編譯/何青青

PA系統(tǒng)中揚聲器系統(tǒng)的水平與垂直輻射圖案

編譯/何青青

聲場調(diào)試中，揚聲器系統(tǒng)的擺放位置和輻射角度對聲場的影響。

揚聲器；擺放；反射聲；舞臺；覆蓋；聲級

1 揚聲器系統(tǒng)的水平輻射圖案

揚聲器系統(tǒng)總是放在舞臺前面或表演區(qū)，從演員指向觀眾區(qū)輻射。

揚聲器系統(tǒng)經(jīng)常以圖1的方式排列：擺在舞臺兩側(cè)筆直朝前輻射。藍色陰影區(qū)域表明這一區(qū)域是由高頻水平輻射角度為90°的揚聲器系統(tǒng)覆蓋（-6 dB等壓線內(nèi)）。這是一種比較常見的輻射圖案。

這種方式也有幾個弊端：

（1）舞臺前面有一大塊區(qū)域高頻沒有覆蓋到。

（2）從最近的側(cè)墻過來的直接反射聲影響到大半個聽音區(qū)（如圖1所示）。這造成聲染色，從而降低了語言清晰度，而反射聲的整體聲級增加了。

（3）揚聲器系統(tǒng)前面有一塊區(qū)域的覆蓋面是沒有重疊的。這意味著實際上聽音區(qū)內(nèi)的大部分都只能聽到1只揚聲器系統(tǒng)的聲音。有些觀眾聽到的聲音像是從揚聲器系統(tǒng)里傳出來的，而不是來自演員。同樣，對于觀眾席前區(qū)的觀眾來說（立體聲覆蓋損失較多），任何立體聲效果都不好（比如混響效果）。

通過將揚聲器系統(tǒng)向內(nèi)稍微移動一個角度，這些不利的效果就會大大減少。圖2中，與圖1同款的揚聲器系統(tǒng)向內(nèi)側(cè)移了25°。

由此產(chǎn)生了幾點變化：

（1）觀眾席前區(qū)的“空洞”明顯減小。

（2）受直接反射影響的區(qū)域也減少了很多，而且揚聲器系統(tǒng)與早期反射聲的距離更遠了（這樣可以減少房間混響的整體聲級，減少受這些效果影響的座席數(shù)）。

（3）大部分觀眾區(qū)都能同時聽到來自2只揚聲器系統(tǒng)的聲輻射。偏離中心位置的聽眾會處于離他遠的那只揚聲器系統(tǒng)的輻射軸線上，而偏離于相對靠近他的那只揚聲器系統(tǒng)軸線。大部分觀眾區(qū)的聲級都差不多（而不像圖1中靠近揚聲器系統(tǒng)的位置聲音更響）。

現(xiàn)實情況中，聲級分界線不像圖中所示的那么分明，但是整體效果還是比較明顯的。最佳的水平輻射角度顯然是取決于房間的尺寸和形狀，以及揚聲器系統(tǒng)的輻射圖案（向內(nèi)角度不宜過大，以免舞臺前面的傳聲器落入揚聲器覆蓋范圍內(nèi)）。然而，向內(nèi)側(cè)移一個角度往往會收效甚大。

這就有助于將反射聲減到最少。但將揚聲器系統(tǒng)靠近側(cè)墻擺放有幾個弊端：

（1）“中間空洞”現(xiàn)象會更明顯。

（2）靠近舞臺的側(cè)墻反射聲更接近。

采取適當?shù)姆N植方式，確保種植密度的合理性，室內(nèi)通風透光好，既能確保蔬菜生長健壯豐產(chǎn)，又能增強蔬菜抗病性。合理密度，確保室內(nèi)通風透光和室內(nèi)濕度，減少病蟲害的發(fā)生。提倡高壟寬窄行種植，并適當降低密度。

（3）需要向內(nèi)側(cè)移一個較大角度（傳聲器可能會落入揚聲器覆蓋范圍內(nèi)）。

（4）揚聲器系統(tǒng)可能不得不擺放在舞臺之外，因此，可能無法將揚聲器系統(tǒng)提升到足夠高度，以便實現(xiàn)最佳垂直擺位。

2 揚聲器系統(tǒng)的垂直輻射圖案

揚聲器系統(tǒng)安裝的高度和角度會影響整個聲場。

安裝揚聲器系統(tǒng)時增加安裝高度有很多優(yōu)勢。如果揚聲器系統(tǒng)不能吊掛安裝（通常取決于現(xiàn)場是否可吊掛），那么勢必要安裝在合適的支架上，而不是就放在桌子、椅子或者啤酒箱上。除非支架可以擺在舞臺上，最高高度限制在2 m內(nèi)（高音號角大概離地面2.5 m），但并不理想。同樣，有些場所天花板較低，也不理想。其他一些提升揚聲器系統(tǒng)高度的技巧不是特別安全（比如在揚聲器支架的每只腳上墊一把椅子），而且也不應該去嘗試。

下圖顯示的是在一個典型的小廳里，不同的揚聲器系統(tǒng)擺位所產(chǎn)生的不同聲場效果。圖3是垂直輻射角度為60°的揚聲器安裝在支架上，支架放在與觀眾席平等的地面上。高音號角離地面2 m高。

影響最大的就是聲級。在自由空間里，距離每增加一倍，聲級就減少6 dB。如果以揚聲器系統(tǒng)前1 m處為參考點（0 dB），揚聲器系統(tǒng)的聲級比后墻處衰減了24 dB。如果揚聲器系統(tǒng)在1 m處產(chǎn)生110 dB的聲級，那么最后面的聲級只有86 dB。大部分搖滾歌迷肯定不喜歡現(xiàn)場的音量只有晚宴舞會那么大。但如果最后一排期待聽到110 dB的聲級，那前排的觀眾耳朵就要被震聾了。

盡管房間界面的反射聲會降低上述效果（混響聲場可以提高后排區(qū)域的整體聲壓），但還是會存在不可忽略的問題：前排區(qū)域直達聲過多，后排區(qū)域直達聲則不足。這可能導致后排的聲音不但不夠響亮，還會不夠清晰。

圖3中，舞臺高度（1 m）加上原來揚聲器系統(tǒng)的安裝高度2 m，使得揚聲器離地面的總高度變?yōu)? m。前排聽眾站在與圖3相同的位置（距離舞臺1 m），但已偏離軸線（高頻衰減6 dB），且他們的耳朵距離揚聲器2 m（又衰減6 dB）。

而后排的聽眾只是稍微有點偏離軸線，這里可能比顯示的-24 dB低1 dB～2 dB（雖然這將因混響聲場而抵消）。然而，從前區(qū)到后區(qū)，聲級已經(jīng)減半（24 dB衰減至12 dB）。這存在兩個弊端：

（1）后墻的反射聲正好在軸線上：發(fā)射聲可能會給舞臺上的演員帶來麻煩。

（2）需要平衡揚聲器系統(tǒng)的輸出，使得后區(qū)跟前區(qū)的聲級盡量保持一致。

然而，總體上大部分觀眾應該能認識到前后聲級差得到了改善。

如果揚聲器系統(tǒng)略微向下傾斜安裝，那么效果會更好一些。（支架本身絕不要傾斜。要達到適當?shù)膬A斜角度——大概5°左右。）

如圖5所示，揚聲器系統(tǒng)向下傾斜4°。直達聲正好相差12 dB，而且混響聲場會進一步減少聲級差。同樣，來自墻面的反射聲也不再處于軸線上，從而減少了發(fā)射回舞臺上的聲級。

如果將支架伸展開，增加揚聲器系統(tǒng)的安裝高度及傾斜角度，那么聲場改善更佳。

這里又將揚聲器系統(tǒng)提高了1 m（總高度為4 m），向下傾斜角度增加至6°。這就使得聽音者離揚聲器的距離更遠了，而且離軸線距離也更遠。舞臺上的反射聲減少得更多，除去混響聲場的影響外，此刻前后區(qū)的聲級差只有7 dB。

將揚聲器系統(tǒng)吊掛起來效果更好：

如7所示，揚聲器系統(tǒng)被吊掛在天花板上（距離地面高度為5 m），向下傾斜角度為9°，而且前后兩個聽音位之間的距離增加了，但是聲級差卻減少為6 dB。

最后，不同的輻射角度可能會產(chǎn)生更好的效果：

這里，揚聲器系統(tǒng)的垂直角度是50°，向下傾斜角度增加到15°。觀眾區(qū)的前半部分聲級差只有1 dB，這讓人幾乎感覺不到差別，而且整個觀眾區(qū)的總體聲級（包括混響聲場）非常穩(wěn)定。

在圖3～圖6的例子中，天花板的反射聲可能會使廳堂后半部分的聲級有所下降。而在圖8的例子中，所有來自天花板的初次反射聲都穿過了觀眾的頭頂。

與水平角度的影響因素一樣，最佳的垂直角度顯然是取決于房間的尺寸和形狀，以及揚聲器系統(tǒng)的輻射模式。然而，提高揚聲器系統(tǒng)安裝高度和向下傾斜一個角度同樣也是改善輻射的條件，而且會獲得更多的直達聲，使整個觀眾區(qū)的聲級和音色保持一致。

（本文編譯自www.astralsound.com相關(guān)文章。）

Horizontal and Vertical Loudspeaker Pattern in PA Systems

Translate/HE Qing-qing

The paper introduced the effect of speakers be placed by different positions and angles.

speaker; place; reflection; stage; dispersion；level of sound

10.3969/j.issn.1674-8239.2012.07.005

（編輯 張 翔）