理解线性阵列音箱的组合音运作
列阵扬声器系统设计指南
[转帖]列阵扬声器系统设计指南恰当设计并安装的线阵列扬声器可以提供平直的频率响应、高质量的还音效果以及很强的、可控的覆盖特性。
本质上，线阵列就是从不同的驱动器发出的相同输出信号，在整个覆盖区域内满足“同相”的要求。
这听起来可能很简单，但要实现这样的技术参数绝不是一件简单的事。
了解线阵列的基本原理是重要的，因为这可以帮助你更好的运用这种设备。
线阵列的确可以表现出完美的声音，但这只有在彻底的了解和正确的配置以后才行。
首先要了解它的基本概念。
大家知道声音是在空气中传播的周期性变化的波。
换句话说，声音在空气中传播，而空气本身并不产生移动。
因此，在讨论声输出时，所有表述声音是“空气移动”的观点都是错误的。
这是很重要的一个特点。
另一个要了解的基本概念是“断点频率”。
在此频率之上，可以通过控制辐射体的度数(在本文中，就是线阵列的度数)来控制它的指向性。
断点频率与扬声器长度和辐射角度成反比。
断点频率的公式(如下）是适用于所有扬声器的一个基本概念。
对于线性阵列，音频专业人员可以借此估算线阵列的尺寸以及指向性可控的起始频率。
BF ＝24,000/Φ*Is其中：Φ表示-6dB所对应的扬声器覆盖角度Is表示线阵列的长度，单位：米喇叭和线阵列为了更好的了解断点公式，想象一下把线阵列中取出一段作为单个扬声器模型。
每个线阵列喇叭的覆盖限制都取决于频率。
单个喇叭在低频上是没有指向性的；频率指向性取决于辐射元件的尺寸。
这些喇叭通过可调整的垂直张角组合在一起，箱体的范围就可以直接决定线阵列的效果。
例如，一个典型的（经过适当设计的）喇叭在6kHz可以确保20度的垂直覆盖，而在12kHz就只能覆盖到一半了。
这只随着频率的变化而改变，也称为垂直覆盖的“单调收缩”。
所以如果我们知道线阵列的长度，就可以根据断点公式中的频率很容易的计算出垂直面上的-6dB覆盖角。
相对的，知道了- 6dB覆盖角以及对应的频率，我们就能够算出其他频率下的覆盖角度。
线阵音响发声原理
线阵音响发声原理线阵音响的发声原理主要依赖于线阵列扬声器的设计，这是一种由多个扬声器单元以直线排列的方式组成的音响系统。
这种排列方式允许声波在垂直方向上进行数字波束成型，通过控制声波的传播方向和音量分布实现音量控制和频率响应的匹配。
线阵列扬声器的设计原理包括利用声波干涉原理（增强或减弱）来限制声波的辐射角度，从而实现对声音的良好控制并在产生反馈之前提供适当的增益。
此外线阵列扬声器还能结合演出地点的具体形状，通过恰当的吊挂、瞄准和弯曲对大多数观众提供杰出的音质表现。
线性阵列音箱主要适用于大型流动演出、体育场馆和大型剧院等场合。
当在大的场地扩声一两只喇叭是达不到要求的声压的，而多只普通音箱组合又会产生声干涉。
为了解决声干涉，人们研发了线性阵列组合音箱。
线阵列扬声器的优点包括覆盖均匀、扩散度好，能够在主轴垂直平面呈现窄波束，能量叠加可以远距离辐射。
这种线性阵列的设计改进了扩声音箱的技术、工艺和安装要求，使得声音覆盖范围更广同时保持了音质的一致性。
线阵列音箱是一组排列成直线、间隔紧密的辐射单元且具有相同的振幅与相位，这种设计使得声音在传播过程中更加集中并减少了能量的分散、提高了声音的指向性和效率。
过去几十年中大规模的音箱线性阵列应用非常广泛并且已广为人知，但是一种新型的紧凑阵列系统已经开始出现并应用于各种小型活动中，还具有大型阵列的各项优点。
在应用大型音箱阵列的过程中，几乎每人都意识到了大型音箱重量、体积大及价钱高的局限性。
在排列成弧形时由于体积大的缘故很难做出垂直的弧度效果，这些因素的限制已经令音箱线性排列在小型活动中变得不受欢迎，传统的模块扬声器更适合应用在这些场合。
紧凑的音箱线性阵列是适用于小型活动与经济预算的更佳解决方案，这样更多的听众能享受近场音响的绝妙效果。
线阵音响的控制系统原理
线阵音响的控制系统原理
线阵音响的控制系统原理是通过控制系统控制音箱单元的相位和振幅来实现声场调节和协同工作的。
具体原理如下：
1. 音箱单元：线阵音箱由多个音箱单元组成，每个音箱单元相互平行排列。
每个音箱单元都有一个可调的振膜，可以根据需要调整其振幅和相位。
2. 控制器：控制器是线阵音响系统的核心，负责控制每个音箱单元的振幅和相位。
它接收输入信号并根据预设的参数来调节音箱单元的振幅和相位。
3. 数字信号处理（DSP）：控制器中使用数字信号处理器（DSP）对输入信号进行处理。
DSP可以根据预设的参数对信号进行均衡、延时、压缩、限制以及相位调整等处理。
4. 相位调整：在音箱单元排列过程中，每个音箱单元的相位可能会有差异，这会引起音频信号的相位差。
控制器可以通过调整每个音箱单元的相位来消除相位差，从而实现声场的调节。
5. 振幅调整：由于音箱单元的位置和环境的影响，音箱单元的振幅也可能不一致。
控制器可以通过调整振幅来保持每个音箱单元输出的声压级一致，从而实现音质的统一。
6. 延时调整：控制器可以根据每个音箱单元的位置和相对距离，通过设置延时来控制每个音箱单元的声音到达听众位置的时间，以实现声音的统一。
通过以上原理，线阵音响系统可以实现声场调节、增强听音的清晰度和逼真度，并实现音箱单元的协同工作，提供更好的音质和声场效果。
组合线阵音响工程方案
组合线阵音响工程方案随着科技的不断发展，音响设备在各种场合中都得到了广泛的应用，从家庭影院到音乐会现场，音响设备都扮演着重要的角色。
在许多场合中，组合线阵音响系统因其出色的声音效果和可靠的性能而备受青睐。
本文将探讨一个组合线阵音响系统的工程方案，以满足各种不同场合的需要。
2. 系统概述组合线阵音响系统是一种由多个音箱组成的系统，这些音箱排列成一条直线，通过声学处理和信号处理技术，产生具有一致性声音分布的声场。
这种系统通常适用于需要长距离音响覆盖的场合，比如大型音乐会现场和体育场馆。
同时，线阵音响系统还可以在室内空间中提供高质量的声音效果，比如会议厅和教室等。
3. 系统设计3.1 音箱选择在选择音箱时，需要考虑多个因素，包括声音输出功率、覆盖范围、频响特性等。
通常情况下，线阵音响系统会采用多个中低音单元和高音单元的组合，以实现全频段的声音覆盖。
同时，音箱的防水性能和耐用性也是需要考虑的因素，特别是在户外使用的场合。
3.2 线阵排列线阵音响系统的线音箱排列方式是决定音响效果的重要因素。
根据不同场合的需求，线音箱可以水平排列或者垂直排列。
水平排列适用于需要长距离传播的场合，比如露天音乐会或者体育场馆。
而垂直排列则适用于室内空间，可以更好地提供水平一致的声场分布。
3.3 信号处理在组合线阵音响系统中，信号处理是至关重要的环节。
通过数字信号处理器（DSP）处理音频信号，可以调整音箱之间的延迟、均衡音频频响，使得整个系统产生一致性的声场。
此外，利用DSP还可以实现对不同场合的声场优化，比如环境声音的主动抑制和反馈控制等。
3.4 控制系统针对组合线阵音响系统，控制系统也需要进行综合的设计。
控制系统涉及到音箱的开关、音量调节、输入信号切换等功能。
同时，控制系统还可以实现远程控制，方便音响系统的运行和管理。
4. 工程实施4.1 现场调试在音响系统安装完成后，需要进行现场调试，包括音箱的定位、音量的校正、音频信号的处理等。
低音区的好朋友：心形超低音线阵列扬声器背后的原理
低音区的好朋友：心形超低音线阵列扬声器背后的原理随着有源音箱的迅猛发展，内置“心形模式（cardioid mode）”DSP的有源超低音音箱（俗称低音炮）正在崛起。
但是在这一切现象之下究竟发生了什么？让我们先来了解一下心形超低音音箱阵列背后的原理，为您解除一些常见的困惑，并学习如何在演出现场对心形超低音音箱阵列进行部署。
在对如何控制超低音音箱的覆盖范围进行深入讨论之前，让我们先了解一下我们为什么需要对它进行控制。
与全频音箱不同，我们不能简单地将超低音音箱对准我们想要（声音传播的）的方向。
我们经常说：超低音音箱是全指向性的，它会将声能分散地传播到各个方向。
在我们所讨论的频率范围内，波长都是比较长的（在30赫兹的情况下，波长超过37英尺），因此，相对较小的音盆直径不能对输出的声波进行有效的方向控制。
一个针对这个观点的反驳是：超低音音箱在前面的声音都更响亮。
虽然超低音音箱在其频率范围的低频段非常接近于全指向性，但是较高的声音频率通常会带来较短的波长，也就意味着随着频率的增加对声音方向控制更容易。
尽管交叉滤波器可以在较高频率的频段造成频率响应的滚降，但是我们的耳朵对100 Hz以上的声波更敏感，这也使得超低音音箱在其主要覆盖范围内，听起来指向性更强。
对这个问题进行量化分析需要一个宽敞而且开放的室外空间，在这个场地内架设超低音音箱和用于测量的麦克风。
应该选什么地方呢？没错，我的后院是个非常好的选择。
因为在这个测试当中，我并不打算挪动我的房子还有工具房，所以在我们所获得的测量结果中，能够看出这些边界对测量结果存在着一定的影响。
接下来您很快就能发现，测量的距离对低音音箱阵列的感官性能也会产生非常显着的影响。
我将一对18英寸的超低音音箱放置在院子的中央，并在距离他们前后各二十英尺的地方架设了测量麦克风，这个距离是在不毁掉我的后院的情况下，能达到的最远的距离了。
图1显示了这两个测量麦克风的架设位置，是从后置的测量麦克风看过去的角度。
浅谈线阵列扬声器课件
弯曲阵列的设计需要考虑曲线的形状、半径和弧度等因素。同时，还需
要考虑音箱在曲线上的布局和排列方式，以确保声音的传播效果和质量
。
03
声音聚焦与扩散
弯曲阵列扬声器需要更好地处理声音的聚焦与扩散问题。在设计中，需
要考虑不同位置的聚焦点和扩散角度，以确保声音在覆盖区域内的传播
效果和质量。
球形阵列扬声器的设计要素
灵活的布局
易于控制
线阵列扬声器的排列方式灵活，可以根据 场地的形状和大小进行布置，实现最佳的 声音覆盖效果。
线阵列扬声器采用数字化控制技术，可以 实现远程控制和调节，方便用户进行操作 和管理。
线阵列扬声器的工作原理
线阵列扬声器的工作原理主要是通过将一组音箱排列成线形，并通过对每个音箱进 行独立的信号处理和放大，使得整个阵列形成一个具有指向性的声音柱。
到音频内容。
问题2
在室内场所，线阵列扬声器之间的 反射和散射导致声音失真和模糊。
问题3
由于线阵列扬声器的特性，其声音 传播方向是直线且具有指向性，但 在某些情况下，这种指向性可能导 致声音传播不均匀。
解决线性阵列扬声器之间的干扰问题
方法1
使用数字信号处理技术来减少扬 声器之间的干扰。通过使用特定 的算法，可以减少不同扬声器之 间声音的相互干扰，提高整体音
在工作过程中，每个音箱都会发出声音，并且声音的相位会根据音箱的排列方式和 信号处理进行调整，从而实现声音的定向传播和覆盖。
线阵列扬声器的声音传播具有很强的方向性，可以通过调节每个音箱的声音相位和 大小，实现声音的聚焦和散射，满足不同场合的需求。
02
线阵列扬声器的分类与比较
线性阵列扬声器
线性阵列扬声器是一种将多个 扬声器排列成直线阵列的音频 系统，适用于远距离投射声音 。
线阵列扬声器系统及其应用
线阵列扬声器系统及其应用线阵列扬声器系统是市场的需求上世纪六七十年代在欧美兴起了以“披头士”乐队为代表的摇滚乐，到广场上看摇滚音乐会的观众多达几十万，扩声是个大问题。
比如，1977年9月3日在英国的New Jersey 举行的一场摇滚音乐会就有60万人参加。
扩声系统采用多只音箱叠放在一起组成的“音塔”，安装调试非常麻烦。
经过精心设计和调试，花费了很多精力，扩声效果总是不尽人意。
这种现象提供了一个市场信息，大型巡回演出需要功率大、安装调试方便的扩声系统。
一些大公司看准市场需求，致力于开发大功率、远投射的扩声系统。
从声学角度来考虑，有两种方法可以获得大功率、远投射的效果。
一种是号筒，使声能量通过号筒集中在一个方向辐射出去，控制指向性，提高辐射效率，达到远投射的效果。
例如20世纪50年代，我们对金门、马祖的广播系统就曾经采用过大号筒，一个号筒长达十几米，传播距离达几公里。
另一种是20世纪30年代就提出的扬声器阵，利用干涉原理控制指向性。
事实上，当时已经流行一种柱型音箱——声柱。
声柱具有比较窄的垂直指向性，但是功率不够大，投射不远，声音的动态和频宽等还存在一些需要克服的问题。
一些大公司根据自己的情况，各有侧重。
号筒的研究成功地开发了恒指向性号筒扬声器、多驱动单元的号筒扬声器等。
法国L-Acoustics公司于1993年首先推出了V-DOSC系统，它是由一列单元音箱组成的阵列，工作原理类同于声柱。
其垂直指向性可控制，由单元箱的数目决定，水平辐射角120°。
每只单元箱的频响为50Hz～18kHz±3dB，功率1500W，灵敏度134 dB。
高频单元通过波导管向外辐射。
这是最早推出的线阵列产品，一开始就引起了人们的关注。
市场的需求，高新技术的发展和应用，使得线阵列扬声器系统成为各公司显耀自己实力的标志性产品。
现在线阵列已是号筒技术和阵列技术的结合，使得辐射性能更完美。
线阵列扬声器系统的特点单元箱规则排列线阵列扬声器系统是由一列单元箱组成，这些单元箱按一定规则排列，根据声场需要可以排成直线和“J”字形。
为什么要使用线阵列音箱
为什么要选用线阵列音箱
当在大的场地扩声一两只喇叭是达不到要求的声压的，而多只普通音箱组合又会产生声干涉。
线性阵列组合解决了声干涉。
为了说明它的原理打个比方，想想我们向水中扔石子时会发生什么，如果我们向水中扔一块石子，就会从石子入水的地方扩展开圆形的波纹，如果我们向水中仍一把石子，我们会看到什么是所谓混乱的波场。
如果我们向水中扔一块与那把石子一样大小和重量的大石头，我们就会看到跟扔一块小石子一样的圆波纹，不同的是其振幅非常大。
如果把那把单独的石子全部粘到一起，则其效果和大石子是一样的。
如果我们能用一些可分别运输和操作的单独的扬声器，创建一个单个的声源，是线性阵列组合的目标，即可以提供一个总体上连贯的、可预测的声场。
所以可调整的单一声源为特性的声透镜垂直阵列，它的意义和价值是显而易见的。
极小的垂直辐射角使音箱之间不会有声音的叠加，声干涉就不会产生。
从而达到一个高标准、高声压级、高覆盖面的音响系统。
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理解线性阵列音箱的组合音运作
Electro-Vice的Xic 127+是三分频的箱体，使用两个相同的压缩型驱动器，这点与较大型的X-line相同。
它具有不均匀设计，将单独的12寸驱动器放在一端，将一对负载6.5s的号角放在另一端，在波浪发生器的正中心下方安置一对Ndym压缩型驱动器。
Xic 124是down-fill版
2：3的比率排列。
JBL的VT4887是其大型Ver Tec的缩小
版本，它使用相同吊挂条，用于吊挂安装。
JBL体积最小的型号VT4888，是三分频双8
箱体的音箱，其方4s服帖地放置在双2407
环型散热器上。
VT4888配合其单个15寸低
频音箱使用。
JBL的三个Ver Tec产品可通过
增加Crown公司生产的驱动包自我供电。
ISP Technologies的Reference Line
210是三倍扩音的线性阵列产品，包括4英寸振动膜、中号压缩型驱动器、两个1 3/4英寸聚脂压缩型HF驱动器。
它由一对插槽式安装10英寸低音单元处理其低频信号。
L-Acoustics的dv-DOSC音箱，体积是其初始线性阵列版本----大型V-DOSC音箱的一半，可处理中高音频信号。
这个三倍伴音dV-Sub使用与V-DOSC相同的驱动器，在小型音箱阵列中，用1：3的比率提供重要的回响。
Martin Audio是唯一可以生产完全号角负载线性阵列产品的公司。
它有体积较大的WBL 音箱，可三倍扩大音时。
其独特的号角负载可提供低至500Hz的平均水平声音覆盖率。
甚至连体积较小的W8LM音箱，也具备玛田的负载技术。
在三路分频主动/被动设计中，驱动器组成是LF 2-by-8英寸；HF2-by-1英寸。
McCauley的M-Line是二路分频扬声器，具有三种不同的高频率号角，组成三种型号。
理论覆盖度分别为60度、90度或120度，通过在顶部使用较窄的号角和在底部使用较宽的号角，令设计师可根据听众范围的大小，用高频率覆盖度创造音箱阵列系统。
该公司的产品In.Line与M-Line相似，但只为永久安装而设。
In.Line具有简化安装系统，可节省重量与成本。
线性阵列
Meyer-Sound的M10是自我供电的双倍扩音器，使用双5s与三个高音单元。
它与该公司的所有其它双低音扬声器一样，其中一个驱动器为低通率设计，可提供更为均匀的中范围覆盖度，也备有伴音双10M1D低频音箱。
M2D是自我供电、双10寸外壳的音箱，使用与UPA相
伴音的双15 M2D Sub可以轻易地加入
到阵列中。
235磅的双12MILO音箱，作为
轻巧型音箱，有点偏重，因此把它排在这个
目录的最上面。
它具有单独1.5英寸压缩型
驱动器，4kHz以上的三个0.75英寸压缩型
驱动器可于长距投射时，提供大量的高频率
声音。
MILO可以轻易地加入到M3D和
M3D Sub组成的阵列中。
Nexo的Geo S805使用单独8英寸低音单元，被动分频至1英寸的驱动器上；驱动器安装在它的Hyperboloid Reflective Wavesource中。
S830是伴音down-fill型号，具有30度的垂直声音覆盖度；它的伴音低音箱是CD-12.新产品T4805使用双8英寸驱动器，与另一对驱动器、250Hz低通率的音箱一样，可在低频率时产生心形覆盖效果，并具有图案控制。
由SSE的主任Chis Beale设计的独特安装系统，与T2815 down-fill音箱组合，可在伴音CD-18低音音箱的配合下，产生15度的垂直声音覆盖度。
Renkus-Heniz的新品PNX 102/LA是二路分频音箱，具有双10s与双1英寸压缩型驱动器，可在没有号角负载的情况下，产生15度的扩散度。
它也可以与自我供电的PN102/LA
音箱那样订货，PN 102/LA具有R-控制监督网站，重量为10英磅。
SLS RLA使用其带状RLA-1000驱动器来提供顺畅的高音；当它与其它阵列产品结合时，它可以用作平现的线状音源。
它与NL-8连接器相连时，虽然可以在双倍扩音系统运作，但音箱也能在三倍扩音系统运作，在低通率300Hz的低音配合下，可改善其中音部分的水平覆盖度。
音箱组合音运作，是线性阵列运作的机制，对于将大量扬声器应用到其音响系统中的人员来说是非常熟悉的事物。
当变频器音频中心的距离少于其波长的一半时，就会产生组合音。
最好的例子是12英寸扬声器，当它们紧挨着排列时，所产生的组合可高达550Hz；10英寸的扬声器在这种情况下所产生的组合音可高达630Hz；8英寸扬声器的组合音可延展至
800Hz。
（这就是为什么在传统的阵列中，邻近扬声器的距离为一个手掌的宽度时，会削弱中音部分。
）
频率较高时，驱动器的音频中心必须更靠近，才可产生组合音。
例如要使组合音达到20kHz，邻近驱动器的音频中心距离必须少于1英寸。
很明显，除非有其它方法可以结合驱动器的输出声音，否则要以高频率来产生线性音源是不可能的。
模组线性阵列研究员Christian Hell博士指出：当个别压缩型驱动器以最小距离靠近时，当它们的音输出在所有的交叉部分都是同相，其号角就能产生组合音。
DOSC电子波导，就是其为窄长号角在高频率结合时的解决方案。
线性阵列
各个生产商也生产出自己的电子波导，可于高频率时，从一个扬声器到下一个扬声器中产生组合音；另外一些生产商则放弃生产高频率的线性阵列产品。
读者从中也可以了解到：使用新设计来产生低频率组合音是可能的、有时也要很谨慎小心的；而使用多个号角在高频率方式控制时，阵列中的音箱的倾斜度必须要足够。
严格来说线性阵列扬声器，并不能在所有频率都可用作线性音源。