引言

早在2000年，我们就开始测试Meyer Sound的音箱阵列，研究由相邻音箱斜展以达到预期的音响覆盖模式时产生的空腔所引起频率响应的潜在变化。音箱系统应只向座位区提供非常精确的覆盖，而不是直接向墙壁和天花板传递音响。以这种方式设计和安装的系统，可以产生非常高的可测量(感知)的清晰度和可识别度。在某些情况下，甚至可以减少所要求的音箱数量。
                       

           图1 三个MSL-4组成阵列实现最佳覆盖。注意音箱之间的斜展角度

在构建这样的阵列时，相邻音箱罩之间形成空腔。直观而言，似乎在较低的频率可能会有一些空腔谐振、衍射，或者两者都有。如果出现这种现象，接下来的问题将是：如何加以对待并减至最低？

涉及我们的MAPP软件开发的第二个同样重要的问题。MAPP采用来自Meyer Sound音箱的高分辨率测量数据，对任意阵列配置的角度覆盖范围和频率响应进行预测。进行这种建模所需的计算能力相当强大。我们认为，低分辨测量掩盖了重要的行为细节，它将影响音箱系统在现实世界中的表现。因此，我们所有的音箱系统的测量都在高分辨率下进行(在两个轴增量均为1°和1/24倍频程)，其中包括相位及振幅。

对音箱测量和建模时，有必要在覆盖的远场进行，在远场音箱罩的形状不再是一个影响因素。通常，这是在音箱罩最大尺寸的至少2倍的距离。通过测量平方反比律损失进行确认：远场是随测试距离加倍损失6分贝的地方。在近场，随测试距离加倍损失不超过6分贝。

所以，我们一直在面对的问题是：如果我们一切都基于远场模型，我们是不是丢掉了一些对我们的电脑预测产生不利影响的、与音箱罩形状相关的数据成分？以下描述的音箱阵列测量，也是为了对这种阵列的MAPP建模的准确性进行验证。

阵列测量

我们以在测声实验室对阵列常用的最小的音箱，即UPA和CA系列的测量开始。我们首先考察单个参考设备，然后再考察两个设备(既紧包装型和斜展分布型)，而最后再考察3个设备的情况，也是紧密排列型和斜展分布型。UPA系列在任何斜展角度都没有出现明显可测的差异，CQ系列在相箱面之间斜展大约8 "时，在250-400 Hz范围，出现微小的衰减(小于2 dB)，而在斜展处插入嵌板时小有改善。
                          

                      图2 Meyer Sound消声室和音箱的定位

因为发现斜展角度对音箱阵列响应的影响很少，我们接着在室外停车场对较大的Meyer Sound音箱的三箱阵列进行测量，而且采用地平面测量麦克风取向以减少边界反射。
                            

                  图3 在室外测量的带有地平面麦克风的三个MTS-4A

在对以Meyer Sound MSL-4构造的阵列的测量中，有一个专门设计用于阵列的喇叭装载系统，随着3个音箱之间斜展角度的变化，无论斜展角度如何变化，没有明显的频率响应。综合UPA和CQ测量结果，意味着空腔在对阵列中斜展音箱的响应中，影响很小或者没有影响。然而，这一观点在音频界已越来越流行。难道所有支持这一观点的人都错了吗？

我们试图找出是否有其他机制可能是造成斜展的阵列中响应异常的原因，我们测量了三个Meyer Sound MTS 4A(MTS -4A不是设计用于横向排列的)。在这里，在当相箱面之间斜展大约13 "时，在200-700 Hz范围，有显著的衰减(见图4)。在斜展处插入嵌板时有微小变化(见图5)。显然，如果所研究的系统不适合组成阵列，斜展相邻机箱会引起响应问题。但这些数据显示，空腔谐振不是主要原因。
 
                        

                  图4  3个MTS - 4A紧密排列时与前面板13"斜展时的对比 

                         

                  图5 3个MTS - 4A斜展时与在斜展处插入面板的对比

MAPP建模

一完成了这些测量，我们就在相同条件下MAPP相同音箱进行建模。建模采用了在4米消声室测量的单个音箱的数据。同一频率范围内，MAPP预测显示出与我们测量非常相似的振幅变化(见图6)。 
                        

       图6 对于3个前面板以13"斜展、在4.0米处测量麦克风位置的MTS - 4A型音箱的MAPP预测

与此相关的随后实验MAPP实验，通过在中央的MTS-4A加入一个0.6毫秒的小延迟，250-700Hz的损失可以消除(见图7)。这一结果表明，MTS-4A(可能其他阵列系统也存在)观察到现象的主要原因是，两个外部音箱与中间音箱到达时间的差异(见图8)。
  
                         

          图7 对于3个前面板以13"斜展、在中间音箱有0.6毫秒延迟的MTS - 4A型音箱的MAPP预测

                                 

                      图8 在斜展型阵列中，中央音箱与外部音箱到达时间的差异

结论

这项研究也显示在一个阵列中机箱之间的空腔，对系统响应的影响很小。事实上，当系统针对阵列进行适当设计时，音箱斜展排布并不会明显改变整个系统响应。即使有些专业音频界人士坚持认为，阵列机箱的前面板必须彼此相接触，它并不是系统响应不佳的原因。相反，阵列中相箱覆盖不合适，可能会因为抵达时间的差异产生相位消除。 

有很多方法种排列音箱，而必须加以仔细分析以确定是否有任何明显的后果。我们有信心阵列条件可通过MAPP软件预测，因此有可能在设计过程中被发现并调整。

我们将继续探索能够提供给系统设计者、安装者和运营商更多的关于其音箱系统如何工作的方法，以及实现最佳音响系统的性能的实用技术。

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