线阵音箱 舞台演唱会上的线阵可以用家用音箱代替吗？你先看看它的由来

近年来，线阵列扬声器系统以其独特的优势广泛应用于大型扩声场所。线阵列扬声器系统是响应市场需求而产生的，也是高科技的产物，因此受到了人们的关注。

几种线阵列扬声器

1.线阵列扬声器系统的产生

六七十年代，以披头士为代表的摇滚乐在欧美兴起，成千上万的人去广场观看摇滚音乐会。扩声是个大问题。

例如，1977年9月3日在英国新泽西举行的一场摇滚音乐会有60万人参加。扩声系统采用几个音箱堆叠在一起组成的“声塔”，安装调试非常麻烦。

经过精心设计调试，耗费大量精力，扩声效果总是不尽人意。这一现象提供了一个市场信息。大型巡回演出需要大功率、安装调试方便的扩声系统。

一些大公司正着眼于市场需求，致力于开发大功率、远程投影扩声系统。从声学角度来说，有两种方法可以达到大功率远距离投射的效果。

一个是小号

声能通过喇叭向一个方向辐射，控制指向性，提高辐射效率，达到远投射的效果。比如50年代，我们金门、马祖的广播系统用了太大的喇叭，其中一个长达十几米，传输距离几公里。喇叭研究成功开发了具有恒定指向性的喇叭扬声器和具有多个驱动单元的喇叭扬声器。

另一个是扬声器阵列

扬声器阵列是20世纪30年代提出的，利用干涉原理来控制指向性。事实上，在那个时候，柱型音箱——音柱已经很流行了。声柱垂直指向性较窄，但仍存在功率不足、投影短、声音动态、带宽等问题有待克服。有些大公司根据自己的情况有自己的侧重点。

1993年，法国L-声学公司首次推出V- DOSC系统，是由一排单元扬声器组成的阵列，其工作原理与声柱相似。垂直指向性可以控制，由单位盒数决定，水平辐射角120。

每个单元盒频率响应50 Hz ~ 18 kHz 3 dB，功率1500W，灵敏度134dB。高频单元通过波导管向外辐射。这是一线阵列产品，从一开始就引起了人们的关注。

随着市场需求、高科技的发展和应用，线阵列扬声器系统已经成为各公司展示实力的标志性产品。现在线阵列是喇叭技术和阵列技术的结合，使得辐射性能更加完善。

双线阵扬声器系统的特点

01单元盒的常规排列

线阵列扬声器系统由一排单元盒组成，单元盒按一定规则排列，可根据声场需要排列成直线和“J”形。单元盒数量由声场需求决定，但必须满足形成线阵列的基本要求；

也就是说，线阵列的长度应该至少是辐射声波波长的一半。每个单元盒的辐射特性都有严格的要求。比如辐射声功率、频率特性、水平指向性、失真、线性相位等都必须满足线阵列的要求。

02高功率和长投影距离

比如EAW KF761的单元盒中的低频单元，承受功率1200W，灵敏度96dB；中频单元功率500W，灵敏度107dB。高频单元的功率为150瓦，灵敏度为112分贝。

单元盒形成阵列后，由于单元盒之间的相互作用，提高了扬声器的辐射阻抗，提高了辐射效率。因此，当使用线阵列扬声器系统作为声源时，很容易获得100分贝以上的声压级。

03覆盖的声场比较均匀，干扰面积小，回放分辨率高

线阵列的垂直指向性非常尖锐，一般在10左右，最窄的可以达到3。辐射声束窄，直达相应听众区的直达声强，辐射距离相对较长；

大面积声压级变化相对较小。由于线阵的旁瓣控制，辐射声场的重叠面积相对较小，干扰面较小。以直达声为主的区域，听感好，声音清晰，分辨率高。

3.线阵扬声器是如何工作的？

线阵列如何工作可以是一个相当深入的讨论。这里就不太详细的解释整个理论的细节了。下面我们就用简单的语言和数学计算，让大家知道一个典型的说话人发出的声音是如何随着距离的增加而分散扩散的。

01平方反比定律

声学中平方反比定律的内容是声强的大小和听音位置与声源的距离成平方反比。结果是当听者与点声源的距离加倍时，声压会衰减6dB。这是我们平时用的音箱的表现，虽然实践和理论有很多细微的差别。

02点声源

平方反比定律的前提是扬声器可以全方位辐射。对于实体扬声器来说，这种情况很少见，除非扬声器发出的频率非常低(这也是我们一直强调低音或低音炮没有指向性的原因)。

但随着声音传播距离的增加，即使是典型的指向性扬声器(如90°水平覆盖角和90°垂直覆盖角的喇叭扬声器)也会遵循平方反比定律，像理论上的点声源一样扩散声音(即全向辐射)。

03线路声源

线阵扬声器的声压覆盖范围接近于所谓的线性声源理论，每当听的距离翻倍时，电平不会下降6dB。理论上只会下降3dB，但实际应用中，效果并不那么理想。

为什么会有这些区别，本文不详细讨论。即便如此，与点声源扬声器相比，线阵扬声器在垂直覆盖角度上具有独特的优势。

具有线性声源辐射特性的扬声器可以达到以下效果:你可以在大厅或室外之间的后部区域感受到相对较大的声压级空，而为了做到这一点，你不需要像普通的点声源扬声器那样增加其功率，这样更靠近前面PA系统的人就可以听到太响的声音。其优点在于声音垂直扩散角度的复杂多变可控性。

那么如何实现线性声源辐射呢？答案是相位取消。

相位抵消通常是音响系统中工程师需要努力避免的事情之一，但它在线阵扬声器协同工作时提供窄垂直覆盖角度方面起着核心作用。

即使使用高级扬声器箱设计来塑造垂直覆盖，线阵列中的扬声器之间仍有大量实际重叠。换句话说，线阵列扬声器的垂直覆盖角不是单个扬声器可以形成的，而是多个扬声器在出口处有效干扰的结果。

但在现实中，每个线阵列扬声器与听众的距离会略有不同，会造成小程度的相位抵消。当然，你也可以通过引入电子延时来手动干预线阵列扬声器的垂直覆盖角度，并进行微调(EAW安雅和安娜系统使用这种技术)。

04线阵列系统使用注意事项

虽然相位抵消的应用可以缩小线阵列中扬声器的垂直覆盖角度，但它们的水平覆盖角度不受影响。因此，在现实中，线阵列中的单个扬声器可以具有90度的水平覆盖角度，并且仅以20度或更小的角度垂直覆盖。

另外，即使相位抵消可以实现线源分布，显著提高远距离覆盖，随着距离的增加，线阵列也会开始表现出点源的特性，并屈服于平方反比定律每增加一倍距离衰减6dB的规律。

线阵列具有逼近线源函数的能力，但也有一定的局限性和注意事项。首先，阵列从上到下的总长度决定了具有线性声源覆盖特性的最低频率。

这是因为，随着波长变长，在收听位置，声音从不同扬声器单元到达收听者位置的相应时间之间的差异必须更大，以实现线性声源效果。

这需要更大的数组长度。在光谱的另一端，波长变得如此之短，以至于驱动器太大而不能放置得足够靠近，因此相对相位差变得太大而不能实现线源功能。

在这种情况下，各大厂商都会采用波导结构来实现点声源到线声源的功能转换。虽然所有的波导结构都是为了同一个目的，但是几乎每个厂商使用的结构都不一样，每个厂商都有自己的专利保护自己的知识产权。这也是一个厂商在开发线阵扬声器过程中最困难的环节。

线阵列在声学挑战空中非常有用，因为您可以控制它们的垂直扩散并减少声音的反射。

试着让声音覆盖区域远离天花板和地板，然后选择特定水平覆盖角度的扬声器，这是一个很好的开始，有助于你让多余的声音远离侧墙，从而获得更好的室内扩声清晰度。

U2 2015世界巡回演唱会大型线阵列覆盖装置(照片由罗耶实验室提供)

05线阵列的形状

由于每个扬声器的垂直辐射很窄，所以听音空可以有效地从前到后分成几个部分，前部只被几个扬声器覆盖，而更多的扬声器可以覆盖后部。

按照这个思路，形成了一个非常流行的J型线阵，经常出现在音乐厅和户外场所。

线阵列的确切安装形状将根据要覆盖的区域的布局和大小而变化。一般只有少量的前排罩因为距离近可以满足声压的要求，但是线阵列之间的安装角度因为覆盖均匀需要设计的更大。

但由于中后部距离比较远，需要集中角度安装更多的扬声器，才能达到远距离覆盖的效果。这种做法，刚才已经大致描述过了，有助于提高整体覆盖的一致性。

近年来，已经开发了一种方法，在该方法中，用户可以调节传递到每个扬声器箱的功率，以进行精细的能量分布调节——这种技术通常被称为功率分级。

06微线阵列

虽然线阵列技术最常用于专业的大型室内外扩声应用，但很多公司，如Bose、Fishman、Turbosound等。，提供小型个人扩音系统，使用小型扬声器的微阵列(通常大小为2”-4”)产生相同的线源覆盖效果。正确使用这些系统可以在小型站点提供良好的覆盖。

07线阵列的挑战与局限

虽然线阵列可以帮助解决空之间的一些问题，但它们有复杂的局限性。除了需要足够的长度来控制较低频率的覆盖角度的挑战之外，线阵列有时可能遭受奇怪的异常，例如，一些频率可能在阵列正上方和正下方的区域中形成波瓣。

而如果这恰好发生在一个音质不好的空，就可能带来严重的后果。例如，如果您的人声麦克风放在在线阵列下，您可能会遇到反馈问题。

此外，在音质方面，即使在最好的情况下，线阵列也无法与高质量的单驱动扬声器或单个双频或三频驱动扬声器发出的声音的纯度相媲美。

这也是它们不太可能出现在较小的空中的原因之一。在小场合，如果能发出声音的音箱数量少一些，会比较合适。当然成本和空也是考虑因素。