線(xiàn)聲源是由一串距離相等的驅動(dòng)器組成。其最初應用的雛形產(chǎn)生于十九世紀五十年代,當初是為了提高在混響廳堂內的語(yǔ)言清晰度而設計的。線(xiàn)聲源的運用是基于其非常小的垂直指向角。若其垂直指向為0度,這就是我們所說(shuō)的“圓柱波”。每當聲源距離增加一倍圓柱波的能量會(huì )衰減3dB,然而聲源距離增加一倍“球面波”能量會(huì )相應衰減6dB。
構成線(xiàn)聲源有兩個(gè)必需條件:
1、其線(xiàn)性長(cháng)度最少為所輻射波長(cháng)的4倍以上,這才能保證其在垂直方向上的指向波形接近于平面波。
2、與上一條件相反,其要求相鄰音箱單元中心之間的距離小于半波長(cháng)。
這在實(shí)際應用中意味著(zhù)只有非常長(cháng)的線(xiàn)陣音箱才能在低頻段符合線(xiàn)聲源的工作原理,同時(shí)只有使用非常小口徑的揚聲器單元才能達到在高頻段的耦合。而在現實(shí)應用中,大多數線(xiàn)陣音箱符合線(xiàn)聲源工作原理的頻段不超過(guò)一個(gè)倍頻程。所以線(xiàn)陣音箱幾乎不能認為是線(xiàn)聲源。
線(xiàn)陣音箱的實(shí)際工作
線(xiàn)陣音箱的出色能力在于它能夠從觀(guān)眾席的前排至后排提供一致均勻的聲壓覆蓋。其從后排到前排的聲壓級幾乎都是一樣的。若要究其原因:水平陣列中使用的揚聲器在設計時(shí)將其球面輻射波形壓縮為餡餅狀,例如 60°x40°、90°x40°或其它類(lèi)似的設計,使其對場(chǎng)地的擴聲提供良好的覆蓋。如果定向的覆蓋小面積的區域,可以通過(guò)將揚聲器的輻射主軸對準最后排,–6dB 衰減角對準前排來(lái)得到一致均勻的聲壓覆蓋。如果吊掛點(diǎn)的高度足夠,可以通過(guò)固定揚聲器的位置和角度的方式,使得第一排至號筒的距離為最后一排至號筒的距離的一半。這時(shí),號筒本身對其輻射角度的離散控制能力能夠很好的平衡這一切,從而使前后場(chǎng)得到一致均勻的聲壓覆蓋和效果。
如果建筑師們能夠將公共場(chǎng)所建造的普遍適合號筒的輻射特性,且區域足夠的小的話(huà),那么一只揚聲器就能夠覆蓋觀(guān)眾區的每一側,從而我們也就不需要線(xiàn)陣列音箱了。當然,場(chǎng)地尺寸、形狀的多樣化決定了這是不可能的。線(xiàn)陣音箱比普通的單一揚聲器的聲壓輸出多 18 到24dB,而其的垂直指向可通過(guò)彎曲陣列的方式以適應不同場(chǎng)地的擴聲。就好像適當的固定傳統號筒式揚聲器位置和角度的方式一樣,正確的彎曲線(xiàn)陣音箱能夠對相同的觀(guān)眾區釋放相同的聲功率。這意味著(zhù)當你離線(xiàn)陣音箱越近,其每一個(gè)揚聲器模塊的輻射角度應該越大,所以陣列音箱從上至下箱體之間的間隔角度也應該是逐漸增大的。所以,對大多數場(chǎng)所而言,為了從前排至后排具有一致的聲壓覆蓋,陣列的形狀都普遍類(lèi)似于“J”形。
線(xiàn)陣音箱揚聲器模塊的功能需求
當我們結合線(xiàn)聲源耦合時(shí)的聲學(xué)要求以及“J”形在實(shí)際應用的益處,線(xiàn)陣音箱揚聲器模塊的設計目標就變得清晰了。