梳状滤波器特性对系统影响和改进措施 Microsoft Word 文档

梳状滤波特性对系统的影响和改进措施
决定听觉感受的一个因素是人耳的“临界带宽”特性，即只频响特性中的各个峰值和谷值在每个1/3倍频程的带宽内，这个梳状滤波器效应是不会引起特别注意的。

梳状滤波器对减小的高频特性的影响最为明显，但是对一些严重的梳状滤波器效应还是会给系统带来很多问题，主要表现为：
1.使系统的频响特性变得不平坦，系统音质发生变调；
2.增强的频率容易引起声反馈，降低了系统传声增益。

如何改正梳状滤波器频响特性？梳妆滤波器的频响特性是不能用频率均衡器来补偿改正的。

一般改正的方法为：
1.在一个建声条件活跃的房间中（吸音差和混响时间长的房间），梳状滤波器效应是
无法避免的。

为此，改进房间的建声设计是减小梳状滤波器影响的最根本的措施。

2.在分区式供声的多声源系统中，利用可调延时器把各个声源到达观众区的时间差
尽量减小到最小（不大于2ms）和尽量减小延时信号的振幅。

3.采用集中式供声方法可尽量减少声源之间的声波干涉。

4.扬声器组或者扬声器阵列中的高音扬声器尽量紧靠在一起，减小高频声波的行程
差。

梳状滤波器的增强频率和抵消频率
时间差∧t=2ms 时间差∧t=2ms 时间差∧t=2ms
抵消的频
率/hz 增强的频率/hz 抵消的频率
/hz
增强的频率
/hz 抵消的频率/hz 增强的频率/hz
250 500 167 333 125 250 750 1000 500 667 375 500 1250 1500 833 1000 625 750 1750 2000 1167 1333 875 1000 2250 2500 1500 1667 1125 1250 2750 3000 1833 2000 1325 1500 3250 3500 2167 2333 1625 1750 3750 4000 2500 2667 1875 2000 4250 4500 2833 3000 2125 2250
如果两个信号具有相同的振幅，增强频率将以6dB的幅度增加，抵消频率的振幅峰谷值为-∞。

如果延迟信号的振幅小于没有延迟的信号的振幅10dB,那么增强频率的振幅+2.5dB（振幅峰值），抵消振幅为-3 dB（振峰谷值）。

扬声器的两种叠积方法
A、梳状滤波器声音
B、清晰的声音
全频扬声器的阵列
全频扬声器通过各种方式的叠积可以增加覆盖或者变窄覆盖范围，还可提高扬声器阵列的输出声压级，以便扩大使用范围的增加投射距离。

但是，由于阵列中各扬声器之间的声音耦合作用（相干声源之间的声波干涉），会产生有害的梳状滤波器效应。

通过各种方式的有效组合，可以把这些损害频率响应特性副作用减到最小程度。

全频扬声器阵列可分为水平阵列、垂直阵列和复合阵列三类。

1.并列水平阵列
最简单的水平阵列扬声器是把两个相同特性的扬声器并列放置，每个扬声器的水平覆盖为100°（一扬声器轴线方向的相对声压级为0dB做基准，偏轴方向的声压级下降到-6dB之间的夹角为水平覆盖）。

两个扬声器共同作用时，在它们的轴线上的相对声压级增加6dB，100°覆盖角边缘处的合成声压级为0dB，也就是说和轴线方向上的合成声压级相比下降6dB之间的夹角仍为100°。

这种2个并排放置的扬声器阵列可提高声压级6dB。

这种并排放置的扬声器从500hz就开始出现谷点，梳状滤波器效应是非常突出，对频
响特性产生了显著的破坏。

并列的扬声器越多，偏轴响应特性的破坏越严重。

因此不推荐这种“并列式’的扬声器阵列。

2、变窄覆盖水平阵列
如果把扬声器按一定角度摆放（沿着提醒箱体30°斜角紧贴放置）此时两个扬声器在共同轴线上的合成声压级比单个提高4Db,偏轴方向的声压级下降到-2dB的夹角（即-6dB之间的夹角）变窄为80°（注意，在覆盖斜角之处的区域仍有声音），也就是说这种扬声器阵列在提高声压级的同时还变窄了覆盖角。

因此又称变窄阵列。

3、变宽覆盖水平阵列
如果把同样特性的扬声器把它们的之间的交叉角增大到两个扬声器-6dB覆盖角的边缘，是覆盖区边缘刚好相互衔接但不重叠，在扬声器的公共轴线上的声压级没有提高，仍为0dB。

；偏轴-6dB声压级之间的夹角则增大到±100°，这种扬声器阵列频响没有任何影响。

这种新型阵列在扩展覆盖范围的同时，可很好地保持良好的频响特性。

水平扬声器阵列小结
三种水平扬声器的阵列的摆位图。

并列阵列在它的覆盖范围内可提高6dB声压级，水平覆盖范围保持单个扬声器的特性，但合成频响特性受到严重损坏，因此不推荐使用。

变窄水平阵列在它的覆盖范围内可提高声压级4Db,水平覆盖范围比单个扬声器窄，偏轴方向的合成特性受到较小的可接受的影响。

变宽水平阵列在它的覆盖范围内的声压级和单个扬声器相同，但覆盖角变宽很多，覆盖区内的合成频响特性几乎没有受影响，可保持单个扬声器同样的音质效果。

4、垂直扬声器阵列
和水平扬声器阵列一样，垂直扬声器阵列也有三种形式：并列垂直阵列、变窄垂直阵列和变宽垂直阵列。

在垂直平面中，重叠的覆盖区域对频率响应特性会造成极大的影响（梳状滤波器效
应）。

三种垂直阵列在垂直平面中的合成声压级、覆盖角度和频响特性和水平阵列扬声器。

和水平阵列扬声器不同的是，在垂直平面中，阵列每层扬声器的投射距离要求是不同的，上层扬声器的投射距离比下层的扬声器投射的更远。

为解决近区域投射的声压级高于远区域投射声压级的差别问题。

一般都采用降低下层扬声器的驱动功率，这种是声场均匀的方法称为功率幅度递减技术。

此外，为减少覆盖重叠区有声波行程差产生的梳妆滤波器效应，下层扬声器通道中必须增加若干延时，使两个声源的声音同步抵达。

大型扩声系统中，为满足远、近听众区域不同的垂直覆盖要求，实际的垂直扬声器阵列结构为“J”形。