分布式扬声器系统的声场计算

第四节　分布式扬声器系统的声场计算

图6-9所示为一个中等尺寸的会议室或讲演厅，其容积为485m³，表面积约为440m²，房间空场时的为0.2。对于空场房间中的无扩声帮助的说话人而言，R是110m₂。但是当房间满场时，增加到0.4，而对应的房间常数为293m₂。我们计算出的针对无扩声帮助的说话人(指向性指数为3dB)的临界距离，在空场时为2m，满场时为3.4m。

图6-9　中等尺寸的讲演厅

房间装配了如图6-10所示的音响系统。40只扬声器以1.5m为中心间隔安装到天花板上，它可在高达4k Hz的区域上迭加成平滑的图案。以听觉声压级覆盖时，在整个地面区域的变化为2dB或3dB。

图6-10　中等尺寸讲演厅中的音响系统

对于这种扬声器组而言，通常的临界距离和直混比定义就含糊不清了。但是，这里我们感兴趣的只是潜在的声学增益，而这种含糊是可以忽略的。我们已经说过，扬声器组在整个房间中建立起一个均匀的声覆盖，声场的瞬态成分或相对指向性并不在增益计算的考虑因素之内。

无指向性传声器距说话人0.6m，小于1/3Dc。不管房间中有多少人，传声器都处在说话人的直达声声场中。

最远的听音人距说话人的距离为9m，大于空场时Dc的3倍，并大于满场时Dc的3倍。

当系统关闭时，无扩声帮助的说话人在传声器处产生的声压级为70dB。而当系统打开时，如果传声器处被放大的声压级可以不大于70dB，那么房间中的各处的最大声压级都是70dB。

从对临界距离的计算中，可以看出，在无扩声帮助时说话人的空场中，在听音人位置处产生的声压级为59dB，而在坐满观众时大约为55dB。对于-6dB的可利用工作delta，计算出的在听音人位置上的声学增益空场时大约为5dB，而满场时为9dB。

关闭掉直接对着传声器的扬声器，可以获得更大的增益吗?对这种密集安装的扬声器组而言是可行的。把扬声器紧密地安装到一起，是为了使声场的听觉声压级均匀一致。所以，相对而言任何单独一只扬声器的贡献都不大。但是关闭表演区的全部扬声器，而只覆盖观众区，可以提高系统增益。

在刚才所给的例子中，假定每只扬声器在语言频率范围内的指向性指数为：0°时为+6dB，45°时为+3dB，60°时为0dB。设想我们用25只扬声器覆盖观众区，并关闭房间前部的15只扬声器。理论上，潜在增益的增量对单独的听音人只有1dB，在观众席坐满时有2dB。尽管大部分直达声可以被观众吸收掉，但是增益的增大量不可能大于3dB。

要取得这些结论，计算十分冗长，但并不困难。在传声器和听音人的位置上由每只扬声器产生的相对直达声，是由极坐标图形和距离计算得来的。通过设定每只扬声器的单独声输出，就可以利用总的反射声(混响声声场)和伪直达声反射声，估算出在整个房间产生的声压级。