線陣列揚聲器系統(tǒng)及其應(yīng)用

    近年來，線陣列揚聲器系統(tǒng)以它獨特的優(yōu)勢廣泛用于大型的擴聲場所。線陣列揚聲器系統(tǒng)是應(yīng)市場需求而產(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(jù)“第十四屆中國國際專業(yè)音響·燈光·樂器及技術(shù)展覽會”期間舉辦的“線陣列揚聲器系統(tǒng)”講座的部分內(nèi)容整理而成，希望能客觀地反映線陣列揚聲器系統(tǒng)的由來、發(fā)展和應(yīng)用。

　　線陣列揚聲器系統(tǒng)是市場的需求

    上世紀六七十年代在歐美興起了以“披頭士”樂隊為代表的搖滾樂，到廣場上看搖滾音樂會的觀眾多達幾十萬，擴聲是個大問題。比如，1977年9月3日在英國的New     Jersey舉行的一場搖滾音樂會就有60萬人參加。擴聲系統(tǒng)采用多只音箱疊放在一起組成的“音塔”，安裝調(diào)試非常麻煩。經(jīng)過精心設(shè)計和調(diào)試，花費了很多精力，擴聲效果總是不盡人意。這種現(xiàn)象提供了一個市場信息，大型巡回演出需要功率大、安裝調(diào)試方便的擴聲系統(tǒng)。一些大公司看準市場需求，致力于開發(fā)大功率、遠投射的擴聲系統(tǒng)。從聲學(xué)角度來考慮，有兩種方法可以獲得大功率、遠投射的效果。一種是號筒，使聲能量通過號筒集中在一個方向輻射出去，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、馬祖的廣播系統(tǒng)就曾經(jīng)采用過大號筒，一個號筒長達十幾米，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。事實上，當時已經(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，聲音的動態(tài)和頻寬等還存在一些需要克服的問題。一些大公司根據(jù)自己的情況，各有側(cè)重。號筒的研究成功地開發(fā)了恒指向性號筒揚聲器、多驅(qū)動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(tǒng)，它是由一列單元音箱組成的陣列，工作原理類同于聲柱。其垂直指向性可控制，由單元箱的數(shù)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。高頻單元通過波導(dǎo)管向外輻射。這是最早推出的線陣列產(chǎn)品，一開始就引起了人們的關(guān)注。市場的需求，高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得線陣列揚聲器系統(tǒng)成為各公司顯耀自己實力的標志性產(chǎn)品。現(xiàn)在線陣列已是號筒技術(shù)和陣列技術(shù)的結(jié)合，使得輻射性能更完美。

　　線陣列揚聲器系統(tǒng)的特點

　　單元箱規(guī)則排列

    線陣列揚聲器系統(tǒng)是由一列單元箱組成，這些單元箱按一定規(guī)則排列，根據(jù)聲場需要可以排成直線和“J”字形。單元箱的數(shù)目由擴聲聲場的需求決定，但是必須滿足形成線陣列的基本要求，即線陣列的長度至少應(yīng)大于輻射聲波的波長的一半。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、失真和線性相位等必須滿足線陣列對它的要求。

　　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，采用線陣列揚聲器系統(tǒng)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。

　　覆蓋的聲場比較均勻，干涉區(qū)域小，重放分辨率高

    線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(yīng)的觀眾區(qū)域的直達聲比較強，輻射的距離又比較遠，在很大的區(qū)域內(nèi)的聲壓級的變化比較小。由于線陣列的旁瓣控制使得輻射聲場的重疊區(qū)相對比較小，干涉面小。直達聲為主的區(qū)域，聽感好、聲音清晰、分辨率高。（節(jié)選自《演藝設(shè)備與科技》）

 南京大學(xué)聲學(xué)研究所教授 趙其昌