指向性角度可调线性阵列扬声器系统

2010-07-30徐新国

演艺科技 2010年4期

徐新国

（三基音响企业亿达音响制造有限公司，广东东莞 523121）

1 指向性的形成和要求

任何一个声源①在一定频率范围都有一定的指向性，指向性是声源的固有特性，指向性对扬声器系统而言有好处，也有坏处。使用线性阵列扬声器系统进行扩声最主要目的是充分利用线性阵列扬声器系统能够产生较低频率的指向性。扬声器系统发声机理、结构外形、声波的传输特性决定了指向性的大小，由于机理和声波特性无法改变，现在音响厂家大多是通过改变外形结构来实现指向性的改变。

线性阵列扬声器系统可以传输很远的距离，主要原因是对高、中、低频段的指向性有所控制，控制了指向性就是控制了声压级，控制了声压级就是控制了衰减特性和传输距离。②声源指向性特性与声压级的关系特性见图1。从图中看出当指向性从360°变化到45°时，声压级增加了6 dB，其扩声距离增加了一倍。这就是控制指向性的原因。

对于普通的扬声器系统而言，指向性的轴线见图2。其特点是指向性角度的轴线与扬声器是垂直的。如果要调整扬声器系统的指向性角度就要去调整扬声器系统的轴线方向，③因此，比较复杂，特别是对线性阵列扬声器系统而言更是复杂。这样，在目前的线性阵列扬声器系统中就出现弧线形阵列、J形阵列等很多不同的安装形式，其目的都是为了满足覆盖角度的要求。几种线性阵列扬声器系统安装方式见图3。

从图3中可以看出，要想改变线性阵列扬声器系统的指向性角度必须要改变扬声器的结构形式。对于不同人数的覆盖区域，须调整结构形式，来满足不同的要求，因此，运用调整非常复杂，这也是线性阵列扬声器系统运用范围有限的原因。为了解决这个问题，指向性可以调整的线性阵列扬声器系统便应运而生。

2 改变指向性的方法

指向性是由于声波的干涉所形成的。如果能够控制声波的干涉形态，就可以控制指向性。从图3线性阵列扬声器系统指向性的形成中可看到，当线性阵列扬声器系统处于垂直状态时，指向性的轴线是与阵列垂直的；当处于其他状态时，指向性的轴线偏离了水平状态，出现了与地面有一定角度的指向性。④

因此，要改变扬声器系统的指向性角度就要改变扬声器系统的轴线偏移角度。如图4所示，从偏移的角度可以看出线性阵列扬声器系统由上至下累积后有一个位置的偏移。这个偏移就是声像的位置移动（延时距离），根据这种现象，可以在不改变线性阵列扬声器系统轴线偏移，仅仅将单个的扬声器系统进行声音的逐步延时，产生一个虚拟的轴线，这样就可以实现改变线性阵列扬声器系统指向性的角度。

3 应用产品介绍

三基音响企业根据上述原理研发，推出了一款垂直和水平指向性角度都可以调整的有源线性阵列扬声器系统X4a+XP4。

X4a是一款4英寸单元和铝合金外壳以及纯功放组件（为了安全电源外置）组成的扬声器系统。配合XP4（外置电源和DSP前景控制）处理器进行扩声。X4a的外形见图5，XP4的外形见图6。X4a的箱体是成型的铝合金材料，对于功放组件的散热有很大的好处，与箱体配套的专用连接附件可以使扬声器系统进行水平方向的180°的旋转。XP4是与X4a配合使用的一个控制器，为了安全，在设计上将供电系统外置，和DSP控制系统一起组成一个XP4。