Line Array


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 ) O2________________________________________________吳榮宗主筆
垂直陣列喇叭是新的音箱製作？各位請別被誤導， Line Array 的觀念是很早很早就有了，而且這樣的數學是從天文學計算星體來的，用在這物理聲學上，也不過是小小一段落的應用而已。上述的單一支 Line Array 所謂的聲音聽起來會像是 Telephone voice 的原因是因為垂直角度的窄小，中高頻含蓋範圍在單一只時是窄小的，音箱體積也縮小，傳統大尺寸的單體受限，使得低頻延展設計受到挑戰，而你此時的場地是大於它所能含蓋的範圍狀況下，聆聽者居於遠處位置然後又是偏軸心位置聆聽，那麼會得不到有效聆聽音壓，因為射角窄，能量在一定的位置還是有很好的指向性，就傳統號角而言，60 X 40 度的號角含蓋面在20公尺處可以很好聽的，即便是偏軸心些都沒關係。 100 X 7.5 度的號角就不一樣了，在20公尺處，其指向性還是很好，所以單一支這樣的號角，離開其軸心處聆聽，是不會比 CD Hone 清楚的。燈下黑的情形會比傳統號角來得嚴重。所以使用陣列喇叭數量要多，垂直含蓋角自然增寬，聲音才會自然。即便這遠處指向性還這麼好，勝過傳統的能量放送，但是低音沒辦法配合，低音喇叭單元就算再怎麼先進，以波長與紙盆的特性還是有一定的限度的，各位不難看出任何的廠家在陣列後期的發展上，都再度推出飛起來的低音喇叭，然後每一支的價格都不便宜，發展的每一階段都會慢慢的更新與成長的。如果拿一支傳統喇叭與一支 Line Array 同一位置聆聽，當然是傳統喇叭好聽，就算陣列的音壓大於傳統，陣列絕對不會好聽的，那高密壓縮的聲音絕對令人生惡的，先前我們有提到 4 支以上的陣列組合就會得到理想的聲音指數，然而低頻方面的不足在任何一個牌子的陣列喇叭皆是一大技術問題，從圖 1 - 1 可看出低頻 / 中低頻遠遠落後在高頻的音域，當足量的 Line Array 組合起來後，均勻的頻譜就顯現出來，而且音壓龐大，足以運用，陣列的使用，還是要多支組合聲音才會接近正常的。 _
	左方是 4 支陣列喇叭組合的音壓頻譜, 明顯的低頻落差. 右方是 12 支陣列喇叭組合的音壓頻譜整個頻域就均勻多了. 圖 1 - 1
同一規格當有了物理上的理想數據後，廠商將這多支的高 / 中 / 低音域的單體置入於一個密壓的音箱裡，要讓這音頻的射程遠，又要平均，這就不是一件容易的工程，也因此各設計者為了規避原始的準則，往往就自創條例來讓系統順理，有的 Line Array，它的產品有區分長程的音箱、近程的音箱、正下方 (Down Fill) 的音箱，當喇叭吊起來，就有不同條件因素的單體特性、射角結構、阻抗匹配等問題，最要提出的是它跳脫出陣列物理所必需遵守的同一硬體規格，一樣的也是成為以產品販售為目的，然後在規格上的說明就糢糊掉了，後續的很多廠家開始就有不同的射角喇叭應用在不同的位置，現在是只要是做喇叭的，一個陣列的組合是多樣化的，像這樣的改變原規自創數據的廠牌比比皆是！也因此至今，若使用者擁有了一套陣列喇叭後，一整串的喇叭懸掉下來，將會有窄角度負責遠區的放送，一般角度的負責中區，超寬角則是所謂的近面，或是稱為 Down-Fill，嚴格的說，那將會是有三組喇叭集中在一串喇叭上，會不會干擾？答案是會的，最簡單解釋，當Horn 的角度有寬與窄之分時，那麼高頻經由振膜射出聲音來之後，喉管再短也是有距離時間差的，處理器與時間參數是很重要的設計工程，對於廠商，。這也就是先前寫的，為什麼每個廠家都有自己一套理論，真的都已經超脫對錯的境界了，我們必須要瞭解純陣列與假陣列特性的差別。雖說一串橫向喇叭備有不同的射角，但是卻能滿足現場實際的應用，就這樣的組合雖未答陣列能量物理的標準，但都是已經優沃於早期傳統的喇叭的配置。阻抗的事除了規格呎吋外，喇叭阻抗呢？為求單體音壓輸出大，你只要在音圈上的交流電器阻抗值減少，這音圈的內阻值會影響擴大器的原內阻 ( 8Ω ) 接近 0 的位置，這樣的動作會使用電流增加，能量增大近一倍 ( 理想的話 )。例 : P( W ) = 電壓的平方 ÷ 阻抗 50 ╳ 50 ÷ 8 = 312 正常的喇叭阻抗與功率電壓的數據。 50╳ 50 ÷ 4 = 625 在 4Ω 阻抗下所得到的數據。也因此模糊不清的數據，廠商糢糊這一規格已經是很成熟的事了，我們假設有一支喇叭輸出 130 dB / @ 1w / m 6Ω，而有一支喇叭輸出 128 dB / @ 1 w / m 8Ω，請問你會選擇那一支喇叭？當阻抗低的時後，雖說輸出增大，不過息息相關的阻尼系數卻是影響到動態，尤其當系統是在 (in the hot ~ in the red) 的位置工作時，你才會發現聲音怎麼開始不自然了！對於阻抗的事，我們應該要有一個基本觀念，工作在愈低的頻率，單體阻抗與功放愈匹配 ( 8Ω ) 是愈理想的，因為一個低頻反應在放大電路上，工作電壓提供能量的電源部份必須立刻的產生很大能量給電路消耗使用，同時間即產生大量的消號電流。提早讓功放就置於接近短路位置 ( 由8往 0 的位限設計 )，聰明的廠家在高音上幾乎會去更動的，如 3、5、6 Ω 都有人設計，這是因為牽涉到振膜研發的廉價與昂貴，去改變高頻是因為阻尼反應在高頻上，一般功放比較不會那麼的吃力耗能，人耳也很難辨別出來，那麼低音上，廠家幾乎比較不去更動那 8Ω 的內組設計。
		左方是 MARTIN W8L 陣列喇叭0 deg 到 40 deg 的頻率響應. 右方是某陣列喇叭的曲線. 圖 1 - 2
左方是 MARTIN W8L 陣列喇叭0 deg 到 40 deg 正軸到偏軸的聆聽量測的頻率響應，右方是某陣列喇叭的曲線。( 右方的喇叭曲線紀錄，並不代表喇叭曲線反應是這樣，就不可聽不可用 )。頻域等化曲線因軸心角度的漸偏而產生的大落差，它們的修正方法就是在處理器上做手腳，將過多的或低陷的頻域補償或衰減。為了這樣的物理原則，修改某一頻域的等化增益，將使得被修正的頻點提早到達功放的峰切，又因為這樣會使某一頻點沒有多餘的動態，設計者就必須遷就那一頻點的最高動態值或是Limiter掉，或是適切修正更換單元條件，也因此各廠牌的喇叭處理器各式各樣，甚至是固定式的電路，是不能調整的。每個商家，在音箱與單體組合上，都是花了很大的心血，當然也得到所要的目的，就是趨向自然，這樣的做法可以給陣列喇叭的使用者很大的彈性操作空間，有的使用者會延用某些牌子的處理器，如此，不會因為別的喇叭分音器而使等化曲線偏差太大。房間色彩 ( Room Colors )( Room colouration ) 在浴室內唱歌時會得到一些泛音，你會覺得好聽，這種效應是因為浴室內水泥牆反射聲音與直接音有時間差來產生此效應，這只是在一個浴室裡，room colors 會因為頻率出現的時間差，相位超前或倒後時間，輸出能量不足，聲響環境條件因素等，皆會出現Room Colors 的現象，它並非不可聽，而是你必須依這種效應是在什麼情況下產生而去定奪。另外有爭議性的話題是，有一些廠牌的喇叭在吊起來時，其高音設計位置是採對襯的，( 即外部是高音或是低音 )，有的是單一方向的高音排列，在視覺上，人們會有認為高頻的放射將會偏向某一邊，會的，當我們是在喇叭的正前面位置，是已經無法融合高中低音頻的聆聽位置時，你會辨別音域，當然這是不可能的聆聽位置，切方塊的方式即是陣列喇叭的應用條件之一，但是當我們位在一個正常的聆聽位置時，音箱裡的單元已經融合各頻域的聆聽位置，人耳是無法辨別喇叭裡高音位置從哪一邊來的，更何況喇叭是吊起來的一大串！有興趣不認同的人仕可以接受自我測定，我們把喇叭用紗布遮起來，也不告知喇叭廠牌，以免心理主觀因素產生，如此能聽出高頻位置從音箱何處而來嗎？喇叭產品一問世，在可用與不可用的界定全是後續人們自行詮釋的，在品頭論足的過程，喇叭還是在販售，還是在出聲音著。傳統一台分音器輸出分頻點的訊號接給所有的擴大器，這是一般的系統建立方式，這一來就有潛在的時間差在音場裡面，距離愈遠，頻率響應不均勻現象就愈明顯，投射遠處的喇叭功率全開，而近處的功率也全開，若聆聽者恰巧位於這遠近區的臨界位置，他會聽到近區的喇叭打到地面再傳到耳朵的音壓訊號，那因為遠區的喇叭聲音能量不及近區來得大聲，好啦！時間差就跑出來了，聆聽者聽到兩個同樣內容的聲音了，時間距離的參數會影響這聆聽的清晰品質，修改這種問題就是採用多台的分音器來伺服不同區域的喇叭，又因為各處理器上都有時間微調( Delay or phase ) 功能，讓我們調整這臨界區段的時間點。同樣的使用一台分音器，然後去調整各區域擴大器的音量調整鈕，我們可以將喇叭幾個區塊交錯的位置給予時間接近的調整，這樣的行為，可以讓一套系統運作得更正常，能量更優沃，音樂電平在空氣中更清析。
			0 deg 的陣列組合在聆聽者的區域會得到 Flown ah Ground Level. 圖 1 - 3
完整的陣列組合 ( about 12 ~ 16 ) 的好處及新特性就是不用擔心這樣的問題，圖 1- 3 告訴你從地面堆砌起來，由於同軸心呎吋，又每支音箱的垂直含蓋角小，大量的組合也等於一支喇叭的意義。所以反射音的時間距離都一樣，反而會增加能量輸出，尤其是低頻部份，有將近四倍的低頻這種能量增加，我們稱它為飄揚在地面的能量 ( Flown at Ground Level )。這四倍的低頻陣列能量組合是須要由地面堆砌起來沒角度的，當喇叭有了角度，這樣的現象也會消失的。因此欲得到這個加總的低頻能量，你需要足量的 Line Array 以及幾乎沒有角度的懸吊。你可以善用這一能量，一個長柱的陣列，直線的聲波的投射，它會含蓋巨大的平坦觀眾區域， ( 從軸心左右 90 度 )，後區觀眾得到的頻域一樣均勻。 _
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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 ) O2________________________________________________吳榮宗主筆
垂直陣列喇叭是新的音箱製作？各位請別被誤導， Line Array 的觀念是很早很早就有了，而且這樣的數學是從天文學計算星體來的，用在這物理聲學上，也不過是小小一段落的應用而已。上述的單一支 Line Array 所謂的聲音聽起來會像是 Telephone voice 的原因是因為垂直角度的窄小，中高頻含蓋範圍在單一只時是窄小的，音箱體積也縮小，傳統大尺寸的單體受限，使得低頻延展設計受到挑戰，而你此時的場地是大於它所能含蓋的範圍狀況下，聆聽者居於遠處位置然後又是偏軸心位置聆聽，那麼會得不到有效聆聽音壓，因為射角窄，能量在一定的位置還是有很好的指向性，就傳統號角而言，60 X 40 度的號角含蓋面在20公尺處可以很好聽的，即便是偏軸心些都沒關係。 100 X 7.5 度的號角就不一樣了，在20公尺處，其指向性還是很好，所以單一支這樣的號角，離開其軸心處聆聽，是不會比 CD Hone 清楚的。燈下黑的情形會比傳統號角來得嚴重。所以使用陣列喇叭數量要多，垂直含蓋角自然增寬，聲音才會自然。即便這遠處指向性還這麼好，勝過傳統的能量放送，但是低音沒辦法配合，低音喇叭單元就算再怎麼先進，以波長與紙盆的特性還是有一定的限度的，各位不難看出任何的廠家在陣列後期的發展上，都再度推出飛起來的低音喇叭，然後每一支的價格都不便宜，發展的每一階段都會慢慢的更新與成長的。如果拿一支傳統喇叭與一支 Line Array 同一位置聆聽，當然是傳統喇叭好聽，就算陣列的音壓大於傳統，陣列絕對不會好聽的，那高密壓縮的聲音絕對令人生惡的，先前我們有提到 4 支以上的陣列組合就會得到理想的聲音指數，然而低頻方面的不足在任何一個牌子的陣列喇叭皆是一大技術問題，從圖 1 - 1 可看出低頻 / 中低頻遠遠落後在高頻的音域，當足量的 Line Array 組合起來後，均勻的頻譜就顯現出來，而且音壓龐大，足以運用，陣列的使用，還是要多支組合聲音才會接近正常的。 _
	左方是 4 支陣列喇叭組合的音壓頻譜, 明顯的低頻落差. 右方是 12 支陣列喇叭組合的音壓頻譜整個頻域就均勻多了. 圖 1 - 1
同一規格當有了物理上的理想數據後，廠商將這多支的高 / 中 / 低音域的單體置入於一個密壓的音箱裡，要讓這音頻的射程遠，又要平均，這就不是一件容易的工程，也因此各設計者為了規避原始的準則，往往就自創條例來讓系統順理，有的 Line Array，它的產品有區分長程的音箱、近程的音箱、正下方 (Down Fill) 的音箱，當喇叭吊起來，就有不同條件因素的單體特性、射角結構、阻抗匹配等問題，最要提出的是它跳脫出陣列物理所必需遵守的同一硬體規格，一樣的也是成為以產品販售為目的，然後在規格上的說明就糢糊掉了，後續的很多廠家開始就有不同的射角喇叭應用在不同的位置，現在是只要是做喇叭的，一個陣列的組合是多樣化的，像這樣的改變原規自創數據的廠牌比比皆是！也因此至今，若使用者擁有了一套陣列喇叭後，一整串的喇叭懸掉下來，將會有窄角度負責遠區的放送，一般角度的負責中區，超寬角則是所謂的近面，或是稱為 Down-Fill，嚴格的說，那將會是有三組喇叭集中在一串喇叭上，會不會干擾？答案是會的，最簡單解釋，當Horn 的角度有寬與窄之分時，那麼高頻經由振膜射出聲音來之後，喉管再短也是有距離時間差的，處理器與時間參數是很重要的設計工程，對於廠商，。這也就是先前寫的，為什麼每個廠家都有自己一套理論，真的都已經超脫對錯的境界了，我們必須要瞭解純陣列與假陣列特性的差別。雖說一串橫向喇叭備有不同的射角，但是卻能滿足現場實際的應用，就這樣的組合雖未答陣列能量物理的標準，但都是已經優沃於早期傳統的喇叭的配置。阻抗的事除了規格呎吋外，喇叭阻抗呢？為求單體音壓輸出大，你只要在音圈上的交流電器阻抗值減少，這音圈的內阻值會影響擴大器的原內阻 ( 8Ω ) 接近 0 的位置，這樣的動作會使用電流增加，能量增大近一倍 ( 理想的話 )。例 : P( W ) = 電壓的平方 ÷ 阻抗 50 ╳ 50 ÷ 8 = 312 正常的喇叭阻抗與功率電壓的數據。 50╳ 50 ÷ 4 = 625 在 4Ω 阻抗下所得到的數據。也因此模糊不清的數據，廠商糢糊這一規格已經是很成熟的事了，我們假設有一支喇叭輸出 130 dB / @ 1w / m 6Ω，而有一支喇叭輸出 128 dB / @ 1 w / m 8Ω，請問你會選擇那一支喇叭？當阻抗低的時後，雖說輸出增大，不過息息相關的阻尼系數卻是影響到動態，尤其當系統是在 (in the hot ~ in the red) 的位置工作時，你才會發現聲音怎麼開始不自然了！對於阻抗的事，我們應該要有一個基本觀念，工作在愈低的頻率，單體阻抗與功放愈匹配 ( 8Ω ) 是愈理想的，因為一個低頻反應在放大電路上，工作電壓提供能量的電源部份必須立刻的產生很大能量給電路消耗使用，同時間即產生大量的消號電流。提早讓功放就置於接近短路位置 ( 由8往 0 的位限設計 )，聰明的廠家在高音上幾乎會去更動的，如 3、5、6 Ω 都有人設計，這是因為牽涉到振膜研發的廉價與昂貴，去改變高頻是因為阻尼反應在高頻上，一般功放比較不會那麼的吃力耗能，人耳也很難辨別出來，那麼低音上，廠家幾乎比較不去更動那 8Ω 的內組設計。
		左方是 MARTIN W8L 陣列喇叭0 deg 到 40 deg 的頻率響應. 右方是某陣列喇叭的曲線. 圖 1 - 2
左方是 MARTIN W8L 陣列喇叭0 deg 到 40 deg 正軸到偏軸的聆聽量測的頻率響應，右方是某陣列喇叭的曲線。( 右方的喇叭曲線紀錄，並不代表喇叭曲線反應是這樣，就不可聽不可用 )。頻域等化曲線因軸心角度的漸偏而產生的大落差，它們的修正方法就是在處理器上做手腳，將過多的或低陷的頻域補償或衰減。為了這樣的物理原則，修改某一頻域的等化增益，將使得被修正的頻點提早到達功放的峰切，又因為這樣會使某一頻點沒有多餘的動態，設計者就必須遷就那一頻點的最高動態值或是Limiter掉，或是適切修正更換單元條件，也因此各廠牌的喇叭處理器各式各樣，甚至是固定式的電路，是不能調整的。每個商家，在音箱與單體組合上，都是花了很大的心血，當然也得到所要的目的，就是趨向自然，這樣的做法可以給陣列喇叭的使用者很大的彈性操作空間，有的使用者會延用某些牌子的處理器，如此，不會因為別的喇叭分音器而使等化曲線偏差太大。房間色彩 ( Room Colors )( Room colouration ) 在浴室內唱歌時會得到一些泛音，你會覺得好聽，這種效應是因為浴室內水泥牆反射聲音與直接音有時間差來產生此效應，這只是在一個浴室裡，room colors 會因為頻率出現的時間差，相位超前或倒後時間，輸出能量不足，聲響環境條件因素等，皆會出現Room Colors 的現象，它並非不可聽，而是你必須依這種效應是在什麼情況下產生而去定奪。另外有爭議性的話題是，有一些廠牌的喇叭在吊起來時，其高音設計位置是採對襯的，( 即外部是高音或是低音 )，有的是單一方向的高音排列，在視覺上，人們會有認為高頻的放射將會偏向某一邊，會的，當我們是在喇叭的正前面位置，是已經無法融合高中低音頻的聆聽位置時，你會辨別音域，當然這是不可能的聆聽位置，切方塊的方式即是陣列喇叭的應用條件之一，但是當我們位在一個正常的聆聽位置時，音箱裡的單元已經融合各頻域的聆聽位置，人耳是無法辨別喇叭裡高音位置從哪一邊來的，更何況喇叭是吊起來的一大串！有興趣不認同的人仕可以接受自我測定，我們把喇叭用紗布遮起來，也不告知喇叭廠牌，以免心理主觀因素產生，如此能聽出高頻位置從音箱何處而來嗎？喇叭產品一問世，在可用與不可用的界定全是後續人們自行詮釋的，在品頭論足的過程，喇叭還是在販售，還是在出聲音著。傳統一台分音器輸出分頻點的訊號接給所有的擴大器，這是一般的系統建立方式，這一來就有潛在的時間差在音場裡面，距離愈遠，頻率響應不均勻現象就愈明顯，投射遠處的喇叭功率全開，而近處的功率也全開，若聆聽者恰巧位於這遠近區的臨界位置，他會聽到近區的喇叭打到地面再傳到耳朵的音壓訊號，那因為遠區的喇叭聲音能量不及近區來得大聲，好啦！時間差就跑出來了，聆聽者聽到兩個同樣內容的聲音了，時間距離的參數會影響這聆聽的清晰品質，修改這種問題就是採用多台的分音器來伺服不同區域的喇叭，又因為各處理器上都有時間微調( Delay or phase ) 功能，讓我們調整這臨界區段的時間點。同樣的使用一台分音器，然後去調整各區域擴大器的音量調整鈕，我們可以將喇叭幾個區塊交錯的位置給予時間接近的調整，這樣的行為，可以讓一套系統運作得更正常，能量更優沃，音樂電平在空氣中更清析。
			0 deg 的陣列組合在聆聽者的區域會得到 Flown ah Ground Level. 圖 1 - 3
完整的陣列組合 ( about 12 ~ 16 ) 的好處及新特性就是不用擔心這樣的問題，圖 1- 3 告訴你從地面堆砌起來，由於同軸心呎吋，又每支音箱的垂直含蓋角小，大量的組合也等於一支喇叭的意義。所以反射音的時間距離都一樣，反而會增加能量輸出，尤其是低頻部份，有將近四倍的低頻這種能量增加，我們稱它為飄揚在地面的能量 ( Flown at Ground Level )。這四倍的低頻陣列能量組合是須要由地面堆砌起來沒角度的，當喇叭有了角度，這樣的現象也會消失的。因此欲得到這個加總的低頻能量，你需要足量的 Line Array 以及幾乎沒有角度的懸吊。你可以善用這一能量，一個長柱的陣列，直線的聲波的投射，它會含蓋巨大的平坦觀眾區域， ( 從軸心左右 90 度 )，後區觀眾得到的頻域一樣均勻。 _
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