Sự phát triển và ứng dụng của hệ thống loa mảng dòng

Trong những năm gần đây,hệ thống loa mảng dòngđã được sử dụng rộng rãi trong các địa điểm gia cố âm thanh quy mô lớn với những lợi thế độc đáo của họ. Hệ thống loa mảng dòng được sản xuất để đáp ứng nhu cầu thị trường và cũng là sản phẩm của công nghệ cao, vì vậy nó đã thu hút sự chú ý của mọi người.

Việc sản xuất loa hệ thống mảng dòng

Vào những năm 1960 và 1970, nhạc rock được đại diện bởi \"Beatles \" đã xuất hiện ở châu Âu và Hoa Kỳ. Có hàng trăm ngàn khán giả đã đến quảng trường để xem các buổi hòa nhạc rock, và củng cố âm thanh là một vấn đề lớn. Ví dụ, 600.000 người đã tham gia vào một buổi hòa nhạc rock được tổ chức tại New Jersey vào ngày 3 tháng 9 năm 1977. Hệ thống củng cố âm thanh sử dụng A \"Âm thanh \" bao gồm nhiều loa được xếp chồng lên nhau, điều này rất rắc rối khi cài đặt và gỡ lỗi. Sau khi thiết kế và gỡ lỗi cẩn thận, rất nhiều năng lượng đã được chi tiêu, và hiệu ứng củng cố âm thanh luôn không đạt yêu cầu. Hiện tượng này cung cấp thông tin thị trường. Các buổi biểu diễn du lịch quy mô lớn đòi hỏi các hệ thống củng cố âm thanh với công suất cao và cài đặt và gỡ lỗi dễ dàng.

Một số công ty lớn đang tập trung vào nhu cầu thị trường và cam kết phát triển các hệ thống củng cố âm thanh cao, tốc độ hướng cao. Từ quan điểm của âm học, có hai cách để có được hiệu ứng của sức mạnh cao và dự đoán xa.

• Một là sừng, làm cho năng lượng âm thanh tỏa ra theo một hướng thông qua sừng để kiểm soát độ trực tiếp, cải thiện hiệu quả bức xạ và đạt được hiệu quả của phép chiếu xa. Ví dụ, vào những năm 1950, chúng tôi đã sử dụng sừng lớn cho các hệ thống phát sóng Kinmen và Matsu. Một chiếc sừng dài hơn mười mét và có khoảng cách truyền trong vài km.

• Cái còn lại là mảng loa được đề xuất vào những năm 1930, sử dụng nguyên tắc can thiệp để kiểm soát chỉ thị. Trên thực tế, đã có một cột người nói loại cột phổ biến. Cột âm thanh có một chỉ thị thẳng đứng tương đối hẹp, nhưng sức mạnh không đủ lớn, phép chiếu không xa và vẫn còn một số vấn đề cần khắc phục, chẳng hạn như động lực học và băng thông của âm thanh. Một số công ty lớn có ưu tiên riêng của họ theo hoàn cảnh riêng của họ.

Nghiên cứu Horn đã phát triển thành công các loa sừng trực tiếp liên tục, loa sừng với nhiều đơn vị ổ đĩa, v.v ... Công ty L-Acoustics của Pháp lần đầu tiên giới thiệu hệ thống V-DOSC vào năm 1993. Đây là một mảng bao gồm một hàng loa đơn vị. Nguyên tắc làm việc tương tự như của một cột âm thanh. Chỉ thị thẳng đứng của nó có thể điều khiển được, được xác định bởi số lượng hộp đơn vị và góc bức xạ ngang là 120 °. Đáp ứng tần số của mỗi hộp đơn vị là 50Hz ～ 18kHz ± 3dB, công suất là 1500W và độ nhạy là 134dB. Đơn vị tần số cao tỏa ra bên ngoài thông qua ống dẫn sóng. Đây là sản phẩm mảng dòng đầu tiên được ra mắt và nó đã thu hút sự chú ý của mọi người ngay từ đầu.

Nhu cầu của thị trường, sự phát triển và ứng dụng của công nghệ cao, làm cho hệ thống loa mảng dòng trở thành sản phẩm mang tính biểu tượng của mỗi công ty cho thấy sức mạnh của nó. Bây giờ, mảng dòng là sự kết hợp của công nghệ sừng và công nghệ mảng, làm cho hiệu suất bức xạ hoàn hảo hơn.

Các tính năng của hệ thống loa mảng dòng buổi hòa nhạc

1. Sắp xếp thường xuyên các hộp đơn vị

Hệ thống loa mảng dòng bao gồm một hàng hộp đơn vị, được sắp xếp theo một quy tắc nhất định và có thể được sắp xếp theo một đường thẳng và hình dạng \"j \" theo nhu cầu của trường âm thanh. Số lượng hộp đơn vị được xác định bởi các yêu cầu của trường âm thanh, nhưng phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản của việc hình thành một mảng dòng, nghĩa là độ dài của mảng dòng phải ít nhất là hơn một nửa bước sóng của âm thanh bức xạ làn sóng. Các đặc điểm bức xạ của mỗi hộp đơn vị có yêu cầu nghiêm ngặt. Ví dụ, công suất âm thanh bức xạ, đặc điểm tần số, chỉ thị ngang, độ méo và pha tuyến tính phải đáp ứng các yêu cầu của mảng dòng.

2. Công suất cao và khoảng cách chiếu dài

Ví dụ: đơn vị tần số thấp trong hộp đơn vị của SanwayLoa mảng ngoài trời Vera36có sức mạnh 1000W và độ nhạy 98dB; Đơn vị tần số trung gian có công suất 800W và độ nhạy 110dB; Đơn vị tần số cao có công suất 150W và độ nhạy 112dB. Sau khi các hộp đơn vị được hình thành thành một mảng, do sự tương tác giữa các hộp đơn vị, trở kháng bức xạ của loa được cải thiện và hiệu suất bức xạ được cải thiện. Do đó, thật dễ dàng để sử dụng hệ thống loa mảng dòng làm nguồn âm thanh để có được mức áp suất âm từ 100dB trở lên vượt quá 100m.

3. Trường âm thanh được bảo hiểm tương đối đồng đều, khu vực nhiễu nhỏ và độ phân giải phát lại cao

Chỉ thị thẳng đứng của mảng đường rất sắc nét, thường là khoảng 10 ° và đoạn hẹp nhất có thể đạt 3 °. Tia âm thanh bức xạ hẹp, âm thanh trực tiếp đến khu vực đối tượng tương ứng tương đối mạnh, khoảng cách bức xạ tương đối xa và sự thay đổi mức áp suất âm thanh ở một khu vực lớn là tương đối nhỏ. Do điều khiển sidelobe của mảng đường, khu vực chồng chéo của trường âm thanh bức xạ tương đối nhỏ và bề mặt nhiễu là nhỏ. Khu vực bị chi phối bởi âm thanh trực tiếp có thính giác tốt, âm thanh rõ ràng và độ phân giải cao.

Làm thế nào để loa mảng PA hoạt động?

Làm thế nào các mảng điện hoạt động có thể là một cuộc thảo luận khá sâu sắc. Ở đây, chúng tôi sẽ không giải thích các chi tiết của toàn bộ lý thuyết quá chi tiết. Sau đây sẽ sử dụng các tính toán ngôn ngữ và toán học đơn giản để cho mọi người trước tiên hiểu âm thanh của một người nói điển hình lan truyền khi khoảng cách tăng lên.

1. Luật bình phương nghịch đảo

Nội dung của định luật hình vuông nghịch đảo trong âm học là cường độ của cường độ âm thanh và khoảng cách giữa vị trí nghe và nguồn âm thanh tỷ lệ nghịch với hình vuông. Kết quả là mỗi lần khoảng cách giữa người nghe và nguồn điểm tăng gấp đôi, áp suất âm thanh bị suy giảm bởi 6dB. Đây là hiệu suất của các loa chúng ta thường sử dụng, mặc dù có nhiều sự khác biệt tinh tế giữa thực tế và lý thuyết.

2. Nguồn điểm

Tiền đề của định luật hình vuông nghịch đảo là người nói có thể tỏa ra Omni theo hướng. Đối với các loa vật lý, tình huống này là rất hiếm, trừ khi các loa phát ra tần số rất thấp (đây là lý do tại sao chúng tôi luôn nhấn mạnh âm trầm hoặc lý do tại sao siêu bass không có chỉ thị). Tuy nhiên, khi khoảng cách lan truyền âm thanh tăng, ngay cả những loa định hướng điển hình (chẳng hạn như loa sừng với góc độ bao phủ ngang 90 ° và góc độ bao phủ dọc 90 °) , Bức xạ định hướng Omni).

3. Nguồn âm thanh dòng

Phạm vi áp lực âm thanh của loa mảng tuyến tính thụ động gần với cái gọi là lý thuyết nguồn âm thanh dòng. Bất cứ khi nào khoảng cách nghe được nhân đôi, mức sẽ không giảm 6dB. Về lý thuyết, nó sẽ chỉ giảm 3DB, nhưng trong các ứng dụng thực tế, kết quả không quá lý tưởng. Về lý do tại sao có những khác biệt này, bài viết này sẽ không nói chi tiết. Nhưng ngay cả như vậy, so với loa nguồn điểm, loa mảng tuyến tính có những lợi thế duy nhất về độ che phủ dọc.

Các loa có đặc điểm bức xạ nguồn âm thanh tuyến tính có thể đạt được các hiệu ứng sau: Bạn có thể cảm thấy mức áp suất âm tương đối lớn ở khu vực phía sau của hội trường hoặc không gian ngoài trời và để làm điều này, bạn không cần phải vận hành nguồn âm thanh điểm thông thường diễn giả. Tương tự, sức mạnh được cố tình tăng lên để những người gần với hệ thống PA hơn có thể nghe thấy âm thanh quá lớn. Ưu điểm của nó nằm ở khả năng điều khiển phức tạp và thay đổi của góc khuếch tán âm thanh dọc.

Vậy làm thế nào để đạt được bức xạ nguồn âm thanh tuyến tính? Câu trả lời là hủy pha.

Hủy bỏ pha thường là một trong những điều mà các kỹ sư cố gắng tránh trong các hệ thống âm thanh, nhưng nó đóng vai trò trung tâm trong việc cung cấp một góc độ bao phủ thẳng đứng hẹp khi các loa mảng dòng hoạt động cùng nhau. Ngay cả khi một thiết kế tủ loa cấp cao được sử dụng để định hình độ che phủ thẳng đứng, vẫn có rất nhiều sự chồng chéo thực tế giữa các loa trong mảng dòng. Nói cách khác, góc độ bao phủ dọc của loa mảng dòng không thể được hình thành bởi một loa duy nhất, đó là kết quả của sự can thiệp hiệu quả của nhiều loa ở lối ra. Tuy nhiên, trong thực tế, khoảng cách giữa mỗi loa mảng dòng và khán giả sẽ hơi khác nhau, điều này sẽ gây ra một mức độ nhỏ của hủy pha. Tất nhiên, bạn cũng có thể can thiệp thủ công và điều chỉnh tốt góc độ bao phủ dọc của loa mảng đường bằng cách giới thiệu độ trễ điện tử (EAW Anya và Anna Systems sử dụng công nghệ này).

Các biện pháp phòng ngừa cho việc sử dụng các hệ thống mảng dòng

Mặc dù việc áp dụng hủy bỏ pha có thể hình thành ảnh hưởng của việc thu hẹp góc độ bao phủ thẳng đứng của loa trong mảng dòng, góc độ bao phủ ngang của chúng không bị ảnh hưởng. Do đó, một loa duy nhất trong một mảng đường thật có thể có góc phủ sóng ngang 90 ° và chỉ bao phủ góc dọc từ 20 ° trở xuống. Ngoài ra, ngay cả khi việc hủy pha có thể đạt được phân phối nguồn dòng và cải thiện đáng kể phạm vi bảo hiểm đường dài, khi khoảng cách tăng, mảng đường sẽ bắt đầu hiển thị các đặc điểm nguồn điểm và chịu thua luật vuông làm suy giảm 6dB cho mỗi lần tăng gấp đôi khoảng cách. .

Mảng dòng có khả năng gần đúng chức năng nguồn, nhưng cũng có một số hạn chế và vấn đề cần được chú ý. Đầu tiên, chiều dài tổng thể của mảng từ trên xuống dưới xác định tần số thấp nhất với các đặc điểm bảo hiểm nguồn âm thanh dòng. Điều này là do bước sóng trở nên dài hơn, tại vị trí nghe, sự khác biệt giữa các thời gian tương ứng khi âm thanh đến vị trí của người nghe từ các đơn vị loa khác nhau phải lớn hơn để đạt được hiệu ứng của nguồn âm thanh tuyến tính. Điều này đòi hỏi một chiều dài mảng lớn hơn. Ở đầu kia của phổ, bước sóng trở nên ngắn đến mức các trình điều khiển quá lớn để được đặt đủ gần nhau, do đó, sự khác biệt pha tương đối trở nên quá lớn để nhận ra hàm nguồn. Trong những trường hợp này, các nhà sản xuất chính sẽ sử dụng các cấu trúc ống dẫn sóng để hiện thực hóa việc chuyển đổi từ các nguồn âm thanh điểm sang các nguồn âm thanh tuyến tính. Mặc dù tất cả các cấu trúc ống dẫn sóng đều dành cho cùng một mục đích, nhưng hầu hết mọi nhà sản xuất đều sử dụng một cấu trúc khác nhau và có bằng sáng chế riêng để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ của mình. Đây cũng là phần khó nhất trong quá trình phát triển loa mảng tuyến tính của nhà sản xuất.

Mảng đường rất hữu ích trong các không gian thử thách âm thanh vì bạn có thể kiểm soát sự lan truyền dọc của chúng và giảm phản xạ âm thanh. Tìm cách để có được khu vực phủ sóng âm thanh ra khỏi trần và sàn là một khởi đầu tốt, và sau đó chọn một loa có góc độ che phủ ngang cụ thể, sẽ giúp bạn giữ cho âm thanh dư thừa ra khỏi các bức tường bên, để có được Củng cố âm thanh trong nhà tốt hơn.

Lhình thức mảng ine

Bởi vì bức xạ thẳng đứng của mỗi loa rất hẹp, không gian nghe có thể được chia thành nhiều phần từ trước ra sau. Mặt trước chỉ được bao phủ bởi một số ít người nói, và nhiều người nói có thể che phía sau. Dựa trên ý tưởng này, một mảng dòng hình chữ J rất phổ biến được hình thành, thường xuất hiện trong phòng hòa nhạc và địa điểm ngoài trời.

Hình dạng cài đặt chính xác của mảng dòng sẽ thay đổi tùy theo cách bố trí và kích thước của khu vực được đề cập. Nói chung, phạm vi bảo hiểm hàng đầu chỉ cần một số lượng nhỏ trong số chúng để đáp ứng các yêu cầu áp suất âm thanh vì khoảng cách gần, nhưng góc cài đặt giữa các mảng dòng cũng cần được thiết kế để lớn hơn do phạm vi bảo hiểm đồng đều. Tuy nhiên, do khoảng cách tương đối dài ở giữa và phía sau, một số lượng loa lớn hơn được yêu cầu lắp đặt ở một góc tập trung, do đó có thể đạt được hiệu quả của phạm vi bảo hiểm đường dài. Cách tiếp cận được phác thảo bây giờ giúp cải thiện tính nhất quán của phạm vi bảo hiểm tổng thể. Trong những năm gần đây, cũng đã được phát triển một cách để người dùng điều chỉnh việc phân phối năng lượng bằng cách điều chỉnh sức mạnh được cung cấp cho mỗi hộp loa-kỹ thuật này thường được gọi là phân loại năng lượng.

Những thách thức và hạn chế của các mảng dòng

Mặc dù các mảng dòng có thể giúp giải quyết các vấn đề không gian nhất định, nhưng chúng có những hạn chế phức tạp. Ngoài thách thức yêu cầu đủ chiều dài để kiểm soát góc độ bao phủ của tần số thấp hơn, các mảng đường đôi khi có thể bị dị thường lạ, ví dụ, một số tần số nhất định có thể tạo thành thùy trong khu vực ngay trên và dưới mảng. Nếu điều này xảy ra trong một không gian âm thanh xấu, nó có thể mang lại hậu quả nghiêm trọng. Ví dụ: nếu micrô thanh nhạc của bạn được đặt dưới mảng dòng, bạn có thể gặp sự cố phản hồi.

Cài đặt mảng dòng

Đối với mảng dòng đóng vai trò của nó tốt, nó cần phải trải qua thiết kế cài đặt cơ học nghiêm ngặt và thiết lập các quy trình hiệu chuẩn và phân chia tần số điện tử chính xác. Bởi vì các tương tác phức tạp liên quan, tất cả điều này là quan trọng. Góc cài đặt chính xác của mỗi tủ, điểm treo và chiều cao chính xác, cũng như trình điều khiển riêng lẻ và độ trễ, pha, mức tăng và thậm chí cài đặt bộ lọc vượt qua cao và thấp của mỗi tủ phải chính xác để đạt được hiệu suất tốt nhất. May mắn thay, hầu hết các nhà sản xuất thương hiệu lớn hiện có đều có phần mềm mô phỏng bảo hiểm âm thanh dựa trên không gian ảo cho các sản phẩm của họ.

Chất lượng âm thanh

Ngay cả trong trường hợp tốt nhất, một mảng dòng không thể khớp với độ tinh khiết của âm thanh được tạo ra bởi một loa lái đơn chất lượng cao hoặc loa lái hai chiều hoặc ba chiều duy nhất. Đây là một lý do tại sao họ không có khả năng xuất hiện trong một không gian nhỏ. Trong những dịp nhỏ, sẽ phù hợp hơn nếu số lượng loa có thể tạo ra âm thanh có thể ít hơn. Tất nhiên, chi phí và không gian cũng được xem xét.

Mảng dòng vi mô

Mặc dù công nghệ mảng dòng được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng gia cố âm thanh trong nhà và ngoài trời quy mô lớn chuyên nghiệp, có nhiều công ty, như Bose, Turbosound, v.v., cung cấp các hệ thống PA cá nhân nhỏ sử dụng các mảng loa nhỏ (thường là 2 \" -4 \"Kích thước) Để tạo hiệu ứng bảo hiểm nguồn tương tự. Việc sử dụng chính xác các hệ thống này có thể cho phép chúng cung cấp bảo hiểm tốt trong các địa điểm nhỏ.