音响工程设计概述

音响系统的设计是一种过程，并不是一种产品。假如它是一种产品的话，它就可以大量生产，并且可用于许多装置中，就像放大器或微音器一样。一种规格即可满足的有场合的要求的设计，往往不能做到完全满足，而且对许多用户来说其使用性能也极差。设计过程由许多零碎资料的收集过程的组成，就像拼图游戏里的零碎图片同时把它们拼装在一起，使得它们之间即不重叠也没有间隙。那么，到底如何设计一种音响系统呢？有的人做起来像是铺开许多音响产品的产品目录活页，然后像投掷飞镖那样用笔画来画去；有的人做起来像是把核桃壳翻来翻去，直到找到核桃肉为止；而有的人则在轻易地计算解答极其深奥的方程式。就像举行神圣的礼仪一般，然后则为成千的听众确定一个简单的锥形8英寸喇叭（203MM）。  

四种设计工具  

作为成功的音响系统设计者，第一种工具是知道。现在的设计者比起25年前的设计者来要幸运得多，因为现在有极其丰富的音响工程知识来源可以利用。众多的，甚至是无数的参考书完全包括了这一领域的各个方面（DavisandDavis，1987；Giddings，1990；Ballou，1991）。有各种可利用的期刊，从学术性的刊物到业务通讯刊物与和本期刊一样的商业性杂志。有各种有声望的学术交流会、讨论会及培训班，可以从各种研究机构，包括我们工业贸易协会，全国音响与文艺物资协会取得来源。各个取得认可的学院与大学也开始提供有关的课程。

从上述这些渠道，可以获得极其大量的知识。但是就知识本身而言，是远远不够的。因此，设计者的第二种工具是经验。有一种人常说，我们都是从别人脸上学会刮胡子的——在我们能够清楚地掌握我们的音响设备究竟能达到何种先进程度之前，我们往往不得不弄坏许多放大器和扬声器。这种说法是有一定的道理的。一个从失败的设计者是维持不了多久的。

第三种工具，也就是到目前为止最重要的一种工具，就是良好的判断力。设计者必须对人们有良好的理解，能够作出超过技术性细则的判断，能够作出进入人类内在空间的判断。一种技术上精确的设计，可能由于装配者不懂得装配，或者由于用户不懂得使用而遭到失败。实际的使用者可能不知道如何去使用这个系统，制造商可能因为没有准备好换代的产品而停止继续生产某型号的产品。

第四种工具，在过去的十年里它变得特别重要，就是计算机。具体用于音频与声学设计软件的计算机模拟技术（CADS）可以大大加快设计速度，使得它们自己在设计者工具箱里占有一个席位。

但是，在这里一定要记住，计算机是不会自己做设计的，只有设计者本人才能设计音响系统。曾经有一个赌徒向一个计算机编程员请教，是否有可能编出一个计算机的程序，可以预报谁将在骞马比赛中腾出，这个编程员回答说：“当然可以，这是非常容易的事，只要假定一匹马是球形的……”

三个准则  

成功的音响系统的许多方面是相似的，但是每一种失败的音响系统其失败的原因也是一样的，即其设计是独一无二的。使用者判断成功的音响系统，有一个著名的准则：声音是否足够大？声音是否清晰易懂？声音会不会回馈？

　　一种声音浊足够大的音响系统，能够获得短时间的胜利，但是最终会惹起运用者的不称心。与过去相比，在现时这是一个比拟小的问题。现代的资料与现代的制造技术，可使扬声器在著火或者损坏之前发出更大的声压程度。放大器制造商也画了一份他们的奉献，他们能够提供比以前更大的，而且更廉价的音频功率。现今的声响系统设计者还必需同时留意维护运用者的听力。这是一种进步，把声音太大的声响系统的声音降低毕竟比把声音不够大的音响系统的声音增大要容易的多。

   一套声音不是明晰易懂的音响系统，同样固然能够获得短时间的胜利，但很快也会惹起不懑。不能听出“Johnahinthewhaleknew”与“Jesuswillnotfailyou”两句歌词的区别的模糊声音，会使音响系统成为废品，而不论这音响系统能使合唱队的歌声有多好的音乐感。

   音响系统假如有声音回馈，则是一个即时奏效的失败，没有任何理由能够原谅这一点。这是一种设计失败，而不是元件的失败。即便是比惹起鸣叫低得多的声音回馈，也会使房间变得更多的声音回响，从而使需求的音量比原来设计的要大。

   作为音响系统的设计者，你在运用一切可能的手腕，使音响的音量足够大（但不应大到有风险），使音响的声音明晰易懂，并且首要的事情先做在音响系统设计失败的缘由之一是：设计者没有完整理解运用者要如何运用他们的音响。

   设计者必需首先肯定，音响系统是如何运用的，它是用来做什么用的。这一过程就是建筑师们说的发现用户的过程。这看起来容易，但实践是是十分艰难的，在运用者群体里，不同的人会出不同的答复。例如，教堂里的乐师和牧师对音响系统会有完整不同的主见。你本人一定要做到与每一个比照音响系统有关的人员停止说话。要充沛认识到，运用者可能对他们本人要做什么没有一个分明的主意，但是假如他们碰到一个经常的用法，而你却没有思索到允许他们这样做，则这依然是你的错误。你应该应用你的经历与判别，满足运用者的真正需求，即便是运用者并没有想到的需求。

   通常，讯问运用对左近的音响系统，哪些是他们特别喜欢的，哪些是他们特别不喜欢的，这是一种有用的办法。

  然后是房屋

   下一步是调查音响系统将要在其中工作的建筑物。理解建筑物的构造及资料。

   测定环境噪音，假如建筑还未竣工，则找暖气，通风与空调（HVAC）工程师，要他们以画面的方式预期环境噪音的值。

   假如得不到画面的环境噪音报告，则要竭尽全力，亲密理解HVAC的噪音，千万不要放过。

   理解在建筑物的其他局部，能否有遥控的需求，如演说厅里的辅助扬声器，或者是会议厅里的音响系统。

   扬声器与放大器

   再下步是助手构思扬声器的布置，如中央扬声器布置、理解卫星延时式布置也分配式扬声器布置。每种布置系统都有各自的优点与缺陷，而你所选择的系统必需满足各种参数变量。

   这时要在房间里对扬声器停止测试。你能够买回扬声器并把它们装置起来停止评价，但是比拟容易（也比拟平安）的办法是用计算机模仿房间，并对扬声器停止实验。当今的CADS技术，使你能够预期声音的散布和讲话的明晰懂水平。假如你对预期的结果不称心，则可实验其他设备布置。

   当你肯定了扬声器之后，就要选择放大器，以使能正确地启动这此扬声器。不只放大器的功率要足够大，而且放大器的电压——电流（V-1）特性也必需与扬声器负载相匹配。100W功率输进一个8W的扬声器志需求的放大器，与100W功率输进一个2W的扬声器的放大器是相同的。

   你选择的放大器还必需满足扬扬器的电抗请求，用延时丈量仪跨过扬声器的复合阻抗，测出其所需求的最大V-1相偏移，把测出的值与放大吕原请求的最大V-1相偏移限制相比拟。如今具有启示思想的，对工程停止指导的放大器制造商开端发布产品的最大V-1相偏移值，而具有启示思想、对工程停止指导的扬声器制造商也开端发布他们产品的复合阻抗值。假如你没有看到这方面的材料，请向他们讨取。

   余下的是讯号加工设备

   选择与放大器和扬声器相匹配的讯号加工设备。例如，你选择的放大器和扬声器，可能需求讯号加工设备停止电子过滤处置。假如不得不选择不是防声音回馈的扬声器布置方式，则可思索选择恰当微音器停止弥补。

   再就是你选择的讯号加工设备必需契合运用者的请求。有的人可能需求大的操作台；而有的人可能需求自动的混音器；有的运用者可能需求可编程序的、可开关的平衡器，以对不同的节目停止补强。

   选择运用哪一种微音器，就是选择对声音停止声学上加工的不同方式。关于微音器，声响系统的运用者可能有极激烈的偏爱，但一定要使他们在否决某种微间器之前先试一试。不要遗忘其他节目可能需求不同的方式。

   其他及等等事项

   对许多工程一师来说，“其他”与“等等”是明智的失败，但是关于音响系统工程师来说，却必需经常留意“其他”“等等”一类的事项。对运用者来说，这一音响系统能否太贵啦？能否对用户的技术人员来说太艰难了？外观是什么样的？建筑师会对扬声器外观感兴味。你写些什么样阐明书呢？你写的每一种阐明书都应有一个根本的特徵。

   在设计一建筑项目中，你要阐明书中写分明一切的各个组成局部，包括它们的潜在用用处和结果。假如你的设计是用于招标目的，则要在阐明书写明仅允许运用产品，或者你直接写明“批准后等效”，或者写明不能超越设备的性能。这最后一项条款，使提供某项产品的承包商也承当到达音响性能请求的义务。