作為一專多能的多功能劇院，其音質(zhì)設(shè)計(jì)相當(dāng)重要，音質(zhì)設(shè)計(jì)雖屬建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)范疇，這些指標(biāo)包括響度、清晰度、混響時(shí)間、環(huán)繞感、親切感等。但是，隨著電聲技術(shù)的迅速發(fā)展，通過一套優(yōu)良的擴(kuò)聲系統(tǒng) 將聲源信號(hào)盡可能不失真地在每一個(gè)座位處還原，并改進(jìn)特定聽音區(qū)的主觀聽覺感受都已成為現(xiàn)實(shí)。擴(kuò)聲系統(tǒng)可以使得歌詞清晰可靠、音樂有上佳的明晰度和細(xì)膩感、整體有適當(dāng)?shù)幕祉懜?、歌唱聲與樂隊(duì)聲都有足夠的響度和平衡感。

　　近十幾年，線性聲源揚(yáng)聲器陣列 技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，其替代了傳統(tǒng)的點(diǎn)聲源陣列成為擴(kuò)聲的主力。線陣揚(yáng)聲器從其誕生就一直爭議不斷。在經(jīng)過飽受爭議的十幾年后，線性陣列的應(yīng)用才大規(guī)模普及，現(xiàn)在以至于每一家專業(yè)音響公司都基本涉足到了線陣音響的研發(fā)和生產(chǎn)。

　　一、對于擴(kuò)聲系統(tǒng)解決方案的新思考

　　通過大量的國內(nèi)外一線品牌線性陣列的測量，對于線性陣列的遠(yuǎn)程傳輸效果很多人早就發(fā)生了疑問。同時(shí)上例中的4只音箱組成的短線陣我們可以稱作為“波長陣列”在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，與長度為24只音箱的長陣列表現(xiàn)相近，這樣給了我們很大啟發(fā)。

　　1、把低頻和中高頻分為兩種解決方案。由于低頻的波長長，延續(xù)點(diǎn)聲源構(gòu)成柱狀聲源的原理，搭建成有限長度的低頻陣列，其長度不超過其4倍波長，這樣可以得到有效疊加又可控的柱狀波。這是符合柱狀聲源的形成原理的。

　　2、既然垂直線陣無法實(shí)現(xiàn)高頻的有效疊加，我們又要減少陣列數(shù)量，可以把單只揚(yáng)聲器在保證具有良好的高頻響應(yīng)的下，通過做大聲壓來確保有限距離的高頻覆蓋。并且可以組成短陣列，這樣的效果好于加長線陣的長度，在有限的陣列長度中不再追求實(shí)現(xiàn)線性聲源，卻以提高聲壓、不均勻度和指向性能為終目的。

　　3、為了獲得較大的垂直指向，需要減少陣列的長度，保證主要頻段干涉減少。單只揚(yáng)聲器在需要具有一定的垂直指向，又要保證縱向面的覆蓋。

　　4、采用盡可能簡單方便的吊裝方式和控制方式，讓用戶使用方便。

　　在以上4點(diǎn)的目標(biāo)設(shè)定下，我們進(jìn)行了方案實(shí)驗(yàn)和測量。

　　二、劇院擴(kuò)聲系統(tǒng)解決方案

　　1、單體揚(yáng)聲器的解決方案

　　突破傳統(tǒng)的線性聲源和點(diǎn)聲源的理論，由發(fā)明高頻聲波導(dǎo)技術(shù)和中低頻相位調(diào)整和壓縮技術(shù)的KE122主音箱完成主頻率還原(70Hz—19KHz)。充分發(fā)揮了驅(qū)動(dòng)單元的高頻延展能力，做到單只音箱的全頻段都保持在良好聲學(xué)物理特性，保證了單只音箱高效率和高聲壓的設(shè)計(jì)目標(biāo)。嘗試解決了小體積大聲壓的行業(yè)難題，做到了在近似單15寸音箱的體積下，達(dá)到大聲壓144dB。經(jīng)過物理層面的反復(fù)試驗(yàn)，KE系列遠(yuǎn)程音箱系統(tǒng)已經(jīng)找到了有效的聲波耦合方案。我們更希望可以讓系統(tǒng)簡單好用，靈活輕便。

　　通過保留線性陣列聲波導(dǎo)的相位調(diào)節(jié)和分割聲源的優(yōu)勢，采用了大型低曲率的波導(dǎo)替代了傳統(tǒng)線陣的小型波導(dǎo)。我們稱其為“3D束波聲源技術(shù)”。波導(dǎo)的開口是逐漸展開的，終是一個(gè)大型的開口面積，這樣減少了高頻的損失，減少了彎曲聲道帶來的聲染色問題。在計(jì)算兩只揚(yáng)聲器的振膜延時(shí)距離后，我們直接采用兩只高頻驅(qū)動(dòng)器共用一個(gè)傳輸腔體，把相位和耦合的問題一起解決。這樣就大大的增加了整體中高頻的傳輸效率，使其靈敏度達(dá)到了116dB@16Ω 1m/1w,其大聲壓也可以達(dá)到144dB。

　　對于中低頻我們也采用了接近物理限的解決方案。采用了兩只大功率的12寸揚(yáng)聲器單體，其非常緊密的靠近高頻的聲波導(dǎo)，以求得聲源距離的接近。同時(shí)這兩只揚(yáng)聲器的布置并非傳統(tǒng)的縱向布置，而是水平呈一定的斜角布置。加上為其精心設(shè)計(jì)的相位器使其具有非常平順的中低頻響應(yīng)的同時(shí)，提高了其靈敏度。這樣使低頻的大聲壓也達(dá)到了144dB。整個(gè)音箱的全頻段的平均大聲壓達(dá)到了143.6dB! 這樣的一切都是在具有水平65 度和垂直40度的指向特性，以及與傳統(tǒng)15寸音箱相近的體積大小上實(shí)現(xiàn)的。

　　2、實(shí)現(xiàn)簡單陣列使用

　　戶外實(shí)際測量結(jié)果(兩只高音相鄰放置陣列，距離地面2米，測量高度3米，聲壓的測量為1/48倍頻程，頻率的分度為3dB一格)。紅色線條是戶外環(huán)境對于音箱傳輸?shù)挠绊?。由于距離遠(yuǎn)，空氣的流動(dòng)和環(huán)境的反射對于測量結(jié)果影響很大，故頻率響應(yīng)和不均勻度發(fā)生變化。其通過聲計(jì)測量105米得到聲壓為115dB。

　　3、對于大型演出可以進(jìn)行短陣列的組合

　　號(hào)角旋轉(zhuǎn)90度后，其水平和垂直的方向互換。陣列采用固定角度的夾角方式，以求在保證中高頻疊加的前提下，垂直方向有較大的覆蓋能力，同時(shí)可以在陣列的下方懸掛一只近場覆蓋音箱，保證整體的覆蓋面積。號(hào)角旋轉(zhuǎn)后可以，實(shí)現(xiàn)水平陣列，完成有束寬的點(diǎn)聲源陣列組合，也可以實(shí)現(xiàn)垂直陣列，進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)聲使用。

　　通過垂直陣列的組合，其更像接近于得到相位修正和3D束波的點(diǎn)聲源，在垂直指向性方面不會(huì)得到太大的壓縮，故其指向性較為均勻。由于縮小了陣列的長度從而減小了多旁瓣的互調(diào)，同時(shí)相鄰揚(yáng)聲器可以實(shí)現(xiàn)高頻的疊加，其全頻段的傳輸特性得到了改善。兩個(gè)音箱以高音相對組合實(shí)現(xiàn)簡單陣列，耦合效果良好，也可以根據(jù)工程需要進(jìn)行張角鏈接，輕松由飛機(jī)條調(diào)節(jié)所需張角。本組為簡單的組合方式。

　　三、劇院擴(kuò)聲系統(tǒng)解決方案技術(shù)特點(diǎn)

　　1、足夠的聲壓

　　隨著現(xiàn)代錄音技術(shù)的發(fā)展以及人們聽覺鑒賞水平的提高，要求系統(tǒng)有足夠動(dòng)態(tài)余量，以適應(yīng)不失真還原大動(dòng)態(tài)的節(jié)目信號(hào)。本方案選用的揚(yáng)聲器功率大，靈敏度高，與之匹配的功放具有足夠的功率儲(chǔ)備。經(jīng)計(jì)算廳內(nèi)聲壓已全面優(yōu)于國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，完全達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

　　2、良好的聲場均勻度

　　線性陣列音箱，根據(jù)聽眾區(qū)的具體位置和面積，組成"點(diǎn)"聲源陣列，有效降低陣列的梳狀濾波效應(yīng)，所選用的揚(yáng)聲器都是恒指向揚(yáng)聲器，有利于語言清晰度的提高，聽眾區(qū)都處于揚(yáng)聲器的覆蓋范圍內(nèi)，可以預(yù)見聲場均勻度是良好的，而計(jì)算機(jī)的模擬運(yùn)算結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。

　　3、平滑傳輸頻率特性

　　系統(tǒng)中每路揚(yáng)聲器通道都自帶參量均衡器，而且指向性控制范圍內(nèi)各頻率聲束寬度變化很小，而且在擴(kuò)聲系統(tǒng)中，每路揚(yáng)聲器都連接有一臺(tái)房間均衡器(在DSP數(shù)字音頻處理系統(tǒng)中)，能提供足夠的手段改善觀眾廳和舞臺(tái)區(qū)耦合空間聲場對傳輸頻率特性的影響，確保系統(tǒng)的傳輸頻率特性平滑。

　　4、良好的傳聲增益

　　系統(tǒng)中的揚(yáng)聲器布置合理，主要表演區(qū)均在主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器的覆蓋范圍外，所選用的揚(yáng)聲器均采用恒定指向號(hào)角，-6dB角外的聲能衰減迅速;另外，選用的傳聲器均為心型指向、超心型指向。因此，系統(tǒng)的傳聲增益要達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)是有保障的。

　　5、低的系統(tǒng)噪聲

　　系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生及引入，主要跟設(shè)備的檔次以及系統(tǒng)配接方法有關(guān)。在本設(shè)計(jì)中均采用本底噪聲很低的高端產(chǎn)品，系統(tǒng)采用星型接地，每路揚(yáng)聲器系統(tǒng)都自帶電源濾波電路，系統(tǒng)所有外部接口都采用變壓器進(jìn)行隔離，因此，本方案中我公司提出的本底噪聲指標(biāo)是可實(shí)現(xiàn)的。

　　6、適應(yīng)性強(qiáng)方便擴(kuò)展

　　在設(shè)計(jì)過程中除對上述客觀可測量指標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)考慮外，還從使用的角度出發(fā)，放寬系統(tǒng)的適應(yīng)性，除可以滿足會(huì)議擴(kuò)聲要求外，還可以滿足多種類型的演出要求，整個(gè)系統(tǒng)有效重放頻率寬度為25Hz—18kH

　　7、可靠性高技術(shù)成熟

　　系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中，在揚(yáng)聲器的大聲壓、功放的功率儲(chǔ)備、揚(yáng)聲器的保護(hù)、音頻處理器的處理能力以及主控調(diào)音臺(tái)等環(huán)節(jié)引入冗余備份的設(shè)計(jì)理念。

　　8、系統(tǒng)操作管理方便

　　在設(shè)計(jì)中充分考慮調(diào)音師的操作習(xí)慣和管理方便，調(diào)音臺(tái)的操作界面按調(diào)音師的操作習(xí)慣布置，操作方便靈活;系統(tǒng)中主擴(kuò)聲的所有的音頻處理設(shè)備均有密碼保護(hù)功能和多模式聲場控制及切換功能，方便管理。