到底哪些因素在影響著(zhù)線(xiàn)陣列音箱？

　　在嗡嗡做響的背后，還有很多因素在影響著(zhù)線(xiàn)性陣列音箱 。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的討論并不是三言?xún)烧Z(yǔ)能夠做到的，所以要從最基礎的問(wèn)題開(kāi)始談起。

　　線(xiàn)性陣列音箱小史

　　線(xiàn)性陣列音箱以柱式音箱的形式存在以來(lái)已經(jīng)有半個(gè)世紀了，除了美國Rudy Bozak的產(chǎn)品以外，其它產(chǎn)品大多僅僅是一種聲音范圍模式。它們通常是使用在一引起高回響空間，它們的狹窄垂直散射可以避免刺激這類(lèi)空間的回響區域，可以提供一個(gè)較高的Q(狹窄散射模型)，并以此來(lái)可以提高聲音的清晰度。

　　法國生產(chǎn)的L-Acoustics V-DOSC揚聲器一直在歐洲和美國非常流行，它無(wú)疑是第一個(gè)向音樂(lè )會(huì )音響世界展示出陣列線(xiàn)音箱能夠用較少的驅動(dòng)器卻可以達到更高的聲音水平并能得到更平滑的頻率響應的線(xiàn)性陣列音箱產(chǎn)品。當大家都認識到在一個(gè)給定的收聽(tīng)區域中;驅動(dòng)器之間在水平面，且大多數情況下在垂直面都不會(huì )產(chǎn)生相消性干擾沖突時(shí)，競賽就開(kāi)始了。

　　圓柱狀波形

　　一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)線(xiàn)性聲源將會(huì )建立一個(gè)聲壓波陣面，在一個(gè)特定范圍的波長(cháng)(頻率)下，這個(gè)波陣面呈松散的圓信狀。它的形狀正像一個(gè)蛋糕上的一部分，因為波陣面的表面區域僅在水平面上擴張，所以每當距離加倍時(shí)，其影響的范圍也加倍，這等于說(shuō)每當距離加倍，聲壓級水平將損失3dB。

　　球狀波形

　　一個(gè)理想狀態(tài)下的點(diǎn)聲源，例如一個(gè)揚聲器或者是一個(gè)非線(xiàn)性音箱簇會(huì )發(fā)射出一個(gè)球狀波形而不是一個(gè)圓柱狀波形。這種波形的波陣面在每個(gè)加們距離上其影響的范圍為四倍水平，等于每當距離加倍，聲壓級水平將損失6dB。這就是通常說(shuō)的反區間法則，這個(gè)法則適用于所有點(diǎn)聲源發(fā)射的能量。因此說(shuō)陣列線(xiàn)音箱的最大優(yōu)勢就是在給定數目擴音器的情況下，它的長(cháng)距離傳送水平會(huì )比非線(xiàn)性陣列音箱，或者點(diǎn)聲源音箱系統強大很多。

　　干擾圖形

　　這是一個(gè)在離散模型，或者是一個(gè)陣列線(xiàn)音箱所球反彈現象下使用的術(shù)語(yǔ)。簡(jiǎn)單的說(shuō)來(lái)就是當你將一些揚聲器碼放在一起時(shí)，由于單個(gè)驅動(dòng)器在垂直平面的位置離軸而使得它們脫離相位，這樣它們的垂直散射角度就會(huì )減小。碼放的高度越高，垂直散射的角度就越小，同時(shí)軸線(xiàn)上的靈敏度會(huì )越高。在水平面上，一個(gè)多驅動(dòng)器陣面會(huì )和一個(gè)單獨驅動(dòng)器有著(zhù)同樣的極性圖形。有些人認為線(xiàn)性陣列音箱的水平圖形會(huì )比音個(gè)驅動(dòng)器的圖形來(lái)的寬闊些，但他們錯了，他們被由于多個(gè)驅動(dòng)器較高的靈敏度而帶來(lái)的聲音更加響亮這個(gè)現象給迷惑了?？傊?，線(xiàn)性陣列音箱的極性圖形和單個(gè)驅動(dòng)器的圖形是一致的。

　　線(xiàn)性陣列的長(cháng)度

　　除了將垂直覆蓋角度變窄以外，線(xiàn)性陣列的長(cháng)度也能夠決定這個(gè)被狹窄處理后的散射之波長(cháng)。陣列線(xiàn)越長(cháng)，這種模式下所控制的頻率(較波長(cháng)為長(cháng))越低。

　　臨界距離

　　對于在每個(gè)加倍距離將損失3dB聲壓級這個(gè)理論還有一個(gè)限制條件，那就是線(xiàn)性陣列音箱要處在一個(gè)距離足夠遠的位置，在這個(gè)點(diǎn)上線(xiàn)性陣列音箱才會(huì )表現為超過(guò)一個(gè)的點(diǎn)聲源并且其聲壓級開(kāi)始不按照反區間法則在每個(gè)加倍距離上損失6dB。這兩個(gè)區間之間的距離就被稱(chēng)為線(xiàn)性陣列音箱的臨界距離。臨界距離之內的區間被稱(chēng)為Fresnel區間，而超出臨界距離的區間則被稱(chēng)為Fraunbofer區間，它們是分別被L-Acoustics的Christian Heil 命名的。

　　對于一個(gè)給定的線(xiàn)性陣列音箱長(cháng)度，其臨界距離和波長(cháng)(頻率)成反比。在止期的文章中我們曾經(jīng)深入的研究過(guò)這個(gè)問(wèn)題，較短的波長(cháng)(高頻)比較長(cháng)的波長(cháng)(低頻)有著(zhù)更加遠的臨界距離。從學(xué)術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，在一個(gè)比較遠的距離上，相對與低頻內容，一個(gè)陣列線(xiàn)音箱會(huì )保持更多的高頻內容。然而，空氣對高頻內容的衰減作用會(huì )會(huì )抵消掉這種特性。

　　鉸接的陣列

　　鉸接是用來(lái)描繪可以變曲變形的陣列線(xiàn)的術(shù)語(yǔ)?，F在大部分廠(chǎng)家提供的，非常流行的J-Array形狀就是這種類(lèi)型。到目前為止，DURAN aUDIO Intellivox 系統是唯一使用直線(xiàn)，頭懸其方式而能夠覆蓋從非常近到遠距離坐席的線(xiàn)性陣列音箱。(如果能和你的客戶(hù)談?wù)撱q接線(xiàn)性陣列音箱，尋么你的工資就該漲了，而且你的工作頭銜也會(huì )將從"音響技術(shù)員"變成"音響工程師了"。)

　　螺旋陣列

　　這也是用來(lái)描述一種特別類(lèi)型的變曲陣列線(xiàn)音箱的術(shù)語(yǔ)。螺旋陣列線(xiàn)說(shuō)的是一種通過(guò)從一端到另一端采用不斷嗇的環(huán)繞角度而成曲線(xiàn)的線(xiàn)性陣列音箱，它正象從頭到腳采用通用的J-Array曲線(xiàn)的線(xiàn)性陣列音箱。

　　螺旋線(xiàn)性陣列音箱的算法

　　JBL的顧問(wèn)Mark Ureda算術(shù)地定量了螺旋線(xiàn)性陣列音箱應該如何逐漸增加角度才能達到更好的工作效果。例如，在線(xiàn)性陣列音箱的頂端，音響間張開(kāi)的角度為0度，順著(zhù)線(xiàn)性陣列音箱向下走，元素音箱的張開(kāi)角度漸變?yōu)?度，2度，3度，等?；蛘咭部梢园凑?度增量來(lái)進(jìn)行(如2度，4度6度等)。這些都是螺旋線(xiàn)性陣列音箱角度應該如何增加的算法。

　　凸角

　　凸角的操縱

　　操縱凸角是件很費力的事，凸角隨著(zhù)FOH控制者使用操縱桿來(lái)改變揚聲器的覆蓋面而變換著(zhù)不同版本。凸角的操縱一般是通過(guò)在陣列線(xiàn)音箱中增加延時(shí)驅動(dòng)器而實(shí)現。這只有在聲源(驅動(dòng)器)波長(cháng)是給定的頻率下的1/2以上時(shí)才強能實(shí)現，而且只在線(xiàn)性陣列軸線(xiàn)方向失效，如果用常見(jiàn)的9英寸直徑現場(chǎng)演出用高頻驅動(dòng)器為例，這就意味著(zhù)它們不可能在被靠得很近的擺放的情況下還能操縱任何高于750Hz的頻率，但是，可以通過(guò)使用適當的孔徑來(lái)模擬較小聲源的一個(gè)長(cháng)線(xiàn)來(lái)達到操縱較短波長(cháng)的目的。

　　側凸角

　　側凸角是線(xiàn)性陣列音箱的產(chǎn)物。雖然它們被稱(chēng)為側凸角，但是如果從一個(gè)現在普遍使用的，典型的陣列線(xiàn)音箱來(lái)看，其實(shí)它們是由陣列上下末端發(fā)出來(lái)的，它們的產(chǎn)生是由于音個(gè)元素音箱處于一個(gè)特殊的角度及一些陣列線(xiàn)主凸角離軸位置的波長(cháng)造成的。側凸角是有可能被消除的，但是從線(xiàn)性陣列音箱中消除側凸角還有些限制并會(huì )帶來(lái)一些其它后果。

　　梯度側凸角

　　這是側凸角的一個(gè)同義詞。梯度描繪是這些凸角是如何在線(xiàn)性陣列方向形成角度和級差的。專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)使用意見(jiàn)：盡量在技術(shù)講解中使用梯度側凸角而不要用側凸角這個(gè)術(shù)語(yǔ)，否則有些死腦筋的人會(huì )和你糾纏不清。

　　驅動(dòng)器空間

　　線(xiàn)性陣列音箱的另外一個(gè)基礎參數是元素音箱個(gè)體之間的空間距離。炒了保持線(xiàn)性陣列音箱有很好的工作狀態(tài)，可以接受的限度是聲源點(diǎn)之間不能有超過(guò)給定頻率波長(cháng)的1/2。這意味這揚聲器產(chǎn)生的較長(cháng)波長(cháng)可以在沒(méi)有失真退化的情況下被遠距離傳送。但是由于15kHz波長(cháng)的1/2只有半個(gè)英寸以下，高頻驅動(dòng)器不可能靠的那么近。一個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家也因此認為線(xiàn)性陣列音箱不會(huì )真正在頻率很高的狀態(tài)下工作。然而，我卻不同意這種說(shuō)法，因為即便是一個(gè)非常短的波長(cháng)，每加倍距離損失3dB聲壓級的法則仍然適用，而這個(gè)才是確定線(xiàn)性陣列音箱功效的主要因素。(個(gè)人意見(jiàn))驅動(dòng)器之間的距離超過(guò)波長(cháng)的一半將會(huì )帶來(lái)更大的梯度側凸角。

　　對數驅動(dòng)器空間安排

　　Duran 的Intellivox系列陣列線(xiàn)音箱采用了對數驅動(dòng)器空間安排技術(shù)。這個(gè)技術(shù)可以在短波長(cháng)情況下為驅動(dòng)器提供更稠密的空間，同時(shí)在長(cháng)波情況下可以按照不斷嗇的對數增量安排驅動(dòng)器并可以節省驅動(dòng)器的用量。

　　等相線(xiàn)孔徑

　　等相線(xiàn)孔徑是我最近很喜歡的高科技術(shù)語(yǔ)。它指的是負載一些陣列線(xiàn)音箱高頻區喇叭聲的相位特性。一個(gè)出色的線(xiàn)性陣列音箱驅動(dòng)器，特別是那些為非常短波長(cháng)服務(wù)的驅動(dòng)器是一個(gè)帶子狀的驅動(dòng)器，正像SLS Loudspeakers 使用的那種。壓縮驅動(dòng)器就更加粗曠些而且比一個(gè)帶子狀驅磕頭器的輸出能力更高些，但是它們就沒(méi)有在喇叭口上的線(xiàn)性相位信號了。

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　　理想的來(lái)講，在驅動(dòng)器喇叭口頂部和底部的信號最好能夠與喇叭口中央出來(lái)的信號同時(shí)到達以模擬帶子狀驅動(dòng)器的特性。因為喇叭口中央位置比頂部和底部更貼近于驅動(dòng)器的振動(dòng)膜，所以越靠近驅動(dòng)器喇叭中央通道的信號就越一定要被延時(shí)處理以便能夠和通道較長(cháng)的喇叭頂部和底部信號同時(shí)到達。有兩種方法能夠解決這個(gè)問(wèn)題。

　　第一個(gè)方法是通過(guò)使用一個(gè)相位插件類(lèi)型的設備使得越靠近中央位置的通道長(cháng)度越長(cháng)。這項技術(shù)曾被舊式JBL"slot tweeter"的超級高間擴音器所采用，Heil在V-DOSC系統中也使用它為波長(cháng)在1000Hz以上的信號服務(wù)。其他線(xiàn)性陣列生產(chǎn)廠(chǎng)商也曾使用過(guò)類(lèi)似設備。

　　另外的一種方法是使用可變密度的塑料泡沫，越靠近喇叭中央位置的密度越大，這樣通過(guò)密度高的塑料泡沫時(shí)信號的速度就會(huì )被降低。Electro-Voice和McCauley(美嘉聲)使用這項技術(shù)為他們的線(xiàn)性陣列音箱提供一個(gè)等相線(xiàn)喇叭區域。

　　也許用一個(gè)等相線(xiàn)設備的最有意思的技術(shù)是Adamson的專(zhuān)利技術(shù)中，高頻孔徑。它采用了增加通道長(cháng)度的方法，并且還使用了方向葉片來(lái)防止過(guò)量的垂直方向散射。這種方法在他們的線(xiàn)性陣列音箱系統中被同時(shí)使用到高頻和中頻區域。中頻能量通過(guò)兩個(gè)分別置于高頻退出狹槽兩側的中頻區狹槽兩側的中頻區狹槽，但是兩個(gè)狹槽之間的相互衍射可能會(huì )成為一個(gè)非常棘手的問(wèn)題。然而，Brock Adamson 卻想出了一個(gè)特別的解決方案：將中頻和高頻的分頻點(diǎn)進(jìn)行搭接。這就可以為一個(gè)狹槽提供即時(shí)的壓力面來(lái)阻止頻率范圍內的衍射干擾并消除因此而可能帶來(lái)的問(wèn)題。

　　頻率漸縮

　　"漸縮"這個(gè)術(shù)語(yǔ)也通常被稱(chēng)為"漸退"。他們之間從本質(zhì)上講是一致的。頻率漸縮是線(xiàn)性陣列音箱能夠有很好的效果所使用權的第一批手段之一。我最早接觸到這項技術(shù)是通過(guò)Electro-Voice LR-4B柱式音箱。在低/中頻率上，它采用了使用低通濾波器的6英寸和9英寸錐形驅動(dòng)器隨著(zhù)揚聲器離柱子的邊端越遠，頻率也逐漸下降。

　　這樣的結果就是一個(gè)較長(cháng)的柱式音箱會(huì )有較長(cháng)的波長(cháng)而較短的柱式音箱會(huì )有較短的波長(cháng)，而它們可以為所有的頻率產(chǎn)生相似的散射曲線(xiàn)和臨辦距離，這樣就可以在所有的聽(tīng)眾距離位置上產(chǎn)生一個(gè)更加平衡的回應。

　　振幅修整

　　另外的一項漸縮/漸退技術(shù)是振幅修正。這項技術(shù)被廣泛使用在現在的線(xiàn)性陣列音箱產(chǎn)品中以使得JArray 底端部分能夠覆蓋特別近距離的聽(tīng)眾位置來(lái)實(shí)現前部區域的覆蓋。這項技術(shù)只要簡(jiǎn)單地降低陣列線(xiàn)音箱中覆蓋近距離坐席的揚聲器音量而同時(shí)讓負責遠距離傳送的揚聲器的音量相對比較高就可以了。

　　發(fā)散漸退

　　一些線(xiàn)性陣列音箱系統為線(xiàn)性陣列中單個(gè)元素音箱個(gè)體的垂直散射提供一個(gè)以上的選擇。他們將此作為覆蓋大部分場(chǎng)館中近距離和超近距離坐席的一種解決方案。它可以提供可配合垂直散射和輸出電平的兩種不同型號產(chǎn)品，這樣驅動(dòng)器通過(guò)陣列就可以產(chǎn)生相等到的口部聲壓級。通過(guò)增加這些元素音箱的覆蓋角度就可以避免覆蓋近距離聽(tīng)眾驅動(dòng)器的發(fā)散漸退。為什么避免發(fā)散漸退很重要呢?

　　按照EAW研究和開(kāi)發(fā)董事David Gunness的說(shuō)法：當兩個(gè)有著(zhù)不同聲壓的波陣面混合在一起時(shí)，兩個(gè)陣面接合點(diǎn)就會(huì )產(chǎn)生不連貫性。這種不連貫性會(huì )在聽(tīng)覺(jué)上產(chǎn)生這是一個(gè)分開(kāi)的，不相干聲源(延時(shí)揚聲器)的感覺(jué)。這會(huì )導致瞬間的拖影和不均勻的頻率回應。發(fā)散漸退提供了一個(gè)有變曲變化的波陣面，但是其聲壓數量卻沒(méi)有變化。因此在沒(méi)有進(jìn)行延時(shí)處理的信號就回產(chǎn)生延時(shí)效果了。

　　水平對稱(chēng)陣列

　　大多數有的陣列線(xiàn)音箱系統是水平對稱(chēng)的。理想的說(shuō)，每個(gè)波段通道寬度應該是通過(guò)陣列全長(cháng)的波長(cháng)的1/2。這樣的好處是可以避免分頻器--頻率波段的水平凸角。它還要求有對稱(chēng)的內層中頻和外層低頻驅動(dòng)器從側面連接高頻帶子狀音箱。

　　這種方式的缺點(diǎn)是為了達到中頻驅動(dòng)器之間的距離是波長(cháng)的一半，它們必須要連接到高頻喇叭的喇叭口內。通常90度的角度會(huì )導致中頻驅動(dòng)器之間的反射，而不連貫的喇叭墻也會(huì )導致高頻問(wèn)題。

　　水平不對稱(chēng)陣列

　　EV，Meyer(在他們的小型系統上)，和NEXO都選擇了不對稱(chēng)設計。這種方式避開(kāi)了中頻在喇叭口的問(wèn)題并且能夠免除對稱(chēng)設計中分頻器的水平凸角的問(wèn)題。你來(lái)做你自己的選擇吧。

　　心型和下型低頻區

　　線(xiàn)性陣列音箱在垂直軸線(xiàn)上有很好的方向控制。包括自身很長(cháng)的波長(cháng)的超重低音系統，如果沒(méi)有線(xiàn)性陣列，那么她們就沒(méi)有任何的方向控制。即使是線(xiàn)性陣列中每個(gè)元素都有的全方向特性，但是它們沒(méi)有從前到后的方向性。這導致舞臺上聲音的渾濁不清和低頻反饋方面的問(wèn)題進(jìn)入到心型和下心型低頻區。

　　需要標注如下：

　　心型和下心型揚聲器系統和麥克風(fēng)相似，只不過(guò)是反過(guò)來(lái)罷了。就揚聲器而論，它有兩個(gè)變頻器，它們在外殼內分開(kāi)并保持一個(gè)精確的距離，其延時(shí)設備在后面的驅動(dòng)器里，這樣就可以建立起一個(gè)有方向性的發(fā)射模式。心型類(lèi)在它們背后，180度最大的電平消除設施，而下心型則在其離軸120度位置有最大電平消除設施。舉例來(lái)說(shuō)，Meyer使用的是心型低頻區而NEXO采用的則是下心型。

　　以FIR為基礎和以IIR為基礎的數碼信號處理過(guò)濾過(guò)程

　　在一個(gè)數碼信號處理器IIR(無(wú)限脈部響應)過(guò)濾器的功能正象是模擬信號分頻器和均衡過(guò)濾器。它們的振幅和相位特征都有一個(gè)固定的關(guān)系。過(guò)多的推進(jìn)或者是抑制都會(huì )使相位回應產(chǎn)生響應的變化。

　　FIR(有限脈沖應過(guò)濾器)能夠獨立操控振幅的相位，如果每個(gè)驅動(dòng)器都在一個(gè)獨立的數碼信號處理器控制之下，那么它還可以矯正驅動(dòng)器之間在相關(guān)距離下的取消功能。有一些系統如Intellivox,使用了獨立的數碼處理過(guò)程并且為陣列線(xiàn)中的每一個(gè)驅動(dòng)器進(jìn)行放大。這種類(lèi)型的系統預示著(zhù)揚聲器技術(shù)今后大踏步前進(jìn)的方向。