音响系统设计概观

pengjiangui

音响系统的设计是一种过程，并不是一种产品。假如它是一种产品的话，它就可以大量生产，并且可用于许多装置中，就像放大器或微音器一样。一种规格即可满足的有场合的要求的设计，往往不能做到完全满足，而且对许多用户来说其使用性能也极差。设计过程由许多零碎资料的收集过程的组成，就像拼图游戏里的零碎图片同时把它们拼装在一起，使得它们之间即不重叠也没有间隙。
那么，到底如何设计一种音响系统呢？有的人做起来像是铺开许多音响产品的产品目录活页，然后像投掷飞镖那样用笔画来画去；有的人做起来像是把核桃壳翻来翻去，直到找到核桃肉为止；而有的人则在轻易地计算解答极其深奥的方程式。就像举行神圣的礼仪一般，然后则为成千的听众确定一个简单的锥形8英寸喇叭（203MM）。
四种设计工具作为成功的音响系统设计者，第一种工具是知道。现在的设计者比起25年前的设计者来要幸运得多，因为现在有极其丰富的音响工程知识来源可以利用。众多的，甚至是无数的参考书完全包括了这一领域的各个方面（Davis and Davis，1987；Giddings，1990；Ballou，1991）。有各种可利用的期刊，从学术性的刊物到业务通讯刊物与和本期刊一样的商业性杂志。有各种有声望的学术交流会、讨论会及培训班，可以从各种研究机构，包括我们工业贸易协会，全国音响与文艺物资协会取得来源。各个取得认可的学院与大学也开始提供有关的课程。从上述这些渠道，可以获得极其大量的知识。但是就知识本身而言，是远远不够的。
因此，设计者的第二种工具是经验。有一种人常说，我们都是从别人脸上学会刮胡子的——在我们能够清楚地掌握我们的音响设备究竟能达到何种先进程度之前，我们往往不得不弄坏许多放大器和扬声器。这种说法是有一定的道理的。
第三种工具，也就是到目前为止最重要的一种工具，就是良好的判断力。设计者必须对人们有良好的理解，能够作出超过技术性细则的判断，能够作出进入人类内在空间的判断。一种技术上精确的设计，可能由于装配者不懂得装配，或者由于用户不懂得使用而遭到失败。实际的使用者可能不知道如何去使用这个系统，制造商可能因为没有准备好换代的产品而停止继续生产某型号的产品。
第四种工具，在过去的十年里它变得特别重要，就是计算机。具体用于音频与声学设计软件的计算机模拟技术（CADS）可以大大加快设计速度，使得它们自己在设计者工具箱里占有一个席位。但是，在这里一定要记住，计算机是不会自己做设计的，只有设计者本人才能设计音响系统。曾经有一个赌徒向一个计算机编程员请教，是否有可能编出一个计算机的程序，可以预报谁将在骞马比赛中腾出，这个编程员回答说：“当然可以，这是非常容易的事，只要假定一匹马是球形的……”三个准则成功的音响系统的许多方面是相似的，但是每一种失败的音响系统其失败的原因也是一样的，即其设计是独一无二的。使用者判断成功的音响系统，有一个著名的准则：声音是否足够大？声音是否清晰易懂？声音会不会回馈？一种声音浊足够大的音响系统，可以取得短时间的成功，但是最终会引起使用者的不满意。与过去相比，在现时这是一个比较小的问题。现代的材料与现代的制造技术，可使扬声器在著火或者损坏之前发出更大的声压水平。放大器制造商也画了一份他们的贡献，他们可以提供比以前更大的，而且更便宜的音频功率。现今的音响系统设计者还必须同时注意保护使用者的听力。这是一种进步，把声音太大的音响系统的声音降低毕竟比把声音不够大的音响系统的声音增大要容易的多。一套声音不是清晰易懂的音响系统，同样虽然可以取得短时间的成功，但很快也会引起不懑。不能听出“Johnah in the whale knew”与“Jesus will not fail you”两句歌词的区别的含糊声音，会使音响系统成为废品，而不管这音响系统能使合唱队的歌声有多好的音乐感。音响系统如果有声音回馈，则是一个即时见效的失败，没有任何理由可以原谅这一点。这是一种设计失败，而不是元件的失败。即使是比引起鸣叫低得多的声音回馈，也会使房间变得更多的声音回响，从而使需要的音量比原来设计的要大。作为音响系统的设计者，你在使用一切可能的手段，使音响的音量足够大（但不应大到有危险），使音响的声音清晰易懂，并且首要的事情先做在音响系统设计失败的原因之一是：设计者没有完全了解使用者要如何使用他们的音响。设计者必须首先确定，音响系统是如何使用的，它是用来做什么用的。这一过程就是建筑师们说的发现用户的过程。这看起来容易，但实际是是非常困难的，在使用者群体里，不同的人会出不同的回答。例如，教堂里的乐师和牧师对音响系统会有完全不同的主意。你自己一定要做到与每一个对比音响系统有关的人员进行谈话。要充分认识到，使用者可能对他们自己要做什么没有一个清楚的主见，但是如果他们碰到一个经常的用法，而你却没有考虑到允许他们这样做，则这仍然是你的错误。你应该应用你的经验与判断，满足使用者的真正需要，即使是使用者并没有想到的需要。通常，询问使用对附近的音响系统，哪些是他们特别喜欢的，哪些是他们特别不喜欢的，这是一种有用的方法。然后是房屋下一步是考察音响系统将要在其中工作的建筑物。了解建筑物的结构及材料。测定环境噪音，如果建筑还未完工，则找暖气，通风与空调（HVAC）工程师，要他们以画面的形式预期环境噪音的值。如果得不到画面的环境噪音报告，则要全力以赴，密切了解HVAC的噪音，千万不要放过。了解在建筑物的其他部分，是否有遥控的需要，如演说厅里的辅助扬声器，或者是会议厅里的音响系统。扬声器与放大器再下步是助手构思扬声器的布置，如中央扬声器布置、了解卫星延时式布置也分配式扬声器布置。每种布置系统都有各自的优点与缺点，而你所选择的系统必须满足各种参数变量。这时要在房间里对扬声器进行测试。你可以买回扬声器并把它们安装起来进行评估，但是比较容易（也比较安全）的方法是用计算机模拟房间，并对扬声器进行试验。当今的CADS技术，使你可以预期声音的分布和讲话的清晰懂程度。如果你对预期的结果不满意，则可试验其他设备布置。当你确定了扬声器之后，就要选择放大器，以使能正确地启动这此扬声器。不仅放大器的功率要足够大，而且放大器的电压——电流（V-1）特性也必须与扬声器负载相匹配。100W功率输进一个8W的扬声器志需要的放大器，与100W功率输进一个2W的扬声器的放大器是相同的。你选择的放大器还必须满足扬声器的电抗要求，用延时测量仪跨过扬声器的复合阻抗，测出其所需要的最大V-1相偏移，把测出的值与放大器原要求的最大V-1相偏移限制相比较。现在具有启发思想的，对工程进行指导的放大器制造商开始公布产品的最大V-1相偏移值，而具有启发思想、对工程进行指导的扬声器制造商也开始公布他们产品的复合阻抗值。如果你没有看到这方面的资料，请向他们索取。余下的是讯号加工设备选择与放大器和扬声器相匹配的讯号加工设备。例如，你选择的放大器和扬声器，可能需要讯号加工设备进行电子过滤处理。如果不得不选择不是防声音回馈的扬声器布置方式，则可考虑选择适当微音器进行补救。再就是你选择的讯号加工设备必须符合使用者的要求。有的人可能需要大的操作台；而有的人可能需要自动的混音器；有的使用者可能需要可编程序的、可开关的均衡器，以对不同的节目进行补强。选择使用哪一种微音器，就是选择对声音进行声学上加工的不同方式。对于微音器，音响系统的使用者可能有极强烈的偏爱，但一定要使他们在否决某种微间器之前先试一试。不要忘记其他节目可能需要不同的方式。其他及等等事项对许多工程一师来说，“其他”与“等等”是理智的失败，但是对于音响系统工程师来说，却必须经常注意“其他”“等等”一类的事项。对使用者来说，这一音响系统是否太贵啦？是否对用户的技术人员来说太困难了？外观是什么样的？建筑师会对扬声器外观感兴趣。你写些什么样说明书呢？你写的每一种说明书都应有一个基本的特徵。在设计一建筑项目中，你要说明书中写清楚所有的各个组成部分，包括它们的潜在用用途和结果。如果你的设计是用于投标目的，则要在说明书写明仅允许使用产品，或者你直接写明“批准后等效”，或者写明不能超过设备的性能。这最后一项条款，使提供某项产品的承包商也承担达到音响性能要求的责任。

老尸

佩服佩服！