音响1扩声和音响系统

扩声和音响系统第1页共11页扩声和音响系统1.扩声和音响系统的基本功能和构成1.1扩声系统及音响系统的基本功能因人们自然声源(如演讲、乐器演奏和演唱等)发出的声音能量是有限的，其声压级随着传播距离的增大而迅速衰减；由于环境噪声的影响，使声源的传播距离更短，因此采用电声技术进行扩声，将声源的信号放大，有效地提高声场范围内的声压级，这就是扩声系统所具有的基本功能。由此延伸就出现了在建筑物(群)内，能自成体系、具有更大传播范围的广播系统。它就是综合应用电子学技术、电声技术和建筑声学技术，达到进一步改善和美化音质收听效果的各种类型的音响系统。1.2扩声和音响系统设备组成扩声系统通常由节目源(各类话筒、卡座、CD、LD或DVD等)、凋音台(各声源的混合、分配、凋音润色)、信号处理设备(周边器材)、功放和扬声器系统等设备组成。2.扩声和音响系统的应用类型及设备选型各类建筑工程的扩声系统按使用功能可分为以下几类：(1).室外扩声系统室外扩声系统主要用于体育场、广场、公园、艺术广场等。它的特点是服务区域面积大，空间宽旷，声音传播以直达声为主。扩声和音响系统第2页共11页(2).室内扩声系统室内扩声系统是应用最广泛的系统，包括各类剧场、礼堂、体育馆、歌舞厅、卡拉0K厅等，它的专业性较强、不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题，不仅作语言扩声，还要能供各种文艺演出使用。对音质的要求很高，对房间建筑声学条件的影响很大。(3).流动演出系统扩声系统有固定安装和流动系统两大类，流动系统是在固定系统的声学特性条件不能满足文艺演出使用时，临时设置的一种便于安装、调试和使用的高性能、轻便的扩声系统。常用于各种大型场地(如体育场、艺术广场和宴会厅等)作文艺演出等使用。(4).公共音响系统公共音响系统是为宾馆、商厦和各类大楼提供背景音乐和广播节目，在不少工程中，公共音响系统又兼作紧急广播，公共音响系统的控制功能较多，如选区广播和全呼功能，强切功能、广播优选权功能等，由于扬声器负载多而分散，传输线路距离较长，因此一般都用定电压输出(70V或100V)，对声压级的要求不高，音质要求以中音或中高音为主。(5).会议系统会议系统包括会议讨论系统、电子表决系统和同声传译系统，一般用于专业会议中心、宾馆的会议室及大学的教室等场所。根据使用要求，扩声系统还可分为：1)语言扩声系统。2)音乐扩声系统。3)语言和音乐兼有的扩声系统。会议厅、报告厅等专用会议场所，应按浯言扩声一级标准设计。3.扩声和音响系统主要技术指标扩声系统的技术指标等级，应根据建筑物用途的类别、质量标准和服务对象扩声和音响系统第3页共11页等因素综合确定，主要有以下技术指标：(1)最大声压级。指扩声系统在听众席产生的最高稳态声压级。(2)最高增益。指扩声系统在厅堂内产生声反馈自激前，临界状态的系统增益减去6dB时的增益。(3)声反馈。指由扩声系统中扬声器输出能量的一部分反馈到传声器(话筒)而引起的啸叫声或衰变声，(4)传输频率特性。厅堂内各测点处稳态声压级的平均值，相对于扩声系统传声器处声压或扩声设备输入端电压的幅频响应。(5)传声增益：扩声系统达到可用增益时，声场内务测量点处稳态声压级的平均值与扩声系统传声器处声压级的差值。(6)声场不均度。扩声时．厅内务测量点处得到的稳态声压级的极大值和极小值的差值以dB表示，(7)背景噪声：扩声系统不工作时，厅堂内各测量点处室内本底噪声声压级的平均值。(8)总噪声；扩声系统达到最高有用增益，在没有声信号输入时，厅堂内务测量点处噪声声压级的平均值。(9)系统失真。扩声系统由输入信号到输出信号全过程中产生的非线性畸变。(10)混响时间。声源达到稳态，待停止发声后，室内声压级衰减60dB所需的时间。4.扩声和音响系统设计4.1.扩声系统的设计(1)扩声系统的设备互联扩声系统的各设备之间为使信号能达到最佳传输条件，获得最大的信号噪声比，必须实行阻抗和电平匹配。例如：输入设备与调音台互联的额定阻抗、输出阻抗、额定输出电压、额定负载电压、最大输出电压需达到互联的电气配接优选值；调音台与输出设备互联的输出阻抗、额定输出电压、最大输出电压、额定负载电阻、输出阻抗、额定负载阻抗需达到互联的电器配接优选值。扩声和音响系统第4页共11页(2)扩声系统的设备配置及选择扩声系统的设备配置必须依据场地的面积、高度，室内建筑空间形态、使用环境及工程设计要求达到的声学特性指标等因素综合考虑。首先应考虑选择何种扬声器箱，然后根据扬声器箱的各种技术参数进行声场的初步计算并确定扬声器箱的品种和数量，其次根据扬声器箱的功率要求配以相应容量的功放，最后再选用相应档次的调音台、周边器材(均衡器、压缩／限幅器、效果器、反馈抑制器、电子分频器等)和节目声源(各类有线／无线话筒、CD机、LD机和卡座等)。(3)传声器的选择与布置1)传声器选择：选用有利于抑制声反馈的传声器。应根据扩声类别的实际情况合理选择传声器的类别，满足语言音乐扩声的要求。传声器的电缆线路超过10m时，应选用平衡、低阻抗型传声锩。2)传声器布置合理地布置传声器，可以有效地抑制声反馈，提高听众区的声压级，并且可以改进扩声的音质，传声器的布置应符合以下要求：传声器的位置与扬声器(或扬声器系统)的间距尽量大于临界距离，并且位于扬声器的辐射范围角以外。当室内声场不均匀时，传声器均应尽量避免设在声级高的部位。传声器远离晶闸管(可控硅)干扰源及辐射范围。对于会议厅、多功能剧场、体育场(馆)等不同场所，应按需要合理配置不同类型的传声器(包括无线传声器设备)，并且根据最大可能使用情况预留可作备用的传声器插座盒。(4)功率放大器的配置要求1)扩声系统的功率馈送要求厅堂建筑采用定阻(低阻)输出。体育场、广场类建筑、当传输距离较远，采用定压(高阻)输出。扩声和音响系统第5页共11页功率传输采用聚氯乙稀绝缘多股导线，功放设备输出端至最远端扬声器(或扬声器系统)的导线衰减一般应不大于0.5dB。2)扩声系统的功放单元要求扩声系统的功放单元，应根据各工程的具体情况合理地进行配置，一般应符合以下要求：对前级分频控制的扩声系统，其分频功率输出端应分别单独配线。同一供声范围的不同分路扬声器(或扬声器系统)不应接至同一功率单元，避免功放故障时造成同一供声范围内失真。3)功率放大器选择功放设备的单元划分应满足负载分组的要求。功放设备平均声压级计算的电功率的储备量应满足以下要求：语言扩声时一般为2．5倍以上；音乐扩声时一般为10倍以上。扩声用功放设备应设备用单元，其数量应按使用的重要程度确定。(5)扬声器的选择与布置1)民用建筑扬声器的选择：选用扬声器除满足灵敏度、频响、指向性等特性及播放效果的要求外，尚宜符合下列规定：办公室、生活间、客房等，可采用1—2W的扬声器箱。走廊、门厅及公共活动场所的背景音乐、业务广播等扬声器宜采用3—5W的。在建筑装饰和室内净高允许的情况下，对大空间的场所宜采用声柱(或组合音箱)。在噪声高、潮湿的场所设置扬声器时，应采用号筒扬声器，其声压级应比环境噪声大10—15dB。室外扬声器应采用防潮保护型。2)扬声器的布置：整个扬声器系统的布置如何，与整个系统的扩声质量密切相关，扬声器布置应考虑以下几方面：使整个建筑空间环境的声场均匀；扩声和音响系统第6页共11页视听方向一致、声音亲切自然；有利于克服反馈，提高传声增益；线路简单，便于维护及调整覆盖面；·扬声器发出的声音，要比自然声源延迟5—30ms；按扬声器覆盖角(4000—8000Hz为轴线下降6dB)覆盖全部观众席。3)扬声器布置的方式：扬声器布置应根据建筑功能、体型、空间高度及观众席设置等因素确定，一般分为分散布置、集中布置、混合布置。4.2.音响广播系统的设计(1)宾馆客房音响的设计现代化旅游宾馆建筑均设客房音响。客房音响设置的目的，是为了向客人提供高级的音乐享受，建立优美的休息环境。为了适应人们的不同爱好，应有多套节目供客人选择。节目设置的套数可根据宾馆标准等级而定，一般都在三套以上，国内标准较高的宾馆通常有六套节目，国际上的豪华级宾馆通常设十余套。客房音响的节目选择，音量控制开关及扬声器应安装在床头组拒上，一般选用5—6．5寸纸盆式扬声器。由宾馆中央控制系统控制的客房音洞系统应能切换接人中央紧急广播系统，故在每套客房床头柜的集控板上需设紧急广播自动转接装置(有的系统是采取在每个楼层的广播线路接线箱里)。当紧急广播时，客房音响无论处在开或关的状态均能自动接人事故广播，向客人报警。(2)会议室音响系统的设计在会议室，均安装由中央控制系统控制的广播输出控制箱，输出通道数为总系统的输出数，另外还有原地供应的功率放大器，吸顶嵌装的扬声器均由务会议室的控制箱接出，音量由控制板进行控制，在控制板上还有一个功率放大器的输入插座，另有几个嵌入墙的传声器插座，可用来连接一个可移动式放大器和传声器。在紧急广播的情况下，所有音响都会被中断被紧急广播取代。(3)专业会议厅和多功能厅的音响系统设计1)背景音乐有一路从中央广播室传送，音量可单独调节。2)在紧急广播的情况下，所播出的背景音乐被紧急广播取代。3)自身有一套完整的扩音体系：①具有多路话筒输入的前置和扩大器；②具扩声和音响系统第7页共11页有供会议室演出用的有线话筒、无线话筒；③具有供各区与机房联系用的有线对讲机；④具有供召开国际会议用的多国语言即时同声翻译系统；⑤具有提供会议、演讲用的屏幕及投影机、实物投影仪、电子白板、各种型号不同制式的录像机；⑥具有带话筒和扩音器的移动式讲台；⑦具有专供会议录音用的录音系统；⑧具有提高灯光音响效果的声光控制系统。4.3.扩声和音响系统的线路敷设与选择(1)系统的配线要求1)宾馆客房内的服务性音响宜采用多芯线有色标双绞型的电缆，穿钢管或线槽敷设；2)其他广播线路应采用有色标铜芯塑料线，穿管或线槽敷设。，(2)室外广播线路的敷设要求室外广播线路敷设应按总平面图规划要求确定，当采用埋地敷设时，应符合以下要求：1)埋地敷设路由不应通过预留用地或规划未定的场所。2)埋地敷设路由应避开易使电缆损伤的场所，尽量减少与其他管路的交叉跨越。3)直接埋地敷设电缆应敷设在绿化地带下，当穿越道路时应穿钢管保护。(3)在可控硅调光设备的场所，广播线路的措施：采用可控硅凋光设备的场所，广播线路的敷设应采用以下防干扰措施。1)传声器线路宜采用有色标四芯金属屏蔽绞线并穿钢管敷设；2)调音台(或前级控制台)的进出线路均应采用屏蔽线。(4)功率放大器输送到扬声器的电缆选择。1)扬声器的额定功率和沿线功率分配。2)电缆长度。3)功率放大器输出电压。4)最大允许电压降。5)导线允许电流密度。6)电缆的力学强度。选用导线的直径按下式计算A=0.035(100-n)LP/n—U2扩声和音响系统第8页共11页式中A——导线截面积，mm2；L——从功率放大器到扬声器的电缆长度，m；P——输入到扬声器的电功率，W：U——扩音机的输出电压，V；n--电缆上的电压降，用功率放大器输出电压的百分率表示。4.4.系统控制室(1)．扩声系统控制室位置的选定：扩声系统控制室的位置应能通过观察窗直接观察到舞台活动区(或主席台)以及大部分观众席，一般应设在以下位置。1)剧院建筑，应设在观众厅后部(设在侧部时，面向舞台的上台侧)。2)体育场、馆类建筑，应设在主席台侧，若采用电视监控系统作为辅助手段可不受此限制。3)扩声系统控制室不应与电气(包括灯光控制室)设备机房，特别是设有可控硅设备的机房毗邻或上、下重叠设置。(2)扩声控制室的土建要求。扩声控制室的土建及设施要求应符合表18—6—1的规定。4.5.扩声和音响系统的供电(1)系统的供电电源要求：1)仅有一路交流电源供电的工程，应由照明配电箱专路供电，功放设备容量在250W以上的应设专用配电箱。2)有两路电源供电的工程，可采用两路电源末端自切供电。3)交流电源电压偏移值一般不超过±10％，当电压偏移不能满足设备的限制要求时，在该设备供电电源处增设自切稳压装置。4)交流电源容量一股为终期扩