扩声系统设计的要点和实例
宣布日期：2019-08-19 浏览量：873次
一般从严格意义上说，一套完整的音响扩声系统设计应包括厅堂音质设计和电声系统设计，其系统参数是由建筑声学参数和电声系统参数两大部分组合而成的。我从事的主要是现场演出租赁的事情，由于演出的园地一般大部分都已经过了声学上的处理，因此在这里建筑声学上的参数，如混响时间、频率响应、本底噪声等就不再另外讨论了。我主要谈的是具有实际可操作性的与现场扩声有关的声压级设计和电声系统的配置。要获得好的声音，建筑声学参数达标是重要的前提，虽然有些建筑声学参数，如频率响应、混响时间等,可通过电声设备进行赔偿，但这种赔偿是有限的，是以电声系统参数的变差为价钱而换取的（如失真等）。因此以下所谈到的设计和配置都是在建筑声学参数达标的情况下进行的。
作为一名音响高级技师经常有同行问我，为什么他们单位里用的设备层次并不低，但就是出不来好的声音？这个问题还真禁止易回覆，许多人会说是调音师的水平不可，但真的是这样吗？用的设备层次再高，但功放满功率运行时喇叭的声压级照旧不敷，不可让全场听众都听清，又或是系统调试过失，喇叭反相、限幅阈值设置过低或过高，如此这般会有好的声音泛起吗？归根究竟我认为问题照旧主要出在扩声系统的前期设计配置和后期的系统调试上。因此扩声系统的前期设计配置是否合理以及后期的系统调试是否到位是一个音响工程成败的要害所在。
现在许多工程公司在音响系统的配置上往往有两个极端，一是客户很有钱，配置的设备（特指音箱和功放）大大凌驾实际所需 ；二是客户预算有限，配置的设备基础无法满足声压级的基本要求。第一种情况，如果系统调试合理，对调音师来说到还算幸运，只是保存着资源浪费的问题 ；如果不幸遇到第二种情况，没有其他步伐，只有进行革新，但这势必又会造成一定的浪费。因此我重视的做法是在接到工程之初应合理的去配置扩声系统，在工程的最后阶段应进行科学的系统调试。
扩声系统的合理配置与调试离不开科学的理论依据，下面我列出一些要点，作为后面具体实例剖析的依据。
(一) 扬声器的灵敏度在扬声器输入端加上额定功率为1W的电信号时，距离扬声器正面0度主轴偏向1米地方爆发的声压级。它体现了电能转换为声能的效率，灵敏度越高，扬声器越容易被功放驱动。
(二) 扬声器的可蒙受功率：平均功率、节目功率（Program）和峰值功率（Peak）。
1.平均功率（噪声功率）
平均功率是以RMS电压盘算而确定的功率。国际上比较普遍的是接纳粉红噪声来对扬声器进行功率测试，因此平均功率又可称为噪声功（Noise）。噪声功率的测试标准又分为AES、IEC和EIA三种。
1）AES2-1984标准：由美国音频工程师协会公布，接纳10倍频带宽、6dB峰值因数的粉红噪声作为测试信号，测试时间为2小时，测试后单位在声学、电学和机械性能上不应爆发大于10%的永久性的改变。美国著名的扬声器厂家JBL就接纳AES标准。
2）IEC60268-5标准：由国际电工委员会公布，所接纳的测试信号为6dB峰值因数的粉红噪声，并且是按IEC标准所确定的节目信号滤波器对粉红噪进行滤波，这一节目信号的频谱模拟了真实音乐和语言的的频率漫衍，高端和低端的频率份量呈下降趋势。测试时还应凭据扬声器单位技术指标中关于频率规模的划定设置带通滤波器对上述ICE节目信号进行滤波。测试时间为100小时，测试后扬声器不应显示损坏。
3）EIA RS426标准：由美国电子工业协会公布，所接纳的测试信号也是6dB峰值因数的粉红噪声，但使用的节目滤波与IEC标准有差别，它的低频段身分较高，而高频身分要低的多，测试时间为8小时。美国扬声器生产大厂EV就接纳此种测试方法。
2.峰值功率（Peak）
峰值功率是由峰值电压盘算而确定的功率。扬声器在接受峰值因数为6dB的粉红噪声测试时，瞬间要蒙受4倍于平均功率的瞬态峰值的攻击，这个瞬态功率即峰值功率。
3.节目功率（Program）
节目功率是从老的扫描正弦波功率测试而推演出来的过时的说法，现在它不具备什么实际意义，关于大大都制造商将平均功率乘以2就获得了节目功率。
4.平均噪声功率、节目功率和峰值功率之间的关系
关于6dB峰值因数的功率测试信号，平均噪声功率（Noise）、节目功率（Program）和峰值功率（Peak）之间的比率如下表所示。
5.重点说明
扬声器测试时，如果输入的是简谐正弦信号，则峰值与RMS之间只有3dB的差值，如果输入的测试信号是峰值因数为6dB的粉红噪声，则峰值与RMS之间就有6dB的差值。海内有许多扬声器生产厂商还在使用简谐正弦信号作为测试信号，因此同样是标注250W连续功率的扬声器，接纳简谐正弦信号测试的扬声器可蒙受的峰值功率只有500W，而接纳AES、IEC和EIA标准测试的扬声器，其可蒙受的峰值功率却可以抵达1000W。这点在选用多大功率的功放去驱动此音箱时显得尤为重要。
作为一名音响高级技师经常有同行问我，为什么他们单位里用的设备层次并不低，但就是出不来好的声音？这个问题还真禁止易回覆，许多人会说是调音师的水平不可，但真的是这样吗？用的设备层次再高，但功放满功率运行时喇叭的声压级照旧不敷，不可让全场听众都听清，又或是系统调试过失，喇叭反相、限幅阈值设置过低或过高，如此这般会有好的声音泛起吗？归根究竟我认为问题照旧主要出在扩声系统的前期设计配置和后期的系统调试上。因此扩声系统的前期设计配置是否合理以及后期的系统调试是否到位是一个音响工程成败的要害所在。
现在许多工程公司在音响系统的配置上往往有两个极端，一是客户很有钱，配置的设备（特指音箱和功放）大大凌驾实际所需 ；二是客户预算有限，配置的设备基础无法满足声压级的基本要求。第一种情况，如果系统调试合理，对调音师来说到还算幸运，只是保存着资源浪费的问题 ；如果不幸遇到第二种情况，没有其他步伐，只有进行革新，但这势必又会造成一定的浪费。因此我重视的做法是在接到工程之初应合理的去配置扩声系统，在工程的最后阶段应进行科学的系统调试。
扩声系统的合理配置与调试离不开科学的理论依据，下面我列出一些要点，作为后面具体实例剖析的依据。
(一) 扬声器的灵敏度在扬声器输入端加上额定功率为1W的电信号时，距离扬声器正面0度主轴偏向1米地方爆发的声压级。它体现了电能转换为声能的效率，灵敏度越高，扬声器越容易被功放驱动。
(二) 扬声器的可蒙受功率：平均功率、节目功率（Program）和峰值功率（Peak）。
1.平均功率（噪声功率）
平均功率是以RMS电压盘算而确定的功率。国际上比较普遍的是接纳粉红噪声来对扬声器进行功率测试，因此平均功率又可称为噪声功（Noise）。噪声功率的测试标准又分为AES、IEC和EIA三种。
1）AES2-1984标准：由美国音频工程师协会公布，接纳10倍频带宽、6dB峰值因数的粉红噪声作为测试信号，测试时间为2小时，测试后单位在声学、电学和机械性能上不应爆发大于10%的永久性的改变。美国著名的扬声器厂家JBL就接纳AES标准。
2）IEC60268-5标准：由国际电工委员会公布，所接纳的测试信号为6dB峰值因数的粉红噪声，并且是按IEC标准所确定的节目信号滤波器对粉红噪进行滤波，这一节目信号的频谱模拟了真实音乐和语言的的频率漫衍，高端和低端的频率份量呈下降趋势。测试时还应凭据扬声器单位技术指标中关于频率规模的划定设置带通滤波器对上述ICE节目信号进行滤波。测试时间为100小时，测试后扬声器不应显示损坏。
3）EIA RS426标准：由美国电子工业协会公布，所接纳的测试信号也是6dB峰值因数的粉红噪声，但使用的节目滤波与IEC标准有差别，它的低频段身分较高，而高频身分要低的多，测试时间为8小时。美国扬声器生产大厂EV就接纳此种测试方法。
2.峰值功率（Peak）
峰值功率是由峰值电压盘算而确定的功率。扬声器在接受峰值因数为6dB的粉红噪声测试时，瞬间要蒙受4倍于平均功率的瞬态峰值的攻击，这个瞬态功率即峰值功率。
3.节目功率（Program）
节目功率是从老的扫描正弦波功率测试而推演出来的过时的说法，现在它不具备什么实际意义，关于大大都制造商将平均功率乘以2就获得了节目功率。
4.平均噪声功率、节目功率和峰值功率之间的关系
关于6dB峰值因数的功率测试信号，平均噪声功率（Noise）、节目功率（Program）和峰值功率（Peak）之间的比率如下表所示。
5.重点说明
扬声器测试时，如果输入的是简谐正弦信号，则峰值与RMS之间只有3dB的差值，如果输入的测试信号是峰值因数为6dB的粉红噪声，则峰值与RMS之间就有6dB的差值。海内有许多扬声器生产厂商还在使用简谐正弦信号作为测试信号，因此同样是标注250W连续功率的扬声器，接纳简谐正弦信号测试的扬声器可蒙受的峰值功率只有500W，而接纳AES、IEC和EIA标准测试的扬声器，其可蒙受的峰值功率却可以抵达1000W。这点在选用多大功率的功放去驱动此音箱时显得尤为重要。
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