视频会议系统中音箱扬声器线阵列的问与答

编辑:邦视科技发表于:2016-09-01

视频会议系统

视频会议系统中什么是高质量音响系统的目标?提供明确规定的、从坐位到坐位尽可能一致的全频覆盖。但是,传统的扬声器群方法,由于音响之间的相互作用而产生的干扰,在达到这个目标方面,存在着固有的限制。解决办法就是提供具有较好的音质((较少的梳状滤波)、较好的覆盖、更有效地利用放大器功率的系统。下面是一个概况:
问题:
1)以足够的声压级覆盖大量的听众,要求多只扬声器((一只扬声器,在理论上是理想的解决办法,但是不能提供必要的声压级或者覆盖)。
2)传统上,这意味着多个梯形音箱,排列得尽可能紧凑,一个音箱覆盖一个特定的区域。这是一个把破坏性覆盖图形重叠降低到最低限度的企图((这就引起时间到达/相位的不规则和形成梳状滤波、不均匀的频率响应、不良的清晰度等等)。结果是传统的扇形多梯形音响阵列。
3)即使采用严格的图形控制,相邻装置之间的图形重叠依然发生,由于不同的路径长度和信号到达时间,造成与频率和位置有关的干扰((梳状滤波)。形成的抵消,从坐位到坐位,在频率响应和声压级中引起广泛的变化。
4)扇形阵列的另外一个固有的限制是,为了降低图形重叠,应当只有一组扬声器单元指向给定的听众区域。总的声压级因此受到该组单元的能力的限制。试图通过把多个声源指向同一个听众区域来提高给定区域的声压级((实质上使阵列变得平坦),则由于重叠的图形((梳状滤波)而增加相位抵消。
5)传统的系统投射的是球面波阵面,在水平和垂直两个平面内均匀扩张。声压级((SPL)服从反平方规律,它表明,当距离增加一倍时,声压级下降6dB。实际的效果是,对于常规系统,为了把足够的声压级送到覆盖图形的后面,覆盖图形的前面有可能过响。
6)在试图提供足够的声压级的过程中,随着音响单元的数目的增加,各种到达时间和相位抵消形成混乱的声场。因此,为了克服房间内在总声压级上的相位抵消效应,要求额外的功率。
视频会议系统中音响系统解决办法:
1)对这些问题的解决办法是创造一个虚拟单声源。这个在理论上理想的解决办法((依据定义),消除图形重叠、来自邻近声源的相位抵消等等。但是,在整个音频频带内的实现变得复杂起来。
2)传统的线阵列概念是由Olson,Beranek以及其他人发展的。1988年,ChristianHeil博士和MarcelUrban教授从事研究,结果产生了要求的条件的定义。在这些条件下,可以在可听的频率范围内,有效地把单独的声源耦合起来,创造虚拟单声源。有关的参数包括波长、每个声源的表面积、相对声源间距。
3)这项研究的一个整体组成部分是Heil博士和Urban教授把菲涅耳分析应用到理解音频干涉现象。利用1800年代早期的原理((分析光学干涉),确定了L-ACOUSTICS波阵面纠正技术的准则。
4)Heil博士和Urban教授1992年3月在AES发表的论文引用了这些准则,
它们可以总结如下:
如果满足下列条件中的一个或者两个,那么在一个平面或者连续弯曲的表面上,排列成阵列、并且声源之间具有规则间距的声源集合,等效于其尺寸与整个集合相同的单个声源:
a.声源之间的间距((步长,定义为相邻声源的声学中心之间的距离),在工作频带的所有频率,小于波长的一半。
b.单独的声源产生的波阵面是平面的((平坦的和矩形的,在声源的输出有不变的相位),并且声源的组合面积((有效辐射系数)至少填充目标辐射表面区域的80%。
5)线源阵列的性能和单独扬声器箱的设计,受到WST准则的物理学的严格支配。
6)扬声器的外形尺寸支配着中低频扬声器能够满足第一个准则,但是高频压缩驱动器则不能支配((外形尺寸太大了)。
7)为了正确耦合,高频部分必须符合第二个准则。这就直接导致了取得专利权的DOSC波导,它是第一个能够产生矩形、不变相位平面输出的高频装置。这种取得专利权的DOSC波导是L-ACOUSTICSV-DOSC、dV-DOSC、ARCS系统的心脏。
8)L-ACOUSTICS对这些概念的应用,在整个的频率范围,形成虚拟单个单元线声源系统,必要的时候,可以对它进行发展和巧妙的处理,以产生需要的覆盖图形。
9)正确地应用波阵面纠正技术,线声源系统产生的圆柱形波阵面,当距离增加一倍时,可以下降3dB((相反,传统点声源系统的球面形波阵面,当距离增加一倍时,下降6dB),从前到后,形成更均匀的覆盖。

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