德國CODA公司位于德國漢諾威市，自1996年開始，主要研發(fā)、生產(chǎn)揚(yáng)聲器單元，到現(xiàn)在已有12年歷史。以BMS公司的名義為世界各國有名的專業(yè)揚(yáng)聲器系統(tǒng)（俗稱音箱）廠商提供優(yōu)質(zhì)的單元。 自2003年起，該公司利用自己生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)揚(yáng)聲器單元的優(yōu)勢，自主開發(fā)生產(chǎn)了揚(yáng)聲器系統(tǒng)及其配套用的功率放大器等電子產(chǎn)品，以CODA公司的名義直接銷往世界各地，供專業(yè)音響工程使用。
目前，國內(nèi)一些工程中應(yīng)用CODA的產(chǎn)品。如：北京中華全國新聞?dòng)浾邎?bào)告廳和中國中鐵建禮堂都使用了RX35型和D5型音箱設(shè)計(jì)的擴(kuò)聲系統(tǒng)，其測試的性能指標(biāo)和音質(zhì)效果都得到了用戶的好評。2008年8月5日，故宮前面的午門奧運(yùn)會(huì)火炬接力儀式現(xiàn)場使用LA8線性陣列揚(yáng)聲器進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)地?cái)U(kuò)聲，其音質(zhì)效果得到奧運(yùn)會(huì)火炬接力組委會(huì)和現(xiàn)場觀眾的一致好評。CODA公司Alexandov先生從事音響產(chǎn)品研究設(shè)計(jì)之前是一個(gè)“音樂人”，從事過樂隊(duì)演出等工作，對樂器的音質(zhì)、表演有很高素養(yǎng)。本文中Alexandov先生在高音質(zhì)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性和工程案例進(jìn)行了技術(shù)探討。
高音質(zhì)的揚(yáng)聲器系統(tǒng)應(yīng)該具有什么樣的性能指標(biāo)
(1)頻率響應(yīng)要達(dá)到40Hz—20kHz，不均勻度達(dá)±1dB，低頻是30Hz、40Hz或稍高一點(diǎn)問題都不太大，可以根據(jù)客觀需求而定，不是非常重要的問題，而高頻更重要，上限達(dá)14kHz、15kHz、16kHz不夠好，要達(dá)到18kHz、20kHz甚至22kHz才好，按前者會(huì)影響清晰度，如zi聲達(dá)16kHz尚可，si聲達(dá)18kHz—20kHz才不影響清晰度。其不均勻度，按參觀時(shí)，現(xiàn)場測得的頻響不均勻度，可以達(dá)到2~3dB左右。
(2)更重要的指標(biāo)是指向性指標(biāo)、指向性頻率響應(yīng)指標(biāo)。頻率響應(yīng)指標(biāo)，國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是在距離揚(yáng)聲器1m處，在揚(yáng)聲器軸線上，測得的頻率響應(yīng)，其頻響不均勻大或小，只是說明在音箱正前方的性能指標(biāo)和可能聽到的效果；但音箱是規(guī)定在某個(gè)水平與垂直角度如60°X40°內(nèi)工作的，所以要在這個(gè)角度內(nèi)（含水平、垂直兩部分）不同角度的中高頻頻率響應(yīng)一樣好，才能在它所覆蓋的寬的聽音區(qū)內(nèi)有好的音質(zhì)效果。這一點(diǎn)往往被人們所忽視，這也正是音箱產(chǎn)品好壞的關(guān)鍵所在。
(3)專業(yè)揚(yáng)聲器的失真問題
一般專業(yè)揚(yáng)聲器產(chǎn)品，很少給出失真的參數(shù)指標(biāo)；有哪幾種失真，應(yīng)該限定在什么數(shù)值之內(nèi)，才能獲得高音質(zhì)效果也沒有給出。往往只說明某型號產(chǎn)品失真很低、音質(zhì)好！這是我們應(yīng)進(jìn)一步探索的問題。CODA公司是如何考慮諧波失真、互調(diào)失真、次諧波失真、瞬態(tài)失真等技術(shù)參數(shù)呢。
(a)對于諧波失真，高次的諧波失真比低次的諧波失真對揚(yáng)聲器的影響更大。
一般說來，一個(gè)信號往往不是一個(gè)純音而是有一定幅值電平的一組信號，如：主信號在100Hz，但在其上下頻率，都存在一定的信號強(qiáng)度。其低次諧波（如二次、三次）雖有一定強(qiáng)度，但被信號組的信號所淹沒，故主觀感覺不明顯；對于高次諧波，同樣的諧波電平，由于信號組沒有那么高的頻率成分掩蓋它，主觀感覺就非常明顯，所以設(shè)計(jì)揚(yáng)聲器時(shí)應(yīng)盡量減少高次諧波失真。
(b)注意改善釹磁體磁路回路引起的互調(diào)失真
釹磁體磁能積工作點(diǎn)的設(shè)計(jì)較過去鋁鎳鈷磁體磁能積工作點(diǎn)的設(shè)計(jì)，更容易使揚(yáng)聲器單元產(chǎn)生互調(diào)失真，這是應(yīng)該著重注意的技術(shù)問題。CODA公司聲稱已解決了這個(gè)問題，它的互調(diào)失真已達(dá)到過去鋁鎳鈷產(chǎn)品同樣低的互調(diào)失真水平。
擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性標(biāo)準(zhǔn)問題
(a)廳堂、體育場館工程擴(kuò)聲系統(tǒng)頻率范圍上限的設(shè)計(jì)，一般希望達(dá)到16.0kHz，低于此值就會(huì)影響清晰度。當(dāng)談及揚(yáng)聲器的聲音輻射距離達(dá)到40m或更遠(yuǎn)時(shí)，頻率10.0kHz以上，大氣中聲波衰減已經(jīng)很大，而且隨溫度和濕度不同而變化，如何能達(dá)16.0kHz頻率上限，他們認(rèn)為若有條件的話，可用補(bǔ)聲揚(yáng)聲器做近距離補(bǔ)聲，以解決問題。若沒有這種條件就達(dá)不到了。[Page]
(b)對廳堂聽眾區(qū)內(nèi)各座位的聲場不均勻度，認(rèn)為可以測量寬頻帶的聲壓級，要求不均勻性不應(yīng)超過4dB。對于測定1/3oct窄帶的100Hz、1000Hz、4000Hz、6300Hz的聽眾區(qū)內(nèi)的聲場不均勻度，認(rèn)為不必要，因?yàn)椴荒芙鉀Q分離度問題。
從個(gè)別廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例，看其工程設(shè)計(jì)的技巧
有些設(shè)計(jì)生產(chǎn)揚(yáng)聲器系統(tǒng)（音箱）的廠商，只模仿國內(nèi)外某些音箱的性能指標(biāo)和外形尺寸等來確定本公司的產(chǎn)品要達(dá)到的參數(shù)要求，而不從專業(yè)音響工程設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，去探討更實(shí)用的產(chǎn)品，這樣就不會(huì)真正了解客觀需求所在。
以個(gè)別廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)的實(shí)例，共同進(jìn)行探討。
實(shí)例1：某個(gè)小廳堂，寬14.0m，從舞臺口兩邊主揚(yáng)聲器系統(tǒng)到后墻長20.0m，高3.0m，兩只主音箱覆蓋前廳區(qū)，聲場很均勻，聲壓級足夠了。但后場聲壓級太低，需用補(bǔ)聲音箱給予補(bǔ)聲。有的在后墻掛補(bǔ)聲音箱，有的在兩側(cè)墻掛補(bǔ)聲音箱，有的這兩者同時(shí)使用，有的在天棚設(shè)置補(bǔ)聲音箱，還有其它形式的補(bǔ)聲。為了使聲像一致性好，聲音相互干擾小，音質(zhì)好，請推薦使用哪一種。
Alexandov先生認(rèn)為，在擴(kuò)聲系統(tǒng)有數(shù)字處理器設(shè)備時(shí)，在距后墻5.0m，距兩邊側(cè)墻3.5m的天棚處，設(shè)置兩只補(bǔ)聲音箱，并經(jīng)數(shù)字處理器對信號做適當(dāng)延遲時(shí)，這種方法最合適。
這個(gè)看法與我們使用兩只CODA-RX35型號的音箱作主擴(kuò)聲音箱，置于舞臺口兩側(cè)，采用CODA -D5型小型音箱作補(bǔ)聲，作理論計(jì)算和實(shí)例應(yīng)用，基本上是好的，可以達(dá)到較好的擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)和音質(zhì)效果。
實(shí)例2： 某一個(gè)廳堂寬31.0m，從舞臺口兩側(cè)主音箱到后墻長36.0m，高6.0m。用兩串CODA公司的LA4線性陣列音箱和適量的D5作補(bǔ)聲，可以滿足擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性要求嗎？它的傳輸頻率特性指標(biāo)的上限頻率可以達(dá)到多少？
Alexander認(rèn)為，用LA4線性陣列音箱作擴(kuò)聲在廳堂后區(qū)聲壓級較前區(qū)會(huì)偏低，故后區(qū)需用D5音箱作天棚音箱進(jìn)行補(bǔ)聲，使之與前區(qū)聲壓級基本一致。在后區(qū)距主音箱已有30多米，高頻空氣聲衰減達(dá)，聲壓級難以平直達(dá)到16.0mHz,即使能達(dá)到，因受濕度、溫度的影響，聲衰減量也是不穩(wěn)定的，故在后區(qū)（遠(yuǎn)場）需用D5音箱進(jìn)行補(bǔ)聲，可以穩(wěn)定達(dá)到16.0 mHz.。
筆者對近似上述體積容量、尺寸的某擴(kuò)聲系統(tǒng)工程，用CODA LA4線性陣列音箱和D5音箱進(jìn)行了認(rèn)真設(shè)計(jì)，嚴(yán)格施工、調(diào)試后，實(shí)測結(jié)果：傳輸頻率特性50Hz—16.0 kHz（各測點(diǎn)平均值）、寬頻測量各測點(diǎn)不均勻度為4dB，最大平均聲壓級達(dá)103.0 dB，效果獲得業(yè)主方認(rèn)可滿意。Alexander看了這組測量數(shù)值，認(rèn)為很好，達(dá)到了應(yīng)有的指標(biāo)要求，但他又認(rèn)為：如果不受工程費(fèi)用的限制，采用其它型號的線性陣列音箱并增添必要的設(shè)備后，則有可能把擴(kuò)聲系統(tǒng)的特性指標(biāo)進(jìn)一步提高，達(dá)到更好的音質(zhì)效果。
為EASE軟件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，提高更全面更精確的技術(shù)數(shù)據(jù)
國內(nèi)各種擴(kuò)聲系統(tǒng)工程投標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)，投標(biāo)方在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，基本上都要提供用軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助聲學(xué)參數(shù)的模擬設(shè)計(jì)，如最大聲壓級、傳輸頻率特性、聲場不均勻度等指標(biāo)。但往往流于形式，其原因有二：
一是沒有真正地按客觀聽（觀）眾廳的實(shí)際混響時(shí)間及其混響頻率特性、廳堂結(jié)構(gòu)的真實(shí)建模、音箱的性能參數(shù)，進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地對聲場參數(shù)進(jìn)行機(jī)輔的優(yōu)化設(shè)計(jì)，來指導(dǎo)聲場設(shè)計(jì)。
二是業(yè)主方（即招標(biāo)方）給投標(biāo)方進(jìn)行投標(biāo)設(shè)計(jì)的時(shí)間太短，要真正按實(shí)際混響時(shí)間做真實(shí)建模和模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)根本來不及，這樣就在隨意假設(shè)接近實(shí)際條件下進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)，更有甚者，隨意繪出很漂亮的聲學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)圖。
上述兩個(gè)原因，使CAD聲學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)形成虛設(shè)的一種手段，給業(yè)主方看看而矣，造成審標(biāo)人也不去考核的不好局面。[Page]
近年來業(yè)主方有的認(rèn)識到上述問題，對一些重大的擴(kuò)聲系統(tǒng)工程，則采取委托有實(shí)際水平和經(jīng)驗(yàn)的公司或個(gè)人，給予足夠的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，對擴(kuò)聲系統(tǒng)工程進(jìn)行反復(fù)研究設(shè)計(jì)，包括聲場聲學(xué)參數(shù)的CAD的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之達(dá)到先進(jìn)的高標(biāo)準(zhǔn)的性能指標(biāo)和實(shí)際使用效果。全面、精確的音箱參數(shù)，是有水平、有見識的工程設(shè)計(jì)者進(jìn)行擴(kuò)聲系統(tǒng)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行嚴(yán)格的施工、調(diào)試，通過全面的聲場參數(shù)的測定，才能獲得優(yōu)異的使用效果。