带你发现加拿大制造商PK Sound采用机器人技术控制线声源系统的原理

自1992 年线阵技术问世以来，大多数创新都集中在通过基于软件的解决方案和数字信号处理（DSP）来进一步改善声学性能和覆盖控制。虽然这种方式的确改善了线阵系统的一些局限性，但它也有代价的：具体而言，就是输出质量和效率被拉低了。

PK Sound T10系统支持蓝调摇滚乐队ZZ Top演出

这些局限性激发了位于加拿大卡尔加里的PK Sound团队在线声源技术优势的基础上去创造一个通过集成机器人技术实现声场垂直和水平实时调整的解决方案。Trinity系列在2015年推出时是第一款机器人控制的线声源系统，允许进行可变的多轴覆盖调整，甚至在线阵列吊挂后也可以调整。用户可以适应不同的空间宽度，避开反射面，降低目标区域外的声压级，并最终避免数字波束控制和其他基于DSP的系统所固有的对声学性能的影响。如今，这项技术在中型T10线声源系统中得到了应用，并通过PK公司最新的V4 DSP预设为Trinity系列带来了性能的增强。

授予PK的其中一项专利是机器人安装和调整解决方案，该解决方案能够远程自动调整声场的垂直和水平覆盖角度，即使在系统吊挂后也能执行。阵列中的每只T10模块都能通过每侧的索具组件与垂直相邻的对应模块相连，以控制箱体之间的角度。每个组件内的线性调节器可在垂直平面内实现低至0.1°精度的控制。与手动、固定角度的索具系统相比，阵列的垂直指向性的准确性增加提供了更加一致的观众覆盖，尤其是在远距离方面。

PK Sound的Andrew King

另一项专利是相干中频积分器（CMI）波导，其目标是以尽可能宽的带宽远程控制可变水平指向性，同时确保清晰度和频率响应不受影响。基于相位塞出口孔的尺寸和角度以及移动中频驱动器之间距离的总变化，CMI波导可使T10在每个模块的近40组对称和非对称覆盖配置中实现均匀的声学性能，从60-120°到每侧5°增量。远程调整每只T10模块的多轴指向性的能力允许创建锥形覆盖和可变曲率的线源系统，同时考虑到空间的尺寸和特征，允许工程师通过机械设计优化物理排列。

传统线阵的固定水平指向性往往导致很大一部分声场与墙壁和边界碰撞，并反射到观众区，这增加了混响，影响了声音质量和可懂度。精确地将声场集中在观众席上，可以减少反射表面的溢出，在一个矩形空间里，阵列的上部单元需要有一个窄的离散度，随着每个下降的模块逐渐增加宽度，这种程度的控制在具有复杂几何形状和空间中更为重要。对观众的声场进行更精确的控制，还可以将离轴声压级水平降至最低，减少声泄露和噪音污染，这对于靠近居民区的现场活动场地尤其重要。

另一个优点是，与传统的线声源系统不同，传统的线源系统仅局限于对称的指向性，而且几乎总是与舞台平行吊挂，使部分观众没有明显的立体声像，而可变的非对称水平覆盖选项可以为更大比例的观众区提供更好的声像。

自推出以来，Trinity系列进行了多次升级，以提高其性能、能力和运行效率，这些都是基于DSP和固件的更新，最近一次是与包括PdB Sound Design Associates的Paul Bauman在内的专家团队共同开发的，Paul Bauman曾为《音频工程协会杂志》撰写了一篇题为《波阵面纠正技术》的论文。“可变水平覆盖的概念和需求一直存在，这是对这一概念非常好的执行，特别是在箱体本身的设计上，”他评论说：“这项技术的主要优势除了安装速度之外，是你在覆盖角度方面所能达到的分辨率。你在箱体之间有0.1°的精度，而不是固定的角度，所以你有可能在垂直面上做更复杂的覆盖调整。此外，有源音箱提供单只控制，这为优化覆盖和投射提供了更多可能性。最重要的是，你几乎可以连续控制水平面，而不是两只或三只的覆盖角度，所以用锥形阵列做复杂的波束成形的潜力与水平覆盖的物理优化相结合，是一个相当强大的基础。”

Trinity系列的V4 DSP预设涉及大量工作，以优化每只阵列模块中对称和非对称水平覆盖选项的一致性和输出质量。运行最新预设的T10模块具有较高的输出与尺寸比，在1米处对M-Noise噪声信号的测量结果为145.6dBA和146dBC，在60°、90°和120°的水平配置中具有几乎一致的极性模式。它们也将是第一个由PK Sound的.dynamics软件应用程序控制的产品，该软件可以处理从系统设计和场地模拟到覆盖配置、测量、调整、现场监测和诊断的所有功能。该软件还集成了基于负载计算的安全功能，它限制了阵列的运动，以保持与每只扬声器上的倾角仪相一致的安全参数。

PK Sound T10机器人线源系统应用于Subtronics Fractal巡演

可变的多轴覆盖控制是一个适用于几乎所有现场扩声应用的解决方案，但它如何转化为用户的真实声学和操作优势？预测性的模拟工作常常因为现场活动中固有的最后一分钟的变化而变得过时，例如悬挂点的障碍物、不正确或过时的索具图、座位区在最后一分钟被打开或关闭以及任何其他可能出现的超出音频供应商控制的因素。在许多情况下，根本没有足够的时间来调整和重新悬挂一组传统的线阵列系统，技术人员不得不用DSP来弥补不准确的物理设计。

音频的基本原则之一是：对声源信号的干预越少越好。声学工程处理是一个复杂而艰苦的过程，但在数字处理问题之前，确保物理设计的基本属性是正确的，这会减少妥协并带来更好的体验，甚至在实践中，可变多轴控制为业主和用户提供了操作上的优势：直线吊挂一组阵列，然后远程进行必要的角度调整，这样更快、更容易、也更安全。

然而，首要关注的是声学性能。T10的可变多轴覆盖控制允许用户在三维空间内定制一个系统，并在几乎任何室内或室外应用中做出积极影响音质的决定，它这样做不需要强烈的DSP干预，而是通过机械地将声音引导到预期的地方来提高连贯性和输出，避免反射和溢出到附近区域，最终为观众和工程师提供了一种大有裨益的现场声音体验。