(一) 特殊環境音場解決方案

 

一、前言

陣列揚聲器Line Array Loudspeaker)並非新的產品,首次設計可追溯於1930年代,由於受限於頻率響應範圍、指向性隨頻率響應變化,導致不規則偏離軸心的響應缺點,因此早期設計之柱型揚聲器主要使用於演說強化。1970年代高品質號角興起,柱型揚聲器流失更多,近十年拜微電子學快速發展,特別是數位訊號處理器(DSP)提供揚聲器陣列控制一個全新範圍的可能性。

、基礎原理

最基礎的聲學音源是單極(Monopole),單極是個點音源(Point),可定義為無限型放射脈動球體,單極型態的聲學波是屬球型對稱,意謂能量(聲音訊號)是全方位均衡放射(即所有方向),而陣列可簡易定義為,在直線上揚聲器空間分配(即線性陣列)或在表面上(即平面陣列),皆可獨立驅動陣列單元,陣列的訊號源和指向性可藉由電子式控制。

三、打破傳統揚聲器物理特性

長久以來的物理概念,揚聲器中高頻號角投射角度愈小,射程愈遠,因此體積龐大須具備足夠的安裝空間,而革命性的柱狀數位可控制主動式揚聲器(Active Digitally Steerable Column Speaker)體積小,除較不受限安裝條件,也能提升空間整體美感。經由電子式電波控制概念,精確的計算聲學波導向及相位干涉時間差原理,除了產生均勻的覆蓋範圍,甚至投射更長的距離(可高達80公尺),大範圍的指向模式可被一些電波參數控制,如開啟角度(Opening Angle)、方向角(Aiming Angle)及聚焦距離(Focus Distance),所以射距和電波目標可被電子式改變。換言之,無須任何機械式調整。

四、柱狀數位可控制主動式揚聲器組成

小尺寸(3~6.5吋)多單元組成,視空間應用型態及用途,內建數位訊號處理器(DSP)及獨立喇叭單元擴大器模組,DSP除了垂直Beam控制,亦包含參數等化、時間延遲、輸入/輸出電平及電子監控運作等。集成式信號處理(Integral Signal Processing)和數位擴大機(Digital Amplification),以及應用數位控制與訊號傳輸線材(Cat-X),跳脫傳統類比線徑大小、線路長短之阻抗及容抗影響,因此可提供精確的運算數據,發揮揚聲器最大效率。

五、解決方案與資源控管

電聲學問題的解決方案,主要是改善語言清晰度和令人討厭的音樂再生失真,傳統的作法點音源揚聲器(Point Source)音壓電平與投射距離的限制,必須增加輔助延遲揚聲器,解決音場音壓不均勻度,但如因環境因素,被限制的配置位置或調整不適當,都將因相位干涉形成梳狀濾波(Comb Filter),影響聲音品質。

高殘響環境增加電子音響,首要評估擴聲設備直達音(Direct Sound Level),音壓電平是否能直達至聆聽者耳朵,因此聆聽者的距離、範圍是必備的條件,具體的作法利用揚聲器原廠提供之模擬軟體,依空間應用型態及音壓電平需求,選用揚聲器型式,反覆的進行音場模擬,以發揮最大效能及經濟效益。

六、典型的應用範圍

聲音疏散系統(Voice Evacuation System);如教堂、禮堂、演講廳、會議廳、博物館、機場、車站、展覽館、購物中心等及較大型安裝案(音樂、演奏廳)的輔助近場(Fill)或延遲(Delay)系統,甚至具備IPXX等級可應用於惡劣環境或戶外擴聲使用。

 

(二) AXYS聲學專家

 

Duran-audio電聲學專家,指向控制克服環境高殘響值 ( RT60 ),提升語言清晰度STi ( RASTi )。

模擬範例(一)

RT 殘響模擬範例

 

STi ( RASTi ) 語言清晰度模擬範例

 模擬範例(二)

戶外音壓分佈均勻度模擬範例

延遲時間模擬範例

延遲時間調整後範例

 

(三) SLS陣列揚聲器