對(duì)于揚(yáng)聲器的聲壓級(jí)（SPL）指標(biāo)來說，最常見的參考距離是1m（3.28英尺）。這個(gè)參考距離的出現(xiàn)僅僅是為了便于計(jì)算，實(shí)際上參考距離可以是任何數(shù)值。
首先，將參考距離設(shè)定為1m可以簡化以下聲壓級(jí)衰減計(jì)算公式中的除法：
ΔdB=20log（Dx / 1） 理想點(diǎn)聲源
ΔdB=10log（Dx / 1） 理想線聲源
Dx表示聽音者距離，單位為米
揚(yáng)聲器測量的距離必須設(shè)置在一個(gè)揚(yáng)聲器輻射出的聲波球形波陣面形狀不再發(fā)生變化的區(qū)域內(nèi)。球形波陣面形狀的變化是由于聲波到達(dá)該設(shè)備表面上不同的點(diǎn)所經(jīng)過的路徑長度差異而導(dǎo)致的。
隨著與聲源之間的距離不斷增加，這些差異造成的影響不斷減小。原理上近似于與我們?cè)谟^察一個(gè)物體時(shí)，如果我們持續(xù)向遠(yuǎn)離該物體的方向移動(dòng)，那么該物體在視覺上會(huì)變“小”。
如果到達(dá)某一個(gè)距離時(shí)，傳輸路徑的差異不在對(duì)球形波陣面的形狀產(chǎn)生影響時(shí)，那么這個(gè)距離就是該設(shè)備近場區(qū)域的結(jié)束點(diǎn)和遠(yuǎn)場區(qū)域的起始點(diǎn)。
一個(gè)無限小的聲源（點(diǎn)聲源）可以在任意距離測量，并且可以使用測量數(shù)據(jù)按照反平方定律對(duì)距離更遠(yuǎn)處的聲壓級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確推算。
一個(gè)尺寸非常小的揚(yáng)聲器或許可以在1m的距離進(jìn)行測量，但對(duì)于尺寸較大的揚(yáng)聲器來說情況就完全不一樣了。對(duì)于尺寸較大的揚(yáng)聲器來說，確定遠(yuǎn)場區(qū)域的起始點(diǎn)是非常重要的，這個(gè)起始點(diǎn)是可對(duì)聲波輻射參數(shù)進(jìn)行測量的最小距離。
在該點(diǎn)測量的數(shù)據(jù)可用于根據(jù)反平方定律推算1m位置的聲壓級(jí)（Figure 1）。我們可以使用這個(gè)計(jì)算出來的參考數(shù)值在可接受的誤差范圍內(nèi)對(duì)更遠(yuǎn)距離的聲壓級(jí)進(jìn)行推算。
概測法
對(duì)于確定近場區(qū)域和遠(yuǎn)場區(qū)域臨界點(diǎn)來說，一個(gè)有效的經(jīng)驗(yàn)法則是將最小測量距離設(shè)置為揚(yáng)聲器最大邊長的3倍。
在不考慮近場和遠(yuǎn)場臨界點(diǎn)過渡區(qū)域波形變化特性是否與頻率相關(guān)時(shí)，在實(shí)際測量工作當(dāng)中這種距離估算方法通常是一個(gè)可接受的方式。更精確的對(duì)遠(yuǎn)場區(qū)域位置估算可通過以下幾種方法進(jìn)行：
1.從垂直于揚(yáng)聲器表面的觀察點(diǎn)到揚(yáng)聲器表面上任意一個(gè)點(diǎn)的路徑長度差都是相等的。不幸的是，只有當(dāng)觀察點(diǎn)距離揚(yáng)聲器無限遠(yuǎn)的時(shí)候才能夠?qū)崿F(xiàn)，而此時(shí)觀察點(diǎn)的聲壓為0。
2.當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)距離時(shí)，揚(yáng)聲器輻射出的球形波陣面隨著傳輸距離的增加不再出現(xiàn)與頻率相關(guān)的形狀變化。
3.當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)距離時(shí)，所有頻率的聲壓衰減開始遵循反平方定律。這是一個(gè)具有實(shí)踐意義的測量距離定義方式。
4.當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)距離時(shí)，垂直于觀察點(diǎn)的揚(yáng)聲器平面上任意一個(gè)點(diǎn)到達(dá)觀察點(diǎn)的路徑長度差異小于需測量的最高頻率1/4波長（Figure 2）。
從上述這些定義方法當(dāng)中可以看出，遠(yuǎn)場區(qū)域的起始點(diǎn)與波長（頻率）相關(guān)。
如同我們?cè)谇懊嫣岬降模谶h(yuǎn)場區(qū)域進(jìn)行測量是由于需要通過測量數(shù)據(jù)按照反平方定律來推算更遠(yuǎn)距離聲壓級(jí)，這也是聲學(xué)模擬軟件的聲壓級(jí)計(jì)算方式。
如果測量數(shù)據(jù)的用途不是用于對(duì)更遠(yuǎn)距離聲壓級(jí)的推算，那么測量可在近場區(qū)域進(jìn)行。這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)于測量點(diǎn)位置來說是精確地，但不適用于使用反平方定律對(duì)更遠(yuǎn)距離的聲壓級(jí)進(jìn)行推算。
由于波長的原因，通常人們都認(rèn)為需要在較遠(yuǎn)的距離對(duì)次低頻揚(yáng)聲器進(jìn)行測量。事實(shí)上，對(duì)于一個(gè)輻射高頻聲波的設(shè)備來說，確定遠(yuǎn)場區(qū)域是一項(xiàng)更加困難的工作。由于高頻聲波的波長更短，因此滿足上述第4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)變的非常困難。
從數(shù)據(jù)測量角度來說，最具挑戰(zhàn)性的揚(yáng)聲器是通過大面積表面輻射高頻聲波的大型設(shè)別。這類型揚(yáng)聲器的近場區(qū)域可以延伸至數(shù)百英尺距離，因此使用傳統(tǒng)測量技術(shù)來獲取準(zhǔn)確的球形圖數(shù)據(jù)幾乎是不可能完成的任務(wù)。
獲取這類設(shè)備的聲波擴(kuò)散數(shù)據(jù)可通過其他方式進(jìn)行，包括聲學(xué)建模和聲學(xué)全息技術(shù)——一項(xiàng)由Duran Audio公司開發(fā)的新技術(shù)。Fulcrum Acoustic公司的David Gunness也已經(jīng)就這個(gè)問題發(fā)表了幾篇非常重要的論文。
某些因素促使所有系統(tǒng)工程師盡量滿足測量距離擴(kuò)展的需要，同樣也有一些因素降低了測量距離擴(kuò)展的要求。這些因素包括：
1.可提供擴(kuò)展高頻響應(yīng)的大尺寸揚(yáng)聲器通常不會(huì)通過整個(gè)前面板輻射高頻聲波。高頻聲波的天然屬性是具有較強(qiáng)的指向性，因此高頻聲波能量的輻射更多的是通過HF驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行。也就是說，在確定高頻聲波的遠(yuǎn)場區(qū)域時(shí)只需要考慮高頻驅(qū)動(dòng)器的尺寸。
2.波束可控的線聲源揚(yáng)聲器（例如EAW DSA）不是從整個(gè)箱體輻射高頻能量。通過為每一個(gè)驅(qū)動(dòng)器配置帶通濾波器的方式，揚(yáng)聲器箱體的長度與工作頻率相關(guān)。這種類型的揚(yáng)聲器可以在較近的距離進(jìn)行測量。
最難測量的是無源線性陣列系統(tǒng)，特別是有多只揚(yáng)聲器組成的揚(yáng)聲器陣列。陣列中的每一只揚(yáng)聲器都是全頻設(shè)備，因此中間位置的揚(yáng)聲器和底端位置的揚(yáng)聲器之間的傳輸路徑差異有時(shí)會(huì)非常大。一個(gè)折衷的方法是測量單只揚(yáng)聲器的球形圖數(shù)據(jù)，然后通過模擬軟件來預(yù)測揚(yáng)聲器陣列的響應(yīng)特性。
與無源線性陣列系統(tǒng)測量難度相當(dāng)?shù)氖菐罡咭艟€聲源和平板揚(yáng)聲器，原因是這些類型揚(yáng)聲器都是通過尺寸較大的部件來輻射高頻能量。
很明顯，這些揚(yáng)聲器都需要很長的測量距離。較長的測量距離盡管解決了遠(yuǎn)場測量的問題，但也產(chǎn)生了一些其他的問題：
1.空氣吸收損耗隨著距離的增加而增加。盡管這種損耗可以通過均衡器進(jìn)行矯正補(bǔ)償，但HF增益提升會(huì)對(duì)受測設(shè)備產(chǎn)生額外的負(fù)載壓力 。
2.隨著距離的增加，對(duì)環(huán)境因素影響（氣流和溫度的變化梯度等）的控制能力也隨之降低。這些環(huán)境因素的變化會(huì)是測量數(shù)據(jù)發(fā)生變化，使相位響應(yīng)數(shù)據(jù)的收集變得相當(dāng)困難或者根本不可能。
3.在室內(nèi)測量環(huán)境中，無響時(shí)間窗隨著測量距離的增加而減小。這是由于聲波輻射至天花、地面或側(cè)墻的時(shí)間差隨著測試話筒與聲源之間的距離增加而縮短。這種影響會(huì)使可無響測量的最低頻率下限提高（頻率分辨率被削弱）。
4.直達(dá)聲衰減在30m（100 ft）位置時(shí)比9m（30 ft）位置增加了10 dB。衰減量的增加使測量數(shù)據(jù)的信噪比下降了10 dB，或者說如果要保持與30 ft位置相同的信噪比需要將饋入受測設(shè)備的功率增加10倍。
5.由于在測量時(shí)間段內(nèi)（可長達(dá)8小時(shí)）不穩(wěn)定的噪聲電平和環(huán)境因素影響，在戶外環(huán)境進(jìn)行測量非常困難。
如果能解決上述問題的話，遠(yuǎn)距離測量也可以實(shí)現(xiàn)。可測量插入時(shí)間窗脈沖響應(yīng)的大型飛機(jī)庫是一個(gè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離球形圖數(shù)據(jù)測量的良好場所。
我們?cè)贓TC , Inc.的工作室允許我們?cè)?m的位置進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。這個(gè)距離適用于大多數(shù)主流商用揚(yáng)聲器，但并不適用于所有商用揚(yáng)聲器。
揚(yáng)聲器翻轉(zhuǎn)設(shè)備可以移動(dòng)，因此無法在9m距離進(jìn)行測量的設(shè)備會(huì)轉(zhuǎn)移到一個(gè)更大尺寸的空間中在30m距離進(jìn)行測量，并通過插入時(shí)間窗的方式來消除聲場反射的干擾。測量距離的確定是根據(jù)受測設(shè)備進(jìn)行考量。
采用上述標(biāo)準(zhǔn)確定遠(yuǎn)場區(qū)域，并將測量距離固定在30 feet（9m），隨之可確定不同尺寸受測設(shè)備可測量的最高頻率（Figure 3）。需要注意的是，這里指的是HF部件的最大尺寸。通常情況下，如果這個(gè)遠(yuǎn)場區(qū)域適用于高頻，那么也適用于更低的頻段。
對(duì)于揚(yáng)聲器衰減特性數(shù)據(jù)測量來說，確定遠(yuǎn)場區(qū)域是首要條件。在遠(yuǎn)場區(qū)域測量所得的數(shù)據(jù)才能夠在可接受的誤差范圍內(nèi)應(yīng)用于從1m到聽眾席的聲壓衰減推算。對(duì)于小尺寸揚(yáng)聲器來說（例如書架式揚(yáng)聲器）這個(gè)條件很容易滿足。由于商用揚(yáng)聲器的物理尺寸通常都比較大，因此存在一個(gè)固定測量距離時(shí)的可測頻率上限。
理想情況下，不是在遠(yuǎn)場區(qū)域測量所得的數(shù)據(jù)都應(yīng)棄用或在產(chǎn)品參數(shù)表或系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件內(nèi)標(biāo)明。不幸的是通常這些數(shù)據(jù)都不會(huì)標(biāo)注測量方法，因此我們?cè)趯?duì)一個(gè)禮堂進(jìn)行高頻覆蓋模擬時(shí)在一定程度上需要依靠直覺進(jìn)行判斷。
編譯：易科國際金磊