如何解决报告厅声反馈问题

E-MU · 发表于 2010-8-11

声反馈是一种扩声系统（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。由于声反馈的存在,引起啸叫现象，不仅破坏了音质,限制了扩声响度,影响现场效果;甚至使系统信号过载,烧毁功率放大器和音箱,从而造成损失。因此报告厅中传扩声技术的关键和难点是如何解决室内的声反馈现象。
可以通过设备、技术和现场措施等方面综合防治的方法，从研究声反馈发生机理入手，探索消除声反馈方法，只有这样才能提高对声反馈的抑制水平。
1.声反馈的产生机理
声反馈也就是声音的正反馈（自激啸叫）。声音的正反馈是指音频输出信号的一部分与输入信号同相位地加到输入端，导致增益不断加大而引起不可控制的振荡。也就是声音经传声器（话筒）换能后通过放大器输出至音箱播放出来，其中的一部分再传到传声器（话筒）中，形成循环的正反馈环路，引起啸叫现象。
扩声系统出现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啸叫所需要的强度条件，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。有时会产生梳状滤波器效应，当这种反馈满足振荡条件时将产生啸叫现象，并且可以在很多个频率点产生啸叫。
实际工程中，声反馈程度大小还可以用传声增益来评价。传声增益的定义是：“扩声系统达最高可用增益时，各听众席处音箱所产生的稳态声压级与声源在扩声系统传产生的稳态声压级之差。”理想情况应该是音量开到最大，仍不能出现啸叫，各位听众所接收到的扬声器声音和传声器接收到的直达声之间的声级差值以dB表示传声增益的高低。
在没有出现啸叫的临界状态,会出现振铃声（即声音停止后的高频尾声），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。
从音箱直接传达到传声器（话筒）的称为直达声反馈，它可以通过合理布置传声器（话筒）与音箱的位置来解决；而从扬声器系统发出的声音还可能通过不同的途径返回到传声器（话筒），例如：经过墙壁、地面、天花板等障碍物反射后返回到传声器（话筒）的间接声反馈则比较难解决，是长期困扰音响工程师的一大难题。
2.报告厅音响系统声反馈啸叫的危害
啸叫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（即位于啸叫临界点时话筒声音的尾音现象），声音存在混响感，破坏音质；严重者导致音箱或功率放大器由于信号过强而烧毁，使现场活动无法正常进行，造成巨大的经济损失和名誉损失。从音响事故等级来看，全无声和啸叫属于最大的事故，故音响师要尽最大的可能，避免啸叫现象的发生，以保证现场扩声的正常进行。
能否将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啸叫充分抑制掉。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。
3.解决声反馈问题的途径
在扩声实践中，音响师们总结出了许多抑制音响系统啸叫的方法，建筑声学专家采取了一些行之有效消除啸叫的措施，电声技术专家们研制和开发了多种电声设备，以减少啸叫现象的发生，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、减少和消除啸叫的方法。
但要注意的是，没有哪一种方法可以完全消除啸叫，声反馈会造成啸叫是自然规律，不可违背，任何声称能百分百消除啸叫的设备和技术都是伪科学。

3.1声反馈啸叫产生的条件：
（1）传声器与扬声器同时使用
（2）扬声器放送的声音能够通过空间传到传声器
（3）扬声器发出的声音能量足够大、传声器的拾音灵敏度足够高
3.2声反馈啸叫产生的原因
分析“啸叫”产生的条件，大家都会有这样的体会，一般“啸叫”的出现都是在用失真的时候。（有时也会出现在用延迟混响的时候。）是输入信号的过载引起的，这是第一个原因。
大家也会有这样的经验：有时只要站得离音箱远一点“啸叫”就没有了。离音箱的距离太近，这是第二个原因。
站在不同的位置上“啸叫”的声音不一样，音箱与弦的角度不对，这是第三个原因。
不同的音色会有不同的“啸叫”，也就是说，音的频率不对。这是第四个原因了。
知道了“啸叫”的四个原因，过载量，距离，角度，频率。消除啸叫就从这四方面入手。
3.3啸叫的抑制方法
消除啸叫要从产生原因的各个方面采取必要措施入手，只要能破坏其中一个条件，就可抑制和消除啸叫。
但要注意的是，没有哪一种方法可以完全消除啸叫，声反馈会造成啸叫是自然规律，不可违背，任何声称能百分百消除啸叫的设备和技术都是伪科学。

如意888 · 发表于 2017-8-18

3.3.1抑制声反馈的设备
抑制声反馈，也可通过对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，这对抑制声反馈有很好的效果，下面介绍几种主要的设备。
（1）移频器
这是一种可改变声音频率的设备，工作原理类似变调器，它能将声音信号的频率增加5Hz，破坏产生声反馈的条件，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设备的使来效果很好，对声音的破坏很小，但是在演唱会和器乐中使用就会有明显的声音变调感觉。这是因为语言的下限频率范围是在130~350Hz之间，仅5Hz的音调变化不会使人们有明显的音调变高的感觉，但是在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地察觉出来了。
（2）均衡器和反馈抑制器
这两种设备都可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，是因为系统中某些频率信号过强，如果衰减这些过强的频率就能抑制声反馈。均衡器与反馈抑制器的不同之处在于，均衡器需要根据啸叫的频率手工将馈点拉下来；而反馈抑制器则可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，几乎不会对音质造成任何影响，还会使传声器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），将阈值调到反馈临界点。这样，当音量大到即将产生声反馈时，声音信号强度超过了阈值，强度也不会再继续增加，因而也就不会产生声反馈了。但用压限抑制声反馈会带来声音动态损。
3.3.2抑制声反馈啸叫的技术
好多时候，音响师面对的是一个矛盾，尽量完美的爆棚效果和战战兢兢的增益提升，使用者不知道系统的潜在危险，会一味地追求最好的互动而台上台下大范围地活动，可能不小心话筒对准了音箱，瞬间出现了啸叫等等。音响师需要根据知识经验和现场情况使音响效果达到尽量满意的水平。

3.3.2.1指向性选择
扩声系统啸叫与传声器的灵敏度并没有直接关联，但是高灵敏度传声器往往都是锐指向性的，容易产生啸叫，为此在要求较高的场合应该尽量采用无指向性形式。采用有较强指向性传声器，使用时只能让它接收来自声源主面的声音。当使用有指向性扬声器时，不得将其朝向传声器，条件允许时最好采用声柱。
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。
3.3.2.2调整距离法
既避免啸叫又能提升扩音音量最有效的方法之一就是将话筒尽量靠近声源拾音，同时话筒应使用无指向性的。在这里明确一下，指向性话筒（尤其是锐指向性话筒）远距离声源的拾音衰减很小，调整距离对提升扩音音量和防止啸叫的作用不大。扩声系统是否容易啸叫，与话筒的灵敏度没有直接关系。只不过高灵敏度的话筒都是锐指向性的，容易产生啸叫罢了。缩短发声设备与听众的距离，实际上可以提升扩音的响度。可适当的减小系统的总增益。若同时辅以指向性宽的近场音箱，话筒稍微离远点就能避免啸叫。
对于扬声器的直接反馈声场来说，就是话筒距扬声器越远越好，扬声器距听众越近越好。话筒应放在扬声器辐射方向的背面，如果话筒有可能被拿着四处走动，扬声器应放在话筒无法靠得很近的地方。如果这样受到条件的限制，可以考虑可以将话筒吊在舞台上方拾音，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。
3.3.2.3反相抵消法
反相抵消法是在高频放大电路防止自激比较常见的一种方法，可以在音频放大电路中采用两个同规格的传声器分别拾取直达声和反射声，通过反相电路使反射声信号在进入功放前相位相互抵消，以有效地防止啸叫自激。
3.3.2.4屏蔽法
在传声器附近增加吸声处理，减少到传声器的反射声，同时尽量减少传声器的数量。
由于电磁辐射引起的啸叫，这虽然不属于声反馈啸叫但可通过屏蔽法解决，例如在电脑音箱中可将声卡远离显示卡的插槽，或在两卡之间加接一块金属板。
3.3.3抑制声反馈啸叫的现场措施
3.3.3.1熟悉情况
熟悉报告厅各项声学指标，如：空场混响时间，满场混响时间等。对报告厅的演出区域、观众区域、建筑物的结构等各方面情况平时需作详细的了解，例如：要考虑建筑物室内的形状、面积、层高、墙地面的装饰材料、演出区域和观众区域的距离等等。
3.3.3.2详细了解节目形式
向主办人详细了解节目内容、表演艺术，以便决定使用多少传声器，用什么类型的传声器比较合适，使用者的使用方式决定传声器的种类。讲座或学术报告使用鹅颈式话筒、手持无线话筒或便携式无线话筒，乐队演奏一般采用有线指向话筒，边歌边舞的宜用手持无线话筒或者便携式无线话筒，合唱一般用立式电容话筒等等。

3.3.3.3布置现场
根据演出区域、观众区域、环境特点确定扬声器的布置方式。扬声器布置的位置和安放的方式对扩声效果有很大的影响，应考虑传声器与扬声器要有足够的距离，并利用传声器与扬声器的指向性提高传声器增益。同时要注意保持听觉和视觉的统一，使听（观）众听到的看到的来自于同一方向。在一些混响时间长、声波反射严重的环境，最好选用一些辐射特性良好的扬声器，并采取多点分散布置的方式。例如：报告厅宜采用吸顶式音箱多点分散布置的方式。
3.3.3.4频响特性
话筒的频响并不是越宽越好，因为频响宽了，尤其在低频段会增加声反馈的可能性，因为无论是话筒还是扬声器的低频指向性都很差，低频反馈常常是反馈的首要因素，因此，对有条件的话筒可以调整降低它的灵敏度，对有低频切除功能的话筒进行低频切除。
3.3.3.5减少使用话筒
尽可能减少在同一时间内工作的话筒数量。譬如有的演员表演时只需要讲一两句话，可以让他靠近佩戴话筒的演员身边。调音师要眼勤手勤，不要让那些暂时不使用的话筒空开着，应及时地把调音推子拉下来。
3.3.3.6尽量使用同一型号的话筒
使用同一型号的话筒便于调音，便于声反馈啸叫抑制设备有针对性的抑制噪声。
3.3.3.7捕捉啸叫频率点
在扬声器发出足够的音量时，将手持话筒逐个沿演出区域走一遍，捕捉引起啸叫的频率点，对各组扬声器的均衡器逐个进行调整。
3.3.3.8通过彩排仔细调试系统
彩排是实况演出前最好，也是最后的调试系统的机会，通过彩排可以检验系统的合理性和稳定性，可以掌握各个节目的表演形式、声音动态、演员走台的位置和路径。要提醒主持人或演员讲话时与话筒的距离，不要偏离或凑得太近，偏离会使音质模糊，太近则会引起音质失真。佩戴式话筒最好选用指向性传声头，并尽可能靠近衣服领口。对扬声器的位置、传声器的种类、音量限放压缩、混响均衡、延时的参数作最后的调整，有些演员可能不参加彩排，则要向导演或组织者了解这些节目的内容和形式，同时在器材和系统上作相应的准备。
在排练中，可能会出现扩声声音模糊不清或是啸叫，产生的原因往往是多方面的：低频是否已经切除，扩声音量是否过大，扬声器的辐射方向是否和传声器拾音方向错开。靠演出区域最近的那组扬声器功率是否可以降低一些，演员走台的路径是否经过扬声器，系统的各种设备参数是否合理等等。应及时调整。
3.3.3.9要有足够的声压级余量
由于系统调试是在观众较少或是空场时进行的，有时主观感受音量似乎是足够了，然而一旦正式演出，观众数量增多由于吸声效应及人群的杂声，扩声音量往往要高出许多，从理论上讲，音乐扩声要达到80~85dB平均声压级，语音扩声为70~75dB，同时考虑到音频信号的动态范围，音乐扩声应有10~18dB的裕量，而语言扩声应考虑6dB的余量，所以在调整时要使声音量留有余地。从高往低下来是安全的，而从低往高增加却可能影响声音的清晰度甚至引发啸叫。
随着音响设备不断发展，解决音响系统声反馈问题的设备和技术也将不断发展。只有不断学习新的技术才能不断提高技术水平，更好的做好工作。

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