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聲反饋如何避免產生和解決

聲反饋是聲音能量的一部分通過聲傳播的方式傳到話筒而引起的嘯叫現象,在沒有出現嘯叫的臨界狀態,會出現振鈴聲,此時一般也認為存在聲反饋現象,將音量衰減6dB後,定義為無聲反饋現象發生。聲反饋指由揚聲器系統發出的聲音又返回到傳聲器的現象,從揚聲器系統發出的聲音可能通過不同的途徑返回到傳聲器。由於聲反饋的存在,使最終的聲場頻響特性不好,會產生梳狀濾波器效應;當這種反饋滿足振蕩條件時將產生嘯叫現象,並且可以在很多個頻率點產生嘯叫。

聲反饋嘯叫產生的條件

在擴聲系統中,當使用傳聲器拾音時,由於傳聲器的拾音區域與音箱的放音區域不可能採取隔離措施時,音箱發出的聲音通過空間傳到傳聲器,由於放大電路增益過高而導致聲反饋(回授)。一般來說,只有在擴聲系統中才存在嘯叫問題,在錄音和還音系統中根本不具備產生嘯叫條件。如錄音系統中只有監聽用音箱,錄音棚中傳聲器的使用區域與監聽音箱的放音區域是互相隔離的,不具備聲音回授的條件;而在電影還音系統中幾乎不使用傳聲器,即使偶爾使用傳聲器,也是在放映室中做語言近講拾音,放映音箱距傳聲器很遠,所以也就不可能發生聲反饋.

擴聲系統出現嘯叫的主要原因是系統中某些頻率的聲音(信號)過強,當提升傳聲器通路增益時,由於這些過強的頻率率先到達聲反饋所需要的強度條件如果該頻率的反饋類型恰為正反饋,則必然在此頻率上出現自激振蕩現象,自激振蕩頻率的高低,表現為嘯叫聲音音調的高低。

擴聲系統嘯叫的出現要同時具備三個條件:

1、話筒與音箱同時使用;

2、音響放送的聲音能夠通過空間傳到話筒;

3、音箱發出的聲音能量足夠大、話筒的拾音靈敏度足夠高.

總體來說,導致系統中某些頻率過強的原因主要有以下三個方面:

1、房間由於共振和聲反射等原因使得房間中某些聲音的頻率過強任何一個房間都可以被認為是一個聲學共振腔體,共振會使某些頻率的聲音被格外地加強。-

建築聲學告訴我們,不同體型和容積的房間簡正共振公式,可以計算出一個房間的共振頻率;還有,吸聲材料對不同頻率的反射和吸收也是不同的,不同的材料對不同頻率的吸音係數差異很大,吸聲結構的不同也會導致對不同頻率的吸收不盡相同。故房間的聲學狀況對於嘯叫來說,作用不可低估.

2、音箱頻率響應的起伏與振鈴模態

音箱的發音單元為揚聲器,由於材料和結構等多方面原因,任何一個揚聲器都不可能保證頻率響應曲線絕對平直,肯定會有某些頻率為峰的情況,而且頻率響應絕對平直的揚聲器也不見得十分好聽。基於此,在音箱放音時,揚聲器發出的聲音就會出現某些頻率聲音過強的現象,這個過強頻率的聲音就可能造成嘯叫。揚聲器安裝在音箱中,音箱腔體的機械共振和腔體的聲學共振會產生一種振鈴模態--RM,音箱存在的振鈴模態會導致聲染色的發生,也就是音箱發出的聲音某些頻率成分過強,在這些頻率上產生嘯叫並非不可能。

3、話筒對某些頻率的拾音靈敏度過高

話筒的頻率響應特徵是決定話筒聲音風格和適用範圍的重要條件,與揚聲器一樣,話筒的頻率響應曲線也不可能保證絕對平直,對某些頻率的拾音靈敏度過高的情況再所難免。這就是說,話筒對於各個頻率的拾取來說不能一視同仁,這就會造成對某些頻率的聲音輸出過強的問題,其結果就有可能出現這些頻率聲音出現嘯叫現象。一般來說,話筒的高頻靈敏度偏高,故更容易在高頻產生嘯叫。

聲反饋嘯叫的危害

嘯叫現象一旦發生輕者會造成話筒路音量無法調得很大,調大後嘯叫非常嚴重,對現場演出會造成極其惡劣的影響,或話筒聲音開大後出現聲音振鈴現象(即位於嘯叫臨界點時話筒聲音的尾音現象),聲音存在混響感,破壞音質;重著導致音箱或功率放大器由於信號過強而燒毀,使演出無法正常進行,造成巨大的經濟損失和名譽損失。從音響事故等級來看,全無聲和嘯叫屬於最大的事故,故音箱師要進最大的可能,避免嘯叫現象的發生,以保證現場擴聲的正常進行。

能否將嘯叫充分抑制是衡量一個括聲專業音響師調音技術水平的重要因素,所以音響師應該知道那些方法可以將嘯叫充分抑制掉。因為嘯叫抑製得好,用話筒演奏和演唱時音量就可以開得很大,演唱者和演奏者就滿意;否則演唱聲被伴奏音樂壓住,聽不清楚,或無法充分將話筒聲音擴大,一旦將音量開大就會出現嘯叫,令人十分掃興。

由於嘯叫而燒毀音箱高音頭的情況不勝枚舉,因為在嘯叫狀態下,信號將很強,會使功放出現削波失真,削波失真就產生大量的高頻諧波,這些高頻諧波送入音箱高音單元後,高音單元無法承受如此強大的高頻信號,就會造成音圈電流過大燒毀的情況;再說,嘯叫狀態下,功放會由於輸出過大而發生過載,在過載狀態下,功率放大器極有可能燒毀。

綜上所述,嘯叫對於擴聲系統來說是最大的敵人,音響師要充分認識到他的危害,嘯叫不僅使聲音效果不好,還會造成設備的嚴重損壞、影響現場演出的順利進行,很多重要的現場演出由於嘯叫問題,造成了十分惡劣的影響,故音響師要了解嘯叫發生的機理,掌握抑制或消除嘯叫的方法,只有這樣才能稱得上是一名合格的音響師。

聲反饋嘯叫的抑制方法

在擴聲實踐中,音響師們總結出了許多抑制音響系統嘯叫的方法,建築聲學專家採取了一些行之有效消除嘯叫的措施,電聲技術專家們研製和開發了多種電聲設備,以減少嘯叫現象的發生,這些切實可行的措施應用後,取得了良好的效果,下面簡單地介紹一下抑制、減少和消除嘯叫的方法。

1.你可以選對硬體無尖叫。

對於普通用戶來說,要減少嘯叫,比較簡單的方法就是在選購麥克風時,注意其「指向特徵參數」。麥克風分為全指向和單指向,全指向麥克風是指麥克風能夠接受來自四面八方的音頻信號,單指向麥克風只能接收「咪頭」(麥克風接收器)正前方狹窄角度內的信號,而來自麥克風后部、側面的音頻信號則會被衰減。

雖說指向性不同的耳機沒有明確優劣之分,但其使用場合卻不太相同。對於語音聊天用戶來說,全指向性麥克風無疑更實用。對於K歌玩家來說,單指向麥克風不僅可避免周圍雜訊和音樂對歌唱的影響,且只要把麥克風背對音箱,哪怕音樂聲音大,麥克風也不容易收集到音箱中的聲音,嘯叫的幾率極低。

2.那就是使用軟體分類來治療

進入系統「播放」選項中的麥克風選項,將其設為靜音後,音效卡會自動切斷麥克風在音箱中的輸出,自然不會產生嘯叫。有人會問,關閉了麥克風,語音聊天怎麼辦?實際上,語音聊天和K歌時音效卡處理的途徑不一樣。語音聊天時,音效卡收集語音信號但並不送往音箱,而是進行數字化處理,通過網路發送給對方計算機,這一過程由音效卡「錄音」選項中的麥克風音量進行控制。K歌時,麥克風收集的信號,是放大後直接送往音箱,相當於一個播放過程,其音量大小由音效卡「播放」選項中的麥克風音量來控制。

對於喜歡K歌的人來說,播放選項中的麥克風不能關,而控制音量成為減少嘯叫的關鍵。原理很簡單,音量小了,麥克風收集到的喇叭聲音放大倍數也隨之降低,只要聲音在音效卡和音箱中的放大倍數小於從喇叭到麥克風時的衰減倍數,音箱就不可能發生嘯叫。可適當調整麥克風音量,將麥克風音量調整到一半,同時不要勾選「麥克風+20dB增益」。

3.減少話筒路的音量。這樣做會帶來演唱或樂隊拾音量的損失,話筒音量受到限制,演出效果受到影響,但有時音響師不得不採取減少音量的下策,根據演出情況實時控制音量的大小當有振鈴現象發生時,要及時將音量拉下來,以避免出現嘯叫。演員手持或佩帶話筒經過音箱前時也要注意控制音量,否則可能會造成嚴重嘯叫。如果調音台的參量均衡器帶Q值調節,可以採取音量補償措施對話筒的聲音加以適當補償,方法是:將均衡器的頻帶調到話筒拾音音源聲音的頻帶範圍,將此頻帶進行進行提升處理,出現嘯叫前立刻停止。

4.使用能抑制反饋的聲處理設備消除嘯叫,也可以通過聲音信號的處理來解決,目前,各電聲設備生產廠家研製了多種可以抑制嘯叫的設備:

1) 頻移器。

這是一種可以改變聲音頻率的設備,工作原理類似變調器,它能夠將聲音信號增加5Hz,破壞了產生嘯叫的條件,從而抑制了嘯叫。但是,該設備的使用具有一定的局限性,在語言擴聲時使用起來效果很好,對聲音破壞很小,但是在演唱和樂器中就會很明顯的聲音變調感。這是因為語言的頻率範圍是在130至350赫茲之間,僅僅5Hz頻率的變化不會使人們有明顯的音調變高感覺,但是在聲樂和器樂擴聲時就會有變調的感覺了,因為聲樂和器樂的下限頻率為20Hz左右,5Hz的音調變化人耳已經明顯的感覺出來了。

2)均衡器和反饋抑制器。

這兩種設備都可以有效地衰減反饋頻率點的增益(拉饋點),擴聲系統之所以產生嘯叫,肯定是因為系統中某些頻率的信號過強,如果衰減這些過強的頻率就能抑制住嘯叫。均衡器與反饋抑制器的不同之處在於,均衡器需要音響師根據嘯叫的頻率手工將饋點拉下來;而反饋抑制器則毋須音響師動手,它可以自動發現嘯叫頻率並將其衰減下來,衰減的頻帶寬度和衰減量由機器根據實際情況自行決定,幾乎不會對音樂造成任何影響,還會使話筒拾取的聲音變得好聽。

3)壓限器。

壓限器是一種根據輸入信號的強弱自動改變輸出信號放大量(增益)的設備。用於抑制嘯叫時可以將壓縮比調到。:1(此時它為限制器),將閡值調到反饋臨界點。這樣,當音量大到即將產生嘯叫時,聲音信號強度超過7I閥值,強度不會再繼續增加,因而也就不可能產生嘯叫了。但是採用壓限器抑制嘯叫會帶來聲音動態損失,故應盡量少用這種方法。

5.搞好房間建築聲學設計

房間出現聲染色是導致嘯叫的最主要的聲學原因,房間建聲條件不好,會導致嚴重的嘯叫情況。如前所述,作為一個腔體的房間,產生聲學共振是不可避免的,而共振會使聲音中的某些頻率得到加強,在這個頻率上產生嘯叫是理所當然的。消除房間聲染色的主要方法,就是要儘可能減少簡正共振現象的發生。在建築聲學設計中,有許多種減少和消除室內簡正共振現象的方法,如果大家有興趣,可以閱讀有關建築聲學書籍,本文不再贅述。

室內存在凹面反射也是導致嘯叫的主要原因,凹面反射會引起聲聚焦現象的發生,而聲聚焦會導致聲場內局部音量過強,當話筒在位於聲聚焦的區域拾音時,由於聲音能量的回授量很大,極有可能發生嘯叫現象。室內設計時,要採取各種措施,盡量避免凹面反射情況,如果房間中存在無法克服的凹面,可以將凹面作成漫反射結構,由凹凸不平面組成,這對減少和抑制嘯叫有積極的意義。在選擇室內裝修材料和方案時,應充分考慮吸音材料和吸音結構對各個頻率吸收(反射)均勻的問題,以減少對不同頻率的聲音反射或吸收不-致的情況,這不僅對房間的頻率響應特性的改善有好處.而且還可以進一步消除聲染色現象。

6.合理選用音箱

音箱的某些聲學特性對嘯叫有重要的作用、這些特性包括音箱的指向特性和頻響特性,其指標將決定音箱在使用時嘯叫的嚴重程度,音箱選用得當,嘯叫發生的可能性會大大減少。音箱的指向特性是音箱各個方向聲音輻射的能力,指向角度大的音箱,音箱發出的聲音容易直接送到話筒中,嘯叫發生的可能性增加;指向角度小的音箱,減少了音箱聲音直接回授到話筒的可能性,嘯叫就不大容易發生。所以、在滿足聽音區域聲音覆蓋的前提下,選擇指向角度小的音箱對於減少嘯叫發生來說將更為有利。-

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