满足声学特性指标要求的系统设计方案

为满足系统的声学特性指标要求，扩声系统常常会采用多个扬声器构成扬声器陈列应用。大家要问，扬声器陈列的合成声压级如何计算呢？

扬声器陈列的合成声压级计算非常复杂，首先要计算出每个扬声器辐射的声功率（dBW），然后再把各个声功率相加，之后再把合成声功率换成合成声压级。

在实际工作中，可以采用图7-86所示的三个计算图表（点声源声波传播衰减计算表，功率分贝换算表和两个扬声器的合成声压级计算表）计算合成声压级。

第一步先根据各扬声器的额定功率（W）在功率分贝换算表上查出对应的功率分贝数值dB（W）；

第二步再把扬声器阵列中的扬声器分为两个一组进行合成声压级计算，直至最后变成两组扬声器的总合成声压级计算；

第三步是计算扬声器矩阵的声波传播距离衰减，最后可得到扬声器矩阵在轴线方向不同距离处的最大声压级。

（1）功率分贝换算表。分贝的基本表达式是把两个功率的比取为对数值，即lgA/B，得出的这个物理量称为“贝尔”（Bel）。在使用中，贝尔这个单位太大，运用不方便，因此采用了它的1/10作基本单位，这就是“分贝”（dB），即dB=10lgA/B。功率级差的分贝（dB）=10lg（P₁/P₀）。

如果令基准功率P₀=1W，那么P₁与P₀的功率级差分贝就可直接作为P₁的功率分贝值了。表7-3是典型功率的分贝表。图7-86b是功率分贝换算表。

图7-86 三个有用的计算图表

a）点声源声波传播衰减计算表 b）功率分贝换算表 c）两个扬声器的合成声压级计算表(www.xing528.com)

表7-3 典型功率的分贝表

（2）扬声器的合成声压级计算表。图7-86c是两个扬声器的合成声压级计算表，计算列线图左侧为两个扬声器的额定声压级的差值D（dB），按声压级差值D查列线图右侧相应位置的声压级增加值N（dB），把这个增加的声压级N加到声压级较高扬声器的额定声压级上就可得到最后的合成声压级了。例如两个声压级均为100dB的扬声器，它们的声压级差D=0dB，查表得合成声压级可增加3dB，即100dB+3dB=103dB。

如果一个声源的声压级为110dB，另一个扬声器声源的声压级为100dB，它们的声压级差D=10dB，根据声压级差D查计算列线图可得合成声压级增加0.42dB，把这个增加的声压级加在较高的声压级上，即为合成声压级，即110dB+0.42dB=110.42dB。说明低声压级那个声源对合成声压级的贡献很少，不用也无影响。

如果要计算多于两个扬声器的合成声压级，则可以采用两两合成多次计算的方法。

（3）点声源声波传播的距离衰减计算表。从图7-86a计算列线图中可方便地查出任何传播距离的传播衰减值。计算列线图的右侧为传播距离D（单位为m或ft），左侧为对应距离的传播衰减（dB），非常快捷方便。

应用举例：根据扬声器系统的声场设计，计算扬声器满足最远投射区最大声压级指标所需的扬声器功率。例如扬声器的最远投射距离为18m，该处的最大声压级要求为105dB，如果选择扬声器的声压灵敏度为100dB/（1m，1W）。那么需用多大功率的扬声器呢？

从图7-86a计算列线图中可查得18m距离的传播衰减为-25dB。

最大声压级105dB=声压灵敏度100dB+18m的声波传播衰减（-25dB）+扬声器的功率（dBW）

即，扬声器的功率（dBW）=最大声压级105dB-[声压灵敏度100dB/（1m，1W）+18m的声波传播衰减（-25dB）]=30dBW=1000W/8Ω。也可选用2个500W扬声器叠加方案。