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說說陣列 ( Line Array ) ) 01_________________________________________________吳榮宗 主筆
前言

2003 年的 9 月份在歐洲英國有的一個當地專業器材展 PLASA SHOW
Professional Lighting and Sound Association 而這只是順道,主要是在同期間,英國 MARTIN AUDIO喇叭
公司展開連續三天的陣列喇叭技術課程教育,很榮幸藉由台笙公司呂勝雄先生的資源,我也受到邀請。
一連 9 天的英國行,並不是想像中的輕鬆優閒,其中三天的課程更不是想像中的簡單好混,這一趟
總結一些心得,以簡單易懂的結果來與各位分享陣列喇叭其中的基礎認知。

一般大家對陣列的觀點及問號,在這次教習裡全都有說明,課程的講師是世界有名的工程大師
Jim Cousins,在這次三天的課程裡,另人高興的是工程專業人員並不是在吹噓自己 ( MARTIN ) 產品
的好壞,而是解說陣列的原由,引導在座的學員去瞭解傳統喇叭與陣列音箱是怎麼個不一樣,
這就讓人有興趣聽下去,因為每一家廠牌都有自己的宣告規格,我們要聽誰的?

科技與潮流走到這個地步,多找、多查、多問、才會接近答案的,Jim 所講說的是 Line Array 的原理,
那這個方向就對了,這都是你我想知道的事,別管誰家的理論對否,或是自創規格的,從世界一窩子
的陣列喇叭,差不多其原理優與缺他都有提及到,從物理、空氣傳導、號角壓縮、溫濕度、風等問題,
全都說到了,在教授的過程裡 Jim 他認定大家是有一相當程度的瞭解來進行的。
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左-吳榮宗
右-喇叭工程界的名人-Jim Cousins,
他也是L-Acoustic V-DOSC 喇叭的設計參與之一。
我們回到主題,基本上在陣列基礎裡,它必須
在垂直與水平一定的範圍內得到一個很高的能量
輸出。
所以水平 ( Horizontal ) 射角,即左右的
含蓋角很寬,而垂直 ( Vertical ) 角度,即上下
角度就沒那麼的
寬。

如果各位有用過 / 看過所謂的柱型喇叭(column),在公共場合或教會場所等地方,全都會看到這種
音箱結構,小小長條型,喇叭等距排列,軸心
呎吋等距排列,聲音超大聲的,這就是原始的
陣列喇叭排列!
同款式型號上下左右加數量時,單體的間距都還是一樣的,數個 column 你將
它垂直或是水平的排列,
那將會得到物理上
所稱的兩倍增益,因此同規格的箱子你再加上
一支時,在一定的角度裡,它會在
基本的頻率
上有加倍的能量輸出,如此無論加多少支的
喇叭,它也算是一支喇叭的意思,這種設計的
概念就是切方塊的意思,無限加總也是一只
單元,當然數量愈多,音域涵含蓋範圍就愈
平均。


Column


等距的軸心


等距的軸心陣列架構
這樣的小結構應用在公共工程 ( Public Address ) 上,是非常的適用與成熟,然而就大型的現場聲音增援
系統而言,這些小型元件就嫌不足,所以將這樣的物理特性發展成為大型喇叭系統,從 L – Acoustic
公司的 VDOSC 早在 199X 年至今,所謂的線陣喇叭已經是趨近成熟的產品了。不過一樣的結論是新
的線陣觀念應用,對於原有的傳統喇叭設計是不會被取代掉的。
我們翻翻各廠牌的大小陣列喇叭數據,音壓大都超過 100 dB@ 1w / m 以上,這是一定的,因為一個
音箱裡,就早期不過是單一個高音、中音、低音的喇叭元件,現在幾乎是雙元件組合,高密壓縮,
另外後級也用得多,音壓能量產生自然都會比以前提升不少。
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BOSE III 觀看其單體的排列
陣列的特性並不一定喇叭箱子是橫式的,在一只箱子內
組合一些單體軸心等距時,
即有此潛在物理特性產生,
簡單的例子,Bose 802 單體的排列法,MARTIN WCT / CM
都算是陣列的
一種,只是加總能量的多寡,再精闢的說,
你心坎裡想問的 plus 6 dB 的增益有嗎?答案是有的,
以人們所能辨別的頻率
20 Hz ~ 20 KHz,這種結構是能
達到的,總括 Line Array 系統,在某些頻率範圍倍數量
增加時,
數據大至上是這樣的 :

MARTIN WCT / CM 陣列架構
假如 @ 1w / m,的 SPL
2 x Line Array approximate = 120 dB ( 持續音壓 ), 126 dB
( 峰值音壓 ),
4 x Line Array approximate = 125 dB ( 持續音壓 ), 131 dB
( 峰值音壓 ),
8 x Line Array approximate = 129 dB ( 持續音壓 ), 135 dB
( 峰值音壓 ),
數量一直加總上去,就必須要會有那樣子的音壓結果,當然在
設計的開頭,一只音箱裡先行增加
發音元件,再來是高衝程、
耐高壓的音圈與紙盆結構,這等於是從頭到腳所有的元件全都
要改變。
也因此陣列喇叭價格遲遲不降。
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風向、濕度等,你才能得到物理計算的理想數值,如同 column 的擺法,陣列的特性才會產生,而且
在近面距離的區域,因距離的能量損耗不會是 6 dB,大約會是 3 ~ 4 dB 而已。
還有,這 6 dB 增益,3 dB 距離損耗的神話並不是全頻 ( 20 Hz ~ 20 KHz ),每一家的喇叭的特性皆
不同,吊到高處後每支喇叭與喇叭之間的角度又要偷一點,你才能含蓋全場,那樣是更不
會到達所謂
6 dB 的增益的,我們用數學來解讀這物理,也當然是理想的條件下去擬算這電氣物理。
請各位看一下 Jim 所提供的數學,
_
距離的轉變 = 喇叭數量 x 任一可聽頻率 / 聲音的速度頻率我們以 1 Khz 代入,喇叭數量一支,
音速 330 公尺,
老樣子,計算機拿出來,

鍵入 1

鍵入 ╳ 號

鍵入 1000

按下等於鍵,答案是

1000

按下 ÷ 號

鍵入 330

按下等於鍵,答案是

3 . 03 公尺

我們假設這 1KHz 在這 3 公尺的距離是 100 dB,然後依照舊例,喇叭數量增加一倍時音壓增加
3 dB,現在我們再加上一支喇叭看看是否正確,
_



依圖示說明傳統喇叭單一支的音壓 / 距離解說
鍵入 2

鍵入 ╳ 號

鍵入 1000

按下等於鍵,答案是

2000

按下 ÷ 號

鍵入 330

按下等於鍵,答案是

6.06 公尺
_



依圖示說明傳統喇叭兩支的音壓 / 距離解說
現在我們來瞭解他們所提供陣列的聲學物理數學 :

距離的轉變 = 喇叭數量的平方 ╳ 任一可聽頻率 / 2 ╳ 聲音的速度

另外陣列的特性是不能單一支使用,單一支陣列喇叭是無法產生能量倍增的物理特性,

所以基本最少就是兩支是增加角度,三只以後才有加能的現像產生。
我們來試算一下。

鍵入 2

鍵入 ╳ 號

鍵入 2 ( 2 的平方 )

按下等於鍵,答案是

4

鍵入 ╳ 號

鍵入 1000

按下等於鍵,答案是

4000

按下 ÷ 號

鍵入 660 ( 就是 2 ╳ 330 的答案 )

按下等於鍵,答案是

6.06 公尺
_



依圖示說明 Line Array 兩支的音壓 / 距離解說
這麼一來 1 KHz 在 3 公尺的位置是 103 dB,而 6 公尺的位置是 100 dB,同樣的,我們

現在加上一倍喇叭來計算看看,

鍵入 4

鍵入 ╳ 號

鍵入 4 ( 4 的平方 )

按下等於鍵,答案是

16

鍵入 ╳ 號

鍵入 1000

按下等於鍵,答案是

16000

按下 ÷ 號

鍵入 660 ( 就是 2 ╳ 330 的答案 )

按下等於鍵,答案是

24 . 24 公尺



依圖示說明 Line Array 四支的音壓 / 距離解說
這個數學公式說明了陣列的物理變化,1 KHz 在 24 公尺的位置是 100 dB,那麼在 3 公尺的位置就
擁有 109 dB,四支喇叭而已,現在我們拿回上面舊公式來算一下傳統喇叭須要多少支
才能在 3 公尺的
位置擁有 109 dB,

鍵入 8

鍵入 ╳ 號

鍵入 1000

按下等於鍵,答案是

8000

按下 ÷ 號

鍵入 330

按下等於鍵,答案是

24 . 24 公尺

這個差異結果已經計算出來了,傳統喇叭須要 8 支才能在 24 公尺的位置擁有 100 dB,那在 3 公尺的
位置才能擁有
109 dB,我們要讓陣列喇叭真正發揮功能的話,在飛上去懸吊的下限就是 4 支同規格的
陣列喇叭,而且這樣的組合必須是沒有角度的才能有加6現現象產生。
一般人看了單一支音箱的規格音壓數據都大於傳統的音箱,以為一支 Array 喇叭就抵數支傳統音箱,
事實並不是如此,如果是少量使用陣列喇叭時,即便你增加低頻音箱 ( Sub low ),以現場單一支的
喇叭
的聲音將會像是 Telephone voice 因為垂直角度的窄小使得低頻受限,如同鐵喇叭配
超低音,形成不自然
的音場,若要讓一支聲音有那麼均勻的頻寬,那麼就必須再次的犧牲垂直的角度,陣列發展現今,
已經有兩支的組合而且是小型的假性陣列喇叭,每單一只15度,兩只組合之後形成30度來滿足一般
現場通俗的應用,然後還可以插架子,JBL VRX,MARTIN 就已經朝這
方面開發了,未來陣列喇叭
化整為零,可以拆開插架子的研發一定會是雨後春筍的。

未完…………
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