Что такое сводка знаний по динамикам линейного массива?

1. Производство акустической системы линейного массива.

В 1960-х и 1970-х годах рок-музыка в исполнении «Битлз» появилась в Европе и США. Сотни тысяч людей приходили на площадь посмотреть рок-концерты, поэтому усиление звука было большой проблемой.

Например, рок-концерт, состоявшийся в Нью-Джерси, Англия, 3 сентября 1977 года, посетило 600 000 человек. В системе звукоусиления используется «звуковая башня», состоящая из нескольких сложенных вместе динамиков, установку и отладку которой весьма затруднительно.

После тщательного проектирования и отладки было затрачено много усилий, но эффект усиления звука всегда неудовлетворителен. Это явление дает рынку информацию о том, что для крупномасштабных гастрольных выступлений требуются системы звукоусиления высокой мощности, простые в установке и отладке.

Некоторые крупные компании заметили рыночный спрос и взялись за разработку мощных, дальнобойных систем звукоусиления. С акустической точки зрения есть два способа добиться мощного проекционного эффекта на большие расстояния.

01Один — рог

Звуковая энергия концентрируется и излучается в одном направлении через рупор, контролируя направленность, повышая эффективность излучения и достигая эффекта дальнего проецирования. Например, в 1950-х годах в наших системах вещания в Цзиньмэнь и Мацу использовались большие рупоры. Каждый рупор имел длину более десяти метров, а расстояние распространения составляло несколько километров. Исследования рупоров позволили успешно разработать рупорные громкоговорители постоянной направленности, рупорные громкоговорители с несколькими динамиками и т. д.

02Другой — массив динамиков

В системе громкоговорителей, предложенной в 1930-х годах, для управления направленностью используется принцип интерференции. На самом деле, разновидность колоночного динамика – звуковая колонка – уже в то время была популярна. Звуковой столб имеет относительно узкую вертикальную направленность, но мощность недостаточно высока, проекция недалеко, и еще есть некоторые проблемы, которые необходимо преодолеть с точки зрения динамики звука и полосы пропускания. Некоторые крупные компании имеют свои собственные приоритеты, основанные на их собственных обстоятельствах.

Французская торговая марка впервые представила систему V в 1993 году. Она представляет собой массив, состоящий из ряда динамиков, и его принцип работы аналогичен звуковой колонке. Его вертикальная направленность регулируется, определяется количеством блоков установки, а угол горизонтального излучения составляет 120°.

Частотная характеристика каждого блока составляет 50 Гц ~ 18 кГц ± 3 дБ, мощность — 1500 Вт, чувствительность — 134 дБ. Высокочастотный блок излучает наружу через волновод. Это был самый ранний продукт линейного массива, который с самого начала привлек внимание людей.

Рыночный спрос, развитие и применение высоких технологий делают акустические системы с линейным массивом знаковыми продуктами, позволяющими компаниям продемонстрировать свои сильные стороны. Теперь линейный массив представляет собой комбинацию рупорной технологии и технологии массива, что делает характеристики излучения более совершенными.

2、Особенности двухлинейной акустической системы

01Классическая коробка, обычное расположение

Акустическая система линейного массива состоит из ряда блоков. Эти боксы расположены по определенным правилам и могут располагаться по прямым линиям или в форме буквы «J» в зависимости от потребностей звукового поля. Количество блочных коробок определяется потребностями поля звукоусиления, но должно соответствовать основным требованиям для формирования линейного массива;

То есть длина линейной решетки должна быть как минимум больше половины длины волны излучаемой звуковой волны. К радиационным характеристикам каждого блока предъявляются строгие требования. Например, излучаемая звуковая мощность, частотные характеристики, горизонтальная направленность, искажения и линейная фаза должны соответствовать требованиям линейного массива.

02Высокая мощность и большое расстояние проецирования

Например, низкочастотный блок в коробке блока EAW KF761 выдерживает мощность 1200Вт и имеет чувствительность 96дБ; среднечастотный блок имеет мощность 500 Вт и чувствительность 107 дБ; а высокочастотный блок имеет мощность 150 Вт и чувствительность 112 дБ.

После того, как блоки блоков сформированы в массив, благодаря взаимодействию между блоками блоков сопротивление излучения динамика улучшается и эффективность излучения улучшается. Таким образом, можно легко использовать акустическую систему линейного массива в качестве источника звука для получения уровня звукового давления более 100 дБ на расстоянии 100 м.

03 Звуковое поле относительно однородное, зона помех небольшая, разрешение воспроизведения высокое.

Вертикальная направленность линейной решетки очень резкая, обычно около 10°, а самая узкая может достигать 3°. Излучаемый звуковой луч узкий, прямой звук, достигающий соответствующей зоны аудитории, относительно сильный, а расстояние излучения относительно велико;

Изменение уровня звукового давления на большой площади относительно невелико. Благодаря управлению боковыми лепестками линейной решетки область перекрытия звукового поля излучения относительно мала, а поверхность интерференции мала. Прямой звук доминирует в помещении, обеспечивая хорошее качество прослушивания, чистый звук и высокое разрешение.

3. Как работают динамики линейного массива?

То, как работают линейные массивы, может стать предметом довольно подробного обсуждения. Здесь мы не будем слишком подробно объяснять детали всей теории. Далее будут использоваться простой язык и математические расчеты, чтобы вы могли сначала понять, как звук, издаваемый обычным динамиком, рассеивается по мере увеличения расстояния.

01Закон обратных квадратов

Содержание закона обратных квадратов в акустике состоит в том, что интенсивность звука обратно пропорциональна квадрату расстояния между местом прослушивания и источником звука. В результате каждый раз, когда расстояние между слушателем и точечным источником звука увеличивается вдвое, звуковое давление снижается на 6 дБ. Это характеристики динамиков, которые мы обычно используем, хотя между практикой и теорией существует множество тонких различий.

02-точечный источник звука

Закон обратных квадратов предполагает, что громкоговоритель излучает во всех направлениях. Для физических динамиков такая ситуация встречается редко, если только динамик не излучает очень низкие частоты (поэтому мы всегда подчеркиваем, что бас или сабвуфер не имеют направленности).

Однако по мере увеличения расстояния распространения звука даже типичный направленный громкоговоритель (например, рупорный громкоговоритель с углом охвата по горизонтали 90° и углом охвата по вертикали 90°) будет подчиняться закону обратных квадратов и вести себя как теоретический точечный источник. Распространение звука (т.е. всенаправленное излучение)

03-линейный источник звука

Покрытие звукового давления динамиков линейного массива близко к так называемой теории линейного источника звука. При удвоении расстояния прослушивания уровень не упадет на 6 дБ. Теоретически оно падает всего на 3 дБ, но на практике результаты не столь идеальны.

В этой статье не будет подробно обсуждаться, почему существуют эти различия. Но даже в этом случае, по сравнению с динамиками с точечным источником, динамики с линейным массивом имеют уникальные преимущества в вертикальном угле охвата.

Громкоговорители с линейными характеристиками излучения источника звука позволяют добиться следующего эффекта: вы можете почувствовать относительно большой уровень звукового давления в задней части зала или на открытом воздухе, и для этого вам не нужно использовать обычные громкоговорители с точечным источником, такие как Аналогично. , мощность намеренно увеличивается, чтобы люди, находящиеся перед системой громкой связи и находящиеся ближе к ней, слышали слишком громкий звук. Его преимущество заключается в комплексной и изменяемой регулировке угла вертикального распространения звука.

Так как же добиться линейного излучения источника звука? Ответ – отмена фазы.

Фазовое подавление часто является одной из вещей, которых инженеры стараются избежать в звуковых системах, но оно играет центральную роль в узких вертикальных углах покрытия, которые громкоговорители линейного массива могут обеспечить при совместной работе.

Даже при использовании конструкции кабинета для громкоговорителей высокого уровня, которая формирует вертикальное покрытие, между громкоговорителями в линейном массиве по-прежнему существует значительное перекрытие. Другими словами, вертикальный угол охвата динамика линейного массива формируется не одним динамиком, а является результатом эффективной интерференции нескольких динамиков на выходе.

Однако в действительности каждый громкоговоритель линейного массива будет находиться на несколько разном расстоянии от аудитории, что приводит к небольшой степени подавления фазы. Конечно, вы также можете вручную вмешаться и точно отрегулировать вертикальный угол охвата динамиков линейного массива, введя электронную задержку (системы EAW Anya и Anna применяют эту технологию).

04 Меры предосторожности при использовании линейных массивов

Хотя применение фазового подавления может привести к сужению вертикального угла охвата громкоговорителей в линейном массиве, на их горизонтальный угол охвата это не повлияет. Таким образом, одиночный громкоговоритель в реальном линейном массиве может иметь угол покрытия по горизонтали 90° и угол покрытия по вертикали только 20° или меньше.

Кроме того, даже несмотря на то, что подавление фазы может обеспечить распределение линейного источника и значительно улучшить покрытие на больших расстояниях, по мере увеличения расстояния линейный массив начнет проявлять характеристики точечного источника и поддаваться закону обратных квадратов затухания на 6 дБ для каждого удвоения мощности. расстояние. .

Линейные массивы способны аппроксимировать функции линейного источника, но у них также есть некоторые ограничения и предостережения. Во-первых, общая длина массива сверху вниз определяет самую низкую частоту с характеристиками покрытия линейного источника.

Это связано с тем, что по мере того, как длина волны становится длиннее, разрыв между соответствующими моментами времени, когда звук достигает позиции слушателя от разных динамиков в позиции прослушивания, должен быть больше, чтобы достичь эффекта линейного источника звука.

Это требует большей длины массива. На другом конце спектра длины волн становятся настолько короткими, что драйверы становятся слишком большими, чтобы их можно было разместить достаточно близко друг к другу, поэтому относительная разность фаз становится слишком большой, чтобы функционировать в качестве линейного источника.

В этих случаях крупные производители будут использовать волноводные конструкции для преобразования точечных источников звука в функции линейных источников звука. Хотя все волноводные конструкции предназначены для достижения одной и той же цели, почти каждый производитель использует разную конструкцию и имеет собственные патенты для защиты своей интеллектуальной собственности. Это также самое сложное звено для производителя в процессе разработки громкоговорителей с линейным массивом.

Линейные массивы полезны в акустически сложных помещениях, поскольку вы можете контролировать их вертикальную дисперсию и уменьшать отражения звука.

Хорошим началом будет поиск способов отвести зону покрытия звука от потолка и пола, а затем выбор динамиков с определенным углом горизонтального охвата поможет вам отвести нежелательный звук от боковых стен, что приведет к лучшей четкости усиления звука в помещении.