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啸叫的常识和抑制
一、啸叫的常识简介
1、为什么要啸叫?
不知各位还记得小时侯到礼堂、空旷的大房间以及山谷中去玩耍打闹、高声喧哗时产生的回声吗,这些地方为什么产生回声呢?是因为我们发出的声音经过空气传播出去后(声音致使空气产生压缩和扩张,并按340米/秒的速度将这种压缩和扩张进行四散传播),遇到了墙壁、高山使声音返回来再次传到我们的耳朵里,就听到有重音或回声;由于声音通过空气的传输能量会逐次递减(变成空气热量而消耗掉),所以我们听到的回声会一次比一次弱小以致最后消失,不会产生啸叫。在我们使用扩声系统时,尤其室内使用拾音器(俗称话筒)扩声经常产生啸叫,原因就是房间固有的存在前面提到的回声现象,当音箱产生的回声返回时通过了话筒,会再次被话筒拾到声音,使回声再次进入扩音系统进行了放大,如果回音和初始音相位相同则两个声音会产生叠加加强,加强的声音再次回声到话筒放大,再次加强,如此周而复始,便产生了强烈的刺耳的啸叫,从而破坏了扩声系统的稳定,有效的声音进不去也扩不出来,也听不到,整个设备不能正常工作。所以,产生啸叫的根本原因是回声(回声反馈加速引起的)。
2、解决回声啸叫的办法
在音响界,最初解决回声啸叫的办法是降低扩声系统的增益(放大量)来使系统稳定工作,缺点是不能完全满足扩声音量的需要;所以工程技术人员又在室内建筑声学、结构声学以及室内装饰装修方面下功夫以解决扩
声难题和回声反馈啸叫,这方面最典型的是北京的中国音乐厅,它基本上可以不用现在的扩声器材,但它的造价及施工难度非常大,不具备普遍推广意义;故工程技术人员又通过仔细认真研究啸叫形成机理又在电路上想办法解决这一扩声难题,先后开发了均衡、移频、移相、参量均衡等方案,基本上能满足现代扩声要求,具有普遍推广意义。
二、啸叫的形成机理
前面讲了,回声是形成啸叫的根本原因,没有回声则永远不会啸叫。那针对某个房间啸叫具体是怎样形成的?相位又是什么呢?何为峰点、谷点?
1、声音的一些基本特点
我们首先要记住声音的一些基本知识:
1、声音是靠空气振动传播的(在真空中人是听不到声音的)。
2、空气中声音传播速度为340米/秒。
3、声音的传播需要能量。即传播需要消耗功率,没有能量的注入就不会有声音的传播;声音在空气中的传输能量会被空气逐渐吸收转化为热量消耗从而声音会越传越弱小以至消失;海面上声音往往传不远,这是因为海水比空气和陆地对声音能量的吸收要厉害的多,故
往往轮船汽笛喇叭的功率要求达到上万瓦特甚至十几万瓦特。
4、人耳可听声音频率范围:20Hz(赫兹)~20000Hz(赫兹),即空气每秒振动的次数在20次到20000次人耳能听到,每秒振动次数低于20
次以下称为次声波,每秒高于20000次称为超声波。
5、人声语言的音频范围:一般在200Hz~4000Hz之间。男性的频率成分偏中低频,女性的频率成分偏中高频。这就是为了尽量不占频带资源而电话机的带通频率一般设在300Hz~3000Hz的真正原因,而我们都知道电话机的通话音质完全可以接受。
6、音强:即声音的大小强弱,空气压缩或扩张的程度越强则声音越大,相反压缩或扩张的程度越弱则声音越小。
7、声压:声音的大小用分贝(即dB)来表示,人耳可听音强范围在0dB~140dB左右。
8、分贝:分贝是对声压的对数表示方式,即参照物按乘除法的方式变化时我们的对数(即分贝)按加减法的方式来表示。其中人耳听力曲线是与对数曲线非常相近,即当音量成倍增大时,人耳听觉对音量的这种增大感觉要迟缓,越是到了高声压级(大音量)后,感觉越迟缓。用分贝表述声压单位符合人耳的听觉特性。
举例:音量增加了10倍,我们分贝表示增加了20dB;当音量再增加10倍即原来的10×10=100倍时,我们的分贝值再增加20dB即20+20=40dB;同理,当一个声音增加了100000倍即10×10×10× 10×10=100000倍,我们用分贝值表示此声音增加了20+20+20+20+20=100dB;显然用分贝数表示声压比直接表示声压值要显得易读和省事(至少少写了许多的“0”,不信试着写出并读出200dB声压的声音增加了多少倍?**********倍);实际倍数和分贝换算之间还有一个方式即:声压每增加1倍,分贝值增加6dB;再增加1倍即
2×2=4倍,分贝值增加6+6=12dB;以此类推。相反,当声音减弱多少倍,分贝值则相应地按上述换算关系减去多少分贝。
值得注意的是对功率的表示值是功率每增加10倍产生的声压分贝值只增加10dB,功率每增加1倍产生的声压分贝值只增加3dB,这刚好是前面换算的一半。这是因为功率是一个复合参数(电压和电流同时作用