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线阵列扬声器系统

发布日期:2019-02-26 浏览量:405次

   线阵列(Line-Array)在现代科学技术中扮演着越来越重要的角色,以线性源为基础的扬声器系统在确定的频率范围内,特性就像柱面波发射器,并且即使在复杂的听闻条件下,也可以有针对性的对确定的区域进行扩声,近几年来,线性阵列式扬声器系统在大型高标准要求的演出场合被广泛使用,他在整个覆盖范围内声压级比较均匀,在远距离甚至超远距离声音仍然十分清晰。

   线阵列的原理

   追根溯源,线阵列的历史已有70多年,早在1930年的Wolfe和Malter的论文就分析了点声源、线声源、曲线声源和平面声源的指向特性,以美国声学工程师Olson为代表的物理学家,于1957年发表了耦合定理和线性辐射定律,特别是线阵列辐射理论在许多应用中取得巨大成功,进入21世纪,扬声器线阵列的研究与应用快速发展,国内外许多机构相继推出一些有关技术与产品。

   1.线阵列的定义

   线阵列是一种振幅相等,相位相同,紧密的排成一条直线的声辐射元素,它具有很强的垂直指向性,在一定的频率范围及有限的距离内,可以产生接近圆柱形的波阵面。

   事实上,真正的线性阵列是不存在的,最多也就是具备线性声源的部分特性,所以有人提出用线形阵列来称呼比较确切。

   2.线阵列的特点

   线阵列的特点主要取决于球面波与柱面波传播特性的不同。单只扬声器辐射声波为球面波,他的波阵面在三个维度传播,距离加倍时声压级衰减6db,柱面波的波阵面只在两个维度传播,距离加倍时声压级衰减3db,因此柱面波能够有效的传播到更远的距离,图9-23所示的是线声源与点声源波正面的区别。线声源产生的柱面波波振面面积与距离成正比,而点声源产生的球面波波振面面积与距离平方成正比,然而严格意义上只有无限长的线声源才能产生真正的柱面波,有限长线声源辐射声波只在一段距离内为柱面波,然后逐渐过渡为球面波。

   习惯上将柱面波覆盖区域称为近场,而将球面波区域称为远场,声源至远近场交界处的距离称为过渡距离Dr°。

   3.线阵列的指向性

   线性阵列的核心技术是全频声耦合技术,它决定整个线性阵列的工作效率,应用线阵列主要是利用其指向性强的特点,将声波有效的投射到更远的距离,线阵列的指向性与其自身长度,每个单元之间的最小距离及辐射声波频率相关,然而对于非常高的频率来说,要使单元间歇足够紧密,由于波长太短,在物理上几乎是不可能做到的事情,依据声耦合的技术原理及特性出现了一些新技术用来解决这个问题,包括声透镜技术、波形前纠正技术为核心的DOSC波导管等,线阵列扬声器系统通过对指向性的控制得到最有效的声场覆盖。

线阵列扬声器系统的形状结构

   线阵列扬声器系统由多只扬声器紧密排列成一条线组成,包括直线形,弧线形,J形和渐进式阵列等。

   弧线形扬声器阵列的声压级衰减特性介于柱面波与球面波之间,比直线型扬声器阵列的辐射范围更宽,它的声场特性与线阵列的曲率半径及张角有关。

   J形线阵列扬声器系统是直线型和弧线形扬声器阵列的组合,即上方大部分呈直线排列,提供较远听众区域的供声,阵列下方向内略弯曲呈J字形,对较近听众区实现较宽展角的声场覆盖,它兼具直线型阵列的远投优势和弧线形阵列均匀的指向性。

   渐进式扬声器阵列由上而下弯曲,没有完全直线部分,它在不同的频段具有较为均匀的指向性。

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