線(xiàn)陣列揚聲器系統及其應用

　　近年來(lái)，線(xiàn)陣列揚聲器系統以它獨特的優(yōu)勢廣泛用于大型的擴聲場(chǎng)所。線(xiàn)陣列揚聲器系統是應市場(chǎng)需求而產(chǎn)生的，也是高新技術(shù)的產(chǎn)物，因此備受人們的關(guān)注。本文是根據“第十四屆中國國際專(zhuān)業(yè)音響·燈光·樂(lè )器及技術(shù)展覽會(huì )”期間舉辦的“線(xiàn)陣列揚聲器系統”講座的部分內容整理而成，希望能客觀(guān)地反映線(xiàn)陣列揚聲器系統的由來(lái)、發(fā)展和應用。 

　　線(xiàn)陣列揚聲器系統是市場(chǎng)的需求

上世紀六七十年代在歐美興起了以“披頭士”樂(lè )隊為代表的搖滾樂(lè )，到廣場(chǎng)上看搖滾音樂(lè )會(huì )的觀(guān)眾多達幾十萬(wàn)，擴聲是個(gè)大問(wèn)題。比如，1977年9月3日在英國的New Jersey舉行的一場(chǎng)搖滾音樂(lè )會(huì )就有60萬(wàn)人參加。擴聲系統采用多只音箱疊放在一起組成的“音塔”，安裝調試非常麻煩。經(jīng)過(guò)精心設計和調試，花費了很多精力，擴聲效果總是不盡人意。這種現象提供了一個(gè)市場(chǎng)信息，大型巡回演出需要功率大、安裝調試方便的擴聲系統。一些大公司看準市場(chǎng)需求，致力于開(kāi)發(fā)大功率、遠投射的擴聲系統。從聲學(xué)角度來(lái)考慮，有兩種方法可以獲得大功率、遠投射的效果。一種是號筒，使聲能量通過(guò)號筒集中在一個(gè)方向輻射出去，控制指向性，提高輻射效率，達到遠投射的效果。例如20世紀50年代，我們對金門(mén)、馬祖的廣播系統就曾經(jīng)采用過(guò)大號筒，一個(gè)號筒長(cháng)達十幾米，傳播距離達幾公里。另一種是20世紀30年代就提出的揚聲器陣，利用干涉原理控制指向性。事實(shí)上，當時(shí)已經(jīng)流行一種柱型音箱——聲柱。聲柱具有比較窄的垂直指向性，但是功率不夠大，投射不遠，聲音的動(dòng)態(tài)和頻寬等還存在一些需要克服的問(wèn)題。一些大公司根據自己的情況，各有側重。號筒的研究成功地開(kāi)發(fā)了恒指向性號筒揚聲器、多驅動(dòng)單元的號筒揚聲器等。法國L-Acoustics公司于1993年首先推出了V-DOSC系統，它是由一列單元音箱組成的陣列，工作原理類(lèi)同于聲柱。其垂直指向性可控制，由單元箱的數目決定，水平輻射角120°。每只單元箱的頻響為50Hz～18kHz±3dB，功率1500W，靈敏度134 dB。高頻單元通過(guò)波導管向外輻射。這是最早推出的線(xiàn)陣列產(chǎn)品，一開(kāi)始就引起了人們的關(guān)注。市場(chǎng)的需求，高新技術(shù)的發(fā)展和應用，使得線(xiàn)陣列揚聲器系統成為各公司顯耀自己實(shí)力的標志性產(chǎn)品?，F在線(xiàn)陣列已是號筒技術(shù)和陣列技術(shù)的結合，使得輻射性能更完美。

　　線(xiàn)陣列揚聲器系統的特點(diǎn)

　　單元箱規則排列

線(xiàn)陣列揚聲器系統是由一列單元箱組成，這些單元箱按一定規則排列，根據聲場(chǎng)需要可以排成直線(xiàn)和“J”字形。單元箱的數目由擴聲聲場(chǎng)的需求決定，但是必須滿(mǎn)足形成線(xiàn)陣列的基本要求，即線(xiàn)陣列的長(cháng)度至少應大于輻射聲波的波長(cháng)的一半。每一只單元箱的輻射特性有嚴格的要求。例如，輻射聲功率、頻率特性、水平指向性、失真和線(xiàn)性相位等必須滿(mǎn)足線(xiàn)陣列對它的要求。

　　功率大、投射距離遠

　　例如，EAW KF761的單元箱中的低頻單元承受功率1200W，靈敏度96dB；中頻單元功率500W，靈敏度107dB；高頻單元功率150W，靈敏度112dB。單元箱組成陣列以后，由于單元箱之間的相互作用，使得揚聲器的輻射阻抗得到了提升，提高了輻射效率。因此，采用線(xiàn)陣列揚聲器系統作為聲源在100m以外希望獲得100dB以上的聲壓級是輕而易舉的。

　　覆蓋的聲場(chǎng)比較均勻，干涉區域小，重放分辨率高

線(xiàn)陣列的垂直指向性很尖銳，一般在10°左右，最窄的可達3°。輻射的聲束窄，到達相應的觀(guān)眾區域的直達聲比較強，輻射的距離又比較遠，在很大的區域內的聲壓級的變化比較小。由于線(xiàn)陣列的旁瓣控制使得輻射聲場(chǎng)的重疊區相對比較小，干涉面小。直達聲為主的區域，聽(tīng)感好、聲音清晰、分辨率高。（節選自《演藝設備與科技》）

南京大學(xué)聲學(xué)研究所教授 趙其昌