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既熟悉又陌生的终端——线阵音箱

电声发展历史上,经历了“大声公”、独立大音箱、音箱墙等形式的现场扩声形式后,随着现场表演(特别是特大型户外演出)的规模越来越大,以往种种形式的扩声终端愈发难以达到人们越来越苛刻的效果需求,线阵音箱就是在这样的背景情况下诞生。但线阵音箱到底是什么鬼?和它有什么特点能成为现代专业演出现场的璀璨“明星”?今天小灵就和大家八卦一下这个线阵音箱!

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什么是线阵音箱?

对于咱们国人而言,线阵音箱如同其他电声器材,最初都是舶来品。世界大品牌专业扬声器、音箱公司,都推出各自的线性阵列扬声器系统,其原理都大同小异。但各家的产品又结合自家的专长技术,在结构、箱体、单元等方面尽显专属特性,这就自然引起国内厂商的兴趣和关注。

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线阵音箱也称为线性整列扬声器,由多只单体音箱通过各种连接和固定方式组成一个具有相同的振幅与相位的音箱组(线阵组),就成了线阵音箱,是一组排列成直线、间隔紧密的辐射单元的线性音箱阵列。线阵音箱属于远程音箱,功率大实其共同属性,而且大多是三分频,特别适合室内外大型演出的扩声工程,例如奥运开闭幕式、春晚等。

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关于线阵音箱的诞生——1957年美国著名声学专家H.F奥尔森出版了经典声学专著《声学工程(AcousticalEngineering)》中,论述了线性阵列特别适合远距离声辐射,因为线性阵列能够提供非常良好的垂直复盖面的指向性,以取得良好的声效果。到了70年代出现了最早的线性阵列扬声器系统,以“声墙”形式出现的,由数十只甚至上百只音箱水平堆积、垂直叠放形成声墙。上万瓦的功率一开起来确实地动山摇、气势不凡。但人们很快发现了它的不足,不仅需要太多音箱,而且音箱之间的相互干涉,使得音质变坏,指向性、复盖面都受到影响。

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1983年在欧洲AES会上,飞利浦(就是那个整天在电视上显摆做灯泡和电动刮胡刀)公司提出了Bessel函数阵的概念采用一种简单的加权因子来解决这一问题。时至今日线性阵列扬声器系统已经充分改进,与初期不可同日而语,尤其在结构上设计上完善了特别多,例如几十只箱,可以在一小时之内完成组装、吊挂、接线,马上投入使用。



线性阵列的原理

弹幕要特别指出线性阵列并不是专业舞台音箱的特权,它不仅用在专业音箱中,也用于Hi—Fi民用音箱中。著名音响品牌“丹拿(Dynaudio)”推出的Confidence系列音箱采用的DDC(Dynaudio Directivity Control——丹拿指向性控制)结构,就是由六只扬声器组成一个小型的线性阵列。

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回顾线性阵列的产生背景,在一个大型运动场,希望四周看台的观众都能听到均匀、清晰的声音。一个常用的办法是分散扩声,在运动场四周多装多组扬声器系统,这就需要多组分散扬声器系统。奥尔森当时所称的直线声源,是由大量分布在直线上间隔相同,但非常小的等强同相点声源组成。(省略过程发展的x个字)现代制造的线性阵列扬声器系统是由若干音箱在垂直面重叠组合,形成一个水平方向角度一定(一般为90度)垂直方向较窄的波束。一个室外运动场(距离可在100m以上),有这样4条线性阵列系统就足以满足声场复盖的要求,这就是线性阵列系统的优势所在。线性阵列系统常常有一点稍稍的弯曲,目的是为得到更大的复盖角。主体部分对远场,弯曲部分对近场。使垂直指向性不对称,可在高频不足的部分聚集一些声能。



线阵音响的优缺点


优点:

1、其覆盖均匀,扩散度好。由于线性阵列的特点,在主轴垂直平面指向性呈窄波束,能量叠加可以远距离辐射。而线性列的弯曲部分下端覆盖近区,形成自近而远的覆盖;

2、线性阵列扩声音箱的改进更符合技术、工艺、安装的要求;

3、声压级大,根据软件分析,线性阵列的指向性随着频率升高指向性愈尖锐。到达一定频率,如2kHz时,指向性呈放射状,即指向性图出现波瓣。这时高频扬声器组成的声波形成器就起作用,使高频指向性叠加加强;

4、指向性强 远近场的区别较小。

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缺点:

1、线性阵列各音箱到达同一聆听点有时间差;

2、线性阵列到某一观察点有距离差;

3、距离差、时间差会引起干涉,在频率响应曲线上出现峰谷值。这在理论上早就有明确结论。分别用2只音箱、4只音箱、9只音箱各种不同摆法、不同相对位置,分别测量它的轴向频率响应及偏轴l2.5,25,37.5,50等不同角度的频率响应,可以很清楚地看到许多峰谷出现,在高频还伴随着输出下降。



怎样评价线阵音箱?


一、打远能力

音箱系统“打远”的能力,就是将原始的声音信号,保证无失真的、准确无误的送达最后一排观众区的能力。通常线阵的使用场所面临着较大的听音环境。

“打远”完全是可以被听出来的,在你走开距离音箱很远时,如果感觉失去了语言清晰度,这样的系统就不能够打远了,注意“语言清晰度”是非常重要的另一个概念,是完全不同于也不等效于“声压级”的

在这里需要注意的是高音,如果高音打不远就算失败了。大家都知道,高频和超高频的波长很短,空气对高音的衰减也很快,这是一个自然现象,所以大型远距离扩声自然就需要解决高音频的距离传送问题。


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二、平直的频响

音响系统或音箱产品的频响曲线是否要求平直?很多人在这个问题上争论,争论的焦点往往在于:好听的不一定平直,平直的不一定好听。但在线阵的试音场,平直的频响是一定的,线阵通常要面临较开阔的听音环境,而不管听众在那个位置,最起码他们听到的声音都该相差不大。所以声音传得好的线阵要求,无论场地的近、中、远场都拥有平直的频率响应和覆盖。那么如何检查线阵的平直的频响和覆盖呢,可以一边由近场走到远场,一边倾听声音的表现。

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三、水平方向的覆盖

前面我们说过,高音消散较快,打远看高音,水平覆盖也要看高音。事实上,高音的水平覆盖角度才可以说是系统的水平覆盖角度,越高的频率指向越尖锐,越难处理成较宽的角度。我们可以这样检验一下,在阵列前自左至右走动过程中,听一下声音是否在各处均有“在面前”的感觉,在最大扩展角度时感觉一下系统的“语言清晰度”,过了最大角度之后,声音应该是有一种“滚降”的感觉,就像频响曲线类似的“滚降”。

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四、声音干涉

常规音箱组合到一起是必定会谈及到声干涉,线阵虽然减小了音箱堆叠时的干涉,但也不可避免要面对这个问题,因为线阵本来就是很多只音箱组合到一起的,所以声干涉解决不好,就会产生强烈的树状滤波效应等音质恶化现象,这种声染色的出现用均衡器和相位都无法调试和修正的。所以中高频有严重的声干涉的线阵音箱一定是失败的。

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五、中频/高频直达声

在阵列的下面绝不会有中频/高频直达声。任何中频/高频声音如果出现在阵列的下方区域,那么这将是非常不理想的,你在下方区域就会听到这些糟糕的“边缘”声音(垂直平面上,“边缘”声音是在阵列的上面和下面;然而在水平平面上,这些“边缘”声音是真的在阵列的边缘)。数量相同的能量被向下反弹,还被向上反弹到天花板。我们可以这样来判断,站在阵列下面去听声音,传达到耳朵的中频/高频的声音应该是只有通过房间反射而来的声音。

水平与垂直角度控制不到位也是失败。这个更好理解,线阵都是竖着挂一串的,垂直角度的控制高音部分是靠高音喇叭单元和整体精准的无缝耦合,而中频、低频是靠喇叭单元之间直接的耦合完成的,可是水平角度的覆盖就是另外一门学问了。我们都希望线阵列的水平角度越大越好,但是这是不可能,较好的线阵音箱可以做到90-110度之间的水平覆盖。水平和垂直角度的覆盖都均匀了,才能公平的让观众享受到“完全相同”的声音,这一点都做不到,就违背了线阵较大听音环境的初衷了。



灵魂搭档的搭配——功放

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线性阵列音箱由其结构就注定是大功率的扩声终端,必须严格选择功率合理充足的的音频功放来驱动使用,详细的选择理论可以参考小灵之前推送过的文章参考。灵特出品的各种特大功率专业功放系列产品中,都有特大功率版本的型号来配对驱动大功率的线阵音箱产品,使表演现场的声音回放更清晰更震撼。其中采用高质量的元件、高精度的制作工艺和严格的稳定性测试,都能出色完成每一场大型演出的扩声驱动。正在头疼选择搭配线阵音箱的功放又刚好在看此文的你,赶快联系咱们咨询和选购大功率功放吧!


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