淺析球面波與柱面波在擴(kuò)聲中的區(qū)別
現(xiàn)在市場(chǎng)上揚(yáng)聲器大多都是球面波的擴(kuò)聲形式,球面波在擴(kuò)聲中聲音以三維方向傳播,距離加倍時(shí)聲壓級(jí)衰減6dB。
球面波傳輸特性
線(xiàn)聲源由一串距離相等的單元組成,一個(gè)理想的線(xiàn)聲源所發(fā)出的聲音會(huì)形成柱面波。柱面波的波陣面則只在兩維方向傳播,距離加倍時(shí)聲壓級(jí)衰減3dB。
柱面波傳輸特性
柱面波與球面波相比,柱面波更容易控制聲音的方向,并且傳播距離更遠(yuǎn)。真正的線(xiàn)陣列揚(yáng)聲器正是利用了柱面波隨距離變化衰減較少的特性而在大型場(chǎng)所得到廣泛的應(yīng)用。
柱面波形成的前提是線(xiàn)聲源。線(xiàn)聲源為了保證高度的一致性,對(duì)單元中心點(diǎn)距離要求很高,因?yàn)橹挥邪崖暡ǹ刂圃诖怪蓖渡浣嵌葹椤?”度時(shí),線(xiàn)聲源才能成立,才能發(fā)出理想的柱面波。
柱面波
用傳統(tǒng)的號(hào)筒擠壓方式,無(wú)法改變球面波傳播的物理特性,每個(gè)單元的投射角度最小達(dá)到垂直“10”度左右,離耦合條件需要幾乎為“0”度有很大差距。為了克服這個(gè)缺陷,傳統(tǒng)做法都會(huì)借助于聲波導(dǎo)管類(lèi)器材,力求將形成的球面波壓制在一個(gè)集中空間內(nèi)。
波導(dǎo)管(8 個(gè)路徑長(zhǎng)度和8個(gè)聲中心)
帶有金屬波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的堆疊
這時(shí)球狀單元仿照平面單元的設(shè)計(jì)隱藏于箱體中的波導(dǎo)管后。由此帶來(lái)的最大缺點(diǎn)是存在嚴(yán)重的相位異常,并且更多的波通道會(huì)引起更多的異常。
一堆傳統(tǒng)揚(yáng)聲器單元在簡(jiǎn)單堆砌的情況下,是不可能作為線(xiàn)聲源使用的。而SLS品牌音箱,采用獨(dú)特的帶式高音專(zhuān)利技術(shù)讓真正的線(xiàn)聲源成為可能。與傳統(tǒng)球形單元相比,帶式高音單元的平面結(jié)構(gòu)決定了其單元間距離更小,每個(gè)單元的投射角度幾乎為“0”度,因此,單元間可以在沒(méi)有干擾的情況下自然耦合,相位一致性得到了極大的提升。
帶式高音與球狀單元的聲波比較
通過(guò)的上述的比較,我們可以得到如下結(jié)論:與傳統(tǒng)的球狀單元相比較,無(wú)論是單元間距、單元垂直輻射角度,還是聲波耦合程度上,帶式高音單元都擁有先天的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),能夠創(chuàng)造更完美的柱面波,為線(xiàn)陣列音箱的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
SLS線(xiàn)陣列音箱就是在此基礎(chǔ)上誕生的,它的出現(xiàn)為大型擴(kuò)聲系統(tǒng)與會(huì)議擴(kuò)聲領(lǐng)域提供了更廣泛、更完美的解決方案。當(dāng)前大型擴(kuò)聲系統(tǒng)的趨勢(shì)是既要達(dá)到很高的聲壓級(jí),又擁有理想的覆蓋范圍。
傳統(tǒng)解決方案只是簡(jiǎn)單得增加音箱個(gè)數(shù)和功率,音箱之間輻射的球面波并不能有條理地耦合,容易形成混亂聲場(chǎng)、出現(xiàn)嚴(yán)重干涉,影響到聲音得有效覆蓋,不同位置的聽(tīng)眾的聽(tīng)感差異很大。
混亂聲場(chǎng)的模擬圖
作為線(xiàn)聲源的SLS線(xiàn)陣列音箱,可使所形成的柱面波覆蓋范圍更遠(yuǎn)、更精確并且不同位置的聽(tīng)眾的聽(tīng)覺(jué)感應(yīng)差異不大。在這種方案下,較遠(yuǎn)距離的聽(tīng)眾可以體驗(yàn)到前場(chǎng)聽(tīng)音享受的高保真度和非凡的清晰度,主觀(guān)上,音箱好像離你非常近而且聲音就在你面前。仿佛線(xiàn)陣列可以“看到”每個(gè)聽(tīng)眾位置,并且無(wú)阻礙的“投射”聲音。
SLS線(xiàn)陣列音箱聲場(chǎng)覆蓋示意圖
另一方面,基于精確可控的指向性,SLS線(xiàn)陣列音箱可以對(duì)柱面波覆蓋區(qū)域之外形成高聲壓級(jí)抑制,大大的降低了環(huán)境噪聲帶來(lái)的影響。例如:露天演出場(chǎng)地與居民住宅區(qū)靠的很近時(shí)。
在會(huì)議擴(kuò)聲中,會(huì)議用小型線(xiàn)陣列音箱的優(yōu)勢(shì)更加突出。由于中小型會(huì)議室、報(bào)告廳、禮堂多數(shù)墻壁裝修比較光滑,混響很重。用傳統(tǒng)音箱的情況下,由于球面波的輻射角不好控制,因此,語(yǔ)言清晰度不夠而且容易形成聲反饋。
但是,SLS音柱所形成的柱面波可以使直達(dá)聲得到加強(qiáng),主覆蓋區(qū)域的聲音更清晰,減少了混響帶來(lái)的干擾。
LS音柱聲場(chǎng)模擬圖
另外,由于SLS音柱垂直角度控制的很好,因此,抗嘯叫能力極為突出,嘯叫音量比傳統(tǒng)音箱高出近20dB。
總之,柱面波因其優(yōu)秀的傳輸特性、固有的精確指向性、靈活可預(yù)測(cè)性,為聲學(xué)設(shè)計(jì)展現(xiàn)了全新的擴(kuò)聲理念。
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