日常大型活动中,我们常会用到线阵列本文对线阵列系统常见的问题进行了解答,希望能帮到大家更好的认识线阵列
1什么是线阵列?
声学工程师Olson在其1957年的著作中描述:线阵列是一组振幅相等并同相紧密地排成一条直线的声辐射元素由于该阵列具有垂直指向性,从而有效地投射声音,因此适用于大型,远距离的扩声系统
图1 16个全指向性声源组成8米长线阵列的指向特征
图1(MAPP)显示了16个全指向的0.5米间隔点声源的指向特性,该线阵列具有很强的指向性,能达到500 Hz的频率段; 一旦高于500 Hz, 其指向性就开始分散留意图中线阵列在低频段后部有很强的分布,500 Hz处也是如此所有传统的线阵列都是这样,因为他们在这个范围内是全指向的(该系统的水平指向图形不受垂直指向的影响,水平指向图形在任何频率都是全指向的)
图2 32个全指向性声源组成8米长线阵列的指向特征
图2 所示的是一组由32 个间隔为0.25 米的点声源线阵列声场分布图注意该阵列能保持其指向特性到1 kHz处,该处出现强烈垂直指向这说明要突出高频的指向性需要更多的密集的单元
2线阵列是如何工作的? 线阵列的特点是相互叠加与抵消一个简单的实验将说明这一点
以一个12英寸纸盆的扬声器为例,我们知道扬声器的指向性随频率而变化在低频的时候是全指向性随着波长越来越短,指向也就越来越窄; 当超过2 kHz时,开始呈放射性因此很多实际系统都采用分频和多单元设计以在音频范围内获得或多或少的一致指向性
将一只音箱放在另一只音箱上并用同一个信号来驱动,会出现不同的辐射模式两只音箱的轴线点上有相加的干涉, 其声压比单一的音箱增加了6 dB. 在其他非轴线点上,路径长度差异产生抵消,结果是较低的声压级事实上,如果用同一个正弦波来同时驱动这两只音箱时,相位就会出现完全抵消(消声室内能很好的证明)这种破坏性的干涉,就是通常所说的梳状滤波
线阵列是一排周密地间隔的低音扬声器,在阵列的主轴上产生相加的干涉,而削弱性的干涉(梳状效应)则位于两边梳状效应通常被认为是不利的,但是线阵列却依靠此工作,因为没有梳状效应,也就没会有指向性
3线阵列能否形成圆柱波?
简单说,不能
线阵列经常被误认为能够神奇地结合成声波,形成一种具有独特传播特性的圆柱波信号然而,对于线性的声学理论来说,这是不可能的:这不是科学,只是一种市场炒作
不象非线性的能够结合形成新波的水波,普通压力下的声波是不能结合的,而是一个接一个的线性的通过即使通过高度压缩驱动器的号角喉管,声波仍然遵照线性的理论很明显的一个接一个的通过即使是130dB的声压级,非线性的失真也小于1%
图3 干涉的 MSL-4音箱
图3的MAPP坐标图所示的是一对MSL-4 扬声器, 图中标记A区的阴影部分有明显的破坏性干涉然而B点的MSL-4 完全没有对交叉单元产生任何影响虽然声波在A点产生干涉, 但这种干涉能够经过另外一点而不对对方造成影响事实上, 就算关掉交叉点的音箱,在B点也听不出任何变化
该实验无论在消音室内或远离反射面的开阔地的户外来看都很成功也可以采用高通滤波器移除500 Hz以下的信息, 在500 Hz以下的频段,MSL-4 开始丧失指向性
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