音響系統(tǒng)“嘯叫”的形成原因與消除方法

【摘要】對(duì)于音響嘯叫問(wèn)題，相信大多數(shù)人都有切身體驗(yàn)，這是一種尖銳的，尤為刺耳的聲音。音響系統(tǒng)嘯叫問(wèn)題的存在，不僅會(huì)影響到音響的整體效果，嚴(yán)重的還有可能威脅到音響的設(shè)備安全。因此，采取何種方法將音響系統(tǒng)嘯叫問(wèn)題解決便成為了工作人員所面臨的一項(xiàng)重大課題。本文首先對(duì)音響系統(tǒng)“嘯叫”的形成原因和危害進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上探討音響系統(tǒng)“嘯叫”的消除方法，以此來(lái)為今后音響系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】音響系統(tǒng)；嘯叫；形成原因；消除方法

音響系統(tǒng)“嘯叫”是音響系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，雖然目前對(duì)該問(wèn)題解決辦法的研究有很多，但是這些研究中大部分都是憑借經(jīng)驗(yàn)角度介紹的，卻忽略了原理層面的說(shuō)明，雖然有明確的解決辦法，但基本都是介紹聲學(xué)途徑上的“嘯叫”，卻忽視了其他方面的影響因素。本文則從以上問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)音響系統(tǒng)“嘯叫”的形成原因和消除辦法進(jìn)行分析探討，從而更好的確保音響系統(tǒng)的整體效果。

1.音響系統(tǒng)“嘯叫”的形成原因

體會(huì)過(guò)音響系統(tǒng)“嘯叫”的人都知道，在“嘯叫”問(wèn)題出現(xiàn)的時(shí)候，大多數(shù)都是在用失真的時(shí)候；也有人會(huì)有這樣的經(jīng)驗(yàn)：站在離音響較近的地方，“嘯叫”就會(huì)出現(xiàn)，反之，則會(huì)消失；還有就是站在不同位置的時(shí)候，所產(chǎn)生的“嘯叫”聲音是不一樣的；此外，不同的音色所產(chǎn)生的“嘯叫”聲音也不相同。從以上分析我們能夠看出，音響系統(tǒng)“嘯叫”的形成原因有很多。歸納起來(lái)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 房間的形狀及聲學(xué)狀況

房間的具體形狀和實(shí)際的聲學(xué)狀況，都有可能是音響系統(tǒng)“嘯叫”的形成原因。從具體分析來(lái)看，每一個(gè)房間我們都可以將其視為一個(gè)聲學(xué)共振腔體，在共振的作用下，某些聲音會(huì)在原本基礎(chǔ)上的程度上加強(qiáng)。通過(guò)建聲原理的分析我們可以知道，根據(jù)房間形狀和容積的不同，所產(chǎn)生的共振頻率也是不盡相同的。除此之外，一個(gè)房間的具體吸聲材料如何對(duì)不同頻率的反向和吸收也是不相同的，而且之間的差異也很大，吸聲結(jié)構(gòu)的不同也會(huì)導(dǎo)致對(duì)不同頻率的吸收不盡相同。由此可見(jiàn)，一個(gè)房間的聲學(xué)狀態(tài)如何，對(duì)于音響系統(tǒng)聲反饋的作用是不容忽視的。

1.2 音響頻響的起伏與振鈴模態(tài)

在音響系統(tǒng)的構(gòu)成中，揚(yáng)聲器作為系統(tǒng)的主要發(fā)音單元，在整體系統(tǒng)中占據(jù)著重要位置。就我國(guó)目前揚(yáng)聲器的種類(lèi)來(lái)看，根據(jù)選用材料和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不同，可以將其分為多個(gè)種類(lèi)。但無(wú)論哪一種類(lèi)型的揚(yáng)聲器，都不可能保證其頻響曲線的絕對(duì)平直，都會(huì)或多或少的出現(xiàn)尖峰的現(xiàn)象。正因?yàn)槿绱?，音響在使用的時(shí)候，揚(yáng)聲器就會(huì)出現(xiàn)某些頻率聲音過(guò)強(qiáng)的現(xiàn)象，這些國(guó)強(qiáng)的頻率就會(huì)引起音響系統(tǒng)“嘯叫”的現(xiàn)象發(fā)生。除此之外，音響系統(tǒng)“嘯叫”的產(chǎn)生還與腔體的機(jī)械共振與聲學(xué)共振的相互作用有關(guān)，在二者相互作用下，系統(tǒng)整體會(huì)出現(xiàn)一種振鈴模態(tài)RM，這種振鈴模態(tài)的存在會(huì)在一定程度上引起聲染色現(xiàn)象的發(fā)生，所謂聲染色，主要指的是在音響系統(tǒng)中，由于某一音響器材所導(dǎo)致的聲音的變化。而聲染色的存在，也會(huì)在一定程度上導(dǎo)致音響系統(tǒng)“嘯叫”的發(fā)生。

1.3 傳聲器對(duì)某些頻率的拾音靈敏度過(guò)高

在音響設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，聲音效果的整體質(zhì)量主要取決于傳聲器的頻響特性。傳聲器也是音響系統(tǒng)的一項(xiàng)重要組成部分，與揚(yáng)聲器相同，傳聲器同樣無(wú)法做到頻響曲線的絕對(duì)平直，或多或少都會(huì)存在對(duì)某個(gè)頻率的拾聲靈敏度較高的現(xiàn)象。正因?yàn)槿绱?，在音響系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，就難免會(huì)造成某些頻率的聲音輸出過(guò)強(qiáng)，從而導(dǎo)致“嘯叫”的現(xiàn)象發(fā)生。通常情況下，由于傳聲器對(duì)某些頻率的拾音靈敏度過(guò)高而造成的“嘯叫”，普遍都存在于高頻段匯總的某些頻率上。

2.音響系統(tǒng)“嘯叫”的危害

音響系統(tǒng)“嘯叫”是設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中普遍存在的一種現(xiàn)象，由于該現(xiàn)象所造成的危害并不明顯，因此，很少受到人們的關(guān)注。但是，危害不明顯并不代表危害不大。經(jīng)專(zhuān)家人員研究，音響系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中一旦出現(xiàn)“嘯叫”的現(xiàn)象，不僅會(huì)影響音響的整體音效，而且嚴(yán)重的還會(huì)威脅到設(shè)備的運(yùn)行安全。此外，“嘯叫”現(xiàn)象的存在還會(huì)導(dǎo)致話筒的聲音無(wú)法調(diào)大，一旦調(diào)大，便會(huì)出現(xiàn)“嘯叫”，或者是出現(xiàn)聲音振鈴現(xiàn)象，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境造成極其惡劣的影響，使演出或者活動(dòng)的開(kāi)展無(wú)法正常運(yùn)行，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和名譽(yù)損失。就我國(guó)目前音響系統(tǒng)使用中存在的諸多問(wèn)題來(lái)看，影響最大的就是音響系統(tǒng)“嘯叫”，因此，音響師要盡可能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采取有效措施，避免音響系統(tǒng)“嘯叫”的情況發(fā)生，以此來(lái)保證擴(kuò)聲的正常運(yùn)行。

除此之外，由于音響系統(tǒng)“嘯叫”而導(dǎo)致的音響高音頭燒毀也是音響系統(tǒng)“嘯叫”的危害之一。究其原因，主要是因?yàn)樵凇皣[叫”作用下，信號(hào)會(huì)在一定程度上有所加強(qiáng)，從而導(dǎo)致釋放出來(lái)的削波失真。削波一旦失真，那么就很容易導(dǎo)致大量的高頻諧波產(chǎn)生，當(dāng)這些高頻諧波送入到音響高音單元之后，高音單元無(wú)法承受這種強(qiáng)大的高頻信號(hào)，從而造成音圈電流過(guò)大燒毀的情況發(fā)生。此外，在“嘯叫”作用下，功放會(huì)因?yàn)檩敵鲞^(guò)大而導(dǎo)致過(guò)載的情況發(fā)生，在這種情況下，很有可能威脅到功率放大器的正常使用。

從上述分析我們能夠看出，在音響系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生“嘯叫”現(xiàn)象，不僅會(huì)給演出或活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)造成極其惡劣的影響，而且還會(huì)對(duì)設(shè)備中的器件造成損害，減少設(shè)備的使用壽命。因此，音響師一定要充分認(rèn)識(shí)到“嘯叫”的危害，并對(duì)其給予高度重視，從而結(jié)合設(shè)備使用的實(shí)際情況，采取有效措施將該問(wèn)題解決，確保設(shè)備安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.音響系統(tǒng)“嘯叫”的消除方法

上文中，我們已經(jīng)對(duì)音響系統(tǒng)“嘯叫”的原因和危害做了簡(jiǎn)要分析，那么，如果從根本上將該問(wèn)題有效解決呢？目前，對(duì)于音響系統(tǒng)“嘯叫”的消除方法有很多，歸納起來(lái)，主要可以概括為以下幾種：

3.1 調(diào)整距離法

調(diào)整距離法是當(dāng)前音響系統(tǒng)“嘯叫”問(wèn)題的一個(gè)最普遍，也是應(yīng)用效果最好的一個(gè)方法。利用這種方法，不僅能夠避免“嘯叫”問(wèn)題的發(fā)生，而且還能夠在一定程度上提高擴(kuò)音音量的整體效果。所謂調(diào)整距離法，顧名思義，就是盡可能將能夠影響音響音效的設(shè)備與音響保持一定的距離，降低其對(duì)音響所造成的干擾。使用該方法時(shí)需要注意的是，擴(kuò)聲系統(tǒng)是否容易出現(xiàn)“嘯叫”，并不是話筒的靈敏程度而決定的。話筒的靈敏程度較高，只能說(shuō)容易產(chǎn)生“嘯叫”而已。除此之外，調(diào)整舉例法中所涉及到的距離并不單純的只是音響與其影響設(shè)備之間的距離，還包括發(fā)生設(shè)備與聽(tīng)眾之間的距離，對(duì)發(fā)生設(shè)備與聽(tīng)眾之間的距離進(jìn)行有效掌握，可以在很大程度上提高音響的整體音效。因此，音響師可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)二者之間的距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。如果在此基礎(chǔ)上能夠加上指向性寬的進(jìn)場(chǎng)音響，調(diào)整好話筒與其之間的距離，那么便能夠更好的避免“嘯叫”情況的發(fā)生。而對(duì)于揚(yáng)聲器的直接反饋聲場(chǎng)來(lái)說(shuō)，就是話筒距揚(yáng)聲器越遠(yuǎn)越好，揚(yáng)聲器距聽(tīng)眾越近越好。話筒應(yīng)放在揚(yáng)聲器輻射方向的背面，如果話筒有可能被拿著四處走動(dòng)，揚(yáng)聲器應(yīng)放在話筒無(wú)法靠得很近的地方。

3.2 頻率均衡法

上文中提到，無(wú)論是揚(yáng)聲器還是傳聲器，都無(wú)法保證頻響曲線的絕對(duì)平直，尤其是一些質(zhì)量不是很好的放聲設(shè)備。對(duì)于此方面因此所導(dǎo)致的“嘯叫”，音響師便可以采用頻率均衡法來(lái)對(duì)擴(kuò)聲曲線進(jìn)行補(bǔ)償，將系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的頻響曲線調(diào)成近似的直線，以此來(lái)確保各個(gè)階段的頻響保持一致，避免“嘯叫”現(xiàn)象的發(fā)生，提高音響系統(tǒng)的整體聲效。采用頻率均衡法需注意的是，應(yīng)該對(duì)均衡器進(jìn)行合理選擇，一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該使用21段以上的均衡器，如果系統(tǒng)的要求較高，還應(yīng)該在此基礎(chǔ)上配置相應(yīng)的參量均衡器，要求更高的時(shí)候，還要加入反饋抑制器。

3.3 反饋抑制器法

在要求很高的場(chǎng)合，如一些現(xiàn)場(chǎng)演唱的地方，普遍使用聲頻反饋?zhàn)詣?dòng)抑制裝置，這種裝置可以自動(dòng)跟蹤反饋點(diǎn)頻率，自動(dòng)調(diào)整Q值帶寬，自動(dòng)將聲反饋消除而又最大限度地保護(hù)了音質(zhì)。其原理就是通過(guò)陷波抑制嘯叫的。例如Sabine的FBX系列反饋抑制器，它是一種由微電腦控制的9段窄帶自動(dòng)壓限裝置，可以較好地區(qū)別反饋?zhàn)约ば盘?hào)與音樂(lè)信號(hào)，可在系統(tǒng)出現(xiàn)自激時(shí)，迅速作出反應(yīng)，并在反饋頻點(diǎn)上設(shè)定一個(gè)很窄的數(shù)字濾波器，其陷波深度也會(huì)自動(dòng)設(shè)定，濾波帶寬只有1/3倍頻程，如此之窄的陷波頻段，幾乎不會(huì)對(duì)響度以及音色有影響。

3.4 反相抵銷(xiāo)法

所謂反相抵銷(xiāo)法，主要指的在音頻放大線路中，利用兩個(gè)規(guī)格相同的話筒分別拾取直達(dá)聲和發(fā)射聲，以此來(lái)將反射聲信號(hào)進(jìn)行有效抵銷(xiāo)，從而防止音響系統(tǒng)“嘯叫”問(wèn)題的發(fā)生。就目前反相抵銷(xiāo)法的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，其范圍主要是在高頻放大電路中比較常見(jiàn)。

3.5 調(diào)相法

擴(kuò)音系統(tǒng)的自激嘯叫，其反饋回路是正反饋，如果把話筒信號(hào)調(diào)相處理，就會(huì)破壞自激的相位條件，從而防止系統(tǒng)的自激嘯叫。有資料表明，當(dāng)相位偏差值在140°時(shí)，穩(wěn)定度最好；并且，調(diào)制的頻率越高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。為了使處理后的音質(zhì)不發(fā)生太大的畸變，其調(diào)相頻率的最大允許值是4Hz。最后，當(dāng)各種設(shè)備調(diào)整好以后，決不可讓其他人亂動(dòng)，包括一些對(duì)器材性能不熟悉，只懂開(kāi)、關(guān)機(jī)、調(diào)節(jié)音量大小的DJ。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)文章的介紹我們對(duì)音響系統(tǒng)“嘯叫”的形成原因和危害已經(jīng)有了一個(gè)全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。為了能夠確保音響系統(tǒng)的整體效果能夠滿足相關(guān)需求，在未來(lái)的時(shí)間里，相關(guān)工作人員必須對(duì)音響系統(tǒng)的“嘯叫”問(wèn)題給予高度重視，并根據(jù)實(shí)際音響系統(tǒng)的實(shí)際情況，采取科學(xué)合理的解決措施，以此來(lái)確保設(shè)備安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：黃振益（1972—），男，壯族，廣西合山人，通信工程師（中級(jí)職稱(chēng)），廣西公安計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)研究所副所長(zhǎng)，研究方向：通信工程。