| 扩声过程中产生啸叫的原因与抑制方法 |
| 查看：1925 发稿日期：2013-7-24 |
| 扩声过程中产生啸叫的原因与抑制方法 为什么麦克风会产生回输啸叫呢？ 麦克风拾音后，经调音台、周边设备、功率放大器、音箱扩大出声音，这种声音又通过直接辐射方式或声反射方式进入传声器，使整个扩声系统产生正反馈，引起声电信号自我激励，扬声器随即啸叫声，这种现象称为麦克风的声音反馈。 麦克风啸叫会有怎样的危害？ （1）破坏了整个扩声环境的气氛，使演讲人或演唱者非常狼狈，使听众非常扫兴，甚至产生厌恶心理。 （2）对功率放大器或音箱的高音喇叭单元影响很大，容易使它们过载烧毁。 （3）由于声反馈的存在，使整个扩声系统的传声增益和放声功率受到限制（也就是不能增大音量）。 如何避免回输啸叫呢？ （1）避免将麦克风置于音箱的辐射区内（起码不能正对着喇叭）。 （2）根据实际情况选择合适的麦克风，如背景音量或环境噪音很大的环境，应选择近距拾音麦克风（灵敏度较低，以及带有频率衰减的心型或超心型麦克风） （3）扩声环境可采用适当的吸声材料进行装修，尤其在放置传声器的附近空间，应尽量减弱声反射。 （4）设备之间连接牢靠，避免虚焊现象（虚焊或连接不牢固可导致瞬间电阻增大和衰减，电压不稳定）。 （5）调试设备必须进行统调，每种设备都不能处于临界工作状态，否则会出现信号不稳定或震荡现象。 （6）可加入反馈抑制器或移频器，抑制消除啸叫声。 无论是上万人 的大型体育场，还是家庭自娱的卡拉OK，只要是有话筒拾音的音响系统，就必然存在回授啸叫的问题。 话筒拾音的啸叫现象，实际上是扩声系统中扬声器的声场反馈到传声器上，当其反馈系数大于1时会产生自激振荡。实际上，反馈系数即使不大于1，只要接近于1时，扩声系统就会出现如下的问题。 （1）由于扩音声场进入话筒时，有一定的延时效应，声场与直达声之间的叠加，会产生明显的梳状滤波。此效应在反馈系数接近1时（即系统音量开大到接近啸叫）尤其明显。其表现为扩音声场比原声场的音感狭窄。 （2）扬声器声场的延时反馈，会使整个系统形成一连串的延时回声，并且这种回声将加重梳状滤波效应，产生明显畸变的混响拖尾，这就是人们所说的“刚响失真”。 扩声系统的最大不自激放音响度，称为传声增益。我们要做的也就是在系统不自激的前提下，提高扩音响度；其次则是减弱刚响失真和梳状滤波效应对扩音音质的影响。达到此目的，比较有效的方法有调整话筒、移频、调相、延时以及频率均衡等五种。 调整话筒对于扬声器的直接反馈声场来说，其传声增益为传声增益=20lgD0－20lgDs＋20lgD1－20lgD2式中，D0为话筒与听众之间的距离，DS为声源与话筒之间的距离，D1为扬声器与话筒之间的距离，D2为扬声器与听众之间的距离。从上式可以看出，增大D0和D1或减小DS和D2，都可以提高话筒的传声响度。具体地讲，就是话筒距扬声器越远越好。如果有可能，话筒应安置在扬声器辐射方向的背面，这在大响度扩音场合当中是非常必要的，但此时的节目返送就十分有必要了。如果话筒有可能被拿着四处走动，建议扬声器应安置在人无法靠得很近的地方，例如，吊在空中很高的位置。缩短扬声器与听众的距离，可以在实际上提升扩音的响度。当然，为了在大范围内给出足够响度的声场，此时就需要大量的扬声器均匀分布在听众区内，并且要使用指向范围很宽的近场音箱，这种音箱的辐射距离不会很远，话筒稍微离远点就能避免系统啸叫。避免啸叫又能提升扩音音量最有效的方法是，将话筒尽量靠近声源拾音，而话筒则应使用无指向性的。因为指向性话筒（尤其是锐指向性话筒）远距离声源的拾音衰落很小，调整距离对提升扩音音量和防止啸叫的作用不大。在这里应注意，系统是否容易啸叫，与话筒的灵敏度没有关系。只不过高灵敏度的话筒都是锐指向性的，所以容易产生啸叫。穆频这是扩音的其它条件无法再变时，系统增音最有效的方法。移频增音就是对话筒信号移频2- 8Hz，使扬声器声场馈人传声器之后，无法在原频谱上形成反馈。当然，移频增音并不能彻底抑制啸叫，只能使系统的传声增益提升约6dB。相对地讲，当系统的频率范围很大，或扩音现场的混响时间很长时，移频处理的增音效果就会越好，有时传声增益甚至可达9dB以上。由于移频增音会产生频率变化，因此在音乐表演当中很容易被察觉，所以此种处理方法一般只能用于语言扩音。 调相扩声系统的自激状态，其反馈回路必须是正反馈，如果对系统的话筒信号予以调相处理，自激的相位条件就会被破坏，这就是调相增音的理论基础。 实验表明，相位偏差值在140-------范围内，系统稳定度最佳；并且，调制的频率越高，稳定性也越好。但过高的调制频率，会使处理后的音响产生可感觉到的畸变。为使调相处理到不被察觉的程度，其调相频率的最大允许值是4－4.5Hz。 调相对传声增益的提升量并不很大，通常只有5dB左右。 延时： 延时对扩声系统信号回授的阻断作用很容易理解，它就像是先对话筒信号予以录音，过一段时间再行播放一样。依此方式可避免扩声系统啸叫的场合也有一些，例如美式橄榄球的场内裁判话筒拾音，就是先对话筒拾取的信号加以录音，录完后再予播放。这样处理无论系统音量开得多大，也不会产生自激。当然，这是因为裁判的自发话内容很短，才有可能使用上述方法来阻断反馈的形成。 延时对传声反馈的阻断作用，在延时时间大于50ms就有效果，当然，必须是在话筒的直达信号完全关闭时，才有效果，此时，话筒拾音的梳状滤波效应将减到最弱的程度，并且当系统的传声增益大于1时，系统也不会啸叫，而只是产生逐渐上升的延时回声。 延时对系统自激的另一个作用是可以使自激建立的过程比较平缓。这样，调音师便有机会在系统自激初期还不太明显时降低音量。 频率均衡由于厅堂声场的声学谐振作用，扩声系统的话筒从拾音到放出声场，其频率响应并不是一条平坦的直线，而是起伏很大的一条曲线。就一般情况而言，厅堂的频率响应最大值与平均值之差可达10dB。因此，用房间均衡器对其频响加以均衡，不但可使各频段的自激增益值互相一致，又可使系统的传声增益提升至少6dB。其调整方法如下：在系统的功放器前串入房间均衡器，并将话筒定位后，打开系统，将均衡器各频段钮子调到0dB；逐渐开大功放器音量，至系统正好不自激的位置，再 将均衡器上的各钮子从低频的第一个钮开始，向上调到正好自激的位置，再下调3dB，然后再依次调整各频段的钮子，都是调到正好自激的位置后，再下调3dB，至所有频段都调完后即可。频率均衡的功能设置，主要是为了均衡房间的传输响应。由于一般厅堂的传输响应特性曲线十分复杂，所以房间均衡器的频段取点必须足够多，最好使用21段以上的均衡器。如果用用10段或5段均衡器，则均衡后的频响可能比不均衡还糟。即使是用21段的均衡器，处理后的音响效果也有一定的失真。在这方面，有一个经验性的说法，就是使用提升房间谷点的方法比衰减峰点在听音效果上更缺乏自然感。当然，对房间传输响应的均衡处理，通常都无法兼顾到百感效果方面的频率补偿，而当房间均衡与音色补偿之间有冲突时，此法就不太适用了。此时，可使用陷波的方式抑制啸叫。实际上，扩声系统在出现回授自激时，其频率只是固定于某一点上的纯音，所以，只要用一频带很窄的陷波器将此频率切除，即可抑制系统啸叫 。 |
