耳朵和分析仪 | 探究扩声系统优化的主观和客观因素

catop5

) d  O, M* a! j- @. V
* h* V1 j% m# [' a3 h: f耳朵和分析仪 | 探究扩声系统优化的主观和客观因素

* O# v# `( ~, T
人类的判断永远是方案的组成部分，因为分析仪器只能反映某些特定问题。
$ a& Z1 ^' G2 Q
如果需要在一个场地工作很长时间，我喜欢做的一件事就是找机会熟悉系统的输入和输出，并对场地的周围环境充分了解。这也意味着我们对系统的优缺点有着深刻的认识，可以更好地帮助巡演乐队获得高质量的声音。

尽管我将这个场馆的主线阵列在整个覆盖区域内将电平和频谱变化控制在几dB以内，但这个系统和常见的典型例子一样——具有预算限制。主PA很好地覆盖了90%的座位（我数过），但和管弦乐队区齐平的前几排座位超出了覆盖范围，导致人声的清晰度不够。

' k8 p# ~! P8 c1 b3 o) A; ~原本计划用下挂补声扬声器来补充已安装的主扩系统，但即将到来的几个活动意味着来不及了，现场确实需要一个权宜之计。我把两个扬声器放在唯一实用的位置——管弦乐队演奏区的外角——并开始了调音过程。集成式的前场补声方法可归结为五个简单步骤：

/ o+ J  p& \6 H) o/ s0 \6 E  O1） 确定现有覆盖差距的范围
2 [  p# @7 N9 k0 A8 l
" E* ^- {# D, {- n! Q2） 放置并对准扬声器角度以填补间隙

3） 优化EQ

- p+ z4 G' E! @4） 调整声压级
/ ]' W5 G* K7 j& c  C* ?
5） 设置延迟

现实情况是，对于某些活动，根本没有机会设置分析仪并对补声系统进行“标准”优化。因此我决定做一个实验——我相信耳朵是系统技术最有价值的工具，所以我会通过耳朵来确定正确的声压、EQ和延迟时间，然后用分析仪来验证，看看我的判断误差有多少，这既有趣又有教育意义。
- D7 J9 A0 s5 `
: A; [8 w5 Q) s; |4 `  
; m8 a$ j+ h+ M5 T. Q* ~用耳朵
8 J) y5 `! K. P+ v6 _% |
覆盖差距：播放参考音乐的同时，我在座位区走动，找出最需要前排补声的座位。提示：要使高频衰减更清晰，请尝试使用粉噪。图1显示了左侧座位区域和补声系统的位置，受影响的座位用黄色高亮表示。

7 Z3 Q0 q  n9 v$ ?& ?& R# ?& x
位置和角度：由于装饰和视线因素，凹角是补声扬声器的唯一可用位置。我把它们对准了我认为是覆盖范围中间的地方。虽然通常的做法是将扬声器的中轴对准最远的座位，但这并不适用于前排补声，因为较近的座位需要更多的补充，而随着座位向后，覆盖主力将转移到主系统。

- X+ R( u/ i# d1 U* R. L9 ^+ A/ xEQ：通过播放参考曲目，我调整了调音台前场补声的Matrix通道上的参数EQ。前场补声的总体思路是减少高频，因为较小的高频驱动器放置在离听众更近的位置。

声压：同时播放主扩声和补声系统，调整补声系统声压，直至与主PA的声压衔接自然。
& Y2 \! R0 z) W
( u. H4 j( A' l' Q% _6 |, u延迟：站在主扩声和补声系统声压几乎相等的那一排，我从视觉上估计前场补声距离主扩声大约11英尺的距离（10毫秒），因此我在控制台的Matrix输出中给它增加了10毫秒的延迟。
  L4 @# H, K3 ?8 e" {3 I" g


通过分析仪器

稍作休息，我又回到场地，启动了（Rational Acoustics）Smaart，并再次经历了同样的过程。不过这次，分析仪数据则是我决策的主要参考。
- l2 M8 P2 ]1 u
* {5 e4 Z! M0 u8 S$ `$ ?- d9 ]/ h- C3 J覆盖差距：我首先在主覆盖区域的中间进行四次数据跟踪，并将数据取平均。这很好地表示了主扩系统在空间中的运行情况，并作为前场补声响应的目标曲线（图2，橙色轨迹）。

# s  C( b2 }2 A+ M% n


图 2

& j# x! K+ d3 D3 j该系统相对平坦的曲线（超低频静音）显示了其作为语音扩声系统的主要用途。通过在座位排上移动时进行测量，我能够准确地看到主扩的高频响应下降的位置，并确定前场补声的必要覆盖区域（图3）。
% |$ _! H# O) j$ ]3 f) g) k

" G0 S& E0 p# M6 u% U

图 3

7 z9 k4 k9 O8 F8 i$ K1 K3 o位置和角度：虽然补声系统需要覆盖比我最初想象的靠后一行，但因位置无法更改，角度仍然朝向该区域的中心。因此这两项没有变化。
, s' e8 J0 t2 i/ v2 h: d
EQ：我的耳朵告诉我补声扬声器的高频过高。为了检查这一点，我禁用了Matrix 的 EQ，并从补声覆盖区域的中间位置测量了它们的“原始”响应（图4）。




图 4

! X/ ^# Q2 C2 h* g我的耳朵判断出的声压匹配结果证明是正确的，而且扬声器的高频响应确实超过了主扩声。先不管增益设置，把EQ调回来。除了我用耳朵判断的-4.5 dB高频削减外，我在16 kHz时增加了一个额外的削减，在1.7 kHz左右提升了一点（2 dB），最终与目标曲线接近（图5）。
1 Y! J# d+ |4 p: |) g, e
0 y5 P) _) C$ E! I, n, I

5 B, m% g# p1 i( B) o
  |5 |; F4 r3 [图 5

如果有另一个参数EQ频段可用，我会将响应缓冲降低到350Hz左右，但常识告诉我优先考虑1kHz以上的响应，这正是前场补声真正发挥作用的区域（图6）。
& W* N) D" e/ P2 L( s

3 o- T4 p8 r, \+ s# E4 G2 c
) m2 c5 @0 p9 q0 e/ z( |4 l
图 6

声压级：通过耳朵进行的系统设置声压级距离完美匹配误差不到1 dB。几乎没有变化。

延迟：这是有点棘手的地方。前场补声延迟应设置在补声覆盖区与主扩覆盖区重合的点，因为这是发生最多交叉的地方。位于第四行的中间，Smaart的延迟跟踪器显示会在3.3毫秒内到达正确值。事实上，我有些过度延迟了，这是有道理的：一些系统技术故意过度延迟，以改善声像效果，因为这听起来更自然。
$ P9 y0 s: ]9 Z: M/ m  t
关于这一点有多个流派，但为了研究相位对准，我将补声系统的延迟给到3.3毫秒，以完美地同步到达时间。不幸的是，图7显示了它和主扩相位不兼容，这在A品牌的双通道点声源扬声器的轴上点和B品牌线阵列的轴外边缘之间并不意外。

% Q! X8 K' i1 A% o


图 7
) o$ ]3 p% T$ T4 z4 L/ r
由于不在一条线上，任何花哨的对齐技巧都只适用于一个座位，所以我称之为“尽可能好”。在覆盖区域内来回踱步来倾听参考音乐，确认从主PA到补声系统的平滑覆盖切换，确保没有奇怪的图像或电平跳变。
" F  D: r1 f) Y# G! y" }

1 ]' @1 z  C+ n8 J
结论

* p. C5 ]3 e/ |! A( v8 ]9 c

$ a. d9 f& W- U1 X; w% t, U我想非常清楚地表明，这篇文章不是“人类判断PK分析器”的意思。老式的耳朵经验工作流程使我在现代方法的1 dB和3 ms 误差范围内，这正好证明了判断和经验可以非常有效，我们应该相信我们在没有分析器的情况下做出改进的能力。
1 b# u' A$ U; g8 Z
# _  t( ~" [5 g7 |, Y7 y7 \$ I分析仪只需将更多信息用图像显示出来，让我们做出更好的判断。人类的判断永远是方案的组成部分，因为分析仪器只知道如何回答某些特定问题。例如，采用3.3毫秒的延时，解决了主扩和补声同时到达的问题，但还应考虑相位问题；例如，尽管获得了完美的声压匹配，但考虑到位置非常接近前排的几个座位，我最终还是将补声降低了2 dB。优化只有在满足生产需求的情况下才是“最佳”的，当前排的顾客抱怨太吵时，我们总不能回应说“这是分析仪告诉我的。”
3 l" [3 X5 P+ b/ V5 I
$ ]; e  _; }! `3 u经过这个实验，如果以后靠耳朵做出判断，我们就不会那么害怕转动旋钮。从这个意义上说，分析仪是一种重要的参考工具，而耳朵能够帮助我们做出 “人性化” 判断。
# e. x5 u* P6 _0 h+ w* d
' y7 O9 P% P. o: s, I
睿铭声光科技有限公司