語言傳擴聲效果的好壞,對教育教學過程的成敗至關重要,F代教育設施系統中,特別是多媒體綜合教室中的傳擴聲問題,應引起我們的高度重視。
一、多媒體綜合教室中語音傳擴聲技術的關鍵和難點
多媒體綜合教室中傳擴聲技術的關鍵和難點是如何解決室內聲音的正反饋(自激嘯叫)。聲音的正反饋是指音頻輸出信號的一部分與輸入信號同相位地加到輸入端,導致增益不斷加大而引起不可控制的振蕩。也就是人聲經話筒換能后通過放大器輸出至音箱播放出來,其中的一部分再傳到話筒中,形成循環的正反饋環路,引起嘯叫。從音箱直接傳達到話筒的稱為直達聲反饋,它可以通過合理布置話筒與音箱的位置來解決;而聲音經過墻壁、地面、天花板等障礙物反射后返回到話筒的間接則比較難解決,是長期困擾音響工程師的一大難題。
二、聲反饋產生的條件與消除的方法
產生聲反饋要同時具備兩個條件:(1)話筒與音箱同時使用;(2)音箱放送的聲音被話筒接收。一般來說,在錄音和還原系統中不具備產生聲反饋嘯叫的條件。因為錄音系統中雖有監聽用音箱,但話筒的拾音區域與監聽音箱的放音區域是互相隔離的,不具備聲音回傳的條件;而在電影還聲系統中幾乎不使用話筒,即使偶爾使用話筒,也只在放映室中作語音近講拾音,放映音箱距話筒很遠,所以不可能發生聲反饋情況。而在擴聲系統中,就存在聲反饋嘯叫問題。
在多媒體綜合教室的擴聲系統中使用話筒拾音時,由于話筒的拾音區域與音箱的放音區域不可能采取聲音隔離措施,音箱發出的聲音很容易通過空間傳到話筒,因而會導致聲音正反饋。
擴聲系統出現聲反饋嘯叫,一般是系統中聲音的某些頻率過強,當提升話筒錄音量時,由于這些過強的頻率恰為正反饋,它們一旦達到聲反饋振蕩所需要的強度,則在此頻率上就會出現自激振蕩現象。分析起來,導致系統中聲音的某些頻率過強的原因主要有以下三個方面:
1.房間由于聲音的共振和反射等客觀原因使得聲音的某些頻率加強。房間是一個聲學共振腔體,不同體型和容積的房間都有自己固有的共振頻率,共振會使聲音的某些頻率被格外地加強,以致其達到聲反饋振蕩所需要的強度;房間中的各種擺設和墻面都會產生聲反射,房間的某些部位因聲疊加,聲音會加強。故房間的聲學狀況對于聲反饋嘯叫的影響不可低估。
2.音箱頻率響應的起伏與振鈴模態使聲音的某種頻率加強。音箱的發音單元為揚聲器,揚聲器的頻率響應曲線不可能絕對平直,肯定會有某些頻率被加強的情況。這個過強的頻率就可能造成聲反饋嘯叫。同時,音箱腔體的聲學共振也會產生一種振鈴模態,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在某些頻率過強,因而在這些頻率上有可能產生聲反饋嘯叫。
3.話筒對某些頻率的拾音靈敏度過高。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在所難免,這就會造成對某些頻率的聲音輸出過強,從而有可能在這些頻率上出現聲反饋嘯叫現象。一般來說,話筒的高頻靈敏度偏高,容易在高頻端產生嘯叫。
分析以上原因可以看出,要消除嘯叫只需切斷正反饋鏈路。
通常我們采用以下方法消除嘯叫。
(1)采用調音臺,運用機械陷波器降低易嘯叫頻段點的電平增益的方法達到解除嘯叫的目的。
(2)采用數字反饋抑制器,其原理就是一臺自動調諧參量的電子陷波均衡器,其陷波效率更高。
用調音臺解決是目前最普遍的方法。由于調音臺中聲音濾波器的頻率是固定不變的,無法將其精確定位到聲音的回饋頻率點,所以濾波器設計的工作頻率帶寬較寬,陷波深度較深。這樣,在使用過程中將損失不少聲頻功率,所以說它是以犧牲部分系統資源為代價的,提高擴聲增益僅3-5dB。
數字反饋抑制器可以自動設置在動態和靜態模式中使用更加尖銳Q值的陷波器,以最大程度減少聲學正反饋、保持原始聲源的音頻特性,F在市場上主要以進口品牌為主,如SONYSRP-FR300數字反饋抑制器,它的每個聲音通道中都運用了15段靜態和5段動態陷波濾波器來減少聲學正反饋,以保證良好的音質效果。
三、多媒體綜合教室語音擴聲中消除聲反饋最有效的方法——移頻放大
多媒體綜合教室是學,F代化教學的重要場地,使用頻繁,而且使用人員經常變動,一般不宜采用嬌貴的調音臺及數字反饋抑制器等專用設備來消除聲反饋。目前,有不少學校采用移頻的方式來解決這一問題。
這種方式是將調音臺輸出的信號提升3-8Hz的頻率,再經揚聲器重放出去,這樣與原頻率不會疊加,從而切斷聲音正反饋鏈路,達到抑制嘯叫的目的。其原理是將音頻信號所有的頻率成分同時升高或降低一小段頻率,使之與原來聲音的頻率形成一小段頻率差△f。△f為移頻數,在擴聲系統中,△f大約是室內混響時間倒數的4倍,其最佳值約等于聲反饋頻率特性的峰谷平均間隔5Hz。通過實測室內聲反饋頻率畸變曲線可知:要使擴聲系統穩定,此峰點必須低于臨界點,但是,由于平均頻率特性的電平遠遠低于峰點電平,大部分頻率范圍內的擴聲增益都很低,擴聲系統的潛力不能充分發揮。采用移頻法后抑制了再生過程,改善了擴聲系統的頻率特性,相應地也抑制了混響干擾。所以移頻法能明顯地改善擴聲增益、頻率特性和語言清晰度。
運用移頻擴聲系統,要根據室內空間的不同調整移頻數。在固定的擴聲空間內,移頻數一經調試妥當,勿需再做調整。運用移頻擴聲方式可以改善頻率特性。額定頻響范圍為300Hz-7000Hz,完全能滿足一般語音擴聲的需要。由于降低了聲音正反饋的可能,就提高了擴聲增益量,增大了話筒拾音距離。增益一般可提高6dB-10dB,話筒拾音距離可提高到250CM以上,從而擴大了教師講課活動的范圍,教師可以自由地在授課區或聽課區內與學生進行交流、探討、辯論。