任何室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng),都存在著一個(gè)根據(jù)擴(kuò)聲場(chǎng)的聲壓級(jí)要求確定擴(kuò)聲功率總量的問題,此外還有所用揚(yáng)聲器的功率容量即通常所說的電功率的問題。因?yàn)殡姽β蔬^小,就會(huì)達(dá)不到應(yīng)有的響度、清晰度;而電功率過大,又會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。
1、擴(kuò)聲功率總量
有一種簡(jiǎn)單的估算方法比較實(shí)用,具體算法為:在應(yīng)用環(huán)境的體型和容積確定后,對(duì)于只用于語(yǔ)言擴(kuò)音的房間,所需揚(yáng)聲器的電功率可按每立方米0.3~0.5W的平均功率來計(jì)算;而對(duì)于卡音樂系統(tǒng)，則按每立方米0.5~1W的平均功率來計(jì)算;對(duì)KTV、搖滾樂曲等廳堂，每立方米2~4W甚至更高。
2、揚(yáng)聲器功率的計(jì)算
計(jì)算揚(yáng)聲器電功率的前提,即首先必須根據(jù)室內(nèi)環(huán)境的用途確定聽音區(qū)的有效值聲壓級(jí),并設(shè)定一個(gè)適量的峰值因數(shù)(通常綜藝多功能廳觀眾區(qū)的聲壓級(jí)定為85~90dB,峰值因數(shù)取為10dB);然后根據(jù)空間的大小選定揚(yáng)聲器垂直與水平兩個(gè)方向的輻射夾角、指向特性及揚(yáng)聲器的靈敏度級(jí)。在以上這些條件確定之后,才能進(jìn)入實(shí)質(zhì)的揚(yáng)聲器電功率的計(jì)算。
揚(yáng)聲器電功率計(jì)算可參照下列公式進(jìn)行:IgWs=Lp+12-10Ig(Q/4πr2+4/R)(6-1)
其中，Q為揚(yáng)聲器的指向性因素,r為聲源距離,Lp為離聲源r處的聲壓級(jí),R為常數(shù)。
從公式可以看出,室內(nèi)聲場(chǎng)是由直達(dá)聲(Q/4πr2+4/R)和混響聲(4/R)兩部分組成的,其中直達(dá)聲隨著距離的平方成反比衰減,而混響聲則是與距離無關(guān)的常數(shù);聲源的指向性只會(huì)影響直達(dá)聲，對(duì)混響聲的影響不大。在室內(nèi),為了保證一定的清晰度,要充分利用直達(dá)聲。
從有關(guān)揚(yáng)聲器電功率的計(jì)算中,可以得出以下幾條對(duì)我們很有啟示的結(jié)論。
(1)對(duì)于較大的廳堂,單純依靠提高揚(yáng)聲器功率的方法雖然可以提高聲壓級(jí),卻不一定能提高后場(chǎng)的清晰度。
(2)確定揚(yáng)聲器的電功率不僅與房間的大小有關(guān),還與所要求到達(dá)的聲壓級(jí)、揚(yáng)聲器的指向因素、房間的混響強(qiáng)度、揚(yáng)聲器的電聲效率等因素有關(guān)。
(3)實(shí)際上揚(yáng)聲器的電功率在相當(dāng)大的一個(gè)范圍內(nèi)都能滿足使用的需要,因?yàn)楣β拭吭黾右槐?聲壓才提高3dB,功率增加10倍,聲壓才提高10dB。
(4)為了應(yīng)付高潮來到時(shí)的峰值,考慮揚(yáng)聲器的功率時(shí)留必要的功率余量是十分必要的。但是,音樂的動(dòng)態(tài)范圍很寬,高出平均聲壓級(jí)10~20dB的峰值,就要有10~100倍的功率余量。使用中可以根據(jù)實(shí)際需要適當(dāng)減小音量,在音質(zhì)損失不大的情況下,能明顯降低成本。
在揚(yáng)聲器的技術(shù)指標(biāo)中,通常都會(huì)給出靈敏度這一參數(shù)。定義為:在自由聲場(chǎng)中,即沒有室內(nèi)的各種反射聲時(shí),揚(yáng)聲器軸向距離1m處的有效聲壓級(jí)和輸入電功率之比。比如JBLSR4732的靈敏度為101dB(1W，1m)。揚(yáng)聲器的靈敏度也是非常重要的指標(biāo),要達(dá)到相同的聲壓級(jí),如果揚(yáng)聲器的靈敏度相差3dB,則要求的輸入功率就相差一倍。
因?yàn)槔碚撋系挠?jì)算過于復(fù)雜和煩瑣,所以我們通常都是利用靈敏度這一參數(shù)運(yùn)用"逆推"的辦法來估算出揚(yáng)聲器所需的電功率。它主要依據(jù)以下兩條規(guī)則:在不考慮房間的混響和聲源指向性等因素的前提下，聲壓隨聲源距離的平方按反比規(guī)律下降,即距離每增加一倍，聲壓級(jí)下降6dB;揚(yáng)聲器輻射聲壓的大小與輸入功率的對(duì)數(shù)成正比,即功率每增加一倍,其聲壓級(jí)提高3dB。例如，在一大型場(chǎng)館,考慮到KVM、搖滾樂曲等強(qiáng)勁響度的需要，要求在距揚(yáng)聲器16m處達(dá)到105dB的平均聲壓級(jí),揚(yáng)聲器靈敏度為101dB(1W,1m),則逆推回去在1m處應(yīng)有101+5x6=131(dB)的聲壓級(jí);由105dB增加到135dB總共還需要增加31dB,其輸入功率達(dá)到2^10=1024(W)。
確定揚(yáng)聲器的功率后,就可以據(jù)此選定輸出功率放大器。
有一種簡(jiǎn)單的估算方法比較實(shí)用,具體算法為:在應(yīng)用環(huán)境的體型和容積確定后,對(duì)于只用于語(yǔ)言擴(kuò)音的房間,所需揚(yáng)聲器的電功率可按每立方米0.3~0.5W的平均功率來計(jì)算;而對(duì)于卡音樂系統(tǒng)，則按每立方米0.5~1W的平均功率來計(jì)算;對(duì)KTV、搖滾樂曲等廳堂，每立方米2~4W甚至更高。
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