如何解决声反馈问题之我见

贵州家电维修网 http://www.gz112.cn 2008-1-2 18:17:21 来源:互联网

来源:音响世界


声反馈啸叫是一种扩声系统(P.A.)中经常出现的不正常现象,他是扩声系统所特有的声学问题,对于声音再现来说真可谓是有百害而无一利。从事专业音响的人尤其是现场扩声专业的人,对声反馈啸叫真可谓是深恶痛绝,因为由于声反馈啸叫而引来的麻烦举不胜举,广大专业音响工作者为了消除它几乎是绞尽了脑汁,但是,仍不可能将声反馈全面消除掉。


声反馈产生的原因


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。


扩声系统声反馈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。


在扩声系统中当使用话筒拾音时,由于话筒的拾音区域与音箱的放音区域不可能采取声隔离措施,音箱发出的声音很容易通过空间传到话筒中而导致声反馈。一般来说,只有在扩声系统中才存在声反馈啸叫问题,在录音和还原系统中根本不具备产生声反馈啸叫的条件。如录音系统中只有监听用音箱,录音棚中花筒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;而在电影还声系统中几乎不使用话筒,即使遇而使用话筒,也在放映室中作语音近讲拾音,放映音箱距话筒很远,所以也就不可能发生声反馈情况。


扩声系统出现声反馈啸叫的主要原因是系统中某些频率的声音过强,当提升话筒录音量时,由于这些过强的频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,自激振荡的频率的高低,表现为啸叫声音音调的高低不同,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声反馈啸叫来说,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声反馈啸叫。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,在这些频率上产生声反馈啸叫并非不可能。
 
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声反馈现象。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。


声反馈的危害


声反馈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(即位于声反馈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,全无声和声反馈啸叫属于最大的事故,故音箱师要进最大的可能,避免声反馈现象的发生,以保证现场扩声的正常进行。


能否将声反馈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声反馈充分抑制掉。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。


由于声反馈啸叫而烧毁音箱高音头的情况不胜枚举,因为在声反馈状态下,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,声反馈状态下,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,声反馈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,声反馈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声反馈啸叫问题,造成了十分恶劣的影响,故音响师要了解声反馈发生的机理,掌握抑制或消除声反馈的方法,只有这样才能称得上是一名合格的音响师。


声反馈的抑制方法


在括声实践中,音响师们总结出了许多抑制音响系统声反馈的方法,建筑声学专家采取了一些行之有效消除声反馈的措施,电声技术专家们研制和开发了多种电声设备,以减少声反馈现象的发生,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、减少和消除声反馈啸叫的方法。


1、使音箱的声音不容易传到话筒中之所以出现声反馈就是音箱发出的声音传到了话筒中,如果想办法使音箱发出的声音不容易传到话筒中,就可以减少声反馈现象发生的可能性,可以采取如下措施:


(1)让话筒远离音箱。


这种方法在歌舞厅很难实现,因为歌舞厅的面积一般都不大,如果这样做势必回受到条件的限制。但在剧场或大型演出场所中,这种方法会有一定作用,如可以考虑可以将话筒吊在乐队或舞台上方拾音,这样既可以保证话筒距离声源够近,也可以尽可能使话筒与音箱远离。


(2)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,话筒路阴凉受到限制,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声反馈啸叫。


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。


(3)利用音箱和话筒的指向特性。


这一条往往会起到一定作用,大家知道话筒和音量都具有指向性,如果话筒的使用位置不位于音箱声音的辐射区域,音箱的声音就不容易传到话筒中:同样道理,如果音箱没有位于话筒的拾音区域,那么话筒就很难拾取到音箱的声音。所以,在使用话筒时最好不要让其与音箱正对;或者话筒应尽量避开音箱的放音区域。在实际应用中,可以适当调整音箱的角度,使音箱的声辐射区域尽量不覆盖话筒的使用区域,也可以要求演唱者避开音箱的放音区域。


2、使用能抑制反馈的声处理设备消除声反馈,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声反馈的设备:


(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,破坏了产生声反馈的条件,从而抑制了声反馈。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声反馈,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声反馈。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,它可以自动发现声反馈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。用于抑制声反馈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声反馈时,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声反馈了。但是采用压限器抑制声反馈会带来声音动态损失,故应尽量少用这种方法。


3、搞好房间建筑声学设计


房间出现声染色是导致声反馈啸叫的最主要的声学原因,房间建声条件不好,会导致严重的声反馈情况。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,在这个频率上产生声反馈啸叫是理所当然的。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声反馈的主要原因,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,极有可能发生声反馈啸叫现象。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,这对减少和抑制声反馈有积极的意义。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。


4、合理选用音箱


音箱的某些声学特性对声反馈有重要的作用、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声反馈的严重程度,音箱选用得当,声反馈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,声反馈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,声反馈就不大容易发生。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声反馈发生来说将更为有利。


前面已经介绍过了,影响音箱频率响应特性的原因主要有扬声器的频率特性和音箱的娠铃模态(RM)。购买音箱时,在保证音色和音质的前提下、可考虑挑选频率响应曲线平坦且无明显峰凸的音箱,因为过强的频率峰凸极有可能诱发声反馈啸叫。1998年。美国EV公司研制成功了具有划时代意义的振铃模态退偶技术一RMD,它的英文BjnglVdeDecOUPLing的字头缩写,采用振动阻尼和声学吸收的方法旨在消除音箱的腔体声学共振和箱体的机械共振、减少声染色,使用带有RMD技术的音箱,不仅再现音质得到了明显提高。声反馈现象也得到了一定的抑制。


5、合理选用话筒


话筒的主要作用是拎取声音信息,在拾取声音信息时应尽可能做到拾取想要拾取的声音,避免拾取到不需要拾取的声音,这不仅对于提高拾取的声音质量大有稗益,而且也可以减少声反馈的发生。


话筒的灵敏度高低对于声反馈啸叫的影响力最大,灵敏度高的话筒(如电容话筒)就容易产生声反馈啸叫,而灵敏度低的话筒(如动圈式话筒)就不太容易产生声反馈啸叫。所以如果条件允许,应尽量采用灵敏度较低的话筒拾音,但是,有时在拾取较弱声音和较远拾音时,不得不使用多只灵敏度较高的话筒拾音,这时,音响师一定要有无分的思想准备,采取各种措施,否则声反馈啸叫可能会对演出产生极为不利的影响。


指向性是话筒对于不同角度声音的接收能力,指向角度大,拾音区域广泛、但也容易将扩声场的声音拾取下来,造成声反馈啸叫,如压力区话筒(PZbt)由于拾音角度大(可达120度),就很容易产生啸叫;话筒指向性从指向角度方面按从小到大的顺序排列分别有强指向、双向(90度)、锐心形(105度)、超心形(115度)、心形(131度)和无指向性(360度)等多种。


从抑制声反馈的角度来看,指向角度越小越好,有些话筒说明书上标明具有轴外排斥特性,也就是它的指向角度比较锐直,有良好的抑制声反馈的性能。话筒指向特性的选取切忌失之偏颇、因为指向角度太小会造成拾音区域也相应减小,所以在选择话筒指向性时要综合考虑,不要顾此失彼。


话筒拾音的频率响应特性曲线出现峰凸也会引起声反馈啸叫,话筒的频率响应为话筒输出信号随频率变化情况,假如话筒拾取的声音各频率音量一致,由于话筒的频率特性曲线不平坦,话筒输出信号肯定不会在各频率上完全一样,致使输出信号在某些频率上过强,这就为声反馈啸叫提供了条件。在挑选话筒时应注意其频率响应特性,尽可能不要有明显的峰凸,很多好牌子的话筒在出厂时要经过频率响应曲线的测试,并经过责任工程师签字,因为即使是同一型号的话筒,其频率响应曲线也是有一定差异的。


与声反馈啸叫做不懈的抗争是音响工作者的责任,随着音响技术的不断发展,消除和抑制声反馈的丰段将会越来越多,但是,从理论上讲,扩声系统根本消除声反馈现象也是不很现实的。笔者认为,对于声反馈啸叫,我们应该采取实事求是,不能苛求绝对的效果,只要通过努力,能够使声反馈减少到不足以影响演出质量的程度,就可以说声反馈抑制是成功的,达到了预期的目的。

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