王天珏
摘要大型阵列在场馆扩声中比较常见，而小型阵列室内应用的并不常见。文章对常见的阵列及其变形进行了详细的分析，比较了各种阵列的优缺点，并进行了实际实验测试，为曲线阵列小型化实用化提出了使用方案。
关键词均匀等强度阵列；束控阵列；曲线阵列；束控曲线阵列
中图分类号TP3文献标识码A文章编号674-6708（208）25-0082-02
采用一群扬声器协同工作来代替单一的扬声器单元工作，降低每个扬声器的振膜振幅就可得到很低的失真和足够的声压，这就是扬声器阵列的主要优势。大型的线阵列系统通常用于室外、大型会场等需要大声压并兼顾声场分布的场所，相关的基础理论研究已经很透彻。但若把线阵列式音响小型化作为室内监听来获得更低的失真和更均匀的声场，就成了一个新课题。为此，我们对于束控曲线列阵的小型化室内应用做个比较深入的探讨。
基本直线阵列——均匀等强度阵列
扬声器安置成一列就成了最基本的直线阵列。这是一个竖直在空中的由00只单元组成的、长度2米的直线阵列，每只单元的信号强度相等。图组显示了其轴向垂直面上在各频率时的指向性和与之对应的压力场分布。
图表明，即便线阵列单元密度如此之高，声场也不可避免的产生强烈的叉指状分裂，这在指向性图中表现为主波瓣两侧的大量旁瓣。旁瓣的存在不仅是影响声场的均匀，其滞后的相位会使瞬态变差，听感就会显得浑浊。所以，避免产生旁瓣就成了小型阵列的设计要点。
2先进直线阵列——束控阵列
随着计算机仿真技术的应用，通过引入“束控”技术的方法终于解决了部分线阵列的旁瓣干扰问题。这项技术为提高线阵列音响的品质提供了理论基础。我们通过两个相同尺度的线阵列仿真模拟来对比看看它们的不同特性。图2是两个线阵列结构，都是由00只单元组成，25高。图中左右分别是没有使用束控和带有汉恩窗函数束控的阵列。
图3显示了上述两个阵列的二维压力场图。对比会发现无束控阵列的垂直声场宽度随频率升高而收窄并出现了声压快速变化的叉指状波动。而带有单元振幅束控的线阵列，在垂直面上的辐射的表现是相当好的，完全消除了声场的扰动，其旁瓣干扰在大部分频带内已不存在了。只是波束的宽度比无束控的线阵列要窄一些。
3曲线阵列
为了使线阵列有足够的辐射角度以覆盖听众席，常用方法是把它设置成弯曲的组合结构。通过仿真运算可以证明了弯曲的阵列能有效扩展指向宽度。图4中，圆弧声源的指向响应比直线声源平滑许多。但较高频率时声场的波动状况依然存在，但其旁瓣与直线阵列相比明显减弱了许多，这表明了圆弧阵列的先天优势与潜力。
4小型化束控曲线阵列
综合以上优势，束控曲线阵列（即CBT阵列CsttBdthTrsdur）不但能消除副波瓣还能将辐射角度控制在一个恒定的范围。图5显示了上述两个圆弧阵列的垂直面二维压力场图，带有束控的CBT圆弧阵列与无束控的相比，其垂直面声压分布是非常均匀的，在8000Hz内完全消除了旁瓣干扰和声场内部波动。
如图5所示，如果考虑到利用地面反射，我们可以只是用一半的长度。这样实際的曲线线阵可以小型化很多。看得出这种带束控的圆弧阵列的声场是非常均匀的，可以达到两倍长度直线阵列所能实现的声场覆盖，这对小型房间内使用是很有利的。
5CBT束控曲线阵列的实际应用
我们的具体试验品为bt36，整体高度约7，弧度36°。整个线阵由中低频和高频两条扬声器构成，中低频采用了4只4寸单元组成，高频采用了23只寸丝膜单元组成。低音4个单元，每个单元占用25°的弧面。高频23只单元，每个单元占用5°的弧面。我们可以采取台阶式CBT36音柱信号加权方案。近似于曲线，就是一种CBT36的实用简化方案，它可以满意的实现恒定声束宽度的目标。所有单元采用电阻衰减网络做加权。超低频则采取了双单元独立箱体的推挽工作方式。为方便调试，我们采取林克威姿-24db主动分音，分频点最后确定为80Hz、2000Hz，每路00W功放驱动。
6结论
这是一次有益的尝试，实际效果非常令人满意。经实际试听，声场分布均匀，整个听音场地基本均为皇帝位，并且声音清澈透明分辨率很高，这种被音乐包围的感觉是过去普通音箱那种点声源无法呈现的。但是，这个束控曲线列阵由于梳妆效应和障板效应造成的频响起伏，需要用声学测试设备测量最后需要用均衡器来校准平衡，这是影响到应用推广中遇到的一个问题，需要进一步探索解决。
参考文献
[]苏彬CBT的新发展[J]中国民航飞行学院学报，2000（2）：27-28
文章来源于：科技传播