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音响设备系统工程的设计(下)
发布时间:2022-07-21 点击次数:20次 作者:龙界音响
音响设备的设计是一种过程,并不是一种产品。假如它是一种产品的话,它就可以大量生产,并且可用于许多装置中,就像放大器或微音器一样。一种规格即可满足的有场合的要求的设计,往往不能做到完全满足,而且对许多用户来说其使用性能也极差。设计过程由许多零碎资料的收集过程的组成,就像拼图游戏里的零碎图片同时把它们拼装在一起,使得它们之间即不重叠也没有间隙。
功率的选定:对一特定的听音环境,要用多大的声功率才能满足要求?这也是一个很重要的问题。
人的耳朵对低音和高音的感觉在音量较小时不大敏感,这种现象随音量的减小而趋于明显。在80分贝声压时,人耳对1000赫和100赫的感觉差大约是3分贝,也就是说100赫信号只要比1000赫信号大3分贝,则听音者就会感到二者的响度无差别。而90分贝声压时,1000赫与100赫人耳已经觉得是一样响了。出于对语言和音乐信号的频谱分析,70分贝声压时语言信号的主要频率范围已经包含在较为平直的响应之中,而音乐信号要人耳对其有较平直的响应,至少应在80分贝以上。
故此,可以设立这样一个依据,语言扩音至少应有70分贝的声压,音乐节目则至少应有85分贝的声压。对1000赫音频信号来说,其响度则分别为70口方或85口方。其实,对于迪斯科音乐的重放,往往其响度高达110口方以上(作为听觉生理卫生上来说,显然是不可取的)。
那么,设定一个系统的声功率,应该略高于播放音乐节目的功率,一般应以90分贝声压为基准,当然这仅是条件许可的情况下的指导思想。并且要为系统留出12分贝的余量以满足峰值节目及安全上的要求。也就是说系统应安全地工作到102分贝声压。这仅是低的要求。工程上从高可靠和高动态放声出发的计算应取18分贝的余量,故此数值应为90+18一108分贝。这个声压是在距扬声器1米处计算的,每距离增加1倍,声压按倒数平方规律要下降6分贝,取一般中等400平方米舞厅为典型值,则听音者与扬声器距离可取在8米处,故此1米处声压应为108+18=126分贝考虑到公共场所的群杂声,好还应增加3分贝,则1米处声压应为129分贝。
可以认为,需要找一支扬声器,它能在距它1米处产生129分贝的声虚(为计算方便此时可不考虑说明书上给出的该扬声器的高声压)。那么这支扬声器至少应承受多大功率呢?应这样计算,以扬声器说明书上的1米?1瓦的灵敏度作参考。比如某扬声器1米.1瓦灵敏度为101分贝,则输入功率每增加一倍,其1米处声压增加3分贝,由101分贝到129分贝总共增加28分贝,功率则由1W增至1024瓦,当然实际上不可能由一个扬声器系统承担,至少应由2个系统分担其功率。
需要指出,这样计算就已充分考虑了各种不利因素。工作起来是很安全的。还是沿用刚才这个例子,可选用JBL G734音箱4支,每支的粉红噪声功率为200瓦,其1米.1瓦灵敏度为102分贝。功率每增加一倍,声压增加3分贝,以200瓦噪声功率算,1米处应有124分贝左右声压。两支734音箱则达127分贝,四支音箱应达130分贝,完全可满足129分贝的要求,应该说这样的计算是完全没有问题的,设备能长期稳定运行,并且留有充分的余量(工作时功放的输入音量表控制在一3Vu以F已足够)。
具体算法是这样的:先求出室内的终容积,即室内装修完成以后的有效空间体积,对于只用于语言扩音的功率要求,每立方米以0?3E平均功率计算已足够。如系用于播放音乐或作歌舞厅、夜总会、迪斯科舞厅的音响设备,每立方米至少应达0.5瓦平均功率。由此定出扬声器功率,从而定出功率大器的输出功率。
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