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【摘要】
任何一個音響工程完工后有些客觀的測試指標相對來說都是固定不變，特別是水平和垂直指向性。我們都知道對于一個音響系統(tǒng)一旦其指向性固定就相當于音響系統(tǒng)的有效擴聲范圍的固定，對于一個擴聲場所由于人數(shù)會不斷變化，其擴聲覆蓋范圍如果能夠變化，那么這個音響系統(tǒng)將會多好��！我們?nèi)繇懫髽I(yè)的技術(shù)人員通過幾年的研究和實驗終于生產(chǎn)出了可變指向性的音響系統(tǒng)X4a+XP4。
【關(guān)鍵詞】指向性，可調(diào)，覆蓋范圍，
【中圖分類號】 【文獻標示碼】
1 引言
2007年億達音響制造有限公司在與國外經(jīng)銷商的溝通過程中我們發(fā)現(xiàn)很多客戶在用到線性陣列音響系統(tǒng)的時候都是按照我們推薦的安裝方式和角度進行安裝，這樣形成一個根據(jù)裝修高度和擴散距離由我們推薦的數(shù)據(jù)確定。
不是所有的裝修都是按照設(shè)計要求來完成的，在后期的工作中，有些經(jīng)銷商向我們咨詢，他們現(xiàn)在的裝修發(fā)生了變化，有的是高度發(fā)生了變化，有的是擴聲覆蓋的范圍發(fā)生了改變，怎么樣去調(diào)整線性陣列音響系統(tǒng)的安裝角度來滿足現(xiàn)有的擴聲范圍？根據(jù)經(jīng)銷商這樣問題我們就有必要提供一個音響系統(tǒng)安裝完工后其指向性在不需要去改變線性陣列音響系統(tǒng)的安裝方式的時候去改變音響系統(tǒng)的指向性，來滿足擴聲覆蓋范圍要求的相關(guān)產(chǎn)品。
2 指向性的形成和要求
任何一個聲源在一定頻率范圍都有一定的指向性，同樣任何一個揚聲器系統(tǒng)也存在指向性，指向性是由于聲波的相互干涉而出現(xiàn)的，指向性對揚聲器系統(tǒng)而言有好處，也有壞處。我們?yōu)槭裁匆镁�性陣列音響系統(tǒng)進行擴聲最主要目的是充分利用線性陣列音響系統(tǒng)能夠產(chǎn)生較低頻率的指向性。揚聲器系統(tǒng)本身的原理，結(jié)構(gòu)外形，聲波的傳輸特性決定了指向性的大小，由于原理和聲波特性無法改變，現(xiàn)在人們都是通過改變外形結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)指向性的改變！
線性陣列音響系統(tǒng)為什么會有很高的聲壓級，很遠的傳輸距離？其主要原因是線性陣列音響系統(tǒng)對高，中，低頻段的指向性有所控制（怎么樣控制指向性是線性陣列音響系統(tǒng)的關(guān)鍵），控制了指向性就是控制了聲壓級，控制了聲壓級就是控制了衰減特性和傳輸距離。聲源指向性特性與聲壓級的關(guān)系特性見圖1。從圖中我們看出當指向性從360變化到45度時聲壓級增加了6dB,對于擴聲距離而言，其距離增加了1倍。這就是為什么要控制指向性的原因。
圖1 指向性與聲壓級的變化關(guān)系
對于普通的揚聲器系統(tǒng)而言，其指向性的軸線見圖2。其特點是指向性軸線與揚聲器是垂直的關(guān)系。大于揚聲器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸的指向性為360度圓形（較低頻率）。如果要調(diào)整揚
聲器系統(tǒng)的指向性角度就要去調(diào)整揚聲器的軸線方向，因此比較復(fù)雜。特別是對線性陣列音響系統(tǒng)而言更是復(fù)雜。這樣在目前的線性陣列音響系統(tǒng)當中就出現(xiàn)弧線形陣列，J形陣列等很多不同的安裝形式，都是為了滿足指向性的要求。幾種線性陣列音響系統(tǒng)安裝方式見圖3。
從圖3中可以看出要想改變線性陣列音響系統(tǒng)的指向性必須要改變揚聲器的結(jié)構(gòu)形式，對于不同人數(shù)的覆蓋區(qū)域，還要經(jīng)常的去調(diào)整結(jié)構(gòu)形式，來滿足不同覆蓋區(qū)域的要求，因此運用調(diào)整非常復(fù)雜，這也是線性陣列音響系統(tǒng)運用范圍有限的原因，為了解決這個問題，我們開發(fā)出了指向性角度可以調(diào)整的線性陣列音響系統(tǒng)。
3 怎樣才能改變指向性
指向性的形成是由于聲波的干涉所形成的，那么我們?nèi)绻軌蚩刂坡暡ǖ母缮嫘螒B(tài)，那我們不就可以控制指向性了嗎？從圖3中線性陣列音響系統(tǒng)的指向性的形成我們看到，線性陣列音響系統(tǒng)的當處于垂直狀態(tài)時指向性的軸線是與陣列垂直的，當線性陣列音響系統(tǒng)處于其他狀態(tài)時，指向性的軸線偏離了水平狀態(tài)，出現(xiàn)了與地面有一定角度的指向性。
因此要改變揚聲器系統(tǒng)的指向性角度就要改變揚聲器系統(tǒng)的軸線偏移角度，見圖4（線
性陣列揚聲器系統(tǒng)的指向性角度與系統(tǒng)軸線角度的關(guān)系）從偏移的角度我們我們看出線性陣列揚聲器系統(tǒng)從上面到下面的揚聲器系統(tǒng)累積后有一個位置的偏移。這個位置的偏移就是一個聲像的位置移動(延時距離)，根據(jù)這種現(xiàn)象，我們可以在不改變線性陣列揚聲器系統(tǒng)軸線偏移，僅僅將單個的揚聲器系統(tǒng)進行聲音的逐步延時，產(chǎn)生一個虛擬的軸線，這樣就可以達到改變線性陣列揚聲器系統(tǒng)指向性的角度。
4 X4a+XP4的實物介紹
根據(jù)上面的介紹原理，經(jīng)過1年多的時間，我們推出了一種垂直和水平指向性角度都可以調(diào)整的一個有源線性陣列揚聲器系統(tǒng)X4a+XP4。
X4a是一款4英寸單元和鋁合金外殼以及純功放組件（為了安全電源外置）組成的揚聲器系統(tǒng)。配合XP4（外置電源和DSP前景控制）處理器進行擴聲。見圖5，X4a的外形。
X4a的箱體是成型的鋁合金材料，對于功放組件的散熱有很大的好處，與箱體配套的專用連接附件可以使揚聲器系統(tǒng)進行水平方向的180度的旋轉(zhuǎn)。
XP4是與X4a配合使用的一個控制器，為了安全在設(shè)計上我們有進行一些改革，將供電系統(tǒng)外置和DSP控制系統(tǒng)一起組成一個XP4。見圖6，XP4的外形每一個XP4可以單獨輸出4路電源（4X150W）和控
制信號每一路最多可以接入4只X4a(點聲源)。一個XP4可以接入16只X4a。
XP4的各種參數(shù)的調(diào)整可以直接在操作面板上進行，也可以通過USB接口配合專門的控制界面軟件非常直觀的進行調(diào)節(jié)�？梢赃M行信號選擇，增益調(diào)整，延時控制，分頻處理，均衡調(diào)節(jié)，壓限處理。
當將X4a+XP4作為線性陣列音響系統(tǒng)使用時，采用我們的延時計算軟件，將圖4中“擴聲覆蓋距離”，“系統(tǒng)的長度”，“離地高度”3個參數(shù)輸入，則出現(xiàn)第2，3，4個揚聲器系統(tǒng)需要的延時時間，將延時時間拷貝到DSP中，則指向性角度自動形成。
我們的X4a+XP4雖然加入了很多的簡單操作，但我們還是提醒，對于專業(yè)音響的使用和操作還是需要一些經(jīng)驗和專業(yè)知識的！
5 X4a+XP4的運用介紹
X4a+XP4的連接運用有如下幾種方式：
5.1 分區(qū)運用
XP4每一路可以連接4只X4a，有4路輸出，每一路輸出都是獨立控制的。輸入部分可以進行4個信號源的選擇，XP4可以很方便的實現(xiàn)分區(qū)廣播控制,見圖7。
5.2 劇院以及會議或小型擴聲運用
XP4+X4a的組合還可以運用在劇院以及會議或小型擴聲場所，加上一個有源低音揚聲器系統(tǒng)，就可以滿足一般的運用要求，非常適合室內(nèi)運用。見圖8
5.3 可變指向性角度的最少系統(tǒng)的運用
XP4+X4a其水平和垂直指向性角度是可以隨意調(diào)整的，但水平指向性要事先確定好！垂直指向性的角度調(diào)整是可以通過控制軟件來進行調(diào)整的，其組成可以根據(jù)運用需要進行大小不同的選擇組合，圖9就是一個最少配置的運用系統(tǒng)，XP4每一路只有一個X4a，組成雖然很少，但控制的頻率也很高，大于1kHz。
5.4 可變指向性角度的2個系統(tǒng)的運用見圖10
5.5 可變指向性角度最大系統(tǒng)的運用見圖11
XP4+X4a垂直指向性角度是可以隨意調(diào)整的，其組成可以根據(jù)運用需要進行大小不同的選擇組合，圖11就是一個最大配置的運用系統(tǒng)，XP4每一路有4個X4a，共有16只音箱組成，雖然成本增加了，但控制的頻率也很低，大于70Hz。這時候的低頻能量會有很大的加強作用。如果還要增加系統(tǒng)數(shù)量，只需要在增加同樣的一組系統(tǒng)就可以了。
