声学测试：有关专业音响系统的除错

今天要和大家讨论的主题是专业音响系统的除错。 说到专业音响系统，我们能想到两类应用场景。一种是现场的活动，演出等，它的音响系统一般是临时安装的。还有一种是公共广播系统，主要用来播报信息或者音乐，这种在车站，商场等场所很常见。

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系统配置

这些系统配置基本上大同小异。都会有麦克风，或者是乐器之类的设备，它们一般直接接到调音台。从调音台接出多芯缆线或者各个通道的线缆到声控制器或分频器，这中间可能还有接线板。就是通过功放驱动整个系统的扬声器。

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潜在问题

这个系统会出哪些问题呢？第一个环节就是麦克风和调音台之间的连接。系统中电子设备的设置也可能导致各种各样的问题。缆线和接头的故障也经常导致各种系统问题。如果整个系统根本没有声音，需要怎么排查原因呢？比如你系统刚搭好，打开，发现声音出不来，怎么办呢？*容易解决和忽略的就是看看系统是不是静音状态，每个节点是不是都打开了。存不存在需要用电池的设备，电池还有电吗？还有就是你的麦克风幻象电源是不是正常。更多的问题可能藏在复杂的接线里。缆线可能没有接，破损了，或者接触不良，还有可能接错了。所有这些都可能让你的系统发不出声音。除了发不出声音，另一种情况就是声音有问题。比如有设备出现了故障，那你很可能能听到明显的失真。又或者某个地方的设置不对，比如输入过载了，就可能导致系统截断，这时除了失真，频响也会很糟糕。你的系统还可能出现啸叫，这一般是由共振频率造成的，也就是播放的声音又被麦克风收到了，陷入了循环。

电流声（哼声）也让人头疼，这个时候还是要将排查的重点放在接线上，比如音频线和电源线有没有交缠在一起。接地电流声很难找到原因，尤其是对庞大的公共广播系统而言。您可以在调音台输入端逐一拔除设备，再逐一接回来查找问题所在。

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通路验证

具体要怎么排查呢？

使用仪器之前，你可以先采取以下步骤：

保持冷静  -我们的第一反应很可能是指责别人或者设备，但这解决不了问题；

检查音响  -问题出在哪一个声道？（一般是调音台后故障）；

有条不紊  -按序检查每个信号通道而不是胡乱检查组件； 

替换系统  -考虑将多核心通道，调音台通道更换为确认正常工作的那些。

*有效的办法就是检查整个信号通路，也就是从声源到扬声器的链路。

下图是在一家录音棚拍到的，我想很多系统应该都和这个类似，各种设备和一堆缆线，有时候根本分不清哪根线接什么东西。这时候就要对它们进行识别。你可以在缆线一端输入一个测试信号，再在另一端测试，这样很容易就区分不同的接线。

就需要检查缆线本身了。可以使用专门的缆线测试设备。我们还要检查设备的状态，它对系统性能的影响也很大。这里我们的测试方法是进行阻抗测量，也可以进行信号对称分析。

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扬声器

对于扬声器本身的检测，这里要给大家介绍一个全新的测量技术，叫做“快速频率响应”测量。传统的频响测量一般是发出一个粉噪声信号，粉噪声信号是一个随机信号，它在 X轴上是平坦的，但这种平坦是在比较大的时间跨度上体现的。如果你只看某一个瞬间的频谱的话，那很容易看到频谱有高有低。在仪器上看特别明显，频谱总体上是平坦的，但你总能看到特定的频率不断波动。仪器一般是连续测量的，并且会对采集到的数据进行指数计权。简单说就是，*近测量的数据在果中占的比重会比之前采集的数据大，也就是越新的数据影响越大。如果你想用粉噪声信号来测量一个稳定结果的话，就需要测量比较长的一段时间。这种耗时对现场工作人员来说难以接受。而“快速频率响应”很好地解决了这个问题。它用的是一个合成的特制粉噪声，只要一秒或者四秒就可以得到稳定的频响，这两种时间的信号可以根据自己的需要选择。同样的连续测量可以很快得到非常稳定的频谱。

通过频谱，可以方便的了解扬声器的性能。

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补音扬声器

许多较大空间的应用场合需要用到补音扬声器，调节它和主扬声器之间的平衡也很重要，否则会造成观众听感和视觉的错乱，让体验大大降低。
我们主要从延迟和声压级两方面入手。一方面让补音扬声器的声音比主扬声器晚15 ms 左右到达观众位置；另一方面可以让补音扬声器的声压级超过主扬声器一些（10 dB）。

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分布式音频系统

除了常规的音响系统，我们简要说说分布式音频系统。
分布式音频系统非常适用于需要远距离传输的场景。它的原理类似高压输电，在输出端通过变压器增压，到扬声器端再经过变压器降压。因为涉及更多部件和高电压，它的安装维护都更复杂，除错也涉及更多内容。比如阻抗，相位，视在功率等参数都需要考虑。感兴趣的朋友可以查看我们之前的介绍：

本次的内容就是这些，感谢阅读。