系统均衡和扬声器的功率响应

第十节　系统均衡和扬声器的功率响应

一般而言，在专业扩声系统中采用均衡有两个原因：总体响应调整和反馈控制。通过使用宽带均衡和选择合适的驱动部件，可以使总体的影响更为平滑，从而得到更为自然的效果。当要求高的系统增益时，窄带的陷波式滤波器可以有效地消除在某一频率上的系统振铃倾向。下面，首先看一下对宽带均衡的要求。

音响系统通过馈入系统的粉红噪声(每倍频程等功率)来进行均衡，并且调整系统的响应，以便与房间某一点上的响应曲线相吻合，这一步骤如图6-18a所示。目前最常用的响应轮廓线如图6-18b所示。

在进行测量的房间某一点上，混响声声场是占主导地位的，利用均衡器进行的调整实际上是改变由房间的边界吸收后产生的扬声器功率响应。如果扬声器的功率响应是平滑的，那么一切就成功了；但是如果像早期的设计那样，系统的功率响应是起伏的，那么均衡会使情况恶化(如图6-19所示)。

在图6-19a中，可看到轴上响应(实线)和功率响应(点线)，这是使用带气孔的LF号筒和老型的HF辐射号筒构成的两分频系统的响应。当这样一个系统想通过均衡产生平滑的功率响应时，按照标准的中等房间均衡步骤，则系统的轴上或直达声声场响应，将构成一对“起伏”量，这将使声音和音乐听起来不自然。

图6-18　音响系统的均衡步骤

图6-19　系统均衡

现在再研究图6-19b的情况，这时系统的LF部分由一只380mm(15”)LF驱动器构成，该驱动器安装在有气孔的封闭箱上，而HF号筒是双辐向的。应注意的是，功率响应和轴上响应在整个范围上彼此都靠得很近。所以，调整房间中系统的输出将导致混响声声场响应(功率响应)和直达声声场响应(轴上响应)彼此同步跟踪变化。这样一个系统通常可以通过正确选择元器件、分频网络和换能器驱动电平来进行宽带均衡，即使要加电子均衡，其量也很小。

图6-20所示的曲线清晰地表明了这一点。在此，我们给出了大剧场在整个频率范围上R的变化情况。我们所选的房间有如下特征：

图6-20　R和混响声声压级随频率的变化情况

V=13500m³

S=3538m²

RT _125Hz=1.5sec R_125Hz=1774m²

RT_1KHz=1.2sec R_1KHz=2358m²

RT _4KHz=0.8sec R_{4 KHz}=3989m²

这种在低中和高频段上的混响时间分布情况，是典型的声学性能良好的剧场的特点。如图6-20所示，当以频率为变量计算房间常数，随着房间内1W的声功率产生的声压级变化情况，可以看到总的SPL变化量只有3dB。这种观察结果的重要性在于，如果扬声器系统呈现平坦的功率响应，那么它在该剧场中产生的混响声SPL的变化将不超过图6-20所示曲线的反曲线的范围。很显然，扬声器的功率响应越平滑，要用的均衡就越少，所有类型的节目听起来也越自然。

均衡的另一个作用是控制反馈。正像我们多次阐述的那样。如果要想稳定工作，那么扩声系统应工作于反馈点电平之下至少6dB。通过仔细选择窄带陷波滤波器，可将声音系统的最初几个振铃模式减至最小，并且整个系统增益可提高3或4倍。