众之间的距离会略有不同，这将导致较小程度的相位抵消。当然，您还可以通过引入电子延迟器（EAW Anya和Anna系统使用此技术）来手动干预并对线阵列扬声器的垂直覆盖角进行微调。

使用线阵系统的注意事项

尽管相位抵消的应用可以形成使线阵列中的扬声器的垂直覆盖角变窄的效果，但是它们的水平覆盖角不受影响。因此，实线阵列中的单个扬声器可以具有90°的水平覆盖角，而仅覆盖20°或更小的垂直角。此外，即使相位抵消可以实现线源分布并显着改善远距离覆盖范围，但随着距离的增加，线阵列将开始显示点源特性，并屈服于平方反比定律，该定律每增加一倍衰减6dB。距离。 。

线阵列具有近似线源功能的能力，但是也有一些限制和需要注意的事项。首先，阵列从顶部到底部的总长度决定了具有线声源覆盖特性的最低频率。这是因为随着波长变长，在收听位置，声音从不同扬声器单元到达收听者位置的相应时间之间的差必须更大，以实现线性声源的效果。这需要更大的阵列长度。在光谱的另一端，波长变得如此短，以至于驱动器太大而无法足够靠近地放置，因此相对相位差变得太大而无法实现线源功能。在这种情况下，主要制造商将使用波导结构来实现从点声源到线性声源的转换。尽管所有波导结构都具有相同的目的，但几乎每个制造商都使用不同的结构，并拥有自己的专利来保护其知识产权。这也是制造商开发线性阵列扬声器过程中最困难的部分。

线阵列在对声音有挑战性的空间中非常有用，因为您可以控制其垂直扩散并减少声音反射。找到一种使声音覆盖区域远离天花板和地板的方法是一个好的开始，然后选择具有特定水平覆盖角的扬声器，这将帮助您将多余的声音远离侧壁，从而获得室内的扩声效果更好。

Line数组形式

由于每个扬声器的垂直辐射非常窄，因此可以有效地将聆听空间从前到后分为多个部分。前部仅覆盖少量扬声器，并且更多扬声器可以覆盖后部。基于此思想，形成了一种非常流行的J形线阵列，该阵列经常出现在音乐厅和室外场所。

线阵列的确切安装形状将根据要覆盖的区域的布局和大小而有所不同。通常，由于行距较近，前行覆盖范围仅需要少数几个即可满足声压要求，但由于覆盖范围均匀，线阵列之间的安装角度也需要设计得更大。但是，由于中间和后面的距离相对较长，因此需要以集中角度安装大量扬声器，从而可以实现远距离覆盖的效果。刚刚概述的方法有助于提高总体覆盖范围的一致性。近年来，还开发了一种方法，供用户通过调节传递到每个扬声器盒的功率来微调能量分布，该技术通常称为功率分级。

线阵列的挑战与局限

尽管线阵列可以帮助解决某些空间问题，但它们具有复杂的局限性。除了需要足够的长度来控制较低频率的覆盖角的挑战之外，线阵列有时还会遭受奇怪的异常影响，例如，某些频率可能会在阵列正上方和正下方的区域中形成波瓣。如果这恰好发生在不良的声音空间中，则可能会带来严重的后果。例如，如果您的人声麦克风放置在线阵列下方，则可能会遇到反馈问题。

线阵列设置

为了使线阵列更好地发挥作用，它需要经过严格的机械安装设计，并建立正确的电子分频和校准程序。由于涉及复杂的交互，所有这些都很重要。每个机柜的确切安装角度，确切的悬挂点和高度以及各个驱动器和延迟，相位，增益以及每个机柜的高，低通滤波器设置都必须精确，以实现最佳性能。幸运的是，大多数现有的大品牌制造商都拥有基于其产品虚拟空间的声音覆盖模拟软件。

音质

即使在最佳情况下，线阵列也无法与高品质的单驱动扬声器或单个的二分频或三分频驱动扬声器产生的声音纯度相提并论。这就是为什么它们不太可能出现在狭小空间中的原因之一。对于较小的场合，如果可以产生声音的扬声器数量较少，则将更适合。当然，成本和空间也是考虑因素。

微线阵列

尽管线阵列技术最常用于专业的大型室内和室外扩声应用，但是有许多公司（例如Bose，Turbosound等）提供使用小型扬声器阵列（通常为2英寸）的小型个人扩声系统。 -4“大小）以产生相同的线源覆盖效果。正确使用这些系统可以使它们在小型场所提供良好的覆盖范围。