常见问题Common problem

室内演出及会议扩声产生啸叫的解决方法

2014/11/10 15:55:27


  中小型演出及会议扩声中产生的啸叫,是音响师经常遇到的问题,也是比较难解决的很头疼的问题。一般中小型演出及会议场所,往往不是固定的会议用途,扩声 设备也不是固定安放在里边,只是使用时时临时拉来摆放,而且设备里大多没有使用反馈抑制器,因此,全凭现场音响师的经验,开会前匆忙调试一下,调试时往往容易产生啸叫,在调试时碰上,心情只是烦闷而已,还有时间静心面对,当用话筒说话调试不产生啸叫,长长舒一口气之后,关闭话筒播放音乐,等待参会人员陆续 到来。然而,就在正式开会之前,往往需要说点事或找个人,这时,在正在播放的音乐声中打开话筒,不知何故,往往啸叫也随之而起,如果领导和嘉宾已经到场,弄得音响师心情紧张而手忙脚乱……以上的场景,不仅音响师常常碰到,现场观众也常常遇到,已经不是奇怪的事情。一旦出现啸叫,不但给热烈的现场浇了一桶凉水,让人无法容忍,更危险的容易造成功放、音箱等设备的烧毁,使现场活动产生暂时中断。


  音响师 惧怕啸叫,可又经常出现,不固定的中小型演出及会议现场又似乎难以捉摸。本文依据调音经验,总结出以下几点具有规律性的东西。笔者认为,以此几点作后盾,无论遇到什么现场,都不再惧怕产生啸叫,不再提心吊胆,而是胸有成竹、从容不迫、随心所欲地进行调音。现整理成文奉献给同行们参考。


1 容易产生啸叫的频率范围


   啸叫的形成机理在于满足两个条件 :振幅条件和相位条件[1]。只要破坏了其中一个条件,啸叫便会消声匿迹。根据啸叫所要满足的相位条件,可以找出产生啸叫的最高频率,根据吸声材料的吸声系数,可以找到容易满足啸叫的振幅条件,找出最容易产生啸叫的频率范围,使我们在解决啸叫时不再茫然失措。


  大家知道,在 15℃时,声音在空气中的传播速度是 340m/s( 约 ),声音的传播速度 C、声音的频率f和波长λ 有如下的关系 :

  根据这一计算式,可以计算出频率为3.4 kHz的声音信号的波长:

   这就是说:频率为3.4 kHz的声音信号的半波长为5 cm,声音在空间传播5 cm距离,就改变了它的相位,由正半周变成负半周,由正相位变成反相位。由此可知,如果话筒在空间前后稍微移动5 cm,就改变了接收3.4 kHz的声音信号的相位,也就是破坏了产生啸叫的相位条件。一般话筒的网罩大约都在5 cm,能同时接收正反相位的信号。因此,对于超过3.4 kHz的声音信号,很难满足产生啸叫的相位条件。那么产生啸叫的最高频率也就是3.4 kHz。


一般中小型演出及会议的场所的吸声材料,大多采用丝绒纺织品,既可作窗帘,也可作吸声。丝绒纺织品的吸声特性如表 1 所示。


   从表 1 可以看出 :使用丝绒 0.31 kg/m2作材料,直接挂在墙上吸声,对于 500~250 Hz 音频信号的吸收系数之比等于 2.75 倍,把它换算成分贝数,则是 8.8 dB,这就是说丝绒材料对 500 Hz 音频信号的吸收衰减比 250 Hz 大 8.8 dB,因此500 Hz 以上的频率吸收衰减较大,不容易满足啸叫的振幅条件,而500 Hz 以下的频率容易满足振幅条件,容易产生啸叫。


   从 表 1 还 可 以 看 出 :使 用 丝 绒 0.43kg/m2作材料,折叠面积一半挂在墙上吸声,效果更佳。它对于 250 Hz 和 125 Hz 音频信号的吸收系数之比等于4.43 倍,把它换算成分贝数,则是 12.9 dB,因此对250 Hz音频信号的吸收衰减比125 Hz大12.9 dB,所以,250Hz 以上的频率吸收衰减较大,不容易满足啸叫的振幅条件,而 250 Hz 以下的频率容易满足振幅条件,容易产生啸叫。


  由此可见,容易产生啸叫的频率范围与吸声材料有极密切的关系。


2 避免产生啸叫的措施


2.1 音箱的轴向不能垂直于听众席后墙


  对于音箱的摆放位置,一般都知道放置于听众席,与主席台保持一定的距离,也就是要放置于话筒前,以防止从音箱发出的声波直接传到主席台的话筒上,因而产生啸叫。然而,不少人都忽略了摆放的方位,而方位也是引起啸叫的重要原因。


   音箱的摆放方位决定了声波的传播方向和反射路径,经过反射后的声波再传到话筒,如果满足了振幅和相位条件,则立即产生啸叫。如图 1 所示,将音箱的轴向垂直于听众席后墙,则声波经过两次反射后就传到了主席台上的话筒,如果这两次反射面吸声不佳,则很容易产生啸叫。因此,摆放音箱时,一定要避免音箱的轴向与听众席后墙垂直。声音扩散是一个非常复杂的问题,图 1 虽然采用很简单的方法,应用入射角与反射角相等的基本原理,画出了从扬声器扩散的声波在 1 个方向上传播的路径,虽简单明了,但能说明问题。

   如果将音箱的轴向指向听众席后墙的两个墙角,如图 2 所示,则从音箱传出的声波,须经过多次反射,示意图中画出了 7 次反射,才有可能传到主席台上的话筒,在这多次反射过程中,不仅多次反射面对声波有较大吸收衰减作用,而且反射距离增加也使声波产生较大的衰减,这两者衰减相加,使声波有很大的衰减,导致声波到达话筒时,不能满足啸叫的振幅条件,从而避免啸叫。


  通过图 1 和图 2 的比较,很容易判断,图 2 所示的音箱摆放方位,是一个解决啸叫的很好的方法。如果在现场调试时产生了啸叫,可以立即转动一下音箱的方位,改变声波的反射路径,可马上抑制啸叫。因此,图 1 所示的摆放,应该是音响师的大忌。

2.2 不可忽视主席台后墙和侧墙的吸声


  一般音响师都注重听众席侧墙和后墙的吸声,而往往忽略了主席台后墙和侧墙的吸声,然而,忽略的却是最重要的。


   如果从提高听众席声压级的角度来说,侧墙最好不要吸声,因为可以减少反射声的能量损失,使直达声和反射声叠加后的能量最大,声压级最大。至于后墙,要看会议室的长度,如果长度超过 17 m 的会议室,为了提高会议扩声的语言清晰度,后墙应该需要吸声,以降低超过 50 ms 的反射声的能量,提高语言清晰度。


  而从图 1 和图 2 可以看出,凡是反馈到主席台话筒,容易引起啸叫的声波,都要经过主席台后墙和侧墙的反射,因此,主席台后墙和侧墙的吸声,就显得特别重要,不吸掉其能量,则啸叫不已,现场的音响师千万不可忽略。而且,其重要性不仅仅是防止啸叫,也是提高语言清晰度的重要举措。因为从主席台后墙和侧墙反射到听众席的声波,经 过的路程最长,往往都要超过 50ms,不降低其能量,将使语言模糊、混沌、不清晰,因此,音响师一定要重视主席台后墙和侧墙的吸声。


2.3 语言话筒的滤波


   人 说 话 的 语 言 信 号 频 率 范 围, 一 般 在200~4 000 Hz 之间,男性的频率成分偏中低频,男低音的基频可低至 55 Hz,女性的频率成分偏中高频,女高音甚至超出 6 000 Hz。而音乐信号的频率范围比语言要宽得多,一般在 40 Hz~15 kHz 之间[3]。因此,会议扩声的特点,既要保证会议语言的扩声,也要保证会议间隙音乐的扩声。


  在 前面容易产生啸叫的频率范围中已经说明,对于采用折叠丝绒作吸声材料,容易产生啸叫频率 在 250 Hz 以下, 根 据 语 言 信 号 的 频 率 范 围 在200~4 000 Hz 之间,因此,对于会议上使用的语言话筒,在每支话筒后面接入一只带通滤波器,滤波器输出接调音台,带通频率为 300~4 000 Hz,带外倍频程衰减 6~10 dB 以上,虽然对 200 Hz 的语言信号有所衰减,但对于抑制 250 Hz 以下的啸叫,大有好处。这样把滤波器接在话筒后面,而不是接在调音台后面,就是避免了接入调音台的音乐信号的滤波作用,保证了音乐的扩声。如果现场没有滤波器,可以使用均衡器代替滤波器使用,调试时可以大胆衰减 250 Hz 以下的频率,可以起到很好的效果。


3 结语


  啸叫容易产生,也容易被音响师控制。从事中小型室内演出及会议扩声的音响师,只要摆对音箱的方位,做好主席台后墙和侧墙的吸声,在主席台话筒后接上滤波器或均衡器,根据吸声材料的吸声特性,知晓容易产生啸叫的频率范围,就一定会临场不惧,临啸不惊。



内容参考《音箱技术》

 

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