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[音响] 一套科学的音响系统该如何搭建?四个方面教授你音响工程

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一套科学的音响系统该如何搭建?四个方面教授你音响工程基础知识
) r$ `. e; N8 W' m
, q5 L1 ]; ^( u8 W3 u今天,将从扩声系统基本概念、音响设备的配置、扩声系统基本操作、扩声系统的常见问题这4个方面来跟大家分享音响工程基础知识,适用于家庭影院音响系统,影K系统,希望对大家有所帮助。
+ V" ~1 [+ @: }$ T$ }! w
1 f9 a$ d( J1 o9 P- a一、扩声系统基本概念
- S4 |" `0 Q  o/ a5 [* S8 V6 ]- X2 \! }2 m1 Rwww.zghifi.com zghifi.com

扩声系统:包括电声设备与声场
. V& S( X, ^) h. s) j( U4 y) T0 i
8 Z8 x  z; _" X* H主要过程:将声信号转换为电信号,经放大、处理、传输,再转换为声信号,还原于所服务的声场环境。* S/ _) ?' k3 @) Twww.zghifi.com zghifi.com

8 `( J! @0 c. `8 I2 g; w) [www.zghifi.com zghifi.com

主要设备:音源设备、调音台、信号处理设备、功率放大器和扬声器系统等。
1 _: H' g& l  ]$ k) b
- m; Z" X* e5 V4 c7 D2 c" C扩声系统的作用:提高声压、音质加工与处理、艺术创作中的一个环节。  y4 `9 g6 E9 F: }' Qwww.zghifi.com zghifi.com


4 m# }3 v3 P& I! R6 I) m" j扩声系统基本结构如下:
+ B2 u/ @  p& U' c+ ]" B2 Z7 |5 i4 p/ M2 o( k8 d! P! Bwww.zghifi.com zghifi.com

20190614095329089967.jpg 0 L/ i$ y) q! y! V; ^) b& kwww.zghifi.com zghifi.com

" Y$ F6 g) d1 Swww.zghifi.com zghifi.com

二、音响设备的配置! c# j  c8 y4 O3 S9 M" H( b7 Twww.zghifi.com zghifi.com

2 _1 q, Y; d, g& F  ]3 b$ V  nwww.zghifi.com zghifi.com

1、功放与扬声器配置0 W3 n# W2 W% o  a7 Swww.zghifi.com zghifi.com


6 }) W' ^: I* h功率配置方法:/ s7 ^* ]- v0 A7 Gwww.zghifi.com zghifi.com


+ x& M! h1 O/ u0 N1 ~4 K功放的额定输出功率≥音箱的额定输入功率
2 W: }% p: @# r& n+ Z& ?, h  Z5 {
1 j2 L* W4 s& b2 B" o2 G功放的较大输出功≤音箱的较大输入功率6 b* X2 C5 |0 P* V. ?* N* owww.zghifi.com zghifi.com


0 [+ t9 g  Q4 J' t" R0 }实际应用:
. a  k% S. W9 i2 Z; D" _8 S% S# @0 D& x# y# twww.zghifi.com zghifi.com

对动态要求不高的扩声系统,功放额定功率是扬声器额定功率的1~1.5倍;而对动态要求高的扩声系统,功放的功率可以更大些,配置成1.5~2倍。
, ^/ a# M$ ?5 \$ a& `
* B5 H" W* ]9 @6 O  ^6 S0 p' l2、阻尼系数配置% B( P% A7 \# ]+ j$ ~1 P* C7 Uwww.zghifi.com zghifi.com


& J  P9 T2 M) m1 P8 E4 j" p家用音响系统较佳阻尼系数(Df)约为10〜20之间。
8 E5 w+ E* R% M% |& w; r9 D; f  ^& a/ e0 Xwww.zghifi.com zghifi.com

专业扩声系统的阻尼系数应尽可能高些。国标规定(Df)必须大于10,高保真取值30〜50之间。
/ V$ H' m/ }! J9 m, I% v* I, H
. M- h* E- z' Z$ f7 c3 \阻尼系数对扩声系统低频特性的影响较大。提高阻尼系数对改善低频的瞬态特性有利。
8 _: ?4 i8 Q( \$ f' X. e7 D6 B) h9 Gwww.zghifi.com zghifi.com

阻尼系数计算:
, K. B0 v0 H, h# w, H
8 M' U8 N" S9 N# }- A9 UDf =扬声器阻抗÷(功放内阻+传输线阻抗)
6 X3 {! }2 p0 J$ Q8 `( N2 v
) N1 H/ p2 v+ X  N) @3、平衡与非平衡
5 s! K4 r1 ~) z* S  T. B; `0 c: ?! I- f1 I6 c' d2 ]www.zghifi.com zghifi.com

卡侬插头有四个接线柱,要注意线路地和屏蔽地的处理方法,简单地短接处理是错误的。# W5 F1 Q! q3 r- X% owww.zghifi.com zghifi.com


% F7 p$ h  g* W7 v( i7 d* h5 n平衡传输能有效抑制各种共模干扰,适合长距离传输音频信号。非平衡传输易受外界电磁波干扰,传输距离一般不大于5米。
/ G# O2 o0 ?0 |; K1 l) r- x
" c& S0 t  {0 M: B# n$ Z1 i平衡传输对共模干扰的抑制能力受平衡性能的影响。不同档次的设备,输入、输出平衡性能的差异会影响扩声系统的抗干扰能力。
1 u& d; x1 R3 I! n" N2 r7 @8 r4 [www.zghifi.com zghifi.com

选用JACK插头时,插头类型要与音响设备输入、输出方式对应。平衡可以替代非平衡的观点是错误的。
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三、扩声系统基本操作
# g4 P( [! d" M+ N+ K9 \- _# b: j  A- ywww.zghifi.com zghifi.com

1、开启和关闭扩声系统; w- Y$ y# i& pwww.zghifi.com zghifi.com

3 u* q7 |4 c9 S# Ywww.zghifi.com zghifi.com

开机:先打开前级设备电源,按信号流程逐级向后打开其余前级设备的电源,最后打开功放的电源。( l4 B/ Q: }0 I2 h. R6 n: Hwww.zghifi.com zghifi.com


8 C0 m! O$ l9 [7 Y关机:先关闭功放的电源,按信号流程逐级向前关闭其余前级设备的电源。
. K0 \( D7 `4 l7 I
9 r7 z7 f+ o+ G# Z7 B. }# b设备在开机和关机时的“浪涌电流"冲击是造成设备故障的主要原因。  T/ }. N! u- Fwww.zghifi.com zghifi.com

. s; R2 r9 j2 |# W, swww.zghifi.com zghifi.com

结论:配置时序电源能提高扩声系统的可靠性。
( @# Z) X7 w. I: X% j" C  J
5 D: l4 A4 P/ Z; s# m2 I2、粉红噪声信号及应用
9 H( ?; E6 s; w2 M+ H+ f1 q8 Y' _# j& y, Y# n' G6 Iwww.zghifi.com zghifi.com

粉红噪声信号    噪声类型    褐色噪声信号- X+ a8 c, R1 J% Gwww.zghifi.com zghifi.com

) L# N4 o, K  xwww.zghifi.com zghifi.com

粉红噪声
9 m9 O* t& [3 P/ f9 j% x
0 {7 H5 t* m9 I1 i, q4 l3 ]% S概念:随着频率的提高,能量以-3dB/0CT逐渐减弱。+ a# |+ H- _5 G$ W- G- Qwww.zghifi.com zghifi.com


" \4 S% }' k+ C3 @7 c' u特点:与音乐中的能量分布方式相似。
8 d; D, I) Z& f, I, X7 T* N0 Z& s
* Y8 V5 I* K% q' S/ l应用:作为音响设备和系统的标准测试信号。
- H+ @6 C  U& }! N) N) \& w
5 w, W9 z! T+ Y+ d6 b7 Z8 |6 b' E粉红噪声的光谱/频谱图# }& B$ Q/ e# owww.zghifi.com zghifi.com

, g3 R0 j' ~- V1 O2 }8 rwww.zghifi.com zghifi.com

201906140953300059780.jpg
& S$ }$ f5 D7 _5 p- _+ Y1 F; O: x7 z8 i
+ B4 s* v$ H: {0 ]# |& |% a9 u白色噪声的光谱/频谱图
: t* j; }1 c5 `) n: j  }
) y1 O) c8 ^3 i+ k 20190614095330021564.jpg 0 z3 S( X7 M$ `& A( i# awww.zghifi.com zghifi.com


' a# r8 }3 B8 B2 ]. ?褐色噪声的光谱/频谱图
+ M5 g- n8 D: u" T5 ?: i) C! A) A) W2 E; ~www.zghifi.com zghifi.com

201906140953300381163.jpg 4 ?- Q6 f; X+ r  h1 Q$ Lwww.zghifi.com zghifi.com


- h- M! J# H, }) k扩声系统中的疑问
6 T& @& q) B" b/ m; p
5 d; L1 Y" Y0 r* N% \为什么音箱中高频单元更容易损坏?5 \0 h/ v5 h) C0 Y! fwww.zghifi.com zghifi.com


8 k+ P1 y) ?6 b( o( ?. g5 R  a为什么DISCO舞厅中音乐开得很响,调音师不担心扬声器的安全问题,而歌厅里的歌声并不响亮,调音师却担心扬声器的安全问题?
& U+ {. v0 E8 X' S7 u
0 \0 i! [) U$ f# n扩声系统中串接压/限器能保护扬声器吗?
0 V  \8 ], ^0 Y$ C) U; S, F7 G  z0 U; `$ E6 z, f+ m  e5 c, t; ^www.zghifi.com zghifi.com

功率配备不够的情况下怎样提高扩声的响度?
8 v; W  O2 D" Q, Q5 g4 e* s# f# h1 X* B2 ]8 l' ]www.zghifi.com zghifi.com

3、电平显示与监控/ ~7 ]$ y4 m! q" q3 Vwww.zghifi.com zghifi.com

: |. _$ {9 J+ v( K* iwww.zghifi.com zghifi.com

PPM表一一峰值电平指示,用于监控设备过载情况,PPM表的额定电平为+4dB。
9 J9 S. X  }) J+ i
* r5 Y* Y- E, |& x8 z' QVU表一一音量电平指示,用于监控听众对音乐响度的感觉,VU表的额定电平为0dB。; I' a5 P( W" u* Nwww.zghifi.com zghifi.com

) U1 c0 |. B# c. E: X- Cwww.zghifi.com zghifi.com

注意:扩声时PPM表与VU表指示的差异很大,扩声设备要留有足够的动态余量。调音台动态余量为16dB。
( }* _, R7 p# r0 i
( s* ]& u; f5 p1 ^! U8 k2 F% E4、扩声系统电平调试
: J3 {) }& c$ V2 \+ O$ q# G, I. ]4 R) p# t1 ?6 c0 g4 uwww.zghifi.com zghifi.com

动态范围=信噪比+动态余量2 L: v1 `6 v1 k% j! @/ Vwww.zghifi.com zghifi.com

5 ?5 T# j5 M$ r: ~3 Lwww.zghifi.com zghifi.com

4 G: G0 Y3 _" |- o1 V- |www.zghifi.com zghifi.com

201906140953300561320.jpg ! @! K  k( k. @8 ]& N7 d8 N$ D+ ewww.zghifi.com zghifi.com

结论:信号电平过高,易产生失真。信号电平过低,信噪比下降。* v. b9 g1 r& w9 hwww.zghifi.com zghifi.com

" Q+ d1 V% t4 q5 F5 B( d9 Awww.zghifi.com zghifi.com

调音台的电平设置
  @4 W' A3 E  Y/ ~' O% C; |) k; f, M# f1 z! \3 l% Fwww.zghifi.com zghifi.com

输入通道处于额定电平,效果较佳。
' o" I$ P8 g  @
* M3 ^$ A/ C* B5 a' J5 R+ Q混合电平调整的依据是的艺术需要。
, e4 ?- g" |0 j0 D4 l' W+ P& Z% F2 {* C1 i: v" c! t8 d5 [7 ]www.zghifi.com zghifi.com

正常扩声的输出电平设置为0〜+4dB。2 y( t8 A. D3 b1 S5 G) Hwww.zghifi.com zghifi.com


1 y$ V# v& t# x- `/ l注意:电平指示通常有三种颜色:绿色、黄色、红色。) ~3 ^( g! `' E: J) ~; Xwww.zghifi.com zghifi.com

5 r2 L9 o3 \6 Awww.zghifi.com zghifi.com

绿色表示有信号输入;黄色表示信号电平正常;红色表示电平太高。
1 j. o) Y5 k3 b, ^$ i- f
" p# H! R: k, ^电平指示偶尔出现红色状态属正常情况。
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四、扩声系统的常见问题7 S' T$ I0 f& v1 b: O+ qwww.zghifi.com zghifi.com


- c* q6 u# _7 }9 I& [1、扩声系统声压级估算
' n, B- y0 q4 @3 y& x6 p2 S1 \8 s9 ]; U! }+ V* @0 A4 nwww.zghifi.com zghifi.com

影响扩声声压级的因素:扬声器的灵敏度、功率、距离、位置以及室内混响等参数。
9 X9 R( U# m& Y
( d' v: N$ j' x5 L8 D5 p9 Z+ e自由声场中声压级:SPL=101gPe+ SPL0- 201gr
0 `4 g: r0 l. q/ `6 D
7 V2 g$ Z2 c0 b式中:SPL ——听众区声压级
" j% T' U  v+ w. `9 H0 `6 P0 I, V7 X/ C8 M, X# e+ wwww.zghifi.com zghifi.com

Pe——扬声器输入功率  w% f; m/ V- h7 Qwww.zghifi.com zghifi.com


3 D( `3 T* O7 R6 V5 j/ [SPL0——扬声器灵敏度
. k  e5 P+ _6 E4 m" g: t9 ?7 Z
- p9 W3 {6 ~" M- H' M2 q  r一一音箱与听音区距离
# c; c, T+ @4 {: I/ l5 w, x/ B9 t, \6 }www.zghifi.com zghifi.com

实例4 Z. b9 y' K; y+ F$ rwww.zghifi.com zghifi.com


1 D' t8 Q$ V3 }- g8 u8 ?+ e在自由声场中,功放的输出功率为100W,扬声器的灵敏度为100dB,问离扬声器16米处听众区的声压级为多大?- j4 X$ Q7 U& f( Y. W9 A3 e2 xwww.zghifi.com zghifi.com

# [' T$ u8 s: e9 [+ h! s- Nwww.zghifi.com zghifi.com

解:SPL= 101gPe+ SPLo - 201gr
4 |$ |" W- X+ z; j7 h7 U# q# Y% t+ S/ r; E6 E7 b6 M/ A# v% rwww.zghifi.com zghifi.com

=20 + 100 - 24  u* {* q5 d; v/ ?www.zghifi.com zghifi.com


! I4 s+ ~. h/ S# }2 @= 96 (dB)- K8 @, L3 u8 Pwww.zghifi.com zghifi.com

5 D. F# J5 R5 _* o$ j2 V6 @& L% `www.zghifi.com zghifi.com

注意:功率增加10倍,声压级上升10dB;距离增加一倍,声压级下降6dB。5 o% X! m# Q5 j1 i( n( j7 Ywww.zghifi.com zghifi.com


8 b1 K3 f9 L1 ^  y9 u7 |2、实际应用中的现象; E* ~1 ^- X9 @# _+ a9 lwww.zghifi.com zghifi.com


0 B7 c: a; \( ]1 l扬声器数量每增加一倍,较大声压级增加3dB;
; G" I- d+ O' R- s" o3 ]* Q" A2 mwww.zghifi.com zghifi.com

扬声器输入功率每增加一倍,声压级增加3dB;
0 M5 `8 i; O4 [4 Q4 W( Y9 J  r- [" C$ swww.zghifi.com zghifi.com

扬声器与听众间距离每增加一倍,声压级减小6dB;
! P& N: A5 T' {! b( L2 p8 ~
. u$ @: N$ G9 l: ~" C室内实际声压级比自由声场中的计算值高约3~9dB;
1 T: a3 C1 f5 U" d4 w. @+ Q% N4 r/ M4 p& ewww.zghifi.com zghifi.com

调音台的额定输出电平与正常扩声的声压级相对应。8 p2 }. B2 Z  Y6 _# wwww.zghifi.com zghifi.com

* I$ o" Y8 Y, W8 q6 rwww.zghifi.com zghifi.com

8 C. p4 [7 e* ]3 H" g. |0 B. `& Vwww.zghifi.com zghifi.com

201906140953300701769.jpg
7 w/ V2 j! x- D4 @* o注意:这些理论值有局限性,仅供参考。$ G4 X' u# }- q$ U7 z6 v, hwww.zghifi.com zghifi.com


5 @, o- y( H' |( B3、防止扩声啸叫的方法* ]7 b$ J: f, K4 G% l8 v, J  Vwww.zghifi.com zghifi.com

9 N: r% S3 P1 b( o6 r) K1 `6 `www.zghifi.com zghifi.com

提高传声器和扬声器的指向特性;
* d) [! v/ U$ c  b4 _, f. }% S% {7 r, H; n0 y6 ywww.zghifi.com zghifi.com

使用近声传声器;
' \2 Z, Y9 }& u, x7 J3 T% y. I5 o" y9 @# I/ Swww.zghifi.com zghifi.com

选用出色传声器和扬声器;
- M1 W9 D( a5 m1 y" ]8 G# o8 G2 P. A% G& ]1 Pwww.zghifi.com zghifi.com

均衡房间频率传输特性;6 `3 M& Q, a1 b  F$ ?" ~) ewww.zghifi.com zghifi.com


3 `; P& p  Y. o" E" m, n减小压/限器的压缩量;" J  ?+ B% ~8 swww.zghifi.com zghifi.com

& w  ~9 u# k: L/ P8 ~% W. Y& F, Cwww.zghifi.com zghifi.com

使用啸叫抑制器。
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