多媒體綜合教室擴(kuò)聲系統(tǒng)中聲反饋的消除

    語(yǔ)言傳擴(kuò)聲效果的好壞，對(duì)教育教學(xué)過程的成敗至關(guān)重要�，F(xiàn)代教育設(shè)施系統(tǒng)中，特別是多媒體綜合教室中的傳擴(kuò)聲問題，應(yīng)引起我們的高度重視。 

    一、多媒體綜合教室中語(yǔ)音傳擴(kuò)聲技術(shù)的關(guān)鍵和難點(diǎn)

    多媒體綜合教室中傳擴(kuò)聲技術(shù)的關(guān)鍵和難點(diǎn)是如何解決室內(nèi)聲音的正反饋（自激嘯叫）。聲音的正反饋是指音頻輸出信號(hào)的一部分與輸入信號(hào)同相位地加到輸入端，導(dǎo)致增益不斷加大而引起不可控制的振蕩。也就是人聲經(jīng)話筒換能后通過放大器輸出至音箱播放出來(lái)，其中的一部分再傳到話筒中，形成循環(huán)的正反饋環(huán)路，引起嘯叫。從音箱直接傳達(dá)到話筒的稱為直達(dá)聲反饋，它可以通過合理布置話筒與音箱的位置來(lái)解決；而聲音經(jīng)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(zhǎng)期困擾音響工程師的一大難題。

    二、聲反饋產(chǎn)生的條件與消除的方法

    產(chǎn)生聲反饋要同時(shí)具備兩個(gè)條件：（１）話筒與音箱同時(shí)使用；（２）音箱放送的聲音被話筒接收。一般來(lái)說，在錄音和還原系統(tǒng)中不具備產(chǎn)生聲反饋嘯叫的條件。因?yàn)殇浺粝到y(tǒng)中雖有監(jiān)聽用音箱，但話筒的拾音區(qū)域與監(jiān)聽音箱的放音區(qū)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(tǒng)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(yǔ)音近講拾音，放映音箱距話筒很遠(yuǎn)，所以不可能發(fā)生聲反饋情況。而在擴(kuò)聲系統(tǒng)中，就存在聲反饋嘯叫問題。

    在多媒體綜合教室的擴(kuò)聲系統(tǒng)中使用話筒拾音時(shí)，由于話筒的拾音區(qū)域與音箱的放音區(qū)域不可能采取聲音隔離措施，音箱發(fā)出的聲音很容易通過空間傳到話筒，因而會(huì)導(dǎo)致聲音正反饋。

    擴(kuò)聲系統(tǒng)出現(xiàn)聲反饋嘯叫，一般是系統(tǒng)中聲音的某些頻率過強(qiáng)，當(dāng)提升話筒錄音量時(shí)，由于這些過強(qiáng)的頻率恰為正反饋，它們一旦達(dá)到聲反饋振蕩所需要的強(qiáng)度，則在此頻率上就會(huì)出現(xiàn)自激振蕩現(xiàn)象。分析起來(lái)，導(dǎo)致系統(tǒng)中聲音的某些頻率過強(qiáng)的原因主要有以下三個(gè)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(qiáng)。房間是一個(gè)聲學(xué)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(huì)使聲音的某些頻率被格外地加強(qiáng)，以致其達(dá)到聲反饋振蕩所需要的強(qiáng)度；房間中的各種擺設(shè)和墻面都會(huì)產(chǎn)生聲反射，房間的某些部位因聲疊加，聲音會(huì)加強(qiáng)。故房間的聲學(xué)狀況對(duì)于聲反饋嘯叫的影響不可低估。

    2.音箱頻率響應(yīng)的起伏與振鈴模態(tài)使聲音的某種頻率加強(qiáng)。音箱的發(fā)音單元為揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)曲線不可能絕對(duì)平直，肯定會(huì)有某些頻率被加強(qiáng)的情況。這個(gè)過強(qiáng)的頻率就可能造成聲反饋嘯叫。同時(shí)，音箱腔體的聲學(xué)共振也會(huì)產(chǎn)生一種振鈴模態(tài)，音箱存在的振鈴模態(tài)會(huì)導(dǎo)致聲染色的發(fā)生，也就是音箱發(fā)出的聲音在某些頻率過強(qiáng)，因而在這些頻率上有可能產(chǎn)生聲反饋嘯叫。

    3.話筒對(duì)某些頻率的拾音靈敏度過高。與揚(yáng)聲器一樣，話筒的頻率響應(yīng)曲線也不可能保證絕對(duì)平直，對(duì)某些頻率的拾音靈敏度過高的情況在所難免，這就會(huì)造成對(duì)某些頻率的聲音輸出過強(qiáng)，從而有可能在這些頻率上出現(xiàn)聲反饋嘯叫現(xiàn)象。一般來(lái)說，話筒的高頻靈敏度偏高，容易在高頻端產(chǎn)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(diào)音臺(tái)，運(yùn)用機(jī)械陷波器降低易嘯叫頻段點(diǎn)的電平增益的方法達(dá)到解除嘯叫的目的。

    （２）采用數(shù)字反饋抑制器，其原理就是一臺(tái)自動(dòng)調(diào)諧參量的電子陷波均衡器，其陷波效率更高。

    用調(diào)音臺(tái)解決是目前最普遍的方法。由于調(diào)音臺(tái)中聲音濾波器的頻率是固定不變的，無(wú)法將其精確定位到聲音的回饋頻率點(diǎn)，所以濾波器設(shè)計(jì)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(tǒng)資源為代價(jià)的，提高擴(kuò)聲增益僅３－５ｄＢ。

    數(shù)字反饋抑制器可以自動(dòng)設(shè)置在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)模式中使用更加尖銳Ｑ值的陷波器，以最大程度減少聲學(xué)正反饋、保持原始聲源的音頻特性。現(xiàn)在市場(chǎng)上主要以進(jìn)口品牌為主，如SONYSRP-FR300數(shù)字反饋抑制器，它的每個(gè)聲音通道中都運(yùn)用了15段靜態(tài)和5段動(dòng)態(tài)陷波濾波器來(lái)減少聲學(xué)正反饋，以保證良好的音質(zhì)效果。

    三、多媒體綜合教室語(yǔ)音擴(kuò)聲中消除聲反饋?zhàn)钣行У姆椒ā�—移頻放大

    多媒體綜合教室是學(xué)�，F(xiàn)代化教學(xué)的重要場(chǎng)地，使用頻繁，而且使用人員經(jīng)常變動(dòng)，一般不宜采用嬌貴的調(diào)音臺(tái)及數(shù)字反饋抑制器等專用設(shè)備來(lái)消除聲反饋。目前，有不少學(xué)校采用移頻的方式來(lái)解決這一問題。

    這種方式是將調(diào)音臺(tái)輸出的信號(hào)提升3-8Hz的頻率，再經(jīng)揚(yáng)聲器重放出去，這樣與原頻率不會(huì)疊加，從而切斷聲音正反饋鏈路，達(dá)到抑制嘯叫的目的。其原理是將音頻信號(hào)所有的頻率成分同時(shí)升高或降低一小段頻率，使之與原來(lái)聲音的頻率形成一小段頻率差△ｆ�！鳎鏋橐祁l數(shù)，在擴(kuò)聲系統(tǒng)中，△ｆ大約是室內(nèi)混響時(shí)間倒數(shù)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(shí)測(cè)室內(nèi)聲反饋頻率畸變曲線可知：要使擴(kuò)聲系統(tǒng)穩(wěn)定，此峰點(diǎn)必須低于臨界點(diǎn)，但是，由于平均頻率特性的電平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于峰點(diǎn)電平，大部分頻率范圍內(nèi)的擴(kuò)聲增益都很低，擴(kuò)聲系統(tǒng)的潛力不能充分發(fā)揮。采用移頻法后抑制了再生過程，改善了擴(kuò)聲系統(tǒng)的頻率特性，相應(yīng)地也抑制了混響干擾。所以移頻法能明顯地改善擴(kuò)聲增益、頻率特性和語(yǔ)言清晰度。

    運(yùn)用移頻擴(kuò)聲系統(tǒng)，要根據(jù)室內(nèi)空間的不同調(diào)整移頻數(shù)。在固定的擴(kuò)聲空間內(nèi)，移頻數(shù)一經(jīng)調(diào)試妥當(dāng)，勿需再做調(diào)整。運(yùn)用移頻擴(kuò)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(yǔ)音擴(kuò)聲的需要。由于降低了聲音正反饋的可能，就提高了擴(kuò)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(kuò)大了教師講課活動(dòng)的范圍，教師可以自由地在授課區(qū)或聽課區(qū)內(nèi)與學(xué)生進(jìn)行交流、探討、辯論。