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线阵列扬声器系统及其应用

近年来，线阵列扬声器系统以它独特的优势广泛用于大型的扩声场所。线阵列扬声器系统是应市场需求而产生的，也是高新技术的产物，因此备受人们的关注。本文是根据“第十四届中国国际专业音响·灯光·乐器及技术展览会”期间举办的“线阵列扬声器系统”讲座的部分内容整理而成，希望能客观地反映线阵列扬声器系统的由来、发展和应用。

<!--StartFragment -->线阵列扬声器系统是市场的需求

上世纪六七十年代在欧美兴起了以“披头士”乐队为代表的摇滚乐，到广场上看摇滚音乐会的观众多达几十万，扩声是个大问题。比如，1977年9月3日在英国的New Jersey举行的一场摇滚音乐会就有60万人参加。扩声系统采用多只音箱叠放在一起组成的“音塔”，安装调试非常麻烦。经过精心设计和调试，花费了很多精力，扩声效果总是不尽人意。这种现象提供了一个市场信息，大型巡回演出需要功率大、安装调试方便的扩声系统。一些大公司看准市场需求，致力于开发大功率、远投射的扩声系统。从声学角度来考虑，有两种方法可以获得大功率、远投射的效果。一种是号筒，使声能量通过号筒集中在一个方向辐射出去，控制指向性，提高辐射效率，达到远投射的效果。例如20世纪50年代，我们对金门、马祖的广播系统就曾经采用过大号筒，一个号筒长达十几米，传播距离达几公里。另一种是20世纪30年代就提出的扬声器阵，利用干涉原理控制指向性。事实上，当时已经流行一种柱型音箱——声柱。声柱具有比较窄的垂直指向性，但是功率不够大，投射不远，声音的动态和频宽等还存在一些需要克服的问题。一些大公司根据自己的情况，各有侧重。号筒的研究成功地开发了恒指向性号筒扬声器、多驱动单元的号筒扬声器等。法国L-Acoustics公司于1993年首先推出了V- DOSC系统，它是由一列单元音箱组成的阵列，工作原理类同于声柱。其垂直指向性可控制，由单元箱的数目决定，水平辐射角120°。每只单元箱的频响为 50Hz～18kHz±3dB，功率1500W，灵敏度134 dB。高频单元通过波导管向外辐射。这是最早推出的线阵列产品，一开始就引起了人们的关注。市场的需求，高新技术的发展和应用，使得线阵列扬声器系统成为各公司显耀自己实力的标志性产品。现在线阵列已是号筒技术和阵列技术的结合，使得辐射性能更完美。

　　线阵列扬声器系统的特点

　　单元箱规则排列

线阵列扬声器系统是由一列单元箱组成，这些单元箱按一定规则排列，根据声场需要可以排成直线和“J”字形。单元箱的数目由扩声声场的需求决定，但是必须满足形成线阵列的基本要求，即线阵列的长度至少应大于辐射声波的波长的一半。每一只单元箱的辐射特性有严格的要求。例如，辐射声功率、频率特性、水平指向性、失真和线性相位等必须满足线阵列对它的要求。

　　功率大、投射距离远

　　例如，EAW KF761的单元箱中的低频单元承受功率1200W，灵敏度96dB；中频单元功率500W，灵敏度107dB；高频单元功率150W，灵敏度 112dB。单元箱组成阵列以后，由于单元箱之间的相互作用，使得扬声器的辐射阻抗得到了提升，提高了辐射效率。因此，采用线阵列扬声器系统作为声源在 100m以外希望获得100dB以上的声压级是轻而易举的。

　　覆盖的声场比较均匀，干涉区域小，重放分辨率高

线阵列的垂直指向性很尖锐，一般在10°左右，最窄的可达3°。辐射的声束窄，到达相应的观众区域的直达声比较强，辐射的距离又比较远，在很大的区域内的声压级的变化比较小。由于线阵列的旁瓣控制使得辐射声场的重叠区相对比较小，干涉面小。直达声为主的区域，听感好、声音清晰、分辨率高。（节选自《演艺设备与科技》）

南京大学声学研究所教授 赵其昌