易科國際技術(shù)貼！大型PA系統中的次低頻時(shí)間線(xiàn)對齊

　　通常來(lái)說(shuō)，我們需要根據兩組揚聲器之間的距離差來(lái)確定延時(shí)量，但是情況并不總是如此。在分頻點(diǎn)頻段的相位會(huì )受到濾波器的影響，所以延時(shí)量的應用并不總是僅僅根據距離決定。

　　本文簡(jiǎn)要的描述了如何在這種系統架構下實(shí)現正確的時(shí)間線(xiàn)對齊。首先，我們會(huì )探討較小規模的系統在無(wú)響室內的情況;然后會(huì )將時(shí)間線(xiàn)對齊的流程應用于大型PA系統，并對系統進(jìn)行測量驗證。

　　測量設備

　　一個(gè)墻面、天花和地板都滿(mǎn)布吸聲體的無(wú)響室可以讓我們進(jìn)行一些“干凈”的測量，對系統的相位響應進(jìn)行記錄。無(wú)響室的體積是400 m ³ ，在200 Hz以上的頻段混響時(shí)間是<0.2s。

　　我們需要一個(gè)基于快速傅里葉變換算法(FFT)設計的測量系統來(lái)獲取振幅和相位響應。我們選擇了一些小型揚聲器作為音源，這些揚聲器將會(huì )用于模擬大型PA系統的小型化揚聲器系統。

　　小型化系統可以使我們了解一個(gè)真實(shí)的系統在實(shí)際應用當中的表現如何。對小型化系統的測量永遠不能替代在實(shí)際應用場(chǎng)合進(jìn)行的測量，但可以幫助我們在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行最終的系統搭建之前提供很多信息。這些在實(shí)驗室獲得知識會(huì )為我們在真實(shí)環(huán)境當中的日常工作提供極大的幫助。

　　測量流程

　　首先我們會(huì )建立一個(gè)由2只小型揚聲器構成的小型系統。第1只揚聲器用于模擬次低頻揚聲器(使用外置的分頻設備限制其工作頻段)并將其放置在測量平臺的基礎平面上。第2只揚聲器會(huì )用于模擬中高頻揚聲器并被放置于第1只揚聲器上方，此外兩只揚聲器的物理位置會(huì )有輕微的差異。通過(guò)這種方式使兩只揚聲器處于時(shí)間線(xiàn)非對齊狀態(tài)，如同一個(gè)包含吊裝中高頻揚聲器和地面堆疊次低頻揚聲器的大型PA系統。

　　通過(guò)對這個(gè)小型化系統的測量并采用延時(shí)校正的方式，我們可以避免由于兩只揚聲器同時(shí)播放同一音源信號時(shí)出現的干涉現象。

　　當兩個(gè)聲源的工作頻段有重疊部分時(shí)會(huì )發(fā)生什么情況?

　　將第1只揚聲器(次低頻)和第2只揚聲器(中高頻)的測量結果在同一個(gè)窗口中顯示。當我們將兩只揚聲器的相位和振幅曲線(xiàn)進(jìn)行對比時(shí)會(huì )發(fā)現，在兩只揚聲器工作頻段重疊的部分(200 – 300 Hz)存在相位差。

　　通過(guò)增加或減少次低頻揚聲器的延時(shí)，使兩只揚聲器在工作頻段的重疊部分(200 – 300 Hz)的相位曲線(xiàn)重合。

　　最后我們將未對齊時(shí)的曲線(xiàn)與對齊后的曲線(xiàn)進(jìn)行對比，經(jīng)過(guò)時(shí)間線(xiàn)對齊校正的頻響曲線(xiàn)更加平坦。

　　當兩個(gè)聲源的分頻點(diǎn)頻率相同時(shí)會(huì )發(fā)生什么情況?

　　我們再次對前述揚聲器系統進(jìn)行測量，對比兩個(gè)聲源的相位和振幅曲線(xiàn)會(huì )發(fā)現在分頻點(diǎn)(270 Hz)出現相位差。

　　在次低頻饋入信號鏈中增加或減少延時(shí)，使兩個(gè)聲源在分頻點(diǎn)(270 Hz)的相位曲線(xiàn)重疊。

　　在這個(gè)示例當中，改善情況不像前一個(gè)示例中那么明顯。但在兩個(gè)示例當中都顯示出經(jīng)過(guò)時(shí)間對齊處理的系統擁有更好的響應特性。

　　實(shí)地測量

　　實(shí)地測量的系統包括1個(gè)由4只揚聲器組成的陣列，1個(gè)次低頻揚聲器擺放在主揚聲器陣列下方。

　　對系統的初始測量結果被保存下來(lái)，并根據觀(guān)察結果進(jìn)行相位校正(和在實(shí)驗室內使用相同的方法)。校正結果非常明顯，當系統的時(shí)間線(xiàn)實(shí)現對齊之后，我們得到了非常平坦的頻響曲線(xiàn)。

　　實(shí)地測量的結果與在實(shí)驗室對小型系統進(jìn)行測量的結果有一些差異。實(shí)地測量時(shí)會(huì )出現一些不規則的相位響應曲線(xiàn)，這是由于在某些頻率連貫性缺失導致的。

　　結論

　　對于類(lèi)似線(xiàn)性陣列揚聲器系統的PA系統進(jìn)行正確的時(shí)間線(xiàn)對齊對于系統性能的優(yōu)化來(lái)說(shuō)非常重要。在與次低頻揚聲器配合使用時(shí)，相位偏移可能會(huì )在分頻點(diǎn)區域導致明顯的不良影響。在無(wú)響室內對小型系統進(jìn)行測量是為了在實(shí)地測量之前預測系統的行為表現特征。次低頻時(shí)間線(xiàn)對齊的最佳方式是使用相位測量工具。相位偏差經(jīng)過(guò)校正的系統響應特性會(huì )得到明顯的改善。