【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 126dB 図 B Q=2 123dB 図 D Q=8 129dB 図 A Q=1 120dB 図 124：指向係數(shù) Q 第一部 音響基礎(chǔ) Q與音響 POWER的關(guān)係是什麼 ? 16 共鳴 此為聲音的共振 空氣為彈性體且有重量。因此，箱體同管狀中的空氣等相碰時(shí)會(huì) 產(chǎn) 生共振周波數(shù) 。 圖 25中，有驗(yàn)證出、如圖所示的瓶頸如同笛子一樣會(huì)共鳴 。 此時(shí) 、其共鳴周波 數(shù) (f0)為： V=體積 (m^3) L=開(kāi)口部 實(shí) 長(zhǎng) (m) L=L0+ (m) L0=開(kāi)口部 長(zhǎng)度 (m) S=開(kāi)口部 面積 (m^2) r=開(kāi)口部半徑 (m) 用 f0=c/2π*√＇s/＇L*V（（ 可計(jì)算出 此被稱(chēng)為 Helmholtz(18211894德國(guó)物理學(xué)者 )共鳴器 。 還有管的共鳴也是其中的因素 。 圖 26中 (a) 、僅單側(cè)管堵住時(shí) 、1/4波長(zhǎng) 的 奇數(shù)倍 共鳴 。 (b)、兩側(cè)的管打開(kāi)時(shí) 、1/2波長(zhǎng) 的 整數(shù)倍共鳴。 (c)、両側(cè) 的 管 堵住時(shí) 、同 (b)一樣 、1/2波長(zhǎng) 的 整數(shù)倍共鳴。 管風(fēng)琴亦是利用此原理 。房間的共鳴同箱子的共鳴 (c)相同 。 ※ L=L0+ (m) V L0 S r L0 L 圧力大 圧力小 L0 L 圧力小 圧力大 圧力小 L0 圧力小 圧力大 圧力小 図 125： Helmholtz共鳴器 図 126：管の共鳴 (a) (b) (c) f=(2n+1)*c/＇4*L（ f=n/2*c/L f=n/2*c/L0 L 第一部 音響基礎(chǔ) 什麼是共鳴 ? 17 粉紅噪音同白色噪音 經(jīng)常被作為信號(hào)使用的粉紅噪音同白色噪音的相關(guān)解 說(shuō) 。 從 定義 上而言 ① 白色噪音 ；以 １Hz為 単位 使其固定的噪音 。 ② 每個(gè)八度音 bandpass固定的噪音 。 ※ 八度音 bandpass是指：與用對(duì)數(shù)表示周波數(shù)一樣，每 1個(gè)音階或是1/3音階測(cè)定能量的方法 。 以下曲線(xiàn)為：以光為例、每個(gè)單位周波數(shù)的能量一定時(shí)可看到顯示白色，每 bandpass能量固定時(shí)可看到顯示粉紅色，故此命名由此所得 。 図 128中為 1/3音階同 1/1音階的中心 周波數(shù) 顯示 。無(wú)論如何均以 １ｋHz為基準(zhǔn) 。＇以 Fh/Fl=2^n (n=音階 （決定幅度 。（ 白色噪音 粉紅噪音 周波數(shù) 為線(xiàn)型能量固定 周波數(shù) 各 bandpass能量固定 1/3音階中心周波數(shù) 1/1オクターブ中心周波數(shù) 20 25 40 50 63 63 80 100 125 125 160 200 250 250 315 400 500 500 630 800 1000 1000 1250 1600 2022 2022 2500 3150 4000 4000 5000 6300 8000 8000 10000 12500 16000 16000 20220 図 127：Pink noise ＆ White noise 図 128：オクターブバンド周波數(shù) 第一部 音響基礎(chǔ) PINKamp。WHITE NOISE 18 總結(jié) ?音波： 空氣的 の疎密波 ?平面波、球面波 ?回折効果＇ 同光不一樣 。（ ?相 位 ：圓 運(yùn)動(dòng)、 正弦 波、相 位 、相位 角、 聲音的加算 轉(zhuǎn)換為 Pa予以加算 。 ?波長(zhǎng) 同 周波數(shù) 波長(zhǎng)＝ c/f ?音圧＇ Lp)：表示聲音大小的壓力 。(Pa) ?音壓水平 ＇SPL)：以 20μ(Pa)為 基準(zhǔn) ，用對(duì)數(shù)所表示的音壓水平 。SPL=20*log(Pa/（ ?音響 功率 ＇Pw) ：電気入力１ W、變換效率 100%時(shí)、 所放射的能量被稱(chēng)為 １音響 瓦數(shù)(W)。 ?音響 功率水平 ＇PWL)：以 10^12為 基準(zhǔn)、 用對(duì)數(shù)所表示的 音響 功率水平 (dB) ?音響 強(qiáng)度 ＇Pi)：每 単位面積 所通過(guò)的能量多尐稱(chēng)為 ?音響 強(qiáng)度 ?。(W/m^2) ?Q ：在某個(gè)點(diǎn)上的音響能量同 球 狀 放射 時(shí)的平均能量之比 ?DI ：將 Q的 値 用水平 (dB)所表示的 増加量。 DI=20*log(Q) (dB) ?變換效率 ? Helmholtz共鳴器 ?管 的 共鳴 ?粉紅噪音、白色噪音 ? bandpass Ｘ Ｙ Ｚ Q=1 図 24：無(wú)指向性點(diǎn)音源 第一部 音響基礎(chǔ) 總結(jié) 19 概要 系統(tǒng)設(shè)計(jì)為喇叭使用專(zhuān)業(yè)人士所持有的音響技術(shù)。與我們制作喇叭的人沒(méi)有直接的關(guān)系，但我們必須知道：專(zhuān)業(yè)人士在挑選喇叭時(shí)要注意什麼樣的事情？我們的喇叭將被如何使用等，此點(diǎn)為喇叭設(shè)計(jì)的重要領(lǐng)域。 ２．規(guī)模？ →需在多尐人的場(chǎng)合下使用 ？ ３．主用途？ →音楽専用？？ 演講 専用？？多目的？？ ４．所使用的其它廠(chǎng)家的 產(chǎn) 品 ？ 其 性能？ 室內(nèi) 還是室外 ？ 如為 室內(nèi) 時(shí) 、同 室內(nèi)建築音響 的組合 、指向 性控制 十分重要 。在室外的反射較尐，同指向性相比， 衰 減較大，因此功率會(huì)是最大的問(wèn)題，另外 不容易 產(chǎn) 生相位 干渉。 右圖為一般室 內(nèi) 用的舞臺(tái)音響配置 為了能將聲音均勻的反射到客 戶(hù) 席位上 、一般使用 遠(yuǎn)距離用＇指向角 60176。40176。（ 近距離用＇指向角 90176。40176。（ ＇右図 為 500～ 1000人規(guī)模 的大廳 （ 因此 、大廳用 SP、垂直方向、水平 方向 同 指向性 控制均為必須 。 指向角 60176。 遠(yuǎn)距離用 SP 指向角 90176。 近距離用 SP 指向角 40176。 客席 図 21：一般的 大廳用舞臺(tái)音箱 SP的 指向角 第二部 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 概要 20 最初喇叭的選擇 選擇喇叭的時(shí)候，最初需考慮喇叭的功率同 MAXSPL。 ＇剛才的小型大廳 用 為 、近距離用 以 15m～ 20m為 受聴距離、遠(yuǎn)距離 用 以 25m～ 35m。（ 在此 、從必要的音壓同距離 衰 減上可 、 求出喇叭所必需的功率。 必需的音壓：據(jù) 說(shuō) 普通 的 會(huì)話(huà)程度 的音壓水平為 74dB、聽(tīng)激昂的音樂(lè)所需為 94dB。 在此 、利用圖 22的 例 子進(jìn)行 說(shuō) 明 。 使用用途 若為 音楽、 集會(huì)所用 、則需考慮客人數(shù)約為 500人左右 。則 、 ① 受聴距離＝約 30m → 距離減衰 ＝ 10*log(30)＝ ② 必要 音壓 ＝ 94dB以上 ③ 余裕 ＝線(xiàn)路 消耗 3dB、球狀余裕 ＝ 10dB 由此 、喇叭可求出的 MAXSPL按上述合計(jì)則為 、 必要音圧 +距離減衰 +余裕 、94++3+10= 、至尐需 約 122dB的 MAXSPL。 假設(shè) 1m1W、98dB的 SP、需上升 122－98＝ 24dB、依此計(jì)算輸入瓦數(shù)則需選擇 P=10^(24/10)＝ 251W以上 的喇叭 。 不一定所 產(chǎn) 出的會(huì)完全同計(jì)算結(jié)果一致 、但需以此為目標(biāo) 、依據(jù)以上簡(jiǎn)單的計(jì)算來(lái)選擇需要的喇叭。 平土間 受聴點(diǎn) 94dB 受聴距離＝ 30m 1m需 図 22：最初 所必需的瓦數(shù)可通過(guò)計(jì)算得出 。 第二部 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 概要 21 清晰 度 在室 內(nèi) 音箱中最重要的評(píng)價(jià)法為清晰度測(cè)試法。 可以肯定的 說(shuō) ，室 內(nèi) 系統(tǒng)的清晰度好壞決定一個(gè)好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 主要的清晰度測(cè)試法為以下： ① ％ALcons ② STI ③ RASTY 以上任何一個(gè)都是由直接音與反射音的比求出的方法。 如圖 2輸出 音源 與 測(cè)定用 麥克風(fēng)之 差 同 反射音 之 比 求出的方法 。 STI是每個(gè) 周波數(shù) 都 測(cè) 試 、RASTY用 ５００Ｈｚ與 ２ｋＨｚ表示 。 因此 、求出的喇叭單體 ５００Ｈｚ與 ２ｋＨｚ的 指向角、Ｑ、周波數(shù)特性 等成為 重要 的特性 。 在大型系統(tǒng)用號(hào)角 (Horn)上 ,多數(shù)控制周波數(shù)從 ５００Ｈｚ開(kāi)始就是因?yàn)檫@個(gè)原因。 20% 40% 60% 80% 100% 0% good excell fair poor bad 音源 測(cè)定用 麥克風(fēng) 直接音 殘響音 測(cè)定器 AMP 麥克風(fēng) 図 23：清晰 度測(cè)定 図 24：清晰 度評(píng)価方法 第二部 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 清晰度 22 距離衰 減 根據(jù) 音源 的 距離、音圧 會(huì) 衰 減 .這是根據(jù)逆二平方法則倍數(shù)距離,約每 6dB會(huì)衰減。此點(diǎn)在前面已進(jìn)行 說(shuō) 明。 然而，在 室內(nèi)音響 中 ,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)從某時(shí)點(diǎn)開(kāi)始不衰減的情況 。 如圖 2在一個(gè)封 閉空間、橫軸 表示 音源 的 距離、縦軸 表示 衰 減 量 (dB)。藍(lán)色為在 自由空間 的 距離 衰減 、按照逆二平方法則進(jìn)行衰減 、從這個(gè) 空間 可以看出如紅色曲線(xiàn) 、在約 10m附近 開(kāi)始不衰減 。 這是因?yàn)?音源 放射的聲 音、 通過(guò)牆 壁 ，地面等 反射、室內(nèi) 聲 音的強(qiáng)度保持在一定水平點(diǎn)上。在 図 2 利用逆二平方法則 衰 減的聲音稱(chēng)為 直接音 、所保持的聲音被稱(chēng)為 殘響音 。 殘響音 主要根據(jù)房間的 吸音 而決定 、若 殘響音 為 Li2的話(huà) 、Li2=4P/αS 表 示 。因?yàn)?直接音 為 LiLi1=QP/4πr^2 、殘響音 的聲 音 強(qiáng)度 Li Li=Li1+Li2 =＇QP/4πr^2（+＇4P/αS（ (W/m^2)。 在這裡， α=牆壁 、地板 等 的 吸音率 的 平均値。＇ 稱(chēng)為 平均吸音率（ S=牆壁 、 地板 ，天花板 等、 房間裡 面 的 総面積。 P=音響 功率水平 (PWL) Q=指向係數(shù) 但是 、如上所述 、表示房間整 體平均 的聲音大小時(shí) 、根據(jù) 距離不同聲音的大小公式如下公式 。 Li=P＇＇Q/4πr^2（+＇4/R（（ ＇W/m^2 ) 或者 SPL=PWL+10log＇ ＇Q/4πr^2（+＇4/R（（(dB) 在這裡 、R、αS/(1α（、被稱(chēng)為 室定數(shù) 。 還有 、如上 SPL求出的公式 、被稱(chēng)為 Beranek式 ,在喇叭的 配置等被廣泛 使用。 閉空間 的 室內(nèi)衰減特性。 自由空間 的 衰 減 特 )性。 直接音 殘響音 図 24：室內(nèi) 的 距離衰 減 第二部 系統(tǒng)設(shè)計(jì)