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　　今日分享自吳宗榮老師早期的一篇文章——《嘿！音響人，我們來談談增益》。文中提到，當今音響圈，幾乎是以價錢來定論揚聲器數量，較少是以規矩的電器物理對數法則來求出現場所需的喇叭數量，或者是擴大器的增益。這問題以往未能在臺面上認真的談過，本文則以規矩的方式瞭解一下系統能耐。以下為全文：
　　早期在PA界里，運用喇叭及擴大器來取得聲音的增益是件很辛苦的事，當時的功率級能有100W 甚至150W時，接上喇叭后，那真是天霸王來著！也就是主流所談論的瓦數有多少，而非現今的聲壓增益標準說法。
　　現今100瓦的擴大器已非主流了，高科技的喇叭制程已深入消費圈，放大器1000W甚至更高的瓦數。在今日的工業技術裡，增益這個問題，只要你有足夠的費用，是可以很容易取得的。唯當游戲規則確定下來后，人們的觀念認同卻沒有同步更新，知識斷層往往就這樣發生，更何況我們這里并不是規格宣告單位，語言文字的問題所致，那么”User Bug”的比率就更高了。
　　今日在咱們音響圈內，請問有多少人是以規矩的電器物理對數法則來求出現場所需的喇叭數量，或者是擴大器的增益？幾乎是以價錢來圈出大約多少數量的揚聲器，這問題從來就沒有在臺面上認真的談過，現在讓我們以規矩的方式瞭解一下自己的系統能耐。

　　前言
　　架構一套聲音增強/增援系統，很多人不太能夠達其意境。之所以在聲音傳導上須要支援就大有原因，你我面對面的談話很直接，清楚得很，但是如果咱們兩人相距30公尺呢？說話即要輕松又要清楚時，那就需要支援，借由什東西？那就是電聲系統，以電子設備去延伸一個現場所需要的聆聽，那麼就須要一些聲音設備組合的計算。（接下來我們依照往例，盡可能的去掉數學，文章才比較有趣，在這里要導入的數據是原有的物理及人耳比照對數特性的法則，而非新東西 ” 陣列 ” 的算法。）
　　我們需要多少的增益？
　　一位好的 Sound man 總是能確立清楚自己要 on show 的聲音系統，整個 SPL 前后是怎麼一回事，如此才能在期間拿捏音樂節目的起伏，如果沒有這樣先前架構操作的音壓值，你會發現自己總是低于甚至超過整個系統內其總增益需求的規格，偏偏這樣的情形在圈內不少見。
　　必須注意的是：聲音增益條件不夠的系統，千萬不要勉強，損壞的不僅是設備，本身的技術能力也會被質疑。另外，當聲音總增益條件高于現場所額定的需求，那 on panel 的 sound man 將會輕松快樂的享受過程。
　　讓我們來假設工作情況：在一個室內中型場地的環境(這樣的場合大家常常會面臨)，我們希望在揚聲器到聆聽者位置，其間能有95dB的正常音樂節目表現聲壓，相對的其動態峰值即有101dB，然后再加入我們希望的10dB動態峰值 (Head Room) ，以滿足現場瞬時的表演動態聲壓需求。
　　我們都知道的是喇叭聲音的放射是類似球面狀的散開，從音源點與距離的衰減是以距離的平方成比例，按照這樣的換算量測值，距離每增加一倍，聲壓電平將會耗損6dB (請注意此換算法不適用于垂直陣列)。
　　又假設聲音控制臺是架于80英尺，揚聲器的靈敏度是參照國際AES(Audio Engineering Society)1公尺1W的電平，注入喇叭所得的測試標準值，這時因距離而耗損的電平式子，即：
　　式子1
　　聲壓距離耗損值=20log(英尺的距離/3.3)
　　聲壓距離耗損值=20log(距離/公尺)
　　式子1的第一行是如果距離是以英尺來度量時，可利用它來轉換成公尺，現在代入我們假設的數據(別忘了工程計算機)，利用“式子1”這80英尺換算成公尺差不多是24.242424.. 就是24公尺啦，然后把24公尺log(對數)一下，所得的值是1.38457…….。再乘以20,最后的答案會是27.6915….，四舍五入就是28dB。
　　因此故事告訴我們：聆聽者位置與發音點的80英尺(24公尺)距離，將會有28dB的聲壓耗損，好啦！把剛才例子所擬設的動態峰值101dB再加預設的10dB動態峰值，再加28dB的距離耗損，即101dB+10dB+28dB=139dB，此時我們知道由音控臺到喇叭發音位置，它的最大SPL須要在139dB。當然，如果有某種喇叭一支從原地發音在80英尺后仍有139dB，這用一支喇叭就搞定了。不過科技尚未如此發達，因此我們必須乖乖的選擇一支能夠滿足上述AES標準1公尺@1W能測得139dB的額定峰值聲壓電平，然后再增加此規格的喇叭數量，這就是為什麼主喇叭數量都要那么的多，了解了吧。
　　現在大家使用的主喇叭幾乎不是單音路(全音域)，大多是三音路的(3way) ，區分為高(HF)、中(MF)、低(LF)音域。
　　AES宣告的最低功率額定規格在各音域的數值是：
　　喇叭的音域——HF——MF——LF
　　1W@1m數值——112dB——109dB——103dB
　　AES功率額定值——200W——400W——1000W
　　求出的最大SPL值——141dB——141dB——139dB
　　喇叭的最大音壓MAX.SPL求法：
　　假設有某牌子的喇叭，它的靈敏度(1W@1m)是高音(HF)112dB，中音(MF)109dB,低音(LF) 110dB，那我們可以利用此式子求出它的最大音壓(1W@1m)。
　　式子2 :
　　音壓最大值=喇叭1W@1m靈敏度+10log(AES宣告最低額定功率)+6dB峰值
　　SPL=高音112+10log(200W)+6dB
　　SPL=112+23+6
　　SPL=141dB
　　工程計算機的按法，可以一路寫完看總值，而一般的商務計算機可由高音200W先log(對數)之后，它的值再乘以10=23.010299..之多，再加112dB=135.0102….再加上6dB峰值系數.這支喇叭的高音組件是141dB大于139dB 的要求條件。
　　在這里可以看出一個很幫忙的數學，就是要知道任一瓦數的后級換算成多少分貝瓦(dBW)的式子，即：
　　式子3：
　　10log(瓦數)
　　同樣的中音組件亦是導入式子2來求得，唯低頻組件的SPL低于標準，所以必須再加一倍同樣響應頻率的低音喇叭數量才能滿足這個擬設的音壓標準。
　　第二種方式則是減少中/高音域的能量來匹配整體頻段的音壓，相對的就是降低這先前的音壓標準值了。
　　如果由 141 dBSPL 的音壓值降到139dBSPL位置，這不只是3dB的事，前篇的文章有提及到，人因為對聲音的大小變化特性是+-3dB的增減，而這3dB的增減已是讓后級放大器功率+-10倍的變化了。
　　上述是以8歐姆的方式來做為范例，真正的投資應用時，大家幾乎都是4歐姆的并接方式，即表示兩支喇叭去接擴大器的一邊，現在我們來看看它們是怎麼的不同。以一只高音112dB，再加一支就是115dB。
　　10log(10^(112/10)+10^(112/10))=115
　　另外200W的擴大器阻抗4歐姆時，一般會增加75%的能量，無法百分之百是因為電功需、線損等因素造成的，所以變成大約是300的功率來推動這兩只高音。
　　套入式子2：
　　音壓最大值=喇叭1W@1m靈敏度+10log(AES宣告最低額定功率)+6dB峰值
　　MaxSPL=115dB+10log(300)+6dB
　　MaxSPL=115+24.7+6
　　MaxSPL=145.7=146dB
　　這結果會滿足我們擬設的音壓標準，在沒有增加后級放大器的情況下，音壓增加了。那么不同的是？就是我們增加了喇叭數量，還有一個更重要的是每一臺的后級全都是增加了一倍的消耗電流在工作著，最要注意的是溫保問題，很多的后級在溫度提高后，往往就跳掉或是自潰降低輸出功率來讓電路溫度快快下降，這是一個問題。
　　OK，回到先前8歐姆內容，其實內行的人早也知道欲要有一倍大的音壓感覺時，即需要將近10dB 的差別你才會感覺到有所不同。
　　因此我們還是實務些，在此說明，各位看倌，我們已知道上述某品牌喇叭的各音域最大的SPL值，那我們就要來挑選適當功率的擴大器了，利用此式子求出各音域的功率額定值，即：
　　式子4：
　　dBW=音壓峰值─音域組件的靈敏度+距離的耗損
　　式子中的(音壓峰值)是我們先前擬導的動態峰值101dB(95聆聽+6dB的動態峰值)，然后再加入我們希望的10dB動態馀欲,(Head Room )，所以101dB+10dB=111dB，音域組件的靈敏度則是喇叭裡，各音域組件的1W@1m值，距離的耗損，就是先前80英遲(24公尺) 求出的28dB的音壓耗損值.ok，現在導入各音域的值來求出它的功率量額，即 :
　　高頻(111dB─112dB)+28dB=27dBW。
　　中頻(111dB─109dB)+28dB=30dBW。
　　低頻(111dB─103dB)+28dB=36dBW。
　　就dBW換算回來功率瓦數如附表可看出一些端倪，
　　高頻27dBW=500W
　　中頻30dBW=1000W
　　低頻36dBW=4000W
　　整理后，我們看出了一些不同，就是低音部份的數據，是需要增強許多，我們可使用多組1000W后級加低音喇叭，或是上述的使用4歐姆方式來達到擬設的標準。看完這篇的內容后，也得到幾個簡單的數學式子，它可以幫我們先前的規劃計算出多少的音壓，與要使用的動態值等等，各位可看看自己在使用的主喇叭，它們的規格是多少，如同我所本身的MARTIN VRS-1000為例,
　　1m@1W=106dB，我使用1000W的后級，于是106+30=136dB
　　在1m的地方，然后我以一般4歐姆的接法就會得到109+31.5=140.5dB之多(1m位置 )。
　　這一篇的目的就是讓各位可以瞭解自己的后級與喇叭設備可以有多少的能量，這還不包括所謂的好聽不好聽，這只是后級與喇叭，往前延伸的就是前級部份，它們要調整在何處？標準在哪里？這都是一套系統建立后所要去調整與了解的。
　　Mixing Console&Processors（混音器與處理器）
　　混音的輸出電平與下鏈的處理器之間的電平位準，最后與后擴大器連接時，你必須要清楚利用混音機組合的聲音訊號，它們的訊號電平在多少的指示即可讓你的后級擴大器滿載，多少的電平指示，即讓擴大器到達最大的峰值切割，這是非常的重要。
　　一般的混音器皆能處理+18dBu，甚至+24dBu之間的輸出電平位準。簡單的說，如果你以一般+4dB，(1.23V)=0VU；另外，你的數位處理設備是-18dB(dBFS)或 -20dB(dBFS)=+4dBu，相對的如果你的擴大器是架構滿載于0.775V.或1.4V的情況時，你會清楚整體擴大器運作在什麼樣的范圍里，所以能夠去利理解界定擴大器的峰值切割，與擴大器的增益在分貝數值與電壓之間是非常的重要。