校园舞台实践中常见的扩声系统啸叫产生原因及抑制措施

项目课题：本文系2014年度安徽省省级质量工程项目（国家大学生创新创业训练计划AH201410371045）阶段性研究成果。

摘 要：本文论述了在校园舞台实践中音响系统的扩声过程中，啸叫是怎样产生的，阐述了几种抑制啸叫产生的措施，并且分析了常用的抑制啸叫设备的优缺点，解释了抑制扩声系统啸叫的方法。

关键词：啸叫；声学；1/3倍频程均衡器；1/3倍频程宽；反馈抑制器

作者简介：张晨（1993-），男，安徽宁国人，2012级音乐舞蹈学院音乐学专业本科班学生。

[中图分类号]：J6 [文献标识码]：A

[文章编号]：1002-2139（2016）-08--02

啸叫是校园舞台实践中最常见的问题，通常校园里是没有专业调音师的，也没有先进的抑制啸叫的设备，所以对于那些经常举办活动的学校来说，啸叫是一个非常令人头痛的一件事。在校园舞台中，会有各种大大小小的活动，音乐会、汇报演出、比赛等等。尤其是专业的艺术院校，这类活动更是家常便饭。但是因为啸叫的发生，让本来很好的一场活动变得让人不想继续看下去，这是非常糟糕的。所以在校园舞台实践中，啸叫的抑制是很有必要的。

一、啸叫产生的原因

啸叫是扩声系统的振荡，振荡是由正反馈产生，而正反馈就是扩声系统中的声回授。在形成震荡的原理中，一个系统中，要形成振荡，必须同时满足两个条件：振幅平衡和相位平衡。振幅平衡：某个频率信号幅度大于话筒最开始接收到的频率信号幅度。相位平衡：某个频率信号与话筒最开始接收的频率信号相位相同。同时满足这两个条件即形成正反馈，从而引起振荡。反之，如果这两个条件中有一个不能满足，那么就意味着产生不了振荡，也就是说，想要抑制啸叫的发生，就必须破坏形成正反馈的两个条件之一。事实上，要想绝对避免啸叫产生是不可能的，也没有这个必要，只要在我们要求范围内不产生振荡，那我们的目的就达到了。

二、啸叫产生的过程

一般在建立一个完整的扩声系统后，所有的扩声设备都会放在固定的位置，这些设备包括扬声器系统、传声器系统。一旦这些设备的位置固定之后，必定会满足产生啸叫的条件之一，就是相位相同的条件。也就是说固定扬声器系统将声音传播出去又从不同的路劲反射回来，并且它的相位与接收声音信号的传声器设备的相位相同，那么此时只要在满足产生啸叫的另一个条件，即振幅平衡条件，就会逐渐产生震荡。随着节目的需要，可能需要将声音调大，那么就要将调音台上控制输出音量的推子往上推，直到扩声系统的电压值大于1时，就会产生啸叫。那么啸叫产生的整个过程是如何形成的呢？首先我们要知道的是，一般在校园舞台的扩声系统环境中，是有噪声存在的，并且这些噪声的频谱相对较宽。在这些扩声系统的环境噪声中，会有满足形成振荡条件的声音，当这些声音被传声器接收变成电信号，经过调音台和功率放大器放大之后，再经过扬声器传播出去，通过某个途径又反射回来。因为这个声音本身就是满足产生振荡的条件的，当它反射回来又进入传声器的时候，就比初始进入传声器的声音信号要大，如此一直循环放大，反射回来的信号幅度越来越大，那么从扬声器传出来的声音就会出现啸叫的声音，并且会越来越大，直到人耳受不了。当然，这个过程比电子电路中的振荡形成过程要慢得多。主要因为声音在空气中的传播速度要远远小于电子在电路中传导的速度。如果这时不将扩声系统的电压降下来，啸叫声就会越来越大。并且如果将输出音量的推子继续往上推的话，就会在新的频率上产生新的啸叫，甚至会接连产生第三个，第四个产生啸叫的频率。实际上，在一个扩声系统环境中，可以产生啸叫的频率会有几十个。

在了解啸叫形成的过程之后，可以很清楚地看出，啸叫形成的过程是有一定的特点的，即每多一次循环，同一频率的信号幅度都会比之前的要大一点。所以可以针对啸叫的形成的过程，对产生啸叫的频率进行分贝降低，一次降低3分贝，如果没达到要求，就继续降低3分贝。过去使用的模拟电子设备不能及时找到啸叫形成的过程，而现在所使用的数字电子技术和最新的DSP（数字信号处理）的速度非常快，能在短时间内就发现啸叫形成的过程。然后通过软件技术形成一个以啸叫频率为中心的窄带陷波滤波器，抑制啸叫的频率，从而控制啸叫。这种利用专门的设备自动抑制啸叫的原理就是根据啸叫形成过程的特点，而不是简单的抑制幅度大的频率，所以这种方法不会影响音乐效果。

三、抑制啸叫的措施

1、从音乐厅设计来抑制啸叫的措施。音乐厅的环境设计对抑制啸叫的产生和整个音响效果是起很重要的作用的。音乐厅内部的结构、形状和内部的一些装饰都会对扩声效果带来影响。但是校园里的音乐厅往往大多数在设计之处都没有考虑到这些对扩声效果有很重要影响的因素，直到后来安装音响设备调试声音的时候才发现整个音乐厅在扩声方面的缺陷。如果在设计之初对整个音乐厅进行声学上的一些计算，看看在传声器附近是否有较大的反射面，再看看整个音乐厅的混响效果是否合理，就会发现一些问题，并在装修时将这些问题都解决掉。比如在墙壁上安装一层吸音效果好的吸音材料，空腔结构的材料吸收低频声音效果好，软包结构材料对中高频声音的吸收效果好。市场上的吸音装饰材料有很多可供选择，都可以有效地减少对声音的反射，从而达到抑制啸叫的效果。

2、从音响系统设计来抑制啸叫的措施。在音乐厅声学设计有了保证之后，进行正确的音响系统设计也是抑制啸叫的重要方面。首先，话筒等传声器设备要尽可能的不出现在扬声器传声的直达范围内，这是减少啸叫不可少的地方。其次，话筒的传声器设备的高度尽量不要和扬声器等设备的高度在同一水平线上，否则就会有可能满足相位相同这一条件。总的来说，就是要正确的摆放话筒等传声器和扬声器等设备的位置，其中包括扬声器和话筒等设备的指向性、角度以及它们对面是否有较强的反射面，距离有多远等等。当传声器附近有较强反射面比如光滑的墙面、玻璃时，那就必须要挂上窗帘，或者使用吸音效果较好的吸音材料，这些都是抑制啸叫发生的重要措施。

四、从音响系统设备的使用选择来抑制啸叫的方案

1、在这里要强调一点的就是频率响应的特性。话筒等传声器设备和扬声器设备都是有频率响应特性的，并且频率响应特性也是影响啸叫产生的重要因素。如果用专用设备对传声器设备和扬声器设备的声音曲线进行分析话，就会发现，如果扬声器设备发出的声音的频率响应曲线出现较多峰点时，就容易形成啸叫，因为这些峰点的频率点的增益会比正常的平均增益要大。也就是说一旦峰点频率的增益比平均增益大时，就会让扬声器系统的电压值大于1，那么就会满足振幅平衡这一条件，就会产生啸叫。同样，话筒等传声器设备的频率响应曲线出现较多峰点时，也会容易产生啸叫。所以在选择传声器系统和扬声器系统时，我们要注意它们的频率响应曲线是否足够平滑，出现峰点的次数越少越好。同时，如果在一个节目中需要用到多个传声器时，就会更容易产生较多峰点，比率几乎是成倍的增加，抑制啸叫的难度也会加大。所以，在节目中暂时用不到的传声器可以暂时关闭，尽量地去避免啸叫发生的可能。

2、抑制啸叫除了以上的方法之外，还有最常见的方法就是选择一些专门抑制啸叫的音响设备。有一种设备叫做1/3倍频程均衡器，这个设备的作用就是将峰点频率的增益进行衰减，一般是衰减3-6分贝。但是这样的操作对调音师的要求比较高。首先要听，要听辨出啸叫的频率，然后要在均衡器上找到和频率峰点最近的频段进行衰减。其实这样的操作对声音的效果会产生较大的影响，因为这种均衡器的推子是1/3倍频程宽，在进行操作时峰点附近的频率也会被衰减，所以会对音质产生影响。另外一种非常常用的抑制啸叫的设备就是反馈抑制器。这个设备的操作相对要简单一些，因为它的工作原理就是根据啸叫形成的原理自动找到多个啸叫的峰点，并且把这些峰点存储下来，再以这个峰点为中心形成一个1/5或者1/10倍频程的窄带陷波滤波器降低这个峰点的峰值。这个设备对声音的效果影响相对要小一点，因为它的陷波方式比均衡器的陷波方式要窄很多。

啸叫的抑制并不是一件简单的事情，它也是困扰很多调音师的一个非常头疼的问题。很多时候我们发现我们的音响系统设备很好，均衡器和反馈抑制器都用上了，为什么还是会出现啸叫。其实啸叫的发生是由多方面因素影响的，音乐厅的声学设计是否合理，有没有做响应的吸音措施，如果工作都没有做，声学条件非常差的话，想要很好的抑制啸叫是一件非常困难的事情。啸叫的抑制也存在很多人为因素在里面，使用传声器的人姿势是否正确，是否进入了扬声器直达的范围内等等，最重要的是调音师，一个好的调音师是非常关键的因素。以上提到的一些抑制啸叫的方法和措施有一定的效果，可能不是最全面的，希望能在以后的生活和实践中找到一些更加有效的方法来抑制啸叫。

参考文献：

[1]樊永华.多媒体教室扩音啸叫声的排除方法[J].科技资讯，2008，（1）.

[2]黄洪剑.现场扩声中啸叫的抑制[J].音响技术，2012，（1）.

[3]靳聪，范元正.现场扩声中啸叫问题的分析与解决[J].音响技术，2011，（4）.

[4]王利.现场扩声中声反馈啸叫的抑制一提高传声增益的几种方法[J].电声技术， 2011，（11）.