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音響擴(kuò)聲中的嘯叫是最讓人頭疼的，也是經(jīng)常碰到的，同時也是比較難解決的問題，為了抑制嘯叫，我們必須先了解形成嘯叫的原因，只有了解了嘯叫形成的原因才能對癥下藥，采取合理的措施抑制嘯叫。

一、嘯叫形成機(jī)理

嘯叫實(shí)際上是擴(kuò)聲系統(tǒng)由于存在正反饋而產(chǎn)生的振蕩，這里的正反饋是擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲回授，按照振蕩形成的原理，一個系統(tǒng)只有在滿足下述兩個條件時才能形成振蕩，及振幅平衡條件和相位平衡條件。對于一個系統(tǒng)來說，所謂振幅平衡就是只有某頻段的反饋信號幅度大于此頻率原先輸入信號的幅度時才能引起振蕩，或者說系統(tǒng)對某頻率的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)必須大于1，所謂相位平衡是指有某頻率的反饋信號與此頻率輸入信號同相位才能引起增大，也就是必須構(gòu)成正反饋才能引起增大，這兩個條件必須同時滿足，缺一不可，那么我們來對照擴(kuò)聲系統(tǒng)形成振蕩的情況，擴(kuò)聲系統(tǒng)中傳聲器接受聲信號，并且將其變?yōu)殡娦盘?，電信號?jīng)過從調(diào)音臺周邊設(shè)備到功率放大器等設(shè)備的放大，然后由揚(yáng)聲器系統(tǒng)將電功率信號變成聲音輻射出去，輻射出去的聲音中的一部分聲信號通過各種路徑又返回到傳聲器，就是聲反饋，根據(jù)前面產(chǎn)生振蕩的兩個條件，就是某頻率從揚(yáng)聲器系統(tǒng)輻射出去的聲音，又反饋到傳聲器的幅度，必須比此頻率原先輸入傳聲器的聲音幅度大，并且此頻率反饋聲音信號相位上與此頻率原先輸入傳聲器的聲音同相位，當(dāng)這兩個條件同時滿足了，就產(chǎn)生振蕩，表現(xiàn)為嘯叫，揚(yáng)聲器系統(tǒng)輻射出去的聲音可以是直接返回到傳聲器，也就是揚(yáng)聲器系統(tǒng)的直達(dá)聲返回傳聲器，也可以是通過界面反射后再返回到傳聲器，甚至經(jīng)過界面的多次反射后返回到傳聲器，統(tǒng)稱反射聲返回傳聲器，從振幅平衡的角度來說，無論是從什么途徑返回到傳聲器的聲音，只要返回的該頻段聲音比原先送入傳聲器的此頻率聲音大，就滿足了振幅平衡條件，從相位平衡的角度來說，只要返回的該頻率聲音與原先送入傳聲器的此頻率聲音同相位就滿足了相位平衡條件，如果破壞了這兩個條件中的任何一個，振蕩就不可能產(chǎn)生，也就是說只要我們想辦法使振幅平衡條件不能滿足，或者是相位平衡條件不能滿足，就能使系統(tǒng)不振蕩，達(dá)到抑制嘯叫的目的，事實(shí)上對于一套擴(kuò)聲系統(tǒng)來說，要的避免產(chǎn)生嘯叫是不可能的，也是不必要的，只要在達(dá)到最高使用要求聲壓級的情況下不產(chǎn)生嘯叫，那么此套系統(tǒng)的嘯叫問題可以算是已經(jīng)得到解決。

 二、振蕩（嘯叫）形成的過程

如果一個室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)已經(jīng)建立，所使用的具體揚(yáng)聲器系統(tǒng)、傳聲器都已在固定位置，那么必定有不少的頻率能滿足正反饋的條件，或者說產(chǎn)生振蕩的條件的兩個條件之一相位平衡條件，也就是從揚(yáng)聲器系統(tǒng)輻射出來的聲音又從不同的途徑返回到傳聲器，而且相位上滿足與原輸入傳聲器該頻率聲波同相位，此時只要使這些滿足相位平衡條件的頻率同時滿足產(chǎn)生振蕩的第二個條件要求，即滿足幅度平衡條件，也就是滿足閉環(huán)電壓放大倍數(shù)大于1，那么振蕩就開始逐步形成，隨著音響師將調(diào)音臺上輸出音量控制推子逐步往上推，擴(kuò)聲系統(tǒng)的電壓增益逐步增大，或者說電壓放大倍數(shù)逐步增大，當(dāng)電壓放大倍數(shù)增大到那些已經(jīng)滿足了相位平衡條件的頻率點(diǎn)中有一個頻率的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)最先達(dá)到大于1時，開始在這個頻率點(diǎn)逐漸形成振蕩。

 

那么這個振蕩是如何逐步形成的呢？首先我們知道在擴(kuò)聲系統(tǒng)工作的環(huán)境中存在的噪聲，盡管我們并沒有明顯感覺這些噪聲的存在，并且這些噪聲的頻譜是非常寬的，當(dāng)然這種噪聲與我們作為聲學(xué)測量用的粉紅噪聲，白噪聲或模擬節(jié)目信號噪聲在頻譜能量分布上是有差別的，這種環(huán)境噪聲中，首先滿足振蕩條件的那個頻率的聲音進(jìn)入傳聲器變成電信號，并且通過從調(diào)音臺到功率放大器等設(shè)備的放大，在經(jīng)過揚(yáng)聲器系統(tǒng)變成聲信號輻射出去，經(jīng)過某個途徑重新回到傳聲器，由于此頻率信號在整個擴(kuò)聲系統(tǒng)中的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)已滿足大于1的條件，所以再次進(jìn)入傳聲器時，以比原先進(jìn)入傳聲器的噪聲信號幅度增大了，那么經(jīng)過一個新的循環(huán)后，必然在幅度上比第一次從揚(yáng)聲器出來后返回?fù)P聲器的信號幅度更大了，如此一個循環(huán)一個循環(huán)的反復(fù)放大，信號幅度也一個循環(huán)比前一個循環(huán)時大，通過若干次循環(huán)后，從揚(yáng)聲器輻射出來的聲音已達(dá)到我們可以感覺到的響度，此時我們就察覺到嘯叫的苗頭，繼續(xù)循環(huán)下去，聲音會越來越大，最后達(dá)到我們不能忍受的程度，當(dāng)然這個過程比電子電路中振蕩形成的時間要長的多，因?yàn)樵陔娮与娐分杏捎陔娮釉陔娐分袀鬏數(shù)乃俣仁欠浅８叩模悦總€循環(huán)所需時間是非常短的，達(dá)到一定振幅所需循環(huán)次數(shù)一樣的話，總的時間會非常短，而在擴(kuò)聲系統(tǒng)中同樣多次數(shù)的循環(huán)需要的時間就長得多，昆明專業(yè)音響因?yàn)樵跀U(kuò)聲系統(tǒng)的閉環(huán)中有一個揚(yáng)聲器輻射出來的聲信號，從揚(yáng)聲器系統(tǒng)經(jīng)過空間傳播，或者再加上傳播到某個界面后反射出來的聲波在在空間傳播后才達(dá)到傳聲器的過程，而聲波在空間傳播的速度是比較低的，按照聲波每秒鐘傳播340m的速度計算，如果揚(yáng)聲器輻射出來的聲波通過某個途徑返回到傳聲器需要走17m的路程，并且如果不考慮電信號在設(shè)備電路中極快的傳輸速度所花費(fèi)的時間，一個閉環(huán)循環(huán)需要50ms時間。假設(shè)閉環(huán)增益為1db，也就是閉環(huán)放大倍數(shù)為1.12稍大于1，同時假定最初進(jìn)入傳聲器的該頻率噪聲信號聲壓級為20db，則升到60db這個已經(jīng)能聽出嘯叫苗頭的聲壓級需要循環(huán)40次，也就是需要2s時間。這時如果不趕緊將系統(tǒng)對這個頻率的閉環(huán)放大倍數(shù)拉下來，使之閉環(huán)電壓放大倍數(shù)降到小于1則嘯叫聲會越來越大，如果我們設(shè)法降低了這個頻率的閉環(huán)放大倍數(shù)，則此頻率的嘯叫將會停止，如果繼續(xù)將調(diào)音臺上輸出音量控制推子逐步往上推，那么第二個以滿足相位平衡頻率的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)有可能大于1，在這個新的頻率上，又會上演與第一個頻率一樣的形成嘯叫的過程，如果繼續(xù)將調(diào)音臺上輸出音量控制推子逐步往上推，還會出現(xiàn)第三個、第四個…嘯叫頻率，事實(shí)上在一個室內(nèi)的擴(kuò)聲系統(tǒng)工作中，可能產(chǎn)生嘯叫的頻率點(diǎn)遠(yuǎn)多于一兩個，可能有幾十個、幾百個。

在我們了解了嘯叫產(chǎn)生的過程后，可以清楚的看到嘯叫形成過程有它自己的特點(diǎn)，即每經(jīng)過一次循環(huán)同一頻率的信號幅度都比前一次大，這種特性顯然與絕大部分節(jié)目信號中的情況不同，除了極個別的節(jié)目氣氛要求對同一個音符隨著時間增加強(qiáng)度這種情況外。節(jié)目信號幾乎不會出現(xiàn)嘯叫形成過程中的特性，所以我們可以比較容易的根據(jù)嘯叫形成過程的特點(diǎn)來判斷嘯叫正在形成，從而對該頻率的增益予以降低，比如降低3d，如果在此頻率的信號幅度繼續(xù)增大，則可能繼續(xù)降低增益3db，直至該頻率的信號不出現(xiàn)繼續(xù)增大的現(xiàn)象，話說起來容易，實(shí)際上做起來就不那么容易了，在早些電子技術(shù)還沒有達(dá)到現(xiàn)在這樣的水平，只能靠模擬信號來處理的時候，就不能及時控制嘯叫的形成，現(xiàn)在利用數(shù)字電子技術(shù)，再加上DSP（數(shù)字信號處理）的處理速度已非?？?，完全能在極短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)嘯叫的形成，并且利用數(shù)字技術(shù)形成一個以該頻率為中心頻率的頻帶非常窄的陷波濾波器將該頻段增益降低，達(dá)到抑制嘯叫的目的，可以這樣說，利用專門的設(shè)備自動抑制嘯叫的機(jī)理是根據(jù)下降形成過程的特點(diǎn)，而不是根據(jù)哪個頻率上幅度比其他頻率的幅度大這個原則，所以一般來說自動找出嘯叫頻率點(diǎn)并且抑制他的這種方法，通常是不會影響節(jié)目的聽感的。

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