吳國(guó)強(qiáng)

【摘 要】 分析構(gòu)成線聲源揚(yáng)聲器和條型揚(yáng)聲器的條件，并結(jié)合實(shí)際案例介紹條型線聲源揚(yáng)聲器的特點(diǎn)及在語(yǔ)言擴(kuò)聲中的應(yīng) 用。

【關(guān)鍵詞】 線聲源揚(yáng)聲器；條型揚(yáng)聲器；條型線聲源揚(yáng)聲器；語(yǔ)言擴(kuò)聲；應(yīng)用案例

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.08.010

【Abstract】The author analyzes the conditions of composing line sound source speaker and strip-shaped oudspeaker， and introduces the characteristics of strip-shaped line sound source speaker and its application in speech reinforcement according to actual case.

【Key Words】line sound source loudspeaker； strip-shaped ludspeaker； strip-shaped line sound source speaker； language sound reinforcement； application case

在大多數(shù)情況下，語(yǔ)言系統(tǒng)的擴(kuò)聲中隱藏著許多不易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。事實(shí)上，語(yǔ)言擴(kuò)聲比音樂(lè)擴(kuò)聲需要特定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和音響設(shè)備的選型。原因非常簡(jiǎn)單，音樂(lè)需要較寬音域及更大比例的混響效果聲，而語(yǔ)言擴(kuò)聲則對(duì)語(yǔ)言清晰度有更高的要求。

就語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，任何不自然的色彩（比如：擴(kuò)聲場(chǎng)所的建聲缺欠、糟糕的傳聲器、劣質(zhì)的揚(yáng)聲器等）均會(huì)凸現(xiàn)出來(lái)。因?yàn)槿藗兩钤谡Z(yǔ)言聲音的環(huán)境中，以至于連對(duì)方情緒上的一絲變化也能從其語(yǔ)言中發(fā)現(xiàn)。在筆者學(xué)習(xí)的專業(yè)電影錄音中，語(yǔ)言（對(duì)白）在電影、電視劇中的比重占70%以上。在人們的日常生活和工作中，商務(wù)談判、產(chǎn)品演示、演講報(bào)告、指揮控制等都是人與人之間的語(yǔ)言交流，要更好地達(dá)到表述的目的，就需要用使用語(yǔ)言擴(kuò)聲系統(tǒng)。所以，在語(yǔ)言擴(kuò)聲系統(tǒng)中，對(duì)語(yǔ)言的真實(shí)還原是筆者一直堅(jiān)持不斷探索的領(lǐng)域。

筆者將在文中重點(diǎn)介紹條型線聲源揚(yáng)聲器，它能夠播出擴(kuò)散性良好、響度合適、聲音分布均勻、還原度高的聲音，可作為語(yǔ)言擴(kuò)聲中最后的聲音還原設(shè)備，用于語(yǔ)言擴(kuò)聲及多媒體音頻的播放，滿足會(huì)議發(fā)言、報(bào)告演示、教師講課的擴(kuò)聲需求。

1 線聲源揚(yáng)聲器的構(gòu)成條件及特點(diǎn)

1.1 構(gòu)成線聲源揚(yáng)聲器的條件

1957年，美國(guó)著名聲學(xué)專家H.F奧爾森提出了相關(guān)理論，認(rèn)為揚(yáng)聲器按直線排列能夠提供良好的垂直覆蓋面和指向性，特別適合遠(yuǎn)距離聲輻射，可以取得良好的聲音效果。

1988年，Christian Heil博士和Marcel Urban教授深入研究了線聲源，即在可聽(tīng)的頻率范圍內(nèi)有效地把單獨(dú)的點(diǎn)聲源耦合起來(lái)，創(chuàng)造虛擬聲源，提出構(gòu)成線聲源揚(yáng)聲器的條件：

（1）陣列的每個(gè)聲輻射器（發(fā)聲單元）以一個(gè)同相位平面形波陣面工作。

（2）陣列的聲輻射器之間的間距（定義為相鄰聲源的聲學(xué)中心之間的距離），需小于其工作頻帶上限波長(zhǎng)的一半。

（3）聲源的組合面積（有效輻射系數(shù)）至少填充目標(biāo)輻射表面區(qū)域的80%。

1.2 點(diǎn)聲源和線聲源的傳輸損失

點(diǎn)聲源是以單點(diǎn)擴(kuò)散式的球面波形傳播，如圖1所示；線聲源是以寬闊偏平的柱狀形波傳播，如圖2。

點(diǎn)聲源在傳輸中的衰減，每增加1倍距離聲音衰減6 dB；線聲源在傳輸中的衰減，每增加1倍距離聲音衰減3 dB。

良好的線陣列揚(yáng)聲器以接近線聲源的方式進(jìn)行擴(kuò)散，基本符合上述線聲源的擴(kuò)散規(guī)律，其特點(diǎn)是單只發(fā)聲體的垂直角度小，有效地解決了揚(yáng)聲器之間的聲干涉問(wèn)題，同時(shí)，線聲源揚(yáng)聲器聲壓衰減慢、傳輸距離遠(yuǎn)。

2 條型揚(yáng)聲器

2.1 條型揚(yáng)聲器的外形和結(jié)構(gòu)

條型揚(yáng)聲器的外形和結(jié)構(gòu)如圖3～圖5，其寬度為32 mm、厚度為14 mm，長(zhǎng)度分別為260 mm、480 mm、920 mm三種規(guī)格。

傳統(tǒng)音柱的尺寸和額定功率見(jiàn)圖6。條型揚(yáng)聲器的尺寸和額定功率見(jiàn)圖7。

2.2 條型揚(yáng)聲器的聲音特點(diǎn)和頻率特性

條型揚(yáng)聲器的發(fā)音單元是條型帶狀結(jié)構(gòu)，音圈是長(zhǎng)條型，相較于傳統(tǒng)電動(dòng)式發(fā)音結(jié)構(gòu)，條型揚(yáng)聲器的音圈和輻射面一致化，其高頻頻率特性有所改變，高頻失真較小，如圖8所示。

從圖9和圖10的測(cè)試結(jié)果可以看出，條型揚(yáng)聲器適合語(yǔ)音擴(kuò)聲，因?yàn)檎Z(yǔ)言擴(kuò)聲需要在高頻失真小、語(yǔ)言清晰度表現(xiàn)好的揚(yáng)聲器。文中所有測(cè)試均在浙江省電子電聲產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心進(jìn)行。

2.3 關(guān)于條型揚(yáng)聲器的指向性

揚(yáng)聲器的指向性就是揚(yáng)聲器發(fā)聲時(shí)的覆蓋面和方向，是揚(yáng)聲器選型和設(shè)計(jì)時(shí)的重要參考數(shù)據(jù)。

條型揚(yáng)聲器的直達(dá)聲軸向頻響的范圍較寬，不易嘯叫；同時(shí)，條型揚(yáng)聲器具有扁平的條型外形。這兩個(gè)特點(diǎn)使其擺位更方便簡(jiǎn)單，可以融于裝飾設(shè)計(jì)之中。不僅如此，該揚(yáng)聲器的垂直指向較小而水平指向較寬，對(duì)環(huán)境的要求不高，在未經(jīng)過(guò)專業(yè)建聲處理的廳堂也能獲得一個(gè)較為寬闊的聽(tīng)音區(qū)域。條型揚(yáng)聲器的垂直指向性較小，因此，對(duì)廳堂的天花和地面的要求不高，對(duì)于玻璃天花和大理石地面的廳堂也可勝任。當(dāng)房間的吸聲和擴(kuò)散措施都做得比較合理時(shí)，能獲得更加寬闊的聲場(chǎng)和精確的聲像定位。

3 條型線聲源揚(yáng)聲器

筆者介紹的條型揚(yáng)聲器的發(fā)聲模塊（單元）屬于“長(zhǎng)方形平面聲源”，它的研發(fā)者也是日本LOBO揚(yáng)聲器的研發(fā)人——中野雅樹(shù)先生。當(dāng)時(shí)，LOBO線陣列已被公認(rèn)為擁有線性技術(shù)的線陣列揚(yáng)聲器。文中的條型揚(yáng)聲器是在LOBO揚(yáng)聲器基礎(chǔ)上，結(jié)合帶狀發(fā)聲原理而研發(fā)的創(chuàng)新型成果。在保證輸出功率更大的情況下，全新的磁路設(shè)計(jì)使高頻瞬態(tài)響應(yīng)更好、失真更小，從而避免了大動(dòng)態(tài)音圈打底的現(xiàn)象。endprint

從上述對(duì)條型揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和測(cè)試結(jié)果看，基本滿足ChristianHeil博士和MarcelUrban教授提出的線聲源的要求。因此，本文中的條型揚(yáng)聲器可以定義為條型線聲源揚(yáng)聲器。

雖然本文所述的條型線聲源揚(yáng)聲器與線陣列揚(yáng)聲器的擴(kuò)散衰減接近，但需要注意的是，不能簡(jiǎn)單地把“線聲源”等同于實(shí)際的線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)。線聲源揚(yáng)聲器是由一組排列成直線、間隔緊密的輻射單元構(gòu)成。這些輻射單元的相同結(jié)構(gòu)使聲輻射具有相同的振幅和相位。

綜上所述，條型線聲源揚(yáng)聲器具有以下特點(diǎn)：

（1）在頻寬方面，低頻下限僅到425 Hz，無(wú)法滿足語(yǔ)言全頻段擴(kuò)聲要求；而高頻上限可達(dá)到20 kHz，表現(xiàn)較為突出。

（2）在諧波失真方面，測(cè)量結(jié)果顯示其失真值小于10%（2.83 V， 20 Hz～20 kHz，帶障板，水平放置），作為非高保真揚(yáng)聲器來(lái)說(shuō)表現(xiàn)還不錯(cuò)。

（3）在靈敏度方面，測(cè)試結(jié)果按照±3 dB的上下限來(lái)看，帶障板測(cè)試條件下能滿足語(yǔ)言擴(kuò)聲要求；而在無(wú)障板情況下，測(cè)試結(jié)果無(wú)法滿足語(yǔ)言擴(kuò)聲的要求。

（4）在指向性方面，無(wú)論是水平方向還是垂直方向，其指向性角度均適用于語(yǔ)言擴(kuò)聲的要求。

（5）從聲壓的衰減情況來(lái)看，帶障板測(cè)試時(shí)衰減情況均為距離每增加一倍聲壓衰減4 dB，說(shuō)明衰減特性優(yōu)于一般點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器，傳播近似柱面波傳播特性。

綜合上述測(cè)試結(jié)果，此條型線聲源揚(yáng)聲器適用于語(yǔ)言類擴(kuò)聲。筆者經(jīng)過(guò)多次試聽(tīng)認(rèn)為，在語(yǔ)言頻段，條型線聲源揚(yáng)聲器的音質(zhì)優(yōu)于同價(jià)位的傳統(tǒng)點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器。

4 工程應(yīng)用實(shí)例

4.1 大型語(yǔ)言場(chǎng)所：上海靜安寺講經(jīng)堂

上海靜安寺位于市中心，是鬧市中難得的清修之地。靜安寺講經(jīng)堂位于大雄寶殿一層，正方形廳堂面積約1 000 m2。

4.1.1 音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)須考慮的問(wèn)題：

（1）根據(jù)GB50371-2006《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）以主觀語(yǔ)言音質(zhì)優(yōu)先的原則：音頻系統(tǒng)不同于其他系統(tǒng)，其產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)只能作為客觀的參考，與最終的主觀聽(tīng)感很難達(dá)到一致。因此，在充分考慮技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，要經(jīng)過(guò)主觀試聽(tīng)后選擇適合的以語(yǔ)言音色為主的擴(kuò)聲產(chǎn)品，通過(guò)合理的搭配，最終組合出一個(gè)主觀聽(tīng)感滿意的系統(tǒng)，從而滿足講經(jīng)的語(yǔ)言擴(kuò)聲要求。

（3）使用場(chǎng)所的功能要求：該場(chǎng)所以講經(jīng)、詠經(jīng)為主，廳堂環(huán)境古典雅致，不希望揚(yáng)聲器在建筑環(huán)境中過(guò)于突兀。條型線聲源揚(yáng)聲器的體積小、重量輕，用普通的雙面膠就可以粘結(jié)在講經(jīng)堂的墻壁上，適合講經(jīng)堂隱形安裝的要求。

4.1.2 揚(yáng)聲器的選型和技術(shù)參數(shù)

最終在講經(jīng)臺(tái)正面安裝了8只LA-14條型線聲源揚(yáng)聲器，4只LSW-1低頻揚(yáng)聲器，兩側(cè)還各安裝了4只LA-14，作為補(bǔ)聲揚(yáng)聲器。LA系列條型線聲源揚(yáng)聲器的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。由于LA系列在語(yǔ)言的低頻段下限不足，為此研制了專門補(bǔ)充低頻的LSW-1揚(yáng)聲器，可簡(jiǎn)單連接LA系列揚(yáng)聲器，見(jiàn)圖11，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

4.1.3 揚(yáng)聲器點(diǎn)位的布局

根據(jù)場(chǎng)地的實(shí)際大小，采用創(chuàng)音科技（上海）提供的試用軟件做了模擬聲場(chǎng)圖，見(jiàn)圖12，以確定使用LA系列的型號(hào)和相應(yīng)數(shù)量。根據(jù)模擬聲場(chǎng)圖以及在現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)安裝試聽(tīng)，最后揚(yáng)聲器布局施工圖見(jiàn)圖13。

4.1.4 竣工后的總結(jié)

正式投入使用后，條型線聲源揚(yáng)聲器清晰的聲音得到了一致認(rèn)可。不僅如此，該揚(yáng)聲器的隱形安裝更是備受關(guān)注，為了使條型線聲源揚(yáng)聲器融入整體裝修，將揚(yáng)聲器噴涂成與墻壁一樣的顏色來(lái)進(jìn)行隱藏，見(jiàn)圖14、圖15。

4.2 會(huì)議類場(chǎng)所：上海松江九亭社區(qū)辦公樓會(huì)議室

上海松江九亭社區(qū)辦公樓是新建的辦公樓，樓內(nèi)有報(bào)告廳、中型會(huì)議室、小會(huì)議室、戶外LED顯示屏，均使用了條型線聲源揚(yáng)聲器。

根據(jù)報(bào)告廳的大小做了揚(yáng)聲器點(diǎn)位圖，見(jiàn)圖16，共配置了8只LA-14條型線聲源揚(yáng)聲器和2只低頻補(bǔ)聲揚(yáng)聲器，功率放大器、調(diào)音臺(tái)、會(huì)議傳聲器均按常規(guī)配置。

雖然主揚(yáng)聲器就在主席桌的后面，實(shí)際安裝見(jiàn)圖17、圖18。揚(yáng)聲器直對(duì)會(huì)議傳聲器，但不嘯叫。雖然沒(méi)有配置返送揚(yáng)聲器，講話者也能聽(tīng)到揚(yáng)聲器播放的聲音。因此，條型線聲源揚(yáng)聲器的擴(kuò)聲音質(zhì)得到了臺(tái)上演講者和臺(tái)下聽(tīng)眾的肯定。

圓桌會(huì)議室是常用的會(huì)議室，通常，其揚(yáng)聲器安裝的做法是：若有聲像定位要求，則在主席座位的后面或兩側(cè)吊掛2只傳統(tǒng)全頻揚(yáng)聲器；若無(wú)聲像定位要求，或由于裝飾設(shè)計(jì)上無(wú)法吊掛的，則選用吸頂揚(yáng)聲器。然而，條型線聲源揚(yáng)聲器的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)揚(yáng)聲器安裝位置的限制，即在會(huì)議室的任意墻壁上緊貼墻面就可以安裝，只要安裝的距離大于該揚(yáng)聲器長(zhǎng)度的2倍即可，如圖19。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)多項(xiàng)工程實(shí)踐，筆者認(rèn)為條型線聲源揚(yáng)聲器能夠滿足語(yǔ)言的解析力和語(yǔ)音的還原度，但也存在大動(dòng)態(tài)聲音表現(xiàn)不足的問(wèn)題，主要是在中低頻段的沖擊力度不夠。如上述靜安寺講經(jīng)堂項(xiàng)目中，有時(shí)會(huì)播放佛教音樂(lè)，其中的大鼓就需要大動(dòng)態(tài)和沖擊力，所以，需要大口徑的超低頻揚(yáng)聲器。

音響設(shè)計(jì)的目的是為了表達(dá)聲音的真實(shí)效果。不同語(yǔ)言場(chǎng)所對(duì)語(yǔ)言擴(kuò)聲的要求不盡相同，必須通過(guò)整體系統(tǒng)的支持才能實(shí)現(xiàn)。音響師要掌握所使用的音響設(shè)備，更要了解語(yǔ)言聲和音樂(lè)聲的差別，這樣才能知道如何調(diào)整系統(tǒng)才能把語(yǔ)言聲真實(shí)地還原出來(lái)，從而使技術(shù)手段與聲音藝術(shù)相互共鳴。

（編輯 薛云霞）endprint