扬声器的主要技术特性及其应用(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:5

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扬声器系统的指向特性

扬声器系统的指向特性是很重要的一项技术指标。对于广播、电影、电视的录音、监听系统，由于控制室的声学设计条件好，应用面积（监听覆盖面积）不是很大，因而扬声器系统的配置变化不大，指向特性的要求显得不突出，但作为影剧院、大会议厅、体育场馆这些音响工程系统，由于声音的覆盖面积很大，扬声器系统的指向特性指标就显得十分重要了。

扬声器的指向特性是指扬声器向空间各方向发声的声压分布状况。一般来说，扬声器发声总是有一定的指向性的，而且随频率的变化会有很大的变化，通常在低频段（低于200Hz）的声音是无方向性的，而在高频段，声音的传播则呈较强的方向性，其余在各方面均匀传播。

扬声器的指向性还可以用辐射的声束狭窄程度来衡量，声束越窄，辐射角越小。辐射角或声束宽度，是指在指向性图案中声压级与主轴—3dB（有些标准—6dB，标写—3dB是按功率计算的，而标写—6dB是以声压级计算的）的角度，如图3。

图3偏离轴方向的声压级随偏角的增大而逐步减少。虽然扬声器的指向特性使偏离轴向的声压级随偏角的增大而逐渐减少，但同时声压级又会随声波传播距离的增加而按距离的平方成反比地衰减：

增加1倍衰减3dB
增加2倍衰减6dB
增加3倍衰减9.5dB
增加10倍衰减20dB

然而角度虽然偏离了主轴而使声压级减少，但同时随偏离角度的增加而指向点又渐近了声源，因而声压级反而不是衰减而是增加了。实际音响工程如能较好地把两种衰减选择得当就可使它们互相补偿，从而使声音辐射得更为均匀。

扬声器的辐射角与其纸盆直径D及声音的波长λ有很大的关系，下表是扬声纸盆的直径D和声音的波长比（D/λ）与辐射角的关系。

有些资料，还列出了3D/λ的比值与辐射角的关系。

图4是扬声器纸盆的辐射角与有效直径和波长（D/λ）的关系，由此，我们可以得出以下几点简单的结论：

1、扬声器的指向笥随频率变化而变化，频率越高，波长越短，纸盆有效直径与波长比值（D/λ）越大；扬声器的辐射角越小，指向性就越强，辐射范围就越窄。

2、扬声器在各频率下的辐射角大小，由扬声器的纸盒决定，不能任意改变。

3、在相同频率时，直径大的扬声器要比直径小的扬声器更具指向性，因为D/λ的比值越大，辐射角越小，声束变得尖锐而狭窄，如表：同是5000Hz的频率，以12英寸扬声器和4寸扬声器放音，5000Hz的D/λ比为4.35（12英寸），辐射角只有180；而4英寸扬声器5000Hz的D/λ比为1.5，辐射角有500。这说明小口径扬声器适宜重放高音；一般口径扬声器适宜重放中高、中低音；大口径的扬声器适宜重放低音和超低音。不管是广播、电影、电视的录播监听还是剧院、会议厅、体育场的扩声，我们都应尽可能这样去考虑。 (