專業(yè)音響工程 設計原則與設計步驟

    (4)聲均勻度的實現(xiàn)

    對聲均勻度的概念，一般都不是十分清楚，工程中也沒有過多的考慮，是不是就不重要了，呢？不是，不光重要，還非常重要，舉個例子：你遇然去一個娛樂廳，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場各處聲音情況不同,有的地方音樂很動聽，有的地方又好象缺點什么似的，聲音飄忽不定；又比如：前面舞臺區(qū)音量很大，而后面的觀眾卻說聲音�。ó斎挥行�娛樂廳是專門設計后區(qū)讓觀眾輕松的）這些現(xiàn)象的發(fā)生都是均勻度不好造成的影響，在國家有關標準中，它是以聲場不均勻度的概念來表術的，一般要求各點場壓級測試值偏差小于是2dB，怎樣實現(xiàn)一個均勻的聲場呢？首先建筑結構中應該沒有明顯的缺陷，例如：房間中不能有太多的立柱，墻壁應避免有圈套的弧形，尤其是舞臺一側的墻面不能有較大 形結構；不能在擴聲范圍內(nèi)出現(xiàn)較大的聲陰影區(qū)等，但是由于在建筑結構施工后期裝飾完工后無法進行大量的改動來滿足這些要求，所以在音響工程中應該盡量利用經(jīng)驗，巧妙地安排擴聲區(qū)，避開較大的缺陷結構，將它們帶來的影響降到最低；其次可以及時有效地向裝飾單位提供一些簡單的提高聲擴散效果的方案，例如：所有的音樂廳都有很好的聲擴散效果，原因是其內(nèi)部采用了大量各種形狀的聲擴散體，而且這些結構可以通過一些簡單的裝飾方法來完成，所以只要方法得當應該可以達到較好的效果，當然要想對擴散體的形狀，位置、數(shù)量進行合理恰當?shù)脑O計不是件容易的事，一般比較經(jīng)濟可行的辦法就是采用墻體水泥拉毛的方法，雖然這種方法顯得比較陳舊而且不太美觀，但它對廳堂的聲擴散能起到非常有效的作用，再者就是，合理地布置音響系統(tǒng)，尤其是音箱的擺位一定要嚴格要求，假如在設計中能采用某些音箱廠商提供的電腦設計軟件進行聲場模擬就再好不過了，如果沒有，就應該在實際調(diào)整，直到現(xiàn)場聲場最佳為止。

    (5)聲顫動、聚焦、反饋的避免

    對于聲顫動、聲聚焦、聲反饋帶來擴聲效果不佳的問題，一些人就只能籠統(tǒng)說音響效果不好，全部歸為設備的原因，這樣不太恰當，其實它們都應該屬于聲場的范疇，通常這些問題也不是時時都發(fā)生，所以在一般工程中往往不能引起足夠的重視，即使是發(fā)生了這些問題，許多人也意識不到這是聲場的不合理造成的，或者就是知道是聲場院不合理，也沒有辦法解決，例如這樣的現(xiàn)象，音響系統(tǒng)工作一般都還正常，但偶爾突然在現(xiàn)場能聽到有節(jié)奏的象脈沖一樣的“撲撲”聲或“嗡嗡”的聲音，通常在中低頻段的某一地方最易發(fā)生，在廳堂較大時這種聲音與直達聲相隔較長，讓人聽起來非常不舒服這就屬于聲顫動，原因就是：聲音在廳堂內(nèi)相對平行墻壁間來回反射，而墻面的反射性又很強，聲能很難減弱，所以要求在裝飾的時候就隨時檢查廳內(nèi)有沒有出現(xiàn)兩個反射性強的大面積平行面，有沒有出現(xiàn)太多的玻璃，不銹鋼結構，因為這些在裝飾單位看來很平常的事情，都有可能導致問題的發(fā)生；聲聚焦發(fā)生的弧形面放軒一些大件的裝飾物品或懸掛幕布、窗簾等，以降低聲聚焦發(fā)生的可能性；聲反饋的前期預防比較困難，而且設計時也不能準確預見反饋發(fā)生的頻點，但聲反饋的防止對實際應用又比較重要，所以可以靠設計前期進行裝飾材料的選用時，分析其在不同頻點的吸聲系數(shù)，并參照混響時間的計算來大致判斷，為施工和調(diào)試提供必要的參考，當然要想徹底地解決以上多方面的問題，光靠后期的設備調(diào)試來完善，一般要在工程完工后，用信號發(fā)生儀及頻譜儀對擴聲區(qū)域靛點進行檢測，利用設備的反復調(diào)試來彌補聲場的不足。

    (6)混響時間的計算

    對于聲場設計而言，一般人能直觀理解，同時接觸較多的就是混響時間了，因為它是設計中最能控制的量化指標的重要性就在于；如果設計得當，合理的混響時間反映在聲場上就會使音響系統(tǒng)的表現(xiàn)非常出色，給人的感覺就是聲音飽滿圓潤，不拖沓，不干擾，可以說如果前面聲場設計的要求都能較好地得到滿足，混響時間又能控制得好的話，就能使音響效果增色不少，計算之前首先必須選擇一個合理的混響時間目標值，對于該值的選取一般都根據(jù)廳堂的體積和用途。

    而在具體的取值上，多數(shù)設計從員偏向于將推薦的聲場混響時間再取得偏小些，理由是：聲場混響時間長了后無法調(diào)控，因此有人建議，讓廳堂自然聲越干越好，希望在調(diào)試和使用中，在系統(tǒng)中加入人工混響來達到混響的要求，同時，近年來室內(nèi)裝飾材料的日益更新，吸音系數(shù)較高的材料被廣泛應用，使得大量廳堂的混響時間普遍偏小，由此可以看出，這種設計原則的出發(fā)點和受客觀條件的影響都是不必懷疑的，但是要知道，聲場院中的混響聲指的是聲源產(chǎn)生的自然混響聲，它是靠襯托直達聲來顯示其特殊性的，是聲場中的重要特性而在系統(tǒng)使用時加入人工混響，等于把信號中的直達聲也一道另入了混響，這時再由音箱播放出來的聲音里，已經(jīng)沒有了錄音師希望你聽到期的直達聲，盡管錄制節(jié)目時通常都會加入不同程度的混響，等于破壞了節(jié)目源（聲源），所以這種方法不僅打亂直達聲和混響聲之間良好的襯托關系，而且違背了聲場混響是為了使房間擁有恰當?shù)摹疤靡簟钡哪康模�這點筆者認為可以提出來，供工程設計售貨員們進行一番討論。 簡要的混響時間計算公式如下：

    一般的工程可以在家500Hz或者說kHz處進行細致的計算，各種材料的吸聲系數(shù)應該嚴格按照產(chǎn)品參數(shù)或建筑材料手冊中提供的數(shù)據(jù)，否則計算結果有可能出入較大，當然對于與推薦值基酊 近的計算結果，設計人員不必要過多地去要求裝飾單位改進，因為混響時間的要求并不是一個具體的絕對值，只要不是懸殊太大就可以了，計算中還應該考慮觀眾多少對混響時間的影響。

    (7)聲場設計的最后還應該考慮聲壓級的計算

    其目的不光是為了給使用者提供可行的工程電聲參數(shù)，以利于他們安全正確地使用設備，創(chuàng)造一個健康衛(wèi)生的聽音環(huán)境，同時還中為了給音響工程中的電氣設計提供依據(jù)，為設備的選型提供參考。

    在進行聲壓級計算前，必須選擇一個相應合適的環(huán)境其準聲壓級，而基準聲壓級的選擇就必須了解正常人耳的等響曲線，即弗萊切——芒森曲線。 該曲線反映了人耳對不同頻率、不同聲壓的聽感響度反應，曲線上的數(shù)字表示相應頻率和聲壓下的響度值，單位是：Phono，人耳對相同聲壓不同頻率的聲音的反應是不一樣的，同樣聲壓級的低頻聲音在人耳里產(chǎn)生的響度感覺要低于同聲壓級的高頻聲音；要想各頻段的聲音在人耳里產(chǎn)生的響度基本一致，不出現(xiàn)某些頻段聽感的不足，就必須使聲壓達到足夠的聲壓級，這就是聲壓計算時基準聲壓選取的依據(jù)。

    用以語言擴聲的工程，由于語言信號主要集中在中頻段，這里的等響應曲線度相關較小所以基準聲壓級可以取70~80dB；用于一般音樂重放的音響工程，這個基準聲壓可以取85~90dB作為計算的依據(jù)；同時為系統(tǒng)的擴聲留下12~18dB的峰值的余量及1~3dB的環(huán)境噪音余量，那么在平均的聽音距離上，設計的額定擴聲聲壓級應該是：P額=（85~90）dB+（1~3）dB然后需要根據(jù)廳堂的實際擴聲范圍確定平均的聽音距離L，額定的聲壓級就應該是在此位置的實際聲壓級，然后依此可以通過計算得出音箱的1m位置聲壓級P：

    根據(jù)前面提及的：距離變化一倍，聲壓相應變化6dB的關系，則音箱在1m處需要提供的聲壓級為：P=P額+6LogL至此聲揚的設計便基本結束，其后的工作就是與建筑裝飾單位密切配合將設計要求付諸實際。