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

　　近十幾年，線性聲源揚聲器陣列 技術已經(jīng)被廣泛的應用，其替代了傳統(tǒng)的點聲源陣列成為擴聲的主力。線陣揚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，對于線性陣列的遠程傳輸效果很多人早就發(fā)生了疑問。同時上例中的4只音箱組成的短線陣我們可以稱作為“波長陣列”在遠距離傳輸時，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)點聲源構成柱狀聲源的原理，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，可以把單只揚聲器在保證具有良好的高頻響應的下，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點的目標設定下，我們進行了方案實驗和測量。

　　二、劇院擴聲系統(tǒng)解決方案

　　1、單體揚聲器的解決方案

　　突破傳統(tǒng)的線性聲源和點聲源的理論，由發(fā)明高頻聲波導技術和中低頻相位調(diào)整和壓縮技術的KE122主音箱完成主頻率還原(70Hz—19KHz)。充分發(fā)揮了驅(qū)動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物理特性，保證了單只音箱高效率和高聲壓的設計目標。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，達到大聲壓144dB。經(jīng)過物理層面的反復試驗，KE系列遠程音箱系統(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替代了傳統(tǒng)線陣的小型波導。我們稱其為“3D束波聲源技術”。波導的開口是逐漸展開的，終是一個大型的開口面積，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。在計算兩只揚聲器的振膜延時距離后，我們直接采用兩只高頻驅(qū)動器共用一個傳輸腔體，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，使其靈敏度達到了116dB@16Ω 1m/1w,其大聲壓也可以達到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寸揚聲器單體，其非常緊密的靠近高頻的聲波導，以求得聲源距離的接近。同時這兩只揚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。加上為其精心設計的相位器使其具有非常平順的中低頻響應的同時，提高了其靈敏度。這樣使低頻的大聲壓也達到了144dB。整個音箱的全頻段的平均大聲壓達到了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現(xiàn)的。

　　2、實現(xiàn)簡單陣列使用

　　戶外實際測量結果(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，空氣的流動和環(huán)境的反射對于測量結果影響很大，故頻率響應和不均勻度發(fā)生變化。其通過聲計測量105米得到聲壓為115dB。

　　3、對于大型演出可以進行短陣列的組合

　　號角旋轉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。號角旋轉后可以，實現(xiàn)水平陣列，完成有束寬的點聲源陣列組合，也可以實現(xiàn)垂直陣列，進行大規(guī)模擴聲使用。

　　通過垂直陣列的組合，其更像接近于得到相位修正和3D束波的點聲源，在垂直指向性方面不會得到太大的壓縮，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)，同時相鄰揚聲器可以實現(xiàn)高頻的疊加，其全頻段的傳輸特性得到了改善。兩個音箱以高音相對組合實現(xiàn)簡單陣列，耦合效果良好，也可以根據(jù)工程需要進行張角鏈接，輕松由飛機條調(diào)節(jié)所需張角。本組為簡單的組合方式。

　　三、劇院擴聲系統(tǒng)解決方案技術特點

　　1、足夠的聲壓

　　隨著現(xiàn)代錄音技術的發(fā)展以及人們聽覺鑒賞水平的提高，要求系統(tǒng)有足夠動態(tài)余量，以適應不失真還原大動態(tài)的節(jié)目信號。本方案選用的揚聲器功率大，靈敏度高，與之匹配的功放具有足夠的功率儲備。經(jīng)計算廳內(nèi)聲壓已全面優(yōu)于國家現(xiàn)行標準，完全達到設計指標要求。

　　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"聲源陣列，有效降低陣列的梳狀濾波效應，所選用的揚聲器都是恒指向揚聲器，有利于語言清晰度的提高，聽眾區(qū)都處于揚聲器的覆蓋范圍內(nèi)，可以預見聲場均勻度是良好的，而計算機的模擬運算結果也證明了這一點。

　　3、平滑傳輸頻率特性

　　系統(tǒng)中每路揚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，而且在擴聲系統(tǒng)中，每路揚聲器都連接有一臺房間均衡器(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)中的揚聲器布置合理，主要表演區(qū)均在主擴聲揚聲器的覆蓋范圍外，所選用的揚聲器均采用恒定指向號角，-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)的傳聲增益要達到設計目標是有保障的。

　　5、低的系統(tǒng)噪聲

　　系統(tǒng)噪聲的產(chǎn)生及引入，主要跟設備的檔次以及系統(tǒng)配接方法有關。在本設計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行隔離，因此，本方案中我公司提出的本底噪聲指標是可實現(xiàn)的。

　　6、適應性強方便擴展

　　在設計過程中除對上述客觀可測量指標進行重點考慮外，還從使用的角度出發(fā)，放寬系統(tǒng)的適應性，除可以滿足會議擴聲要求外，還可以滿足多種類型的演出要求，整個系統(tǒng)有效重放頻率寬度為25Hz—18kH

　　7、可靠性高\技術成熟

　　系統(tǒng)在設計中，在揚聲器的大聲壓、功放的功率儲備、揚聲器的保護、音頻處理器的處理能力以及主控調(diào)音臺等環(huán)節(jié)引入冗余備份的設計理念。

　　8、系統(tǒng)操作管理方便

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