如今，國內熱掀的“環保潮”已在眾多領域積極開展。作為音響人義不容辭，也當自醒：在擴聲工程中，關於“節能降耗”我們能做些什麼呢？以下這篇 文章的觀點，小編認為還是很應景的，具有一定的借鑑意義，特此分享給大家。
一、引言
“節能減排”是拯救地球、造福人類的大事，已在眾多領域積極開展，但在擴聲工程中卻至今似乎仍是一片空白，而且擴聲工程人為加大能耗的現象還愈演愈烈，其最典型的就是無原則地提高擴聲功率和系統複雜性，使擴聲系統的功率消耗大大增加、資源浪費嚴重。
筆者見過不足20平方米的卡拉OK包房用了最大聲壓級達140dB的全頻+低音揚聲器系統; 還見過同樣是不足20平方米的卡拉OK 包房用了YAMAHA01V96 數字調音臺和兩臺TC XO24數字聲頻處理器。小小包房用上這兩種設備本來已經夠“意思”的了，卻還另外配置了均衡器、壓限器和效果器等數字調音臺和數字聲頻處理器內本來已內置的信號處理周邊設備，最“精彩”的是還加了1臺Tlaudio5001電子管傳聲器放大器。最終32路數字調音臺僅僅起了6路小型模擬調音臺的作用，而數字聲頻處理器只用作分頻器，並且用兩臺數字處理器分別作左、右聲道分頻。
上述設備加上兩臺無線傳聲器接收機、反饋抑制器、3臺功放和電源時序器等幾乎裝滿1臺2m高的機櫃，機櫃一直鎖著使用，因為這麼複雜的系統唱歌的顧客肯定不會、也不敢調控。
究其原因可能是業主盲目追求“檔次”，而無良工程商便投其所好，設備越多利潤越多，設計、安裝、調試費也越高，正好大賺一筆。上述現象在當前絕非個別，只是也許沒有這個例子那麼誇張而已。筆者無力改變這種現象，但試圖提出一些在擴聲系統中節能減排的建議，因此不打算做理論分析，只是分別從建聲設計、擴聲設計和現場調控各方面談談自己的看法。揚聲器系統、功放、信號處理設備、調音臺、信號控制設備和信號源，逆著系統信號流程是因為揚聲器系統和功放是擴聲系統的“能耗大戶”，最具有節能潛力，因此最先講述。
二、建聲設計
就廣義的擴聲系統而言，擴聲環境是擴聲系統的一個重要組成部分。建聲設計不僅影響擴聲效果，而且也影響擴聲系統的能耗。由於中小型工程很少進行專業的建聲設計，往往是由裝潢設計來兼任，而絕大多數裝潢設計人員缺乏專業的建聲設計能力，只知道擴聲場所需要吸聲，於是採用大量的軟包或穿孔吸聲板來裝潢，造成擴聲場所吸聲過度而且各頻段吸聲不均勻，不僅使音質受影響，也提高了對擴聲功率的要求。因此，避免過度吸聲可以降低擴聲功率而節能。
室內聲場中某一點的聲壓級除了直達聲以外，還有反射聲的貢獻，特別是有益的早期反射聲。如果建聲設計時考慮設置適當的反射面、利用聲擴散，使早期反射聲得到充分利用，也能夠減小擴聲功率，達到節能的目的。
三、擴聲設計
(1) 揚聲器系統
揚聲器系統是擴聲系統最終端設備，卻也是效率最低的設備，因為揚聲器的電/聲轉換效率是比較低的，特別是直接輻射式揚聲器，其電/聲轉換效率只有1%～4%，也就是說加給揚聲器100W電功率，揚聲器輸出的聲功率只有1～4W。正因為如此，揚聲器系統是擴聲系統節能的最關鍵因素。
① 選用最大聲壓級適當的揚聲器系統
設計人員常常根據擴聲工程類別和要求，依據GB 50371—2006《廳堂擴聲系統的設計規範》等國家或部標準中規定的不同類型和級別要求的最大聲壓級，通過“距離加倍聲壓級相差6dB”來簡單估算對揚聲器系統要求的最大聲壓級，為了保險起見，還要再加一定的餘量。
且不說GB 50371—2006標準只規定最大聲壓級是否合理，而按照“距離加倍聲壓級相差6dB”估算出來的是直達聲的聲壓級，前面提到過室內聲場的聲壓級還有反射聲的貢獻。在進行EASE聲場模擬時就可以很明顯地看出，即使全頻混響時間在1s以下，總聲壓級還是要比直達聲聲壓級高出許多。
可見，通過上面簡單估算的最大聲壓級一般不必再加餘量已經夠“保險”了。近年來，擴聲現場音量過大已經逐漸引起人們的重視( 後面還要專門談到) 。因此，不要一味追求聲壓級過高的揚聲器系統。實際上，現場擴聲無論選擇聲壓級多麼高的揚聲器系統，最終擴聲的實際音量還是要受到傳聲增益的限制。
② 選用靈敏度高的揚聲器系統
揚聲器的靈敏度是可以表徵揚聲器效率的一個特性參數。由於功率和聲壓級是對數關係，如果揚聲器的特性靈敏度級高3dB，加給揚聲器的功率就可以減少一半。也就是說，靈敏度分別為93dB和96dB的揚聲器系統，要在距離揚聲器中軸線1m處得到113dB的聲壓，前者要加上100W功率驅動，而後者只要50 W。
有人說靈敏度低的揚聲器音質更好，例如被HiFi發燒友趨之若鶩的LS3 /5A 揚聲器靈敏度只有82．5dB。其實不盡然，法國LMlab(勁浪) 揚聲器靈敏度都很高。對專業擴聲揚聲器更不必在意靈敏度高低對音質的影響。因此，儘量選用高靈敏度的揚聲器是擴聲系統節能的最重要措施之一。
③ 選用功率分頻揚聲器系統
雖然電子分頻系統通常可以取得比功率分頻更好的音質，但其代價是必須分別用功放去驅動各路揚聲器，使功放的數量和能耗大大增加。其實質量好的功率分頻全頻揚聲器系統也具有優良的音質，因此從節能的角度出發還是儘量使用功率分頻的整體或分立( 中高音揚聲器系統獨立，但從低音揚聲器系統取得功率分頻的驅動) 的揚聲器系統。
④ 儘量減少輔助揚聲器
濫設“輔助”揚聲器可以說是目前擴聲工程中最普遍的問題。筆者幾年前應邀去解決一箇中型多功能報告廳因明顯的聲音拖尾造成語音清晰度差、傳聲增益低等問題，去了以後發現該廳建聲方面沒什麼大問題，但廳內除了兩隻返聽揚聲器和安裝在舞臺內的兩隻低音揚聲器外，主席臺口兩邊各吊裝了兩隻全頻揚聲器，觀眾廳兩邊側牆和後牆又每邊各吊裝了3只全頻揚聲器。在這10只揚聲器“包圍”下，致使廳內產生了嚴重的聲干涉現象。於是，筆者只保留主席臺口兩側各1只揚聲器作為主擴聲，其餘8只揚聲器的功放全部關閉，並取下兩隻裝入舞臺內低音揚聲器旁作為前排補聲以使聲像下移。結果聲音拖尾完全消失，語音清晰度很好，傳聲增益得到明顯提高，聲像一致性也明顯改善。幾年來接待多位名人講學，效果十分滿意。
造成濫設“輔助”揚聲器的原因一方面是一些工程商缺乏正確的設計水平和調試手段，為了不易產生聲反饋嘯叫，就在觀眾廳大量設置“輔助”揚聲器以提高聽眾附近的聲壓，以為這樣就可以降低主揚聲器聲壓而避免聲反饋嘯叫; 另一方面便可能是前面提到過的利益驅使。
實際上，除非進深特別大而層高又很矮、或是建聲太差以及主擴聲揚聲器會產生聲陰影的有樓座的廳堂才需要考慮設置輔助揚聲器。只要建聲不太差、系統調試得當，主揚聲器可以保證聲壓級和聲場不均勻度達到指標，而且聽眾都在臨界距離之內，既改善了聲像一致性，又節省了輔助揚聲器及其功放，顯然符合節能和節省資源的目的。
(2) 功放
① 選用高效率功放
專業聲頻功放多年來的主流是AB類，它的效率可以達70%～80%，實際上是指單純功率放大級在滿功率時的效率值。實際上在輸出功率很小的時候，功放管功率損耗明顯增加，效率便大大下降，只有20%～30%。為此派生出了所謂G類和H類功放，它們都是使功率管供電電壓隨輸出功率自動調整，低功率輸出時功率管供電電壓隨之降低，以減小功率損耗，使功放效率得以提高。近些年由於D 類功放解決了開關干擾問題，已經在擴聲領域得到愈來愈廣泛的應用，其效率可達到80%～90%，而小功率輸出時效率不像AB類那樣明顯下降，由於效率高，功率管的散熱器也大大減小，因此D 類功放功率損耗和資源損耗都很低。
開關電源的應用也提高了功放的整體效率。相比線性電源，它的功率損耗和資源損耗都要小很多，線性電源功放裡單是那又大又重的電源變壓器要消耗多少硅鋼和銅材。目前AB類功放和D類功放都有使用開關電源的，尤其是D類功放和開關電源可以說是相得益彰。
現在D類功放價格還比較貴，其實它的生產成本比AB類功放低，其價格一定會逐漸走低。目前使用開關電源的AB 類功放或許可以兼顧高效率和低成本。
② 功放的輸出功率適當
為了取得足夠的動態，設計人員常常把功放的功率餘量設計得很大。其實除非是一些高動態場合，一般功放額定輸出功率取揚聲器系統額定輸入功率的1．0～1．2倍就可以了，即使是高動態場合，一般有1．5倍也能滿足使用要求。功放過大的功率餘量顯然增加能耗和資源損耗，所以功放的輸出功率要適當選擇。
(3) 信號處理設備
數字聲頻處理器的應用日益廣泛，用它代替擴聲系統的均衡器、壓限器、分頻器和反饋抑制器等常用的信號處理設備，也可以節省不少能耗和資源損耗，而且系統顯得簡潔，更可以將調試結果鎖定，防止被使用調控人員調亂。
(4) 調音臺
常常看到一些簡單的擴聲系統使用了輸入通道很多而且有多編組輸出的中型調音臺，而大多數輸入通道和編組都是空置的。這樣不僅造成資源浪費和功耗增加，而且非專業的使用人員不易調控。工程設計人員應當根據實際使用要求選擇恰當的調音臺，對於一些中、小型會議系統甚至可以不用調音臺。筆者近些年做了多次嘗試，主要是利用智能混音器或“手拉手”會議系統配合數字聲頻處理器組成“免調控”擴聲系統，並將語言擴聲和媒體播放在數字聲頻處理器不同輸入通道分別處理: 發言通道對語音信號進行頻帶壓縮、電平壓縮和反饋抑制，達到發言時“打開電源就正常使用而且音量不需要調節”; 而播放通道則保持信號全頻帶傳輸，並使用便攜式計算機作為全功能播放器，播放音量就在便攜式計算機上調節，不僅使用方便，還能錄音。
(5) 信號控制設備
① 信號選擇設備
現在有很多小工程也都配置了信號矩陣，而且往往達到8路輸入、8路輸出甚至更多，然而不難發現有不少工程的矩陣輸入只接了2～3路而輸出更是隻接了1路。
矩陣可以將任意一路輸入的源信號接到任意一路(或多路) 的輸出負載上，因此各負載可分別接入相同或不同的源信號。但既然輸出只有1 路，使用矩陣就沒有任何意義，完全可以只用信號選擇器。矩陣通常必須做成有源的，因為對於視頻(包括VGA)這樣有阻抗匹配要求的信號，不能簡單地把兩路( 甚至更多) 輸出同時接到1路輸入上，必須通過電子線路對輸入信號進行信號分配才行。而信號選擇器因為只有一路輸出，用機械開關做成無源的就可以了，這樣當然也節約了能源。
② 不濫用集中控制系統
集中控制系統確實可以提高使用方便性，但現在也出現了“濫用”現象。筆者覺得在有專門調控人員和控制室的場合一般不需要配置集中控制系統，因為調控人員在控制室可以利用設備原來的控制機構來直接控制，沒有必要使用集中控制系統來控制; 而如果控制器給主持者使用，則反而可能因為“雙重控制”的不協調造成不必要的麻煩。因此，一般只有由主持者“自助”使用擴聲系統的場合配置集中控制系統才有積極意義。
常常看到許多會議室配置的集中控制器只是用來控制投影機和屏幕的升降，而投影機和屏幕原本都有自帶的遙控器，再用中控沒有什麼意義。省去集中控制系統自然可以節省相當的能源和資源。
(6) 信號源
包括傳聲器和播放設備。
① 傳聲器
傳聲器節能主要指電容(包括駐極體)傳聲器需要電源，那種只能用電池供電而不能使用幻像電源的駐極體傳聲器不宜再選用，因為要消耗電池這個汙染源，而舊電池回收至今還沒有切實有效的方法; 為此無線傳聲器也要儘量使用可充電電池。
② 播放、錄音設備
前面已經提到，對於一般中、小會議擴聲系統，用便攜式計算機代替DVD 播放機等不僅方便，而且播放的聲頻和視頻文件格式更多，還可以安裝簡單的錄音軟件進行會議錄音，這樣便可以省去播放機和錄音機。
四、現場調控
現在許多擴聲場合音量都很大，用“震耳欲聾”來形容一點也不為過。前面說過，擴聲現場音量過大已經逐漸引起人們的重視，中央樂團著名的調音師宋效曾先生稱之為“聲暴力”，許多業內專家對《廳堂擴聲系統的設計規範》等擴聲標準也提出了質疑，因為這些標準都只規定了最大聲壓級大於或等於多少，也就是隻有下限沒有上限，因而給人的印象似乎是聲壓級越大越好。
擴聲音量大就意味著輸出功率大，當然消耗的功率也大。中國著名電聲專家王以真先生就曾在一篇文章中說過: “不適宜的高聲壓級，不僅對聽力造成損害，而且對能源造成極大浪費。”
因此，調音師在調控時“手下留情”，用恰當的音量帶給聽眾以美的享受，也是節能的具體表現。
五、舞臺燈光
最後再順便提一下舞臺燈光。舞臺不很高大時儘可能使用三基色冷光燈和LED 電腦燈也是節能的重要方面。
結 語
上面敘述了擴聲系統節能的一些看法和建議，當然應該在不影響功能和性能的前提下而節能。也許有人覺得擴聲系統節能微不足道，但“節能減排”就是應當從細微處入手，一點一滴做起，才能保護大家賴以生存的地球，使人類世世代代無憂無慮地生活下去。
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