声反馈(啸叫)如何避免产生和解决
声反馈是声音能量的一部分通过声传播的方式传到话筒而引起的啸叫现象,在没有出现啸叫的临界状态,会出现振铃声,此时一般也认为存在声反馈现象,将音量衰减6dB后,定义为无声反馈现象发生。声反馈指由扬声器系统发出的声音又返回到传声器的现象,从扬声器系统发出的声音可能通过不同的途径返回到传声器。由于声反馈的存在,使最终的声场频响特性不好,会产生梳状滤波器效应;当这种反馈满足振荡条件时将产生啸叫现象,并且可以在很多个频率点产生啸叫。
声反馈啸叫产生的条件
在扩声系统中,当使用传声器拾音时,由于传声器的拾音区域与音箱的放音区域不可能采取隔离措施时,音箱发出的声音通过空间传到传声器,由于放大电路增益过高而导致声反馈(回授)。一般来说,只有在扩声系统中才存在啸叫问题,在录音和还音系统中根本不具备产生啸叫条件。如录音系统中只有监听用音箱,录音棚中传声器的使用区域与监听音箱的放音区域是互相隔离的,不具备声音回授的条件;而在电影还音系统中几乎不使用传声器,即使偶尔使用传声器,也是在放映室中做语言近讲拾音,放映音箱距传声器很远,所以也就不可能发生声反馈.
扩声系统出现啸叫的主要原因是系统中某些频率的声音(信号)过强,当提升传声器通路增益时,由于这些过强的频率率先到达声反馈所需要的强度条件如果该频率的反馈类型恰为正反馈,则必然在此频率上出现自激振荡现象,自激振荡频率的高低,表现为啸叫声音音调的高低。
扩声系统啸叫的出现要同时具备三个条件:
1、话筒与音箱同时使用;
2、音响放送的声音能够通过空间传到话筒;
3、音箱发出的声音能量足够大、话筒的拾音灵敏度足够高.
总体来说,导致系统中某些频率过强的原因主要有以下三个方面:
1、房间由于共振和声反射等原因使得房间中某些声音的频率过强任何一个房间都可以被认为是一个声学共振腔体,共振会使某些频率的声音被格外地加强。-
建筑声学告诉我们,不同体型和容积的房间简正共振公式,可以计算出一个房间的共振频率;还有,吸声材料对不同频率的反射和吸收也是不同的,不同的材料对不同频率的吸音系数差异很大,吸声结构的不同也会导致对不同频率的吸收不尽相同。故房间的声学状况对于啸叫来说,作用不可低估.
2、音箱频率响应的起伏与振铃模态
音箱的发音单元为扬声器,由于材料和结构等多方面原因,任何一个扬声器都不可能保证频率响应曲线绝对平直,肯定会有某些频率为峰的情况,而且频率响应绝对平直的扬声器也不见得十分好听。基于此,在音箱放音时,扬声器发出的声音就会出现某些频率声音过强的现象,这个过强频率的声音就可能造成啸叫。扬声器安装在音箱中,音箱腔体的机械共振和腔体的声学共振会产生一种振铃模态--RM,音箱存在的振铃模态会导致声染色的发生,也就是音箱发出的声音某些频率成分过强,在这些频率上产生啸叫并非不可能。
3、话筒对某些频率的拾音灵敏度过高
话筒的频率响应特征是决定话筒声音风格和适用范围的重要条件,与扬声器一样,话筒的频率响应曲线也不可能保证绝对平直,对某些频率的拾音灵敏度过高的情况再所难免。这就是说,话筒对于各个频率的拾取来说不能一视同仁,这就会造成对某些频率的声音输出过强的问题,其结果就有可能出现这些频率声音出现啸叫现象。一般来说,话筒的高频灵敏度偏高,故更容易在高频产生啸叫。
声反馈啸叫的危害
啸叫现象一旦发生轻者会造成话筒路音量无法调得很大,调大后啸叫非常严重,对现场演出会造成极其恶劣的影响,或话筒声音开大后出现声音振铃现象(即位于啸叫临界点时话筒声音的尾音现象),声音存在混响感,破坏音质;重着导致音箱或功率放大器由于信号过强而烧毁,使演出无法正常进行,造成巨大的经济损失和名誉损失。从音响事故等级来看,全无声和啸叫属于最大的事故,故音箱师要进最大的可能,避免啸叫现象的发生,以保证现场扩声的正常进行。
能否将啸叫充分抑制是衡量一个括声专业音响师调音技术水平的重要因素,所以音响师应该知道那些方法可以将啸叫充分抑制掉。因为啸叫抑制得好,用话筒演奏和演唱时音量就可以开得很大,演唱者和演奏者就满意;否则演唱声被伴奏音乐压住,听不清楚,或无法充分将话筒声音扩大,一旦将音量开大就会出现啸叫,令人十分扫兴。
由于啸叫而烧毁音箱高音头的情况不胜枚举,因为在啸叫状态下,信号将很强,会使功放出现削波失真,削波失真就产生大量的高频谐波,这些高频谐波送入音箱高音单元后,高音单元无法承受如此强大的高频信号,就会造成音圈电流过大烧毁的情况;再说,啸叫状态下,功放会由于输出过大而发生过载,在过载状态下,功率放大器极有可能烧毁。
综上所述,啸叫对于扩声系统来说是最大的敌人,音响师要充分认识到他的危害,啸叫不仅使声音效果不好,还会造成设备的严重损坏、影响现场演出的顺利进行,很多重要的现场演出由于啸叫问题,造成了十分恶劣的影响,故音响师要了解啸叫发生的机理,掌握抑制或消除啸叫的方法,只有这样才能称得上是一名合格的音响师。
声反馈啸叫的抑制方法
在扩声实践中,音响师们总结出了许多抑制音响系统啸叫的方法,建筑声学专家采取了一些行之有效消除啸叫的措施,电声技术专家们研制和开发了多种电声设备,以减少啸叫现象的发生,这些切实可行的措施应用后,取得了良好的效果,下面简单地介绍一下抑制、减少和消除啸叫的方法。
1.你可以选对硬件无尖叫。
对于普通用户来说,要减少啸叫,比较简单的方法就是在选购麦克风时,注意其“指向特征参数”。麦克风分为全指向和单指向,全指向麦克风是指麦克风能够接受来自四面八方的音频信号,单指向麦克风只能接收“咪头”(麦克风接收器)正前方狭窄角度内的信号,而来自麦克风后部、侧面的音频信号则会被衰减。
虽说指向性不同的耳机没有明确优劣之分,但其使用场合却不太相同。对于语音聊天用户来说,全指向性麦克风无疑更实用。对于K歌玩家来说,单指向麦克风不仅可避免周围噪声和音乐对歌唱的影响,且只要把麦克风背对音箱,哪怕音乐声音大,麦克风也不容易收集到音箱中的声音,啸叫的几率极低。
2.那就是使用软件分类来治疗
进入系统“播放”选项中的麦克风选项,将其设为静音后,声卡会自动切断麦克风在音箱中的输出,自然不会产生啸叫。有人会问,关闭了麦克风,语音聊天怎么办?实际上,语音聊天和K歌时声卡处理的途径不一样。语音聊天时,声卡收集语音信号但并不送往音箱,而是进行数字化处理,通过网络发送给对方计算机,这一过程由声卡“录音”选项中的麦克风音量进行控制。K歌时,麦克风收集的信号,是放大后直接送往音箱,相当于一个播放过程,其音量大小由声卡“播放”选项中的麦克风音量来控制。
对于喜欢K歌的人来说,播放选项中的麦克风不能关,而控制音量成为减少啸叫的关键。原理很简单,音量小了,麦克风收集到的喇叭声音放大倍数也随之降低,只要声音在声卡和音箱中的放大倍数小于从喇叭到麦克风时的衰减倍数,音箱就不可能发生啸叫。可适当调整麦克风音量,将麦克风音量调整到一半,同时不要勾选“麦克风+20dB增益”。
3.减少话筒路的音量。这样做会带来演唱或乐队拾音量的损失,话筒音量受到限制,演出效果受到影响,但有时音响师不得不采取减少音量的下策,根据演出情况实时控制音量的大小当有振铃现象发生时,要及时将音量拉下来,以避免出现啸叫。演员手持或佩带话筒经过音箱前时也要注意控制音量,否则可能会造成严重啸叫。 如果调音台的参量均衡器带Q值调节,可以采取音量补偿措施对话筒的声音加以适当补偿,方法是:将均衡器的频带调到话筒拾音音源声音的频带范围,将此频带进行进行提升处理,出现啸叫前立刻停止。
4.使用能抑制反馈的声处理设备消除啸叫,也可以通过声音信号的处理来解决,目前,各电声设备生产厂家研制了多种可以抑制啸叫的设备:
1) 频移器。
这是一种可以改变声音频率的设备,工作原理类似变调器,它能够将声音信号增加5Hz,破坏了产生啸叫的条件,从而抑制了啸叫。但是,该设备的使用具有一定的局限性,在语言扩声时使用起来效果很好,对声音破坏很小,但是在演唱和乐器中就会很明显的声音变调感。这是因为语言的频率范围是在130至350赫兹之间,仅仅5Hz频率的变化不会使人们有明显的音调变高感觉,但是在声乐和器乐扩声时就会有变调的感觉了,因为声乐和器乐的下限频率为20Hz左右,5Hz的音调变化人耳已经明显的感觉出来了。
2)均衡器和反馈抑制器。
这两种设备都可以有效地衰减反馈频率点的增益(拉馈点),扩声系统之所以产生啸叫,肯定是因为系统中某些频率的信号过强,如果衰减这些过强的频率就能抑制住啸叫。均衡器与反馈抑制器的不同之处在于,均衡器需要音响师根据啸叫的频率手工将馈点拉下来;而反馈抑制器则毋须音响师动手,它可以自动发现啸叫频率并将其衰减下来,衰减的频带宽度和衰减量由机器根据实际情况自行决定,几乎不会对音乐造成任何影响,还会使话筒拾取的声音变得好听。
3)压限器。
压限器是一种根据输入信号的强弱自动改变输出信号放大量(增益)的设备。用于抑制啸叫时可以将压缩比调到。:1(此时它为限制器),将阂值调到反馈临界点。这样,当音量大到即将产生啸叫时,声音信号强度超过7I阀值,强度不会再继续增加,因而也就不可能产生啸叫了。但是采用压限器抑制啸叫会带来声音动态损失,故应尽量少用这种方法。
5.搞好房间建筑声学设计
房间出现声染色是导致啸叫的最主要的声学原因,房间建声条件不好,会导致严重的啸叫情况。如前所述,作为一个腔体的房间,产生声学共振是不可避免的,而共振会使声音中的某些频率得到加强,在这个频率上产生啸叫是理所当然的。消除房间声染色的主要方法,就是要尽可能减少简正共振现象的发生。在建筑声学设计中,有许多种减少和消除室内简正共振现象的方法,如果大家有兴趣,可以阅读有关建筑声学书籍,本文不再赘述。
室内存在凹面反射也是导致啸叫的主要原因,凹面反射会引起声聚焦现象的发生,而声聚焦会导致声场内局部音量过强,当话筒在位于声聚焦的区域拾音时,由于声音能量的回授量很大,极有可能发生啸叫现象。室内设计时,要采取各种措施,尽量避免凹面反射情况,如果房间中存在无法克服的凹面,可以将凹面作成漫反射结构,由凹凸不平面组成,这对减少和抑制啸叫有积极的意义。 在选择室内装修材料和方案时,应充分考虑吸音材料和吸音结构对各个频率吸收(反射)均匀的问题,以减少对不同频率的声音反射或吸收不-致的情况,这不仅对房间的频率响应特性的改善有好处.而且还可以进一步消除声染色现象。
6.合理选用音箱
音箱的某些声学特性对啸叫有重要的作用、这些特性包括音箱的指向特性和频响特性,其指标将决定音箱在使用时啸叫的严重程度,音箱选用得当,啸叫发生的可能性会大大减少。音箱的指向特性是音箱各个方向声音辐射的能力,指向角度大的音箱,音箱发出的声音容易直接送到话筒中,啸叫发生的可能性增加;指向角度小的音箱,减少了音箱声音直接回授到话筒的可能性,啸叫就不大容易发生。所以、在满足听音区域声音覆盖的前提下,选择指向角度小的音箱对于减少啸叫发生来说将更为有利。
声音的精髓 扬声器都有哪些换能原理
| 责编:王乐
[中关村在线音频频道原创] 在历史的发展中,扬声器的换能原理出现过很多种,至今也依然有多种换能原理存在,虽然消费者最常见到的就是动圈式扬声器,但是往往在中高端市场中还有很多不同的换能原理产品,比如一些关注音频行业或者发烧友还知道的动铁式、静电式等等。
但对于音频系统来说,其实最终发出声音的就是扬声器端,而相比其他前端音源所做的各种电信号以及数字、模拟信号的转换来说,信号的损失无疑在最后一步是最大的。就是将电子信号通过物理手段转换为声波,而作为扬声器长期的发展,在历史上也有多种不同的换能原理,但是其实这些原理的核心部分都比较简单:通过振膜的震动来发出声音。
声音的精髓 扬声器都有哪些换能原理
而就像之前说的,其实扬声器本身才是整个音频系统中最终声音表现占比最大的一个环节。作为最后一步也是唯一真正能让人们感官感受到的转换,高效率和低损失的要求相比之前的一切信号转换要求都要高的多,而将电信号直接转变为物理震动和声学信号的难度也许不大,但是对于用户来说也是最容易发现问题的一部分。而这些换能原理各自的声音表现以及优势和劣势又是什么呢?不妨一起来看看下面的详细介绍吧。
最常见的换能原理:动圈式
动圈式可以说是目前市面上最为常见的换能原理,而这种原理之所以常见的原因也很简单:低成本、高效率、耐用,而对于使用方面来说,它的优点就是频响范围大并且能够承受大电流的输入也不会出现损坏。在市面上常见的耳机以及扬声器,可以说99%的产品都采用动圈式的原理,甚至可以说很多消费者如果并不发烧并不关注音频对于音频行业兴趣不大的话,那么他可能一直以来听到的所有扬声器都是动圈式的。
动圈式扬声器换能原理
众多旗舰耳机也都是动圈式的原理:拜亚动力T1
对于扬声器的历史来说,动圈式的历史也是最为悠久的之一,并且因为其超广泛的使用范围,目前这种技术已经非常的成熟。而其原理就是扬声器中有一个高强度的永磁体不断放出磁力,周围遍布着磁感线,同时一个缠绕线圈隔空依附在一个圆环状振膜上,线圈穿过永磁体,当外界给线圈通过电流,线圈产生磁力,与原磁场相互排斥或者吸引,开始发生震动,因其依附于环形振膜,所以带动振膜震动,发出声音。
动圈式耳机在声音方面优点就是自然细腻,并且对于低频的表现尤为出色,对于营造音乐整体的氛围和包围感有非常出色的表现,但是普及率如此高的动圈式单元也并不是十全十美,比如其高频的表现很难调教出优秀的透明度,并且动圈式耳机因为需要与外界空气环境接触才能保证其工作状态的正常,所以不论何种佩戴方式,都并不能很好的保证其隔音效果。
扬声器中的贵族:静电式
相信很多朋友都听说过Stax的静电耳机或者QUAD的静电喇叭,就算没听说过这两种,那么森海塞尔奥菲斯你也一定知道了,它也是静电式耳机,而其实这几个名字可能留给很多人最深刻的印象就是:贵的要死。而相比动圈式原理来说,静电式的换能原理确实成本要高得多,并且在效率上也低很多。但是其相比动圈式贵的不可理喻的价格依然有很多发烧友对其趋之若鹜,也可见其声音表现也确实非常有特点。
静电式换能原理
STAX 009静电耳机
在原理方面,静电式又称为静电平面振膜,是将导电体(一般为铝)线圈直接电镀或印刷在很薄的塑料膜上,精确到几微米级(目前STAX新一代的静电耳机振膜已精确到 1.35微米);将其置于强静电场中(通常由直流高压发生器和固定金属片(网)组成),信号通过线圈的时候切割电场,带动振膜振动发声。
森海塞尔的传奇产品奥菲斯也是静电耳机
QUAD一直是音箱行业静电的代表厂商
在声音的表现方面,静电式原理拥有着非常好看的频响曲线和相比动圈式原理极低的失真,并且人们常说的“静电味”也是其极其出众的解析能力和高频的通透度,并且因为其振膜本身很小的质量,让其瞬态表现也非常出色。但是在缺点方面,因为其独特的原理,并不是所有音源都可以驱动,需要专门的驱动电路和静电发生器(往往都是专用的静电耳机耳放),并且其低频的反应也并不算出色,往往需要巨大的震动面积才能和一个小非常多的的动圈单元相比,而作为静电式单元最为让人头疼的就是其对于空气湿度的严格要求,如果湿度过高,会出现不可逆的故障。
最小巧的发声单元:动铁式
动铁式单元其实一样有着非常悠久的历史,虽然目前已经变成了很多高端耳塞的御用单元,但是动铁式单元最早还曾用于电话、电话铃声以及助听器等行业。当然现在的动铁式单元相比曾经的这些用途当然已经强大了很多,而小巧的动铁式单元也为行业带来了一个新的特点也好噱头也罢,就是多单元耳塞,这对于曾经的动圈式耳机来说,几乎是不可能的。
动圈式换能原理
在换能原理方面,在动铁单元内部音圈是绕在一个位于永磁场的中央被称为“平衡衔铁”的精密铁片上。这块铁片在磁力的作用下带动振膜发声。动圈是直接带动振膜,而动铁是通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点,从而产生振动并发声。
舒尔六单元旗舰SE846
在佩戴的单元位置方面,传统的动圈耳塞无法将整个发音单元放入耳内,而动铁式由于单元体积小得多,所以可以轻易的放入耳道。这样的做法有效地降低了入耳部分的面积可以放入更深的耳道部分。由于耳道的几何结构要比耳廓简单的多,属于类圆形所以一个质地柔软的硅胶套相对传统耳塞已经能起到良好的隔音及防漏音效果。
动铁的另一大优势就是适合做定制了,图中为UE180pro
声音特点方面,动铁单元有着非常出色的解析能力,并且声音的颗粒感较强,对于很多用户来说,颗粒感是一个见仁见智的事情,有人喜欢有人讨厌,所以暂且放在优点这一类吧。在缺点方面其实动铁相比动圈缺点更多,因为实际振膜的面积过小,在低频方面很难达到动圈式的自然澎湃、回响不足,听起来会显得“干”。而动铁单元最大的问题就是其本身的频响范围不足,也就是之前提到的为什么动铁式耳塞有很多多单元产品,也是为了弥补本身单颗动铁单元的频响不足而进行叠加。但是多单元耳塞就还有一个问题出现,就是需要制作分频器来“指挥”多单元的工作。
关注度逐渐增加的新贵:平板式
平板式原理也叫做等磁式原理,其实在音频行业这种换能原理诞生已久,只是一直都没有太多的厂商制作这样的扬声器产品。但是在近两年平板式原理又有崛起之势,主要是国内的HiFiMAN推出了自己的平板振膜耳机以及美国厂商Audeze的LCD系列耳机都受到了很多发烧友的欢迎,并且最近已经有更多的厂商开始研制平板式的耳机产品,比如丰达、oppo等大厂都将推出新的平板耳机,让平板式原理又吸引了很多消费者的关注。
Audeze LCD3
HiFiMAN新品HE-560
平板式式耳机的驱动器类似于缩小的平面扬声器,它将平面的音圈嵌入轻薄的振膜里,象印刷电路板一样,可以使驱动力平均分布。磁体集中在振膜的一侧或两侧(推挽式),振膜在其形成的磁场中振动。等磁体耳机振膜没有静电耳机振膜那样轻,但有同样大的振动面积和相近的音质。
HiFiMAN HE-6和JPS Abyss
可以说平板式原理是结合了动圈和静电两者的优点,在低频方面相比静电式拥有更好的表现,并且在高频方面也强于动圈式,但是平板式本身也有让很多人头疼的问题,第一就其虽然振膜的重量很轻盈,但是腔体内磁铁的强度或者说大小直接影响着声音的表现,所以优秀的平板式耳机的重量一定并不轻盈;并且它的驱动效率虽然高于静电式,但是相比传统的动圈式单元效率并不算高,灵敏度往往偏低,并不容易驱动。
总结:
以上四种就是几乎目前市面中的所有发声单元换能原理,动圈和动铁是目前比较常见的更加偏向消费级的种类,而静电和平板式则是几乎只有消费者了解的类别了。但是关于驱动原理其实和很多日常接触到的行业一样,大浪淘沙,往往在只有低成本并且能够满足一般消费者需求的才是如鱼得水,不难看出动圈式就是这样的,但是因为本身音频就是一个偏向发烧的行业,所以多种换能原理也依然有厂商采用并且被用户拥簇。
音箱购物陷阱大揭秘 耳机购物陷阱大揭秘
关于驱动原理其实和很多日常接触到的行业一样,大浪淘沙,往往在只有低成本并且能够满足一般消费者需求的才是如鱼得水,不难看出动圈式就是这样的,但是因为本身音频就是一个偏向发烧的行业,所以多种换能原理也依然有厂商采用并且被用户拥簇。
王乐
相关问答
win10怎么设置usb耳机和音响一起响?
win10设置usb耳机和音响一起响方法如下点击右键音量,最上面的选项卡录制里面,启用立体声混响,然后点属性,上面选项卡侦听里,勾选侦听此设备,下面的通过此...
手机耳机分成二个一个插到音箱上一个插有USB音箱上行不行-ZO...
可以,只要两个音箱有对应的3.5mm耳机接口,那么两个音箱都可以发音,就和普通3.5接口接音箱一样,就是多了个音箱发音。有用(0)回复895098644求图片😂有用(0)...
电脑插耳机后还是扬声器发音。怎么办?
我觉得有三种可能:⑴接触不好;⑵耳机本身有质量问题;⑶耳机接口损坏。耳机的问题容易诊断,接到其它设置上就知道是好是坏了。我觉得有三种可能:⑴接...
电脑无声音,外接音响后有声。怎么解决这个问题?-TA4PvyRFU...
电脑内置扬声器的问题,接触不良等等。可能是耳机接口有异物卡住,或者是长期外接音响耳机等等,导致耳机插座的弹簧片不能复原,从而接通内部音响。若...
电脑上插的耳机没声音啊!有电流声外放也有声音怎样设置-ZO...
1、将耳机设备插入其他电脑或手机设备后观察是否有声音,如果耳机插入其他设备也没有声音,说明应为耳机本身故障导致。查看任务栏音量图标,是否点击成静音了...
小米10双扬声器也是听筒发音?
是双双扬声器啊,性能不错。是双双扬声器啊,性能不错。
耳机发音不好怎么回事?
耳机的材料和质量问题引起的,建议买贵一些的。其实所有耳机都需要经过一段时间的放音“热身”后声音才会越来越好,达到产品设计目标的音质水平,这个过程叫做...
怎样可以手机蓝牙连着音响可以对着手机说话同时也可以音响有自己的声?
你好,只要是蓝牙音响。都可以的呀!把蓝牙音响打开。然后启动手机蓝牙用手机搜索蓝牙装置找到音响的蓝名称进行配对。配对完成之后。不管你打电话。还是唱歌。...
为什么电脑音响一边有声音,一边没声音.怎么解决啊?-136****...
音箱一边有声音,另一边没有声音的原因及解决方法:1、播放的声源就是一边有声音一边没声音。换个声源试试;2、功放(或音响)的平衡(Balance)钮不在中...