基本扩声系统组成原理与应用

2017-12-19淮安信息职业技术学院蒋加金

电子世界 2017年23期

关键词：音响设备音响系统传声器

淮安信息职业技术学院蒋加金

基本扩声系统组成原理与应用

淮安信息职业技术学院蒋加金

本文提出了基本扩声系统的概念，分析了基本扩声系统在音响系统中的重要地位，阐述了基本扩声系统的设备组成、工作原理、设备安装、系统连接、系统调试方法以及典型基本扩声系统的案例，介绍基本扩声系统在实际扩声和音响技术教学中的应用。

基本扩声系统；组成原理；系统连接；设备安装、系统连接、系统调试

引言

扩声系统的组成会随着使用功能和扩声规模的增加变得越来越复杂，但是不管系统多么复杂它都是建立在一个基本的框架基础上，这个框架是就是“基本扩声系统”，它是一切扩声系统的基础，也是影响扩声系统设计、建设和使用的第一要素。

1.基本扩声系统概念的提出

基本扩声系统又叫“最简扩声系统”，是指应用最少音响设备完成基本扩声功能的音响系统。由于基本扩声系统只是实现对语言的简单扩声，所以它的系统组成是最简单的，只需要很少的音响设备。要求系统能将声音进行拾取并转换为音频信号，然后对音频信号进行相关调节和放大，最后再由音箱将声音还原出来。

2.基本扩声系统的组成原理

扩声系统与普通家用音响系统相比，在设备配置上必须要保证最终的使用效果或实际测试数据能满足有关方面的要求，考虑到扩声现场对声音质量的影响，并且要求有较好的对声音的调节手段，这就要求一个基本的专业扩声系统至少应包括节目源（传声器、也可选用节目播放设备）、调音台、专业功率放大器、专业扬声器系统（音箱）等专业音响设备，如图1所示。

图1 基本扩声系统组成原理图

2.1 传声器

传声器是音响系统的源头，它的质量优劣对音响系统的声音质量影响较大，因此，正确选择使用传声器非常重要。考虑到“基本扩声系统”的“最简”特性，系统中的传声器是有线的，这样可以使系统在实际应用中比较简单实用。

2.2 专业CD唱机

基本扩声系统中的专业CD唱机是可选设备，它的功能与民用CD唱机的功能基本相同，也是播放音乐唱片（CD唱片），负责向系统提供音频信号。与民用CD唱机相比，专业CD唱机的可靠性要求较高、防震性能好、声音真实，没有民用CD唱机的“音染”（人为增加声音特点）、信噪比高、噪声低，其执行速度快，以便进行快速选曲。

2.3 调音台

调音台是音响系统的控制中心，它的功能是：对各路输入音频信号进行放大、匹配；对输入/输出信号进行电平控制与混合；对音频信号的音调、音色进行修饰与调整；对输出信号进行控制、分配、监听与指示。调音台有很多种类型，基本扩声系统配置的是结构简单小型调音台。

2.4 专业功率放大器

专业功率放大器是将调音台等音响设备输出的音频电压信号转换为驱动音箱发声的功率信号。专业功率放大器与高保真功率放大器相比，具有：功率大、性能指标高、使用灵活、具有完善的保护措施，有的功率放大器还具有信息显示和远程控制等功能。专业功率放大器的配置主要是要依据专业音箱来确定其功率的大小，一般专业功率放大器的有效功率是专业音箱有效功率的1.5～3倍。

2.5 专业扬声器系统

专业扬声器系统又叫“专业音箱”，它的功能与高保真音箱功能相同，它是将专业功率放大器输出的音频功率信号转换为声音信号。专业音箱的配置要根据扩声系统的使用环境和投资情况来确定它的技术参数和品牌型号。

3.典型基本扩声系统介绍

一套典型的实际应用中的基本扩声系统的设备清单如下表：

典型基本扩声系统设备清单

3.1 系统功能

该套扩声系统是实际应用中的一套典型的基本扩声音响系统，主要用于现场语言声音拾取，通过调音台对声音进行音质调节后经功率放大器和音箱进行声音放大。在系统中接入专业CD唱机是为了实现音乐播放功能。

3.2 应用环境

该套音响系统是最简单的基本扩声系统，在音质和音响效果的处理手段上都很有限，仅能适应于要求不高的小型语言扩声场合，如室内外的小型启幕仪式、合约签字仪式等场合，在室内能满足在大约200 m2环境内进行人声扩声。

3.3 系统组成特点

3.3.1 音源设备

该系统采用美国SHURE SM58有线传声器进行拾音，它具有良好一致性的心形指向性，能够有效抑制环境噪声对主声源的影响，并且坚固、可靠。但它属于近讲人声传声器，不适应远距离拾音。该系统还选用了日本Tascam CD-200专业CD唱机，用于播放音乐、活跃现场气氛。

3.3.2 调音台

SOUNDCRAFT EPM12调音台是该系统的控制中心，它是一款专为录音、现场演出、固定安装系统或广播电台等用户设计的操作简单、使用容易、具有优秀音频特性的调音台。它有12路单声道与2组立体声输入、标准三段均衡器、10 段输出参数 LED 监控，耳机监听输出等功能，具有优异的性能指标。EPM12调音台具有灵活的安装方式、体积小巧，非常适用于小型扩声场合。

3.3.3 专业功率放大器

该系统采用了高性能美国CROWN XLS 402专业功率放大器，它可靠性高、效率高、失真小，还提供更可靠故障诊断能力及保护措施，轻巧的体积设计，使得该系列功率放大器在流动演出和固定安装系统中都具有较好的适应性。XLS 402专业功率放大器具有较高的性能指标，其额定负载阻抗为4Ω-8Ω，满载输出功率为：立体声400W/8Ω和610W/4Ω，桥接时可达1220W/8Ω。

3.3.4 音箱

系统中的音箱选用JBL JRX115专业音箱，JRX115专业音箱是15"梯形扬声器系统，适用于多功能厅、歌舞厅和会议扩声，具有大声压、低失真、高清晰度等优点，它采用了“声音保护神专利”技术吸收音箱过载的能量而不中断正常的演出。JRX115具有98dB的声压灵敏度，额定功率及阻抗为250W/8Ω，峰值功率可达1000W。

将JRX115专业音箱与XLS 402专业功率放大器进行搭配时，XLS 402的额定功率是JRX115额定功率的1.5倍左右，这样当音乐中的大动信号来临时功率放大器不会产生过载，从而有效保护了音箱，所以两者能实现较好的阻抗匹配与功率匹配。

该基本扩声系统比较简单，通过增加专业CD唱机，拓展了系统的使用功能。系统的各个音响设备之间搭配合理，系统重放声音清晰、自然，能满足室内外基本扩声场合的使用要求。系统中的音箱可安装在专用脚架上或直接摆放在舞台地面上，其它音响设备都可以安装在标准机械中，使用灵活、搬运方便。在使用中还可根据实际情况增加相应的音响设备，使系统功能更加完善。

4.音响设备安装

基本扩声系统的音响设备较少、组成结构简单、使用流动性较大，所以系统中的音响设备一般不进行固定安装，通常根据扩声现场情况灵活摆放。

4.1 音箱安装

基本扩声系统采用的是专业音箱，由于它的用途和使用要求与高保真音箱不同，因此它不能采用高保真音箱的摆放方式。专业音箱的安装方式有“明装、暗装、吊装”，但由于基本扩声系统使用的“临时性”，这三种专业音箱的安装方法都不适合。

基本扩声系统的音箱一般都是安装在专用音箱支架上（金属落地三角架），然后直接摆放在舞台两侧面向观众。这种音箱支架的高度在一定范围内可以调节、操作简单、在不使用时可以收缩起来方便运输，非常适合使用场合不固定的基本扩声系统。

4.2 音响设备安装

基本扩声系统中的CD唱机和功率放大器或其它音响设备可安装在小型音响机柜中，可将调音台直接放置在音响机柜上，将音响机柜置于舞台附近，这样音响设备运输、操作使用和现场调音都会非常方便，也便于集中管理。

4.3 传声器布置

传声器是基本扩声系统中重要的音源设备，在现场拾音时要根据具体需要将其摆放在合适的位置。传声器摆放的基本原则是：使传声器远离音箱，以防止系统形成“声反馈”而发生啸叫。一般将传声器与音箱的摆放朝向相反，并尽可能相互远离。

5.基本扩声系统连接

5.1 音源设备连接

使用音频信号线将CD唱机的“音频输出端”与调音台的“线路输入端（LINE）”相连接；使用音频信号线将有线传声器的“音频输出端”与调音台的“麦克风输入端（MIC）” 相连接。

5.2 调音台与功率放大器连接

使用音频信号线将调音台的“混音输出端(MIX-L/MIX-R)”与功率放大器的“音频输入端”相连接。

5.3 功率放大器与音箱连接

使用音箱线将功率放大器的“音频输出端”与音箱的“音频输入端“相连接。

6.音响系统调试

基本扩声系统连接完成后应进行相关项目的检查，确保连接无误后要对其进行反复调试，以使其工作在最佳状态。调试应从以下几个方面进行：

6.1 调音台的调试

调音台的调试应依据“调音台的操作规程”在开机前对调音台进行“初始化”设置，音响系统开机后分别对调音台上CD唱机和传声器通道的输入增益进行调试，然后对其通道分配和声道进行调试，最后调节总输出（混合）电平，此电平一般设置在0dB。

6.2 传声器的调试

传声器在确定使用位置后，对其调试的范围是有限的，通常对其使用角度进行适当微调，防止声反馈啸叫、提高传声增益。

6.3 功率放大器调试

功率放大器的调试比较简单，一般只需调整其面板上两个通道的电平旋钮控制总输出电平和左右声道平衡。需要说明的是：专业功率放大器输入电平大小的调节是根据音响系统现场所需的声压级大小，功率放大器之前的音响设备电平一般都调节在0dB，调节功率放大器输入电平旋钮应使各路音箱的声压级达到所需声压级。

6.4 音箱的调试

因为专业扩声系统要求均匀覆盖不同区域的观众席，所以音箱的布置和调节非常重要，它直接影响“声场不均匀度”技术指标。如前所述，基本扩声系统的音箱一般都安装在专用音箱支架上，可以方便调节音箱离地面和观众的距离、两只音箱向内倾斜的角度。由于基本扩声系统服务的观众人数较少，在音箱调节时一般不采用“声场测量法”而采用“主观试听法”进行。调节时通过反复试听，使声场均匀、音色平衡、自然。

7.基本扩声系统的应用

7.1 实际扩声应用

基本扩声系统虽然功能单一、应用的音响设备最少，但它却是一个完整的音响系统。基本扩声系统是各种扩声系统的基础，在实际使用中据具体使用功能的要求，在基本扩声系统的基础上通过增加其它音响设备可组成更加完善的音响系统。基本扩声系统主要应用在要求不高的语言（也可简单播放音乐）扩声场合。例如：小型集中式会议、小型启幕仪式、小型报告会、合约签字仪式等对音响系统要求不高的简单扩声场合。

7.2 音响技术教学

基本扩声系统特别适合应用在音响技术教学中作为技术入门教学，通过对较为简单的基本扩声系统的原理分析讲解和实践操作训练，能使学生迅速掌握扩声系统的基本原理、系统连接和基本拾音和调音技能，为进一步掌握复杂的音响系统打下坚实的基础。

用于教学的音响系统以基本扩声系统为核心框架，通过不断添加音响设备使整全教学音响系统形成从简单到时复杂的变化过程，按“积木式、递进式”由简单到复杂形式组织教学，即后一个教学单元的音响系统是前一个在前一个音响系统的基础上增加相关音响设备而组成的，层层递进由一个简单完整的小型音响系统形成一个复杂功能完善的大型音响系统。从而使用技能训练也从简单、单一技能训练逐步递增过渡到复杂全面的综合技能训练，学习单元载体内容的难度遵循由简单到复杂的递进序列、符合认识各和学习规律。