提高音响系统音响效果的测量方法
1 音响系统的效果
随着专业音响系统得到越来越广泛的应用，怎样去得到一个好的音响效果，却是一件不容易的事情，一是专业设计人员和操作人员较少，二是专业设备本身的变化和提升很快，三是声场的设计需要掌握较深入的声学知识和丰富的实践经验，四是目前国标、行标对表征音响效果的技术参数还不够充分。
对这些问题笔者不予全面展开讨论，只以十几年的研究和工作经验，从环境异常声和音响系统有效听音声压级、频响不均匀度等方面的测试和调试技巧，来导向人们怎样去建造一个好的音响效果。
2 环境异常声的检查和测量
一个音响系统在安装之前，不仅要了解音响系统各种设备本身的一些客观参数指标和使用技巧，更应该了解听众区内建声声场的客观状况。要了解建声声场的状况，除了解混响时间等建声参数指标外，还要了解“环境异常声”。
“环境异常声”概念之一是，当音响系统的声压达到一定强度时，使声场中某些结构产生共振而发出了可听的并对音响效果产生影响的声音。简单地说这种“环境异常声”就是声场有很明显的共振声存在。这种共振声是一种与音乐信号和人声信号不同的干扰信号。根据不同结构和材料，有些共振频率比较低（50~150Hz），有些比较高可以达到（1~3kHz），很明显“环境异常声”对音响效果有很大的影响。因此对于共振声源一定要进行检查并加以消除。
2.1 测试原理和设备
测试原理和设备如图1所示。
2.2 测试方法
（1）音频信号发生器频率调整
音频信号发生器频率范围采用手动调整（20~300Hz）。
（2）音频信号发生器输出电平调整
音频信号发生器输出电平根据后面连接设备的输入要求进行调整。方法是将音频信号发生器的频率调整在50Hz，用万用表测量输出电平的大小，直到满足后级设备的输入电平要求，并将频率固定在50Hz。
（3）功率放大器的调整
打开功率放大器，调整输出功率的大小，直到功率放大器出现红灯闪亮或电位器置于较大位置为止（要根据要求达到的声压级来调节）。这时扬声器系统会有较大声压级输出，人体不要距离扬声器太近。在调整之前要将扬声器置于今后要放置低频扬声器系统的地方。一个人手动慢慢调节纯音输出频率，另一个人在有效听音区内倾听是否有某一频率的异常共振声存在。再有一个人手动调整频率，要求在有效听音区内至少要检查4个点，重点检查空调管道，不结实的装修立面，玻璃面以及门、窗等地方。
2.3 测量报告
通过检查测量，写出产生异常共振声结构的部位和材料的检测报告，并提出改进意见，供整修、消除由于结构不合理引起的有异常声的声场。
3 音响系统频响与不均匀度的要求和测量
如图2所示为音响系统频率响应图，把频率响应起伏的最大值和最小值的范围叫不均匀度。音响系统理想的频率响应应该是一个平滑起伏比较小的响应，但在实际声场中的频率响应，会出现较大不均匀度，影响听音效果。从监听的角度来讲，要求响应比较平滑，不均匀度要小，国家标准要求在额定频率范围内小于或等于±4dB，根据很多工程实际测量结果的数据，发现一个声场中频率响应不均匀度的变化幅度不超过10dB，就能满足一般人的听音需求。
不均匀度表现出来的听音感觉就是音乐的整体性协调性问题，会影响音乐的平衡度。对于合唱节目源来讲，如果不均匀度太大，就能很快地感觉到合唱的不协调，因此对于不均匀度应该要满足一定的要求。怎样去调整音响系统频率响应的不均匀度来满足听音的需要，要从以下几点进行判断和调试。
3.1 判断
对于一条频率响应曲线，怎么去判断是一个比较合理的曲线，在一个合理的频率响应曲线上去调整才能使音响效果有所提高。反之在一个不是很合理的频响曲线的基础上去调整，结果花费了很多的人力物力，音响效果还不是很理想。对声场中频率响应进行调试，使之达到比较合理的曲线。怎么样的不均匀度才是合理的？有4个原则性的判断如下：
（1） 局部变化的幅度不要超过5dB，不管是上升还是衰减（平均声压级）。
（2） 变化幅度的宽度不要超过1/3oct，小于1/9oct的可以不去调整。
（3） 中频部分的不均匀度不要超过8dB。特别是500Hz~4kHz的频率范围。
（4） 对于低频扬声器系统的声压级，允许其声压级比全频扬声器系统高，但最多不要超过10dB。
3.2 调试
根据上述要求，再对音响系统进行调试，将会得到一个非常合理的音响效果。对不均匀度调试时，要求首先要将那些比较高的峰点向下调整，向下凹的谷点先不要提升。电子电路的的特点是，提升3dB相当于失真增加了一倍。因此尽量不要做提升频点的动作。调整均衡时先做衰减的动作，如果是整体声压偏低，可以提升前级的音量大小，这样就可以得到一个非常合理的音响效果。
频响曲线不均匀度的合理调整是获得理想音响效果的重要一步，在调整频响曲线的不均匀度时一定要注意测试传声器的相对位置。在距离扬声器系统1m左右测试时，扬声器系统本身的性能（含音质）反应占主要作用，这时音质应该是良好的。如果扬声器系统本身有一个良好的音质，当测试传声器位于有效听音区测试时，这时主要反映的是听音区内声场分布的基本情况，将此曲线与1m左右的曲线进行对比，就可发现声场中的一些问题，将声场中多个曲线进行比对，就可到声场的传输特性，如果声场的传输特性不能满足要求，就要提出改进意见。
当传输特性满足要求后，将多个测试点的曲线进行综合分析，再对曲线进行综合性调整。必要时将效果非常好的听音区的效果适当下降一点去弥补那些效果差一点的听音区，最后使整个的有效听音区的效果都满足要求。
3.3 测试报告
将测试结果和上面的频率响应曲线做成一个测试报告，在报告中说明测试设备和方法，并将结果保存。
4 音响系统声压级的要求和测量
良好的建声声场是产生良好音响效果的前提，但音响系统本身还要满足2个条件，音响系统的最大声压级和有效听音声压级。
音响系统是用来满足人们听音需求的，要满足人们的听音需要首先要满足人们能否听得见，在满足听得见的基础上再满足好不好听，即“有效听音声压级”的要求。最大声压级在不同的场所需要是不一样的（GYJ 25—1986 和WH/T 18—2003 以及WH0301—93都有要求），很多时候，声压级够了，就是不好听，除了有其他因素外，还有一个重要的因素就是有效听音声压级不够，但有效听音声压级在相关的国内和国外标准中都没有被提出。
“最大声压级”是指系统能够发出的最大声压，按规定是当输入功率增加3dB，而输出声压级不再增加3dB，这时的声压级就是最大声压级，这个声压级与系统失真无关。因此没有失真限制的声压级是一个没有多大意义的声压级。而有效听音声压级则是企业内部制定的经过很多好的工程案例的测量结果确定的一个内部参数。“有效听音声压级”是音响系统在一定的失真限制下的声压级。
4.1 测试设备
整个测试设备由“测试信号源”、“声级计”、“测试传声器”和“现有的音响系统”组成。
（1）测试信号源：测试信号源推荐使用Clio计算机测试系统或者NTI ALI信号发生器；
（2）声级计：声压计推荐使用NTI AL1声压计；
（3）音响系统：要在确保现有音响系统能正常使用的条件下进行测量。
4.2 系统连接
（1）准备好Clio计算机测试系统或AL1信号发生器输出与现有音响系统的输入进行连接，并保证连接正确可靠，需要注意的是输入阻抗和输入信号的匹配要合理。
（2）输出信号为粉噪信号，打开音响系统，这时整个系统应能发出正常的声音。
4.3 测量
当音响系统正常播放粉噪信号时，用AL1声级计测量。在测量之前首先要在有效听音区确定至少3个测量点。一个人调整系统音量，在匹配最佳的情况下调整音量使功放保护灯刚处于工作状态为止，并与测量人员配合。测试人员在测量点测试数据并做好记录。这时测量的是音响系统的最大声压级，此时可以明显感觉到音响系统的失真比较大。重要的是下面的有效听音声压级的大小。
对于有效听音声压级的测试，测试方式与频率响应的测试方式和设备相同，只是要将Clio测试的界面换到失真的测试界面。一边调大音响系统的音量，一边测量，调一次测量一次失真，直到失真达到所规定的要求，这时的声压级就是有效听音声压级。这是满足音响效果的一个重要条件。
4.4 测试报告
将此测试结果做成一个测试报告。在报告中说明测试设备和方法，并将结果保存。
5 小结
上面仅仅对某些笔者认为重要的参数，对音响系统进行测试和调整或者对声场进行改善，将会为得到一个很好的音响效果打下了一个良好基础，再结合其他要求进一步细化调整，这样有可能得到一个非常好的音响效果。（本文作者：东莞市亿达音响制造有限公司 徐新国）
