音响系统解决方案设计.docx
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音响系统解决方案设计
音响基本概念介绍
音响的概念：
音响基本与声音密切相关，涉及各方面知识的事物，基本上针对人对声音的美好追求，以系统客观技术性能为基础，满足人的主观听感的结合体。
定义：
音响是指一种把各种声音成含有声音信息的信号，通过一系列的电声能力装换设备和电子设备，再次还原（保真-失真）为声音，并调整（设备选择，系统调试）成为基本服务对象，所需要的声音效果的工具。
工作目标-工作内容
音响系统：
为了完成某个工作目标，所需要不同功能用途线，不同性质的材料，部件，设备与人员的组合。
为了完成把各种声音成信号转化人所需要的声音效果，所需要的各种设备，连接线，电源供应，以及操作人员的配合。
专业音响:
专业人员，专业团体。
专业设备，（功能比较）。
专业知识（系统配置）。
专业音响：
组成系统的设备功能相对专一系统从配置到连接，设置，调试及操作环节，都需要相关人员具备专业知识或专业技能。
并通过正确的操作处理，才能正常工作并发挥应有效果，音响种类，包括舞台扩声音响，录音棚音响，会议及广播，电影院音响等。
音源，调音台，周边，功放，音响，连接线。
扩声音响系统的硬件构成；由音源设备，调音台，周边设备，功放，音响及信号线，音响线构成。
设备连接；6.5直插（高阻抗，高电压），卡侬（低阻抗，低电压传输，信号低弱），阻抗低（不容易干扰，传输跟距离）
专业音响设备输入输出插座带用两种规格插座。
1．卡侬头（XLR）；针对低阻抗成低电压，信号传输设计，不易受干扰，传输距离远。
2．6.5MM直插（TRS）针对高阻抗或高电压信号传输设计易受干扰，一般传输距离不超过10米，超过后易产生干扰噪声。
3．数字信号不受干扰。
卡侬对卡侬匹配，直插对直插匹配。
4．混接；输出卡侬对输入直插噪声明显，输出直插信号强对输入卡侬低会产生失真（声音大音响容易坏）加大增益容易啸叫。
5连接区别；卡侬对卡侬，直插对直插，尽量不要混用，否则可能会产生不良后果。
若上级设备卡侬输出接下级直插输入，因卡侬口设计输出电压低，信号弱，音量不足时加大增益，提高音量的同时噪声会增大。
若上级设备直插输出接下级卡侬输入，因直插口设计输出电压，再有强信号时，容易导致下级设备失真甚至损失音响中的喇叭。
平衡与非平衡传输
平衡式；用三个焊点的插头（卡侬或大三芯）与双芯线带屏蔽线材制作。
双芯线传输信号的正负端屏蔽层专业阻挡外界干扰，抗干扰性能较好，主要用于专业设备。
非平衡式；用两个焊点的插头（大二芯或莲花）与单芯线或双芯线合带屏蔽的线材制作，芯线传输信号正端屏蔽层在阻抗外界对芯线干扰的同时，信号负端传输易受干扰，主要用于家庭音响成本乐器。
非平衡式输出的音源设备（比如电声乐器）离调音台的距离较远时，若直接接入调音台极易受干扰产生噪声，此时可在靠近音源输出的端口‘DL数据传输线路BOX盒子’（DL数据传输线路盒/引导盒）把交阻抗非平衡信号转为低阻抗平衡或信号，再接入调音台。
电脑同时接音频和视频设备时，若电源没有接地，电源设备产生的感应电会通过VGA/HDML线外壳，半入电脑主板，再通过音频线，进入音响系统产生噪声，在不能明确电源接地的情况下，可采用以下方式解决。
1把设备背板的接地悬浮开关（GND）拔一下
2断开音频线接地端（D脚的连接）
3在电脑音频输出和调音台输入之间加音频（隔离变压器）
烧喇叭的原因
1违规操作；在功放已打开的情况下。
开关功放前的设备或插拔信号插头。
2关机时在低视频部分会产生很强的脉冲信号，可能在瞬间造成低音喇叭损坏（70DB。
）
3开机时会产生的频带较宽的脉冲，最强点在中频区域（1-2K）,对低音威胁不大，但会造成高音喇叭瞬间振幅过大，导致音源线与音出线的接点断开，损坏高音喇叭。
4带电插拔信号插头的瞬间，会产生全频带范围的强脉冲信号，同时威胁低音和高音喇叭安全。
一．避免措施
1按规定开关机，开机时最后开功放，关机时最先关功放。
2禁止在功放打开的情况下插拔插，若要调整设备需插拔插头是，应关闭信号通道或关闭功放后操作。
二．功放和音响功率配置不合理
1功放的功率大小，音响性能不能充分发挥，音量不够时，推大信号导致功放过载失真，容易损坏低音和喇叭。
2功放的功率过大，容易导致喇叭震动部分（纸盘高音膜）的震动幅度过大，超出设计允许范围，从而造成喇叭机械性损坏（纸盘破裂，音源引出纸扯断，高音膜破裂）。
避免方法；根据音响额定功率和使用切合特点，合理配备功放功率（后面讲）
三．设置不当造成
每个音响度有自己频响范围指标。
这基本描述音响可以正常转换成声音的电信号频率范围，超出该范围的电信号音响中的喇叭，不能正常性换为声音。
主要转换为热量，因音响，响体散热不良，会导致喇叭音圈温度不断升。
从而使固定音圈的胶水融化，线圈散脱损坏喇叭。
避免方法；根据音响的频响范围下限频率值，利用设备上的低切（LOWCUT/HPF）功能切除不必要的低音部分，成利用处理器中的分频（X-OVEK）功能合理设置输出给音响的电信号频率范围。
四．操作不当
音源输入调音台的信号过强成调音台输出功放的信号过强。
都可能损坏喇叭。
音源输入调音台，会导致调音台失真，威胁高音。
功放输入信号过强，会产生削波失真，威胁低音。
烧高音的原因分析。
音源（话筒，播放器，乐器）输入到调音台的信号过强（输入电平过高），会导致调音台产生高频谐波失真，这是一种即使信号中没有高频成分，电路也会自己产生大量高频成分的失真现象，直接威胁高音喇叭安全，严重时可在瞬间烧掉高音。
电平；（LEVEL）描述信号强弱的指标，单位是分贝（DB）,电平数值越大，表示电平越高，信号越强。
设备上的LED电平表的刻度，表示的电平值。
如何查看调音台输入电平
大部分模拟调音台按下输入通道上的监听开关（标记为“PFL”或“SOLO”）可把输出电平表转为指示该通道的输入电平，数字调音台或较大型的溶出级模拟调音台，一般每路带有输入电平指示表，可直接查看各路输入电平。
模拟调音台输入电平超过+6db就可能失真。
数字调音台电平表刻度最大值为0db,一般超过—16db就可能产生失真。
输入电平超过+6db怎么办。
通过调节输入增益旋钮调整，增益（gain/tyim）；描述设备内的电路对信号进行放大或衰减程度的指标单位是分贝（db）,增益数值为正数表示放大，为负数表示衰减，增益值为0db则不增补减。
调音台增益控制分三级
1.输入增益旋钮；控制输入信号大小。
2.输入推道推子量；控制本路信号发送到输出通道的信号大小。
3.输出推道推子；控制发送给下一级设备的信号大小。
输入电平+9电路增益-6输出电平+3=输入电平+益值。
增益旋钮或推子的刻度值为增益值。
输入电平的调节
针对各音源输入在使用前，应由歌手，主持人，试话筒或让乐手演奏。
把输入电平的最大值调到“0”db至+6“db”之间数字电平在“-22db’至-16db即可。
遇到不彩排活动，主持人，歌手一上台发声，要马上检查其话筒输入电平。
若最大值超过+6db,要立即调低输入增益并适当推高推子，以免音量明显下降。
给烧低音喇叭的原因分析
功放输入的信号过强，功放会产生削波失真（过载失真）。
输入输出放大极限
正常信号过大信号极限
削波失真（clip）;也叫过载失真，给功放输入的信号过大，超过功放放大能力极限后，功放对超出的部分不再按放大倍数比例放大，产生类似，将信号波形顶部削平的失真现象，削波后的信号变成“方波”严重威胁低喇叭安全。
功放削波失真后，输出的信号含有大量方波成分，进入喇叭后会导致音圈温度迅速升高至500-600度，持续30-60秒。
即可烧坏音圈损坏喇叭。
在功放失真时，所接的喇叭功率越大，温度升的越快，越容易损坏，音响中的低音喇叭功率一般几百瓦，远高于高音喇叭几十瓦的功率，所以在功放失真时，主要烧低音。
如何了解功放是含失真的，通过功放输入电平表指示。
按ELA标准规定功放输入电平指示灯，一方面指示输入信号大小，一方面显示功放工作状态，其含义如下；
1.绿灯亮，信号正常，功放状态正常，无需理会。
2.黄灯亮（如果有）功放输出功率已达到80%左右，需注意控制输入给功放的信号大小。
3.红灯（标有clip修剪成limit限制）闪亮，功放的输出功率已达100%，不可再加大给功放的信号。
4.红灯常亮；危险，功放进入削波状态持续30-60秒，即可烧低音喇叭。
如何防止功放失真，烧低音。
1.人工方法，控制调音台的输出电平。
关键；找出可以导致功放失真的输出电平值（安全上限）方法；1.连接音源，调音台，功放，暂不接音箱。
把功放输入旋钮开最大。
2.播放一首比较强劲的音乐，推起调音台推子，推到刚刚亮红灯。
3.在调音台上观察，电平表指示，在功放亮红灯时刻度位置上做个记号。
以后在操作本系统时，不管推子推到什么位置，要求输出电平指示不超过做记号的位置功放就不会失真，喇叭相对安全。
用压限器保护系统。
压限器是压缩/限幅器的简称。
包括压缩和限幅两种工作模式，其中压缩（compress）用于声音调整限幅（limiting）用于系统保护。
工作原理简介
压限器：
通过检测输入信号电平决定是否启动工作，若信号电平高于设定值（启动电平值）启动工作，启动后采用降低自身增益（类似拉低推子）的方式减少输出电平，若信号电平低于启动电平值，不启动或从不工作状态恢复到不启动状态。
可调参数介绍：
1.threshold:
启动电平值，用于设置触发压限器，启动的信号电平，比如设为‘0db’，当信号电平≥0db时启动工作信号电平≤0db时不启动或从工作状态恢复到不启动状态.
2.Ratio;压缩比，设置压限器启动后，按什么比率降低增益减为一半，设为10:
1则减至十分之一，设为最大值（无穷大∞:
1或lnf）转为限幅模式。
3.Attack：
启动时间设置压限器启动后，用多长时间把增益降下来，类似拉推子的速度，时间短=拉得快。
4.Release:
恢复时间，设置压限器在设备触发其工作的大信号通过或消失后，用多长时间把增益恢复到原位，类似把推子推回去的速度，时间短=推得快，时间长=推得慢。
设置方法：
1.连接音源，调音台，压限器，或处理器，功放。
暂不接音箱，把功放输入旋钮开到最大。
2.在压限器面板或控制软件界面时把启动电平值（thre－）和压缩比（R－）设为最大。
启动时间（A－）和恢复时间（R）设为最小。
音源
调音台
LR
ININ
·
压限器处理器
OUTOUT
ININ
功放
音箱不接
话筒啸叫扩声系统正反馈自激，当话筒可以收到音箱发出的声音时，音箱的声音通过话筒再次再次进入系统形成循环（回援），在循环中信号能量不断加强的现象叫正反馈。
（如图所示）`音
箱
调音台功放
当信号能量增强到一定程度，超过话筒头后方电路可承受的程度（临界线）电路会产生自激振荡现象，电路产生的自激信号通过音箱发出声音就是啸叫声!
啸叫产生所需要的条件
1.必要条件：
话筒可以接收到音箱发出的声音。
2.诱发条件：
系统对话筒增益过高（推得过大）
3.诱发条件：
系统频响特性不平坦，有突出的部分。
原因分析与对策
1.
关于话筒拾取音箱声音方面，这是啸叫产生的必要条件，只要想办法避免或减少音箱的声音进入话筒，就可以减少啸叫产生的机会。
2.话筒处在音箱正面区域对···
3.着音箱，对第二调整音箱位置，··
避免对着话筒，音柱横置暗装···
圆桌会议室
3.背景板（墙）会把返听音箱的声音反射进入话筒引起啸叫!
对调整音箱角度，避免轴向反射声进入话筒。
4.
音箱发出的低音传播方向性会像侧后的舞台上扩散，
如果在舞台上使用全向拾音
特性的话筒（头戴，领夹居头戴领夹
多），就可以收到音箱发出的低音低音
低音，产生低频啸叫。
中高音全向拾音中高音
在扩声现场不要使用任何型式的全向拾音特性的话筒，要用心型或超心型话筒。
○
心型
一般用在只进不出正面和侧面接收超心型
的录音棚，电视台。
后面不接收。
主要接收正前方全向各个方向都接收侧面不接收，后
面有微弱接收能
力。
5.针对合唱或乐器拾音,错误使用了转为录音设计的捕捉声音细节能力强大的振膜电容话筒，这种话筒在现场使用比其它类型的话筒更容易捕获音箱的声音引起啸叫。
☆应使用小振膜电容话筒，针对合唱或乐器拾音一般。
1支可以收6-8人。
5.歌手/主持人捂话筒头，会把话筒变成全向拾音易啸叫。
☆给话筒头加上直径8cm左右的大号海绵，防风罩，防止捂话筒。
关于对话筒增益过高（推太大了）
增益过高是诱发啸叫的条件，通常都是因为话筒音量不够，被追加大增益，找出背后的原因，想办法解决就可以进一步防止啸叫的产生。
突破临界诱发啸叫自激临界线
1.音箱配小了或数量不够，推
到正常时音量不够，再推大易
啸叫。
☆在使用前要根据实际情况，过高增益
通过计算确定所用音箱型号反馈加强正常增益
和数量能满足现场音量要求。
话筒信号
2.场地比较长，并且只使用了舞台两侧的音箱扩声，推到正常。
后场音量不够，再推易啸叫。
在中后场加补声音箱
3.讲话的人离话筒较远，并且使用进距离拾音特性的话筒。
大部分手持式话筒均离此类。
有效拾音距离一般过20cm,甚至50cm超出后，拾音能力严重下降，音量小，再推大易啸叫。
应使用远距离拾音特性的小振膜电容话筒
4.歌手/主持人自身音量，开到正常时话筒音量不够，在推大易啸叫。
☆换用配备灵敏度高的话筒头（通常是电容头）的话筒，话筒的灵敏度，指话筒头在收到一个特定音量的声音时，转换出的电信号的电压值，一般2mv/pa,2.5mv/pa表示数值，越大灵敏度越高，在接收同样音量的声音时，输出的信号越强表现出的音量也越大，无需过多加大增益，即又有较大音量。
5.话筒没有正确佩戴，偏离嘴巴部方向，声音小，推大易叫。
☆由专业人员协助演员戴话筒，确保对准嘴部，必要时用胶布固定。
关于系统频响特性不平坦
未经调试的或调试不到位的系统，频响特性不平坦这与音箱自身缺陷和使用环境有关。
若频响特性有突出的部分。
在有反馈叠加时，容易突破临界诱发啸叫。
☆在使用系统前要测系统的频响特性频谱并用均衡器调整平坦。
突破临界线啸叫
频响特性
反馈加强自激临界线
系统频响特性的测量。
测量工具：
smuartlive（斯玛特）软件工具
构成：
一台装有smuartlive软件的电脑。
一个有2路输入，2路输出的USB声卡。
一个测试话筒。
测试声卡
USB
IN12声卡
LRLR
OUT
接调音台线路输入
测试话筒LINEIN
安装和设置
1.在电脑中安装声卡驱动和smuartlive软件，建议使用V5.X经典版。
2.设置软件音频接口：
保持声卡与电脑连接，打开smuartlive软件，在电脑键盘上按“ALT”和“A”键。
打开设置界面在“wave”（输入）和“waveout”（输出）栏。
各自选择所连接的外置声卡型号，按“确定”后软件将通过外接声卡发送和接收信号。
3.声卡带有directmonitor（直接监听）功能，要设为“off”关闭，状态或把监听（monitor）旋钮拧到最小，否则测试时会啸叫。
4.测试时要在声卡上打开“+48v”幻象电源（PHANTOM）给测试话筒供电，并拧开输出旋钮发送信号。
注意：
软件默认的频谱显示带有峰值保持，若不需要在电脑键盘上“ALT”和“L”键，打开界面后把两个标有“RTAPeakHoldon”旁的勾选取消即可，初次使用设置好后，下次我需设置。
频响频谱测量方法
1.声卡接调音台那一路上的均衡旋钮，系统中的均衡器或处理器中的均衡（EQ）功能均设为平直状态。
2.测试话筒放在主要听音区（VIP区）高度同人耳，与音箱之间无阻挡。
3.测试时采用单路测试，测哪一路音箱，关闭其它音箱，若一路有多只音箱，要全部打开，不要只打开一只。
4.打开测试软件，选择“spevtrum”（频谱测量）键，下方的“scale”（频谱刻度）选“1/3”软件显示的频谱条就和31段均衡器每个推杆相对应，其它选项保持默认值。
5.单击右下方的“Generator”发生器图标，打开测试信号界面。
选择“pinksweep”（粉红扫描）信号，下方的电平值。
在“-9”到“0”任选，勾选本界面上“Generatoron”或按亮主界面右下方的“ger”键打开测试信号。
6.按下软件上“on”键推起测试信号音量盖过环境噪声，在软件上可见到蓝色基准频谱和绿色系统频谱。
调整声卡输入旋钮可调节频谱高度，便于观看，注意不要调到软件电平表亮红灯。
均衡器调节方法
1.测出系统频谱后，观察一下。
找出较平坦的部分，调整测试信号音量或声卡输入旋钮。
把这部分调到与基准频谱对齐，此时哪里高，哪里低就一目了然。
2.把鼠标点在频谱条上可在数据栏上显示对应的频率值，在均衡器上找到对应频率的推杆进行调整。
☆只有全频箱的63HZ以下和16KHZ以上不用调整，有超过低于40HZ以下也不用调整。
把频谱调到大致平坦，尤其没有明显突出即可。
不必追求，调成一条直线（很难，也没有必要）。
参量均衡器的使用
音响上常用的均衡器有图示和参量两种。
音响均衡器（GEQ）每段调整的频率是固定的，并且每段调整的范围是相同的。
参量均衡器（PEQ）每段调整的频率是可选的，调整的范围也是可以改变的，每段参量均衡一般有三种模式选择和参数调整，filtertype。
1.钟型模式（parametric（参数多态）/belypeak）.调整以选定频率为中心的以个频率。
2.低架模式（low-shey/lo-sh/ls）;对选定频率以下的部分进行整体调整。
3.高架模式（high-shey/hi-sh/hs）对选定频率以上的部分进行整体调整。
可调参数介绍
1.频率选择（freq/f/hz）让用户选择要调整的频段的中心频率（最高点或最低点对应的频率）。
2.增益调节（gain/g/db）;用于提升或衰减。
3.带宽调节（bandwidth/bwy）用于调节该段均衡的控制范围，不同的，产生有些用Q值描述带宽。
有些用out值，来描述，用Q值描述的，Q值越大，范围越小。
Q值越小，范围越大。
用oct值描述的out值大，范围大。
1.414
Out值和Q值是反比关系out值=
Q值
使用方法
1.测出系统频谱后，找一个要调的频段，测出该段中心频率。
（最高式最低点的频率）
2.启用一段参量均衡，把上面测到的频率值输入，频率选择栏。
3.根据频谱的形状（突起成下陷）调整“增益”。
4.在调整时，观察频谱的变化情况，调整“带宽”。
若中心点周围不该变化的区域也发生，说明带宽过大，要调高Q值成调低out值。
若中心点周围,应该变化的区域没有变化或变化不到位。
说明带宽太小，要减小Q值或加大out值。
5.调整带宽后，有时需要微调，增益把频谱调平。
刚开始时不能太熟练，需要反复调带宽和增益才能调平频谱。
分频cx-over/crossover。
通过高通和低通滤波器，切除音箱不能正常还原好声音的信号。
高通滤波器（hpe）;允许频率高的信号通过，切除频率较低的信号也叫“低切”（lowcut）用于设置下限频率。
低通滤波器（lpe）:
允许频率低的信号通过，切除频率较高的信号也叫“高切”（hicut）用于设置上限频率。
例如：
所用音箱的频响范围是75-18khz,则把HPF值设为75，LPF值设为18000。
经过分频后输出的信号，频率范围就是75-18khz与音箱对应。
常是扩声音箱HPF/LPF安全设置
全频HPFLPF超低HL
双15”5516K或更高双18”3580-120
单15”/双12”60同上单18”4080-120
单12”/双10”70双15”40100-150
单10”/双8”80单15”45100-150
单8”/双6.5”100双12”45120-180
6.5以上120单12”50120-180
双10”50150-250
分频斜率：
（linkw.12-48db/oct）一般有12db/oct。
24db/oct。
声音不干净用48db/oct，等选择数值越大，斜率越高，分频越干净。
Oct:
倍频指，指两个成倍数的频率值之间的跨度。
O
12db
12
24db
24
48
一个oct48db
100HZ200HZ
常用24db/oct。
48db/oct的高斜率，会分的干净，但可能造成超低和低音与高音出现脱带现象。
主要用于声音不干净的音箱。
分频模式：
一般有三种。
1.bessel（bs,bes）贝赛尔型，分频连带性好，但分不干净。
主要用于配备廉价喇叭的音箱使用。
2.butterworth（butt，Bw）巴特沃斯型，损耗小，力度好主要用于室外音响。
延时（delay）：
在同场地使用的音箱发出的声音，到达听音区的时间（传输时间）可能存在差异。
这种差异会导致声音散乱，利用处理器中的延时功能对传输时间较短的音箱信号，进行延时处理，让所有音箱同步。
测量传输时间的工具smaartive软件
校正方法：
分别测出不同音箱的传输时间后，以时间最长的音箱为基准，计算其它音箱的时间差，把时差数值加入时间短的音箱对应的处理器，通道的延时（pelay）模块中完成同步校正。
音箱传输时间的测量
1.测试话筒放在主要听音区（vip），高度同人耳与音箱之间无阻挡。
2.测量时采用单路测量方式，比如要测左边的全频，就关闭左路低音和右边的音箱，若一路有多只音箱要同时打开。
3.打开smaartive软件，选择“lmpulse”（脉冲测量）键下方的（view）“视察”选择“etc”（能量时间曲线），软件将显示捕捉到能量最强的声音（一般是音箱发出的直达声），到达的时间。
4.单击右下方的“generator”图标打开测试信号界面，选择“pinknoise”（粉红噪声）信号，电平在-p到0任选打开测试信号，关闭测试信号界面。
5.推起测试信号音量盖过环境噪声，调整声卡输入旋钮，把软件电平表面两路调到大致相同。
但不要亮红灯。
6.按下软件主界面上的“start”开始键。
即可测出被测音箱的传输时间。
在测超低音时需注意以下情况
1.因超低音会在各个方向制造反射声，有时反射能量叠加会超过直达声。
导致测量结果有误，在测量时，注意界面上的白色竖线上的“+”标记。
要对在绿色波形图中左起第一波线顶端，表示捕获了直达声。
结果有效，若未对在第一破捕获是反射声。
要重新测量。
2.因低音传播受空气流动影响较大，多次测量时每次结果会有差异。
一般可测十次左右，选时间最短的一次（受影响最大）做为测量结果。
校正的方法
1.分别测出不同音箱的传输时间。
比如右全频8.46ms,左超低音24.24ms。
2.以时间较长的为基准计算时间差。
比如上例中的时间差为24.24-8.46=15.78ms。
3.把时差数值输入时间较短的音箱，对应的处理器通道的延时（delay）模块中。
比如超低接out1,全频接out2就选择out2通道。
打开delay把15.78ms输入进去。
4.做好延时后，再测一次经过延时处理的音箱。
检查是否同步。
相位（极性）转换功能（polarity/phase）不同音箱发出的声波，到达听音区的相位可能有正有反。
如果不一致，会导致声能
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