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音響工程師如何檢測揚聲器指向性參數
更新時間:2021-1-25 15:30:17 編輯:溫情 帕格索斯音響 調整文字大小:【

揚聲器的指向性是指在頻率固定時,通過聲中心的指定平面內揚聲器響應作為發射聲波方向的函數。

在一定的頻帶下,離聲源某一固定距離上,測量聲源輻射的聲壓級時,常發現在聲源不同方向上聲壓級不同 ,這種變化一般在極坐標圖上用聲壓級-輻射角特性曲線來表示,稱此曲線為指向性曲線。通過觀測指向性曲線,可了解不同方向與0°方向時聲壓級變化的規律。

研究表明,揚聲器的指向性與聲音頻率有關。一般300Hz以下的低音頻沒有明顯的指向性,高頻信號的指向性較明顯,頻率超過8kHz以后,聲壓將形成一束,指向性十分尖銳。

揚聲器的指向性對于整個音響系統來說,非常重要,直接關系到實際使用中揚聲器的配置、擺放和調試。

傳統的方向性測量是在消聲室中進行的,室內的各邊界用楔形狀的吸聲材料覆蓋以減少室內反射,從而達到一個大致的自由場條件。

但是這種傳統方法有諸多的缺點

1、需要一個專業消聲室,同時消聲室尺寸必須足夠大,能夠滿足揚聲器在遠場條件下進行測量。

2、低頻吸聲不夠,普通消聲室往往在100Hz以下測得的響應數據不可信。

3、對于大型揚聲器系統來說,滿足遠場的第一個條件就是測試距離要大于揚聲器系統的尺寸。而溫濕度在傳播路徑上的變化會影響相位響應,使得最后的方向性不準,舉個栗子:5m測試距離時,2℃的溫度偏差在5kHz處產生90°的相位誤差。

4、要得到3D數據,要讓揚聲器在多個軸上轉動,對于重型揚聲器來說不能保證其定位精度。

5、要得到1°角分辨率的數據往往不現實,一般都高于2°, 且需要假設一個或兩個平面是對稱的以減少測量時間。

帕格索斯音響采用德國KLIPPEL公司開發的近場掃描儀系統NFS(near field scanner),利用聲場全息技術(近場測量– 多極子擴展 – 聲場外推)確定掃描面外3D空間中任一點處的輻射聲場。

其優點:

1、不需要消聲室,普通房間就可以測試。

2、近場測量信噪比高,降低環境噪聲的影響,減少喇叭需高聲壓時產生的非線性失真。

3、避免遠場測量中空氣衍射造成的相位誤差。

4、測量過程中,只移動麥克風,揚聲器不用動,因此可測量大型/重型揚聲器。

5、利用場分離技術分離出直達聲,排除房間模式在低頻的影響,低頻數據可信。

6、角分辨率與測量點無關,提供高角度分辨率(<1°)。

7、相同精度情況下,只需要傳統方法10%至20%的測試時間。

—設備主體—

—測試主機—

—測試操作過程及數據界面顯示—

 


KLIPPEL NFS實際工作視頻

KLIPPEL NFS在圍繞揚聲器周圍測試了數千個點的數據后,可以得出指向性的各種示意圖。

同時可以導出EASE文件,方便進行工程安裝的聲場仿真。

測試流程專業快捷,3D數據輸出全面,給專業音響研發工程師提供了更多發揮空間—

帕格索斯音箱經過KLIPPEL NFS的測試和仿真優化設計,使其全系列音箱的指向性得到良好的控制。

例如PEGASUS D6F陣列全頻音箱,

D6F陣列音箱是在此技術基礎上采用恒定指向設計,也就是說,在音箱的覆蓋范圍內擁有一致的頻率響應,有效避免偏軸的梳狀濾波,最后達到聽感一致的效果。


D6陣列音響恒定指向設計示意圖

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