浅谈多功能厅音响系统设计中需要重点考虑的六项因素

浅谈多功能厅音响系统设计中需要重点考虑的六项因素添加时间：2013-06-0517:00:45来源：高毅新音响师国家职业资格证书二级（技师）论文点击：54本文为作者参加音响师国家职业资格证书技师考试论文，仅为在本站作为示范论文展示用。如没有经过本网站管理人员或是作者本人允许，任何人擅自复制，擅自在其他媒体上发布后果自负。目录一、室内声场设计需要重点考虑的因素：.2（一）确定合适的混响时间：.2（二）混响半径的考虑.4（三）应避免音质缺陷的产生.41．回声.42．颤动回声.53．声聚焦.54．声影区.5二、电声系统设计需要重点考虑的因素：.5（一）电声系统的整体定位：.51．功能上的定位.62．设备档次的整体定位.6（二）扬声器及功放功率的选择：.6（三）周边设备的选择：.7[参考文献]：.7浅谈多功能厅音响系统设计中需要重点考虑的六项因素摘要：近年来，现代化的多功能厅，做为人们信息沟通的重要场所，得到迅速的发展及普及。人们在享受便利的信息交流及及文化娱乐享受的同时，部分音响系统的音质效果却难以令人满意，一套完善的多功能厅音响系统除了要满足功能上的需求外，还应具备优美音质和高清晰的视频享受。这无疑对音响系统的设计人员的技术水平也提出了全新的要求。本文主要根据国家相关音响系统设计规范，从室内声场设计及电声系统设计两大方面浅谈多功能厅音响系统设计中需要重点考虑的六项因素。不足之处请各位专家老师给予指正。谢谢。关键词：多功能厅、音响、设计、考虑因素论文主体：随着信息社会的不断向前发展，信息交流变得越来越重要，人们对信息交流的方式、方法的要求也越来越高。近年来，现代化的多功能厅，已做为人们信息沟通的重要场所，得到迅速的发展及普及。国家各级党政机关、社会团体以及学校、宾馆和大中型企业都相继都建立了自己的多功能厅。人们对音、视频功能和效果的要求也越来越高。现代化的多功能厅涵盖了会议、演出、培训、娱乐、技术交流等多种功能于一体，一套完善的多功能厅音响系统除了要满足以上功能之外，还应具备优美音质和高清晰的视频享受。这无疑对音响系统的设计人员的技术水平也提出了全新的要求。那么，在整个音响系统的设计中应该重点考虑哪些因素呢？下面我将结合自身经验简单的谈一谈我自己的看法。一、室内声场设计需要重点考虑的因素：室内声场设计是整个音响工程设计中非常重要的一个环节，良好的音响效果不仅取决于扩声系统的质量和配置情况，还与扩声系统所处的室内声场环境密切相关，一个合理的声场环境也是充分发挥扩声系统及其设备的性能的有力保障，所以设计初期最先考虑的就应该是室内声场的设计。（一）确定合适的混响时间：所谓混响时间，是指声能密度衰减60dB所需的时间。某频率的混响时间是室内声音达到稳定状态，声源停止发声后残余声音在房间内反复经吸声材料吸收，平均声能密度自原始值衰减60dB所需的时间，通常用来表示。对于不同用途的厅堂，对混响时间的要求也有所不同，对于以语音为主的大型会场（如会议、培训、学术交流等用途的厅堂），要求具有较高的语言清晰度，相应的混响时间可以相对较短，一般可选在0.5—1.2秒左右，对于演出、娱乐等用途的厅堂，其混响时间可以稍长一些，一般可选在1.2—1.5秒左右。混响时间的不同，其声音效果也不尽相同，混响时间过短，声音发干，枯燥无味，缺乏亲切和自然感；混响时间过长，会使声音含混不清，降低其声音的清晰度，有损于扩声的重放效果；而合适的混响时间则会使声音圆润、饱满，不拖沓，不干瘪。在我们日常工作中往往会遇到，很多场所在设计初期，为了追求外表的富丽堂皇，墙面及地面大面积使用玻璃、大理石等材质等的硬反射材料，其结果往往对室内混响时间影响很大，导致室内混响时间过长。我们在声场设计的时候，应当注意吸声材料的运用，有效地对混响时间加以控制。混响时间是在声场设计中影响听音效果的一项重要评价指标。把声场控制在一个最佳的混响时间是非常重要的。那么，我们又该如何计算混响时间呢？为了计算简便，下面我以赛宾公式为例，根据Sabine公式：，(A=S*ā)式中,为混响时间，单位为妙（s），V为房间容积，单位为m³(立方米）；S为室内总表面积，单位为㎡(平方米）；ā为室内总表面积的平均吸声系数。当室内各部分表面积的材料不同，则总吸声量A及平均吸声系数ā分别为：A=a1*s1+a2*s2+…+an*sn我们可以计算各频率点相对应的混响时间，根据厅堂混响时间测量规范的规定，我们可以分别计算125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz频率所对应的混响时间。在计算混响时间的过程中，首先我们应当先从建筑施工方了解到室内所用的装饰材料，并且统计好它们各自的面积，再从有关的建筑材料手册中分别查取它们各频率点对应的吸声系数，计算出声场的平均吸声系数，再根据房间的容积及平均吸声系数计算出声场在各频率点时的混响时间，如果计算的结果和推荐的混响时间值差距比较大的时候，我们应当及时和甲方及建筑施工单位协商，采取增加或更换某些建筑吸声材料，比如可以将墙面增加软包处理，将光滑的地面铺设吸声效果较好的地毯，房屋顶部天花板加装吸声材料等方式改变混响时间的大小，然后再进行计算，直到满意时为止，在计算混响时间的同时我们还要考虑空场时和满场时的区别。（二）混响半径的考虑在进行多功能厅堂扩声系统设计时，除了要保证室内声场有合适的混响时间、足够的声压级和良好的均匀度等外，其中混响声能与直达声能之比也是一个需要考虑的重要因素，因此在选择扬声器和确定它的布置方式前对室内混响半径进行计算是非常有必要的。混响半径是当直达声场与混响声场的声能相等时，受声点到声源之间的距离(r)称为混响半径(rc)。当受声点到声源的距离(r)混响半径(rc)时，声场以直达声场为主；反之以混响声场为主。在实际工作中，为了保证室内声音的清晰度，通常认为扬声器的最远供声距离不应超过3rc，即最远距离应小于3倍的混响半径。而混响半径的大小跟扬声器的指向性因数、房间容积及混响时间的大小息息相关。在日常工作中，厅堂的容积一般事先是确定好的，即使变动一般也不会很大，而根据混响半径的测算公式（式中，V为房间容积（m3）；Q为扬声器指向性因数），我们可以看出混响时间越长，混响半径越小，而在混响时间不变的情况下，扬声器的指向性因数越大，其混响半径越大。所以我们在选择扬声器的时候，可以根据具体情况选择合适自己的指向性因数的扬声器。（三）应避免音质缺陷的产生多功能厅堂常见的音质缺陷主要指回声、颤动回声、声聚焦、及声阴影等声学现象。厅堂要设计合理的声学环境，避免出现音质缺陷。下面进一步说明这几种明显的音质缺陷。1．回声是指强度和时间差大到足以引起听觉将它与直达声区分开来的反射声。通常情况下当声音延时时间超过50毫秒时，延时声音能被人耳清晰地分辨出来，成为两个声音，后到的变成回声。回声的出现会影响听音注意力，影响声音的清晰度，破坏立体声聆听的声象定位效果，因此，回声是应该重点防止的。比如说在日常工作中，当两只扬声器前后距离超过17米的时候（此17米大约相当于声音运行的时间为50毫秒，声速按340m/s计算），通常情况下，我们就要对声音进行延时处理，这种做法就是为了有效的避免回声的出现。2．颤动回声是由于声波在特定界面间往复反射所产生的。例如在两个相对的刚硬表面（如顶棚与地面或两平行墙面）之间，或平面与凹曲面之间，都会容易产生颤动回声。发生颤动回声时，声音有连续的重叠声，并有颤抖的感觉。颤动回声会引起听力疲劳，使人感到厌烦引起对正常听闻的干扰，同样应当设法避免。在具体工作中应当注意尽量不要在声压较大的区域设置两个平行的反射性强的墙面，尤其是扩声区域狭长时更要注意，也可对平行光面结构的墙壁采用吸声结构处理，使反射声减弱，或者可以将墙面设计成为一系列的三角型扩散体，使声音可以均匀的向四周反射。3．声聚焦是由于凹面对声波形成集中反射，使反射声聚集于某个区域，造成声音在该区域特别响的现象。声聚焦使室内声压不均匀，也是我们应该重点防范的声场缺陷。声聚焦现象会造成声能过分集中，使声能汇聚点的声音嘈杂，而其它区域听音条件变差，扩大了声场不均匀度，严重影响听众的听音条件。我们可以采用控制厅堂界面的弧度，对凹型弧形墙面或顶部作强吸声处理，如果可能的话尽量减少在扩声区域设置大面积光面的凹形结构，包括屋顶和墙壁，尤其是舞台上就更要忌讳了，如果迫不得已，可以在凹形面的前面悬挂厚重的帘布或放置物件，尽量减低对声音的影响。4．声影区由于障碍物或折射的原因，产生声音辐射不到的区域。在声影区内、声压级很低，音量很轻。因此声影区的存在也是声压不均匀的原因之一，应尽量避免。在实际工作中，我们可以采用分散扩声的方法，对于严重影响扩声效果的可以采用对声影区部位加装补声扬声器。二、电声系统设计需要重点考虑的因素：电声系统的设计是整个音响工程设计中的核心环节，也是整个音响系统最终能否取得良好效果的重要保障。在声学设计进行的同时，电声系统需要同时进行，在进行电声系统设计中，我认为应当着重考虑以下三方面的因素。（一）电声系统的整体定位：首先在电声系统设计初期应当根据用户的实际需要和应用范围，结合工程的造价，对整个电声系统的设计进行一个整体的规划，最终对系统进行一个整体定位。1．功能上的定位在电声系统设计之前首先要了解工程的最终用途及客户的具体的需要，对整个电声系统作一个功能上的定位，为设备选型提供一个依据。在具体设计中要本着适用的原则比如说：一个专门用作会议的多功能厅堂，就没有必要为其配置DISCO舞厅用的搓盘机及双CD唱机，因为这些特殊的设备针对性较强，如果没有经过专业的训练，在实际操作中也容易导致不必要的麻烦，针对于以会议为主的厅堂即不实用又不适用，而且造成了不必要的浪费。在实际工作中我们应该该根据具体的用途和工程造价，选择能够满足具体需求的扩声设备，避免一味的追求设备的好而全而造成设备闲置。2．设备档次的整体定位在具体的电声系统设计中，要注意各种设备的档次要保持一致。其具体档次要根据工程造价及具体功能来确定，既不要盲目的追求设备的高档次，也不能不顾质量勉强凑合它。在日常的设备选型时，我们往往会遇到同类别、功能相同，而档次和性能不同的产品，这就需要我们进行耐心细致的分析比较，要注意整体设备的档次保持一致。比如说：一个档次不高的以实用为主的多功能厅，其它音响设备的档次都较低，而为其配置了一台国际知名品牌的高档数字调音台，不仅没有降低工程成本，而且其最终的音响效果也未必理想。再比如，拿一台高档次的功放去推一对与它档次和风格都很匹配的扬声器，其最终的音质效果是能够得到保障的，但如果将一台品质高、劲头足的高档功放，去推一台音色一般的低档次扬声器，可以想象最终的结果难以令人满意，因此在电声系统设计中要保持各种设备档次的一致性。（二）扬声器及功放功率的选择：作为多功能厅，一个设计完善的音频扩声系统可以带给参会人员愉悦的会议享受，他不仅需要满足良好的声场均匀度和语言的清晰度。最关键的要满足所有参会人员的听觉需要，要有足够的声压级，按照国家标准GB50371-2006厅堂扩声系统设计规范的规定，一级多用途扩声系统的最大声压级应≥103dB；二级多用途扩声系统的最大声压级应≥98dB，因此在确定扬声器功率的时候，要能够达到以上标准的要求。厅堂中的实际声压级的大小与扬声器的灵敏度与加在扬声器上的电功率有关，在不考虑声源的指向性（扬声器覆盖角）以及厅堂的混响时间和声反射等因素影响的理想条件下，我们可以用以下公式来求解室内某点的直达声的声压级与扩声系统的扬声器电功率：SPL=S-20lgD+10lgP+10lgN式中：P—驱动扬声器所需的电功率，单位用W表示；SPL—听音点的直达声压级，单位用dB表示，D—扬声器到听音点的距离，单位用m表示，S—扬声器的灵敏度。（其定义为：给扬声器输入1W电信号，在离扬声器轴向1m处测得的声压级。）各型扬声器的灵敏度数据，通常由扬声器生产厂家提供。确定了扬声器之后，我们根据扬声器的数量及功率，便可确定功放的功率和数量，一般情况下，音箱和功放在功率上的匹配根据扩声信号的动态及