問(wèn)題:
1)以足夠的聲壓級(jí)覆蓋大量的聽(tīng)眾,要求多只揚(yáng)聲器(一只揚(yáng)聲器,在理論上是理想的解決辦法,但是不能提供必要的聲壓級(jí)或者覆蓋)。
2)傳統(tǒng)上,這意味著多個(gè)梯形音箱,排列得盡可能緊湊,一個(gè)音箱覆蓋一個(gè)特定的區(qū)域。這是一個(gè)把破壞性覆蓋圖形重疊降低到最低限度的企圖(這就引起時(shí)間到達(dá)/相位的不規(guī)則和形成梳狀濾波、不均勻的頻率響應(yīng)、不良的清晰度等等)。結(jié)果是傳統(tǒng)的扇形多梯形音響陣列。
3)即使采用嚴(yán)格的圖形控制,相鄰裝置之間的圖形重疊依然發(fā)生,由于不同的路徑長(zhǎng)度和信號(hào)到達(dá)時(shí)間,造成與頻率和位置有關(guān)的干擾(梳狀濾波)。形成的抵消,從坐位到坐位,在頻率響應(yīng)和聲壓級(jí)中引起廣泛的變化。
4)扇形陣列的另外一個(gè)固有的限制是,為了降低圖形重疊,應(yīng)當(dāng)只有一組揚(yáng)聲器單元指向給定的聽(tīng)眾區(qū)域?偟穆晧杭(jí)因此受到該組單元的能力的限制。試圖通過(guò)把多個(gè)聲源指向同一個(gè)聽(tīng)眾區(qū)域來(lái)提高給定區(qū)域的聲壓級(jí)(實(shí)質(zhì)上使陣列變得平坦),則由于重疊的圖形(梳狀濾波)而增加相位抵消。
5)傳統(tǒng)的系統(tǒng)投射的是球面波陣面,在水平和垂直兩個(gè)平面內(nèi)均勻擴(kuò)張。聲壓級(jí)(SPL)服從反平方規(guī)律,它表明,當(dāng)距離增加一倍時(shí),聲壓級(jí)下降6dB。實(shí)際的效果是,對(duì)于常規(guī)系統(tǒng),為了把足夠的聲壓級(jí)送到覆蓋圖形的后面,覆蓋圖形的前面有可能過(guò)響。
6)在試圖提供足夠的聲壓級(jí)的過(guò)程中,隨著音響單元的數(shù)目的增加,各種到達(dá)時(shí)間和相位抵消形成混亂的聲場(chǎng)。因此,為了克服房間內(nèi)在總聲壓級(jí)上的相位抵消效應(yīng),要求額外的功率。
解決辦法:
1)對(duì)這些問(wèn)題的解決辦法是創(chuàng)造一個(gè)虛擬單聲源。這個(gè)在理論上理想的解決辦法(依據(jù)定義),消除圖形重疊、來(lái)自鄰近聲源的相位抵消等等。但是,在整個(gè)音頻頻帶內(nèi)的實(shí)現(xiàn)變得復(fù)雜起來(lái)。
2)傳統(tǒng)的線陣列概念是由Olson,Beranek以及其他人發(fā)展的。1988年,ChristianHeil博士和MarcelUrban教授從事研究,結(jié)果產(chǎn)生了要求的條件的定義。在這些條件下,可以在可聽(tīng)的頻率范圍內(nèi),有效地把單獨(dú)的聲源耦合起來(lái),創(chuàng)造虛擬單聲源。有關(guān)的參數(shù)包括波長(zhǎng)、每個(gè)聲源的表面積、相對(duì)聲源間距。
3)這項(xiàng)研究的一個(gè)整體組成部分是Heil博士和Urban教授把菲涅耳分析應(yīng)用到理解音頻干涉現(xiàn)象。利用1800年代早期的原理(分析光學(xué)干涉),確定了L-ACOUSTICS波陣面糾正技術(shù)的準(zhǔn)則。
4)Heil博士和Urban教授1992年3月在AES發(fā)表的論文引用了這些準(zhǔn)則,
它們可以總結(jié)如下:
如果滿足下列條件中的一個(gè)或者兩個(gè),那么在一個(gè)平面或者連續(xù)彎曲的表面上,排列成陣列、并且聲源之間具有規(guī)則間距的聲源集合,等效于其尺寸與整個(gè)集合相同的單個(gè)聲源:
a.聲源之間的間距(步長(zhǎng),定義為相鄰聲源的聲學(xué)中心之間的距離),在工作頻帶的所有頻率,小于波長(zhǎng)的一半。
b.單獨(dú)的聲源產(chǎn)生的波陣面是平面的(平坦的和矩形的,在聲源的輸出有不變的相位),并且聲源的組合面積(有效輻射系數(shù))至少填充目標(biāo)輻射表面區(qū)域的80%。
5)線源陣列的性能和單獨(dú)揚(yáng)聲器箱的設(shè)計(jì),受到WST準(zhǔn)則的物理學(xué)的嚴(yán)格支配。
6)揚(yáng)聲器的外形尺寸支配著中低頻揚(yáng)聲器能夠滿足第一個(gè)準(zhǔn)則,但是高頻壓縮驅(qū)動(dòng)器則不能支配(外形尺寸太大了)。
7)為了正確耦合,高頻部分必須符合第二個(gè)準(zhǔn)則。這就直接導(dǎo)致了取得專(zhuān)利權(quán)的DOSC波導(dǎo),它是第一個(gè)能夠產(chǎn)生矩形、不變相位平面輸出的高頻裝置。這種取得專(zhuān)利權(quán)的DOSC波導(dǎo)是L-ACOUSTICSV-DOSC、dV-DOSC、ARCS系統(tǒng)的心臟。
8)L-ACOUSTICS對(duì)這些概念的應(yīng)用,在整個(gè)的頻率范圍,形成虛擬單個(gè)單元線聲源系統(tǒng),必要的時(shí)候,可以對(duì)它進(jìn)行發(fā)展和巧妙的處理,以產(chǎn)生需要的覆蓋圖形。
9)正確地應(yīng)用波陣面糾正技術(shù),線聲源系統(tǒng)產(chǎn)生的圓柱形波陣面,當(dāng)距離增加一倍時(shí),可以下降3dB(相反,傳統(tǒng)點(diǎn)聲源系統(tǒng)的球面形波陣面,當(dāng)距離增加一倍時(shí),下降6dB),從前到后,形成更均勻的覆蓋。
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