現場電聲建立指南( 一? )

文章內容修正說明 P-21,27,42,46

請看圖例所表示的來瞭解喇叭設計的工程師們對於喇叭單體其電氣特性的運用，如果僅以主喇叭
放送聲音，那這些兩音路或是全音域的喇叭，有 12 吋或是 15 吋的低音單體，一般會在低頻設定
滾降截止點，圖示綠色曲線是 EM75 喇叭在做全音域時的頻響曲線，MARTIN 喇叭公司在高低音
方面都有增加 EQ 值來美化喇叭，全音域位置時，是把 63 Hz 附近的 EQ 增加了 6 分貝然後陡峭的
滾降截止於 20 Hz 左右，在 32 Hz 位置時也只有 -12 分貝的電平，是幾乎不反應了。
使用兩音路位置時，當我們加上一只 18 吋的超低音單體，低音單元在 50 Hz 左右增加到 10 分貝
(籃色的低頻音域曲線)，然後主喇叭 EM75 的低頻截止位置稍有些不同('橙色曲線)，為何會與
主喇叭的電平差別近 10 分貝？

這是喇叭設計工程師們很清楚人耳對於低頻能量反應的不靈敏，所以低音單元除了在紙盆尺寸設計
上比較大型外，它在能量提供上就會比中高頻多一些，而多出的這個 10 分貝也是依據人耳的等響
聆聽曲線去適切的補償。

當一個單體元件是同時反應很多頻率時，紙盆與線圈所做的功與動態都會比較吃力，尤其是愈低
的頻率就愈難忠實表達，所以當喇叭是在全音域位置時，低頻截止點就提早讓它滾降，依圖面上
觀察到是設計在 63 Hz以後就開始滾降截止，以這樣的設定可以讓喇叭的負擔比較輕鬆些，
然後在低頻雖說短捷了點，也不失過於薄弱，又要有動態與忠實又要單體元件工作適切，
取折衷的方式算是智慧的做法。
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修正原因:
由於首次印刷，不瞭解RGB與印刷色的差別，導致出書時，顏色有所不同，造成閱讀誤解，必須
修正，內容如下:

這一張圖例顯示的是現場大鼓的訊號加上超低音的組合圖資，綠色的曲線是使用線性圖表
Log 展示的頻譜，這樣的觀看比較接近人耳的聆聽曲線，在其背後深綠色是代表 1/3 音程的頻譜
顯示，當然其瞬間的電平顯示的方式就有些的不同，我們可以觀察出從低頻 125~100Hz 之間的
音壓能量大約是在 85~100 dBSPL，觀察 80Hz 超低音的提供得到了 110~115 dBSPL之間，這超低音
氣氛的音壓能量與主喇叭的音壓之間相差足有 10 dB 以上之多，這個調整也是驗証人耳低頻等響
的聆聽特性。
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同條件的喇叭在 16 公尺位置以 500W 功率測得 100 分貝音壓，那麼要設定功率漸層，讓音壓
平均以 100 分貝投射在 8 公尺以及 4 公尺的位置範圍裡，它們需要如何設定？

首先我們必須先求出喇叭的靈敏度，因為在16公尺位置以500W功率測得 100 分貝音壓，16 公尺
的耗損是

20log(16/1)=24dB

因此我們只要加回這個距離的耗損就可以得到 1 公尺位置的能量，即

100 dB+24 dB=124 dB在1m@500W，
500W=27 dBW
所以喇叭的靈敏度=124 dB-27 dBW=97 dB在1m@1W，

那麼在 8 公尺要 100 分貝的漸層，放大器需要多少的功率即可？8 公尺的耗損是

20log(8/1)=18 dB124 dB-18 dB=106 dB
我們僅要調整到 100 分貝的漸層， 即

106-100=6 dB
27 dBW-6=21 dBW

將分貝瓦換算成功率瓦數=10^(21/10)=125.8=126W
同樣的以上述的方式，我們求得在 4 公尺所需的功率是31.6=32W

修正原因:

舉例說明現場的環境噪音底層與電聲功率的解釋不夠清楚，必須更正與說明，以免造成誤會，
以下是補充的解釋:

現場環境開始有觀眾進場，他們所產生的基本噪層達到 70 分貝，我們將這個位置設為 1 瓦即 :
dBW=10log( 1W )=0 dBW在 70 分貝音壓時的功率。系統開始播放背景音樂，我們增加功率 10 W的功率給喇叭音箱，dBW=10log(10W/1W)=10 dBW，70 dBSPL+10dBW= 80 分貝，
( dBW是在求出擴大機功率輸出的對數性質，聲壓dBSPL也是能量單位，所以兩者可以相加 )。
隨著觀眾人潮的噪層，我們再增加背景音樂輸出到 100W，即: dBW=10log( 100W/1W )=20 dBW
在 90 分貝音壓時的功率。
當現場聲壓能量到達 100 dBSPL 的位置時，即表示原 70 分貝+30 分貝瓦= 100 分貝聲壓，
dBW=10log( 1000W/1W )=30 dBW在100 分貝音壓時的功率。這 30 分貝能量的增加等於讓系統
能量由 1W 的位置提升到 1000W 的動態位置工作，另外就人耳對數比值的特性：
人耳覺得聲音大1倍時，擴大機的功率也大了近10倍了。
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修正原因:

分音器的 R,C,L 網路在對於頻率的濾除能力說明，針對滾降升斜率的位階音程沒有解釋清楚，
必須改善說明。

依電子元件電容電感的電氣物理，基本上在被動式的分音網路設計上，一個形成單純的分頻網路
以串聯一只電容器就會把低頻濾除掉，電感則是去掉高頻部份，這樣單一元件的濾波滾降能力是
6 分貝，相對的依分頻的位置上就會得到大約 45 度的相移，而製作一個分頻網路要有效的去濾除
分頻的基本條件需要兩階以上，若是兩階到四階的濾波電路，即 12 分貝到 24 分貝音程滾降斜率
設計，就會提供 180 度的相移與時間上的差異.....................

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修正原因:

歐規與美規的錶頭刻度比對標示錯誤。

修正原因:

字誤，修正內文例如 10000 Hz 改成 10KHz 的說明等。

修正原因:

文筆不流暢造成解釋誤導，修改，另外是計算筆誤，132dB訂正 137dB的說明等。

修正原因:

10log( 10^+( 141/10 )+10^( 134/10 )) = 141.7 142dBSPL
10log( 10^+( 141/10 )x( 16 )) = 154dBSPL
兩處筆誤(紅色處)，對數相加的計算式子多了一個 "+" 號，造成誤解。