S e r v i c e | R e v i e w | M u s i c W o w | C o n n e c t U s | H o m e 說說陣列 ( Line Array ) ) 01_________________________________________________吳榮宗 主筆 |
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前言 2003 年的 9 月份在歐洲英國有的一個當地專業器材展 PLASA SHOW Professional Lighting and Sound Association 而這只是順道,主要是在同期間,英國 MARTIN AUDIO喇叭 公司展開連續三天的陣列喇叭技術課程教育,很榮幸藉由台笙公司呂勝雄先生的資源,我也受到邀請。 一連 9 天的英國行,並不是想像中的輕鬆優閒,其中三天的課程更不是想像中的簡單好混,這一趟 總結一些心得,以簡單易懂的結果來與各位分享陣列喇叭其中的基礎認知。 一般大家對陣列的觀點及問號,在這次教習裡全都有說明,課程的講師是世界有名的工程大師 Jim Cousins,在這次三天的課程裡,另人高興的是工程專業人員並不是在吹噓自己 ( MARTIN ) 產品 的好壞,而是解說陣列的原由,引導在座的學員去瞭解傳統喇叭與陣列音箱是怎麼個不一樣, 這就讓人有興趣聽下去,因為每一家廠牌都有自己的宣告規格,我們要聽誰的? 科技與潮流走到這個地步,多找、多查、多問、才會接近答案的,Jim 所講說的是 Line Array 的原理, |
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左-吳榮宗 右-喇叭工程界的名人-Jim Cousins, 他也是L-Acoustic V-DOSC 喇叭的設計參與之一。 |
我們回到主題,基本上在陣列基礎裡,它必須 在垂直與水平一定的範圍內得到一個很高的能量 輸出。所以水平 ( Horizontal ) 射角,即左右的 含蓋角很寬,而垂直 ( Vertical ) 角度,即上下 角度就沒那麼的寬。 如果各位有用過 / 看過所謂的柱型喇叭(column),在公共場合或教會場所等地方,全都會看到這種 |
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Column |
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等距的軸心 |
等距的軸心陣列架構 |
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這樣的小結構應用在公共工程 ( Public Address ) 上,是非常的適用與成熟,然而就大型的現場聲音增援 系統而言,這些小型元件就嫌不足,所以將這樣的物理特性發展成為大型喇叭系統,從 L – Acoustic 公司的 VDOSC 早在 199X 年至今,所謂的線陣喇叭已經是趨近成熟的產品了。不過一樣的結論是新 的線陣觀念應用,對於原有的傳統喇叭設計是不會被取代掉的。 我們翻翻各廠牌的大小陣列喇叭數據,音壓大都超過 100 dB@ 1w / m 以上,這是一定的,因為一個 音箱裡,就早期不過是單一個高音、中音、低音的喇叭元件,現在幾乎是雙元件組合,高密壓縮, 另外後級也用得多,音壓能量產生自然都會比以前提升不少。 _ |
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BOSE III 觀看其單體的排列 |
陣列的特性並不一定喇叭箱子是橫式的,在一只箱子內 組合一些單體軸心等距時,即有此潛在物理特性產生, 簡單的例子,Bose 802 單體的排列法,MARTIN WCT / CM 都算是陣列的一種,只是加總能量的多寡,再精闢的說, 你心坎裡想問的 plus 6 dB 的增益有嗎?答案是有的, 以人們所能辨別的頻率 20 Hz ~ 20 KHz,這種結構是能 達到的,總括 Line Array 系統,在某些頻率範圍倍數量 增加時,數據大至上是這樣的 : |
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MARTIN WCT / CM 陣列架構 |
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假如 @ 1w / m,的 SPL 2 x Line Array approximate = 120 dB ( 持續音壓 ), 126 dB ( 峰值音壓 ), 4 x Line Array approximate = 125 dB ( 持續音壓 ), 131 dB ( 峰值音壓 ), 8 x Line Array approximate = 129 dB ( 持續音壓 ), 135 dB ( 峰值音壓 ), 數量一直加總上去,就必須要會有那樣子的音壓結果,當然在 設計的開頭,一只音箱裡先行增加發音元件,再來是高衝程、 耐高壓的音圈與紙盆結構,這等於是從頭到腳所有的元件全都 要改變。也因此陣列喇叭價格遲遲不降。 _ |
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風向、濕度等,你才能得到物理計算的理想數值,如同 column 的擺法,陣列的特性才會產生,而且 在近面距離的區域,因距離的能量損耗不會是 6 dB,大約會是 3 ~ 4 dB 而已。 還有,這 6 dB 增益,3 dB 距離損耗的神話並不是全頻 ( 20 Hz ~ 20 KHz ),每一家的喇叭的特性皆 不同,吊到高處後每支喇叭與喇叭之間的角度又要偷一點,你才能含蓋全場,那樣是更不會到達所謂 6 dB 的增益的,我們用數學來解讀這物理,也當然是理想的條件下去擬算這電氣物理。 請各位看一下 Jim 所提供的數學, _ |
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距離的轉變 = 喇叭數量 x 任一可聽頻率 / 聲音的速度頻率我們以 1 Khz 代入,喇叭數量一支, 音速 330 公尺,老樣子,計算機拿出來, 鍵入 1 鍵入 ╳ 號 鍵入 1000 按下等於鍵,答案是 1000 按下 ÷ 號 鍵入 330 按下等於鍵,答案是 3 . 03 公尺 我們假設這 1KHz 在這 3 公尺的距離是 100 dB,然後依照舊例,喇叭數量增加一倍時音壓增加 |
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依圖示說明傳統喇叭單一支的音壓 / 距離解說 |
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鍵入 2 鍵入 ╳ 號 鍵入 1000 按下等於鍵,答案是 2000 按下 ÷ 號 鍵入 330 按下等於鍵,答案是 6.06 公尺 |
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依圖示說明傳統喇叭兩支的音壓 / 距離解說 |
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現在我們來瞭解他們所提供陣列的聲學物理數學 : 距離的轉變 = 喇叭數量的平方 ╳ 任一可聽頻率 / 2 ╳ 聲音的速度 另外陣列的特性是不能單一支使用,單一支陣列喇叭是無法產生能量倍增的物理特性, 所以基本最少就是兩支是增加角度,三只以後才有加能的現像產生。 鍵入 2 鍵入 ╳ 號 鍵入 2 ( 2 的平方 ) 按下等於鍵,答案是 4 鍵入 ╳ 號 鍵入 1000 按下等於鍵,答案是 4000 按下 ÷ 號 鍵入 660 ( 就是 2 ╳ 330 的答案 ) 按下等於鍵,答案是 6.06 公尺 |
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依圖示說明 Line Array 兩支的音壓 / 距離解說 |
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這麼一來 1 KHz 在 3 公尺的位置是 103 dB,而 6 公尺的位置是 100 dB,同樣的,我們 現在加上一倍喇叭來計算看看, 鍵入 4 鍵入 ╳ 號 鍵入 4 ( 4 的平方 ) 按下等於鍵,答案是 16 鍵入 ╳ 號 鍵入 1000 按下等於鍵,答案是 16000 按下 ÷ 號 鍵入 660 ( 就是 2 ╳ 330 的答案 ) 按下等於鍵,答案是 24 . 24 公尺 |
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依圖示說明 Line Array 四支的音壓 / 距離解說 |
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這個數學公式說明了陣列的物理變化,1 KHz 在 24 公尺的位置是 100 dB,那麼在 3 公尺的位置就 擁有 109 dB,四支喇叭而已,現在我們拿回上面舊公式來算一下傳統喇叭須要多少支才能在 3 公尺的 位置擁有 109 dB, 鍵入 8 鍵入 ╳ 號 鍵入 1000 按下等於鍵,答案是 8000 按下 ÷ 號 鍵入 330 按下等於鍵,答案是 24 . 24 公尺 這個差異結果已經計算出來了,傳統喇叭須要 8 支才能在 24 公尺的位置擁有 100 dB,那在 3 公尺的 |
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