公共广播系统说明

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1、一、公共播送系统说明一、公共播送系统概述公共播送系统属于扩声音响系统中的一个分支，而扩声音响系统又称专业音响系统涉及电声、建声和乐声三种学科的边缘科学。所以公共播送系统最终效果涉及合理、正确的电声系统设计和调试，良好的声音传播环境建声条件和准确的现场调音三者最正确的结合， 三者相辅相成缺一不行。公共播送作为一个系统问题，在系统设计中必需综合考虑上述问题。在选择性能良的电声设备根底上，通过周密的系统设计，认真的系统调试和良好的建声条件上，达致电声动听、自然的音响效果。播送系统分类：广义的播送系统包含扩声系统和放声系统两大类：1、扩声系统：扬声器与话筒处于同一声场内，存在声反响和房间共振引起的啸叫

2、，失真和振荡现象。要保证系统稳定和正常运行，最高可用的系统增益比发生声反响自激的临界增益低 6dB。2、放声系统：系统中只有磁带机，光盘机等声源，没有话筒，不存在声反响可能，声反响系数为 0，是播送系统一个特例。公共播送系统按用途可分为以下几类：1室外播送系统室外播送系统主要用于体育场、车站、公园、艺术广场、音乐喷泉等。它的特点是服 务区域面积大，空间宽广。背景噪声大；声音传播以直达声为主；要求的声压级高，假设四周有高楼大厦等反射物体，扬声器布局又不尽合理，声波经屡次反射而形成超过 50ms 以上的延迟，会引起双重声或多重声，严峻时会消灭回声等问题，影响声音的清楚度和声像定位。室外系统的音响效

3、果还受气候条件、风向和环境干扰等影响。2室内播送系统室内播送系统是应用最广泛的系统，包括各类影剧院、体育场、歌舞厅等。它的专业 性很强，既能非语言扩声、又能供各类文艺演出访用，对音质的要求很高，系统设计不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题。房间的体形等因素对音质有较大影响。 3公共播送系统公共播送系统为宾馆、商厦、港口、机场、地铁、学校供给背景音乐和播送节目。近几年来，公共播送系统还兼做紧急播送，可与消防报警系统联动。公共播送系统的掌握功能较多。如选区播送与全呼播送功能、强制功换功能和优先播送权功能等。扬声器负载多而分散、传输线路长。为削减传输线路损耗，一般都承受70V 或 100V

4、定电压高阻抗输送。声压要求不高，音质以中音和中高音为主。4) 会议系统随着国内、国际沟通的增多，近年来 会议，电视会议和数字化会议系统DCN 进展很快。会议系统广泛用于会议中心、宾馆、集团和政府机关。会议系统包括会议争论系统、表决系统、同声传译系统和电视会议系统。要求音、视频图像系统同步，全部承受电脑掌握和储存会议资料。 1XXXX 公司TEL:FAX:二、播送系统的特点背景音乐简称 BGM，是 Back ground music 的缩写，它的主要作用是掩盖噪声并制造一种轻松和谐的气氛，听的人假设不认真听，就不能区分其声源位置，音量较小，是一种制造轻松开心环境气氛的音乐。因此，背景音乐的效果有

5、两个，一是心理上掩盖环境噪声，二是制造与室内环境相适应的气氛，它在宾馆、酒店、餐厅、商场、医院、办公楼等广泛的应用。三、播送音响系统的组成不管哪一种播送音响系统，根本可分四个局部：节目设备、信号的放大处理设备、传输线路和扬声器系统。节目源设备：节目源通常为无线电播送，激光唱机和录音卡座等设备供给，此外还有传声器、电子乐器等。信号放大器和处理设备：包括均衡器、前置放大器、功率放大器和各种掌握器及音响加工设备等。这局部设备的首要任务是信号放大，其次是信号的选择。调音台和前置放大器作用和地位相像固然调音台的功能和性能指标更高，它们的根本功能是完成信号的选择和前置放大，此外还担负音量和音响效果进展各种

6、调整和掌握。有时为了更好地进展频率均衡和音 色美化，还另外单独投入图示均衡器。这局部是整个播送音响系统的“掌握中心”。功率放 大器则将前置放大器或调音台送来的信号进展功率放大，再通过传输线去推动扬声器放声。传输线路：传输线路虽然简洁，但随着系统和传输方式的不同而有不同的要求。对礼堂、剧场等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，一般承受低阻大电流的直接馈送方式，传输线要求用专用喇叭线，而对公共播送系统，由于效劳区域广，距离长，为了削减传输线路引起的损耗，往往承受高压传输方式，由于传输电流小，故对传输线要求不高。扬声器系统：扬声器系统要求整个系统的匹配，同时其位置的选择也要切合实际。礼堂、剧场、歌舞

7、厅音色，而扬声器一般用大功率音箱；而公共播送系统，由于它对音色要不高，一般用 3W-6W 在天花喇叭即好。(四)、公共播送工程系统设计公共播送系统设计通常都从声场开头即扬声器的放置位置，然后再向后推动到功率放大器、声处理系统，调音台、直至话筒和其他音源。这种逐步向后推动的设计步骤是格外必定的。由于声场设计是满足系统功能和音响效果的根底，它涉及扬声器系统的选型，供声方案和信号途径等。只有确定扬声器系统才能进展功率放大器驱动功率 的计算和驱动信号途径确实定，然后再依据驱动功率的安排方案进一步确定信号处理方案和调音台的选型等。声场设计是公共播送系统的根底，涉及系统最终的音响效果，但也是格外简单繁琐的

8、工作。由于计算机技术的飞跃进展，现在可承受 EASE3.0 以上的版本的声学软件工具进展计算，最终可获得满足预期要求的声场设计报告。声场设计过程可能需要反复屡次才能到达要求。图 1 是声场设计的流程式图。图 1声场设计流程图播送系统供声方案根椐建筑物的功能、体型、空间高度及布局等因素，可分为 集中供声、分散供声和分区供声 三种供声方案。良好的公共播送工程应能有效地掌握扬声器的声场分布和满足投射距离的声压级要求。a） 集中供声顾名思义是把一组扬声器集中安装在一个固定位置上的供声系统。对于舞台的剧场或多功能厅来说，扬声器组通常安装在靠近自然声源的舞台台口上方左右两侧 三路扬声器系统可分为左中右三组

9、安装 如图 2 和图 3 所示。由于声音来自舞台方向，与观众的视听方向全都，听感自然。为使全部观众区声场均匀， 扬声器应置于较高的信置。为抑制前几排观众区“头顶感”声像，可在台口两侧或台唇部位设置假设干小功率关心扬声器，利用哈斯效应解决前区观众声像全都的问题图 2 大型厅堂的集中供声系统a体育馆的集中供声系统(b)厅堂的集中供声系统图 3剧场的集中供声系统XXXX 公司TEL:FAX: 3图 4扬声器的偏轴衰减和距离衰减特性的互补作用对四周均有观众区的大型体育馆或大型厅堂，扬声器系统通常以一种“声塔”形式的阵列组合吊挂在大厅中心。利用扬声器指向特性即偏轴方向的声压随偏角增大而渐渐削减的特性和声

10、压级随投射 距离的增加按距离的平方削减的特性可声场到达互补的结果。假设扬声器位置得当，可使声场更为均匀。 如图 4 所示集中供声的优点是声像全都，听感自然：扬声器之间的声波干扰小；声音清楚度高。缺点是对于外形简单，又有多层楼厅和眺台的厅堂，声场不易做得均匀；狭长的厅堂，由于投身距离远，后座观众区的声压级可能会偏低。为此，可利用强指向性的远投射扬声器增加后部观众区的声压级以及在眺台下面的声影区适当增设几个补声扬声器，增加这局部区域的直 达声和声压级，抑制混响声的影响，提高声音的清楚度。b） 分散式供声对于无法承受集中供声的大型或狭长高度又不高低于 6 米或空间构造可分为几局部的大厅，以及对于难以

11、获得好的语言清楚度的混响时间较长的大型礼堂，可承受分散式的供声。分散式供声有两种形式：一种是以天花安装扬声器为供声单元的分散式供声，如图 5 所示。另一种是以小功率声柱或音箱功率为 25W60W为供声单元的分散式供声系统， 如图 5 所示。分散式供声系统能获得均匀的声场；并由于扬声器与听众之间的距离很近，可保持较高的直达声与混响声的声能比。所以在混响时间较长的条件下也能获得较高的清楚度，并且不简洁发生回声问题。吊顶天花板扬声器大都是口径为 130mm160mm5 寸6.5 寸的 3W6W 中频纸盆扬声器，最大声压级为 9093 db,1m,适合播放语言节目，高音与低音性能较差。图 5 大礼统堂

12、中的分散式系a侧视图a 平面图天花板扬声器的布局设计应依据效劳区域的体形，空间设计，环境噪声和扬声器的最大声压级等参数综合考虑。图 6 是扬声器的指向角 =90 圆锥形方向图的效劳区计算图。单元个天花板扬声器的声所掩盖 S1 为：S1=0.7852H-1.5tg 的平方 (平方米)当 =90 时，1式可简化为：S1=0.785 (H-1.5) 的平方 (平方米)假设需要掩盖的面积为 S，按 80%的掩盖分布，需要的扬声器总数量N 为：N=S/S1上式中：S 为声场掩盖的总面积。单位为 mS1 为单个扬声器的声场掩盖面积，单位为 m H 为天花离地面的高度，单位为 m小功率天花板扬声器常用于空间

13、高度 H 不大于 5m 的会场或公共场所，例如在一个高度 H= 4m 环境噪声为 45dBA的会场承受天花板扬声器供分散式供声时，可选用灵敏度为 86dB，1W，1m 左右的，额定功率为 3W 的天花板扬声器。为使听众能获得良好的清楚度，要求听众处的直达声声压级高于环境噪声声压级 25dB,即 45dB + 25dB=70dB。3W扬声器在离扬声器口 1m处的最大声压级为86+4.8dB(3W功率分为4.8dB)=90.8dB,1m。2.5m 高度 (H-1.5) 的距离衰减为 -8dB 因此到达听众耳朵高度的最高声压级为 90.8 - 8 = 82.2 dB，可满足良好清楚度的要求。依据图6

14、a还可算出天花扬声器之间的间隔距离为：2(H-1.5)=5m。图 6天花板扬声器的分散式供声系统a 天花板扬声器声场掩盖立面图b80%的水平掩盖图c100%的水平掩盖图使用小型声柱的分散式系统也可按上例类似的方法计算其间隔的距离和声压级等级参数。图 7 是声压级距离衰减的计算曲线。图中横坐标为离声源端口的距离，纵坐标为声压级的相对衰减速 dB.图 7 声音传播的距离衰减计算图为改善视听感觉，在礼堂舞台上可设置一个目标扬声器，由于该扬声器没有经过延时， 所以容量使听众认定为声源。为补偿前后各扬声器发出的声音能够同时到达各听众位置， 系统中还应设不如图 8 所示的延时单元。延迟时间T 的计算如下：

15、式中：D 为观众离舞台声源的距离与最近扬声器声源的距离差，单位为 m。分散式供声的最大优点是声场均匀，直达声与混响声的声能比高，它的最大缺点是视听感觉不全都和多声源之间的声音干扰较大，影响声音清楚度。承受小功率高密度低声压XXXX 公司TEL:FAX: 7的分散式供声可在混响时间较长的特大型会场中获得较好的语言可信度。图 8礼堂中分散式系统方框图c） 分区式供声对于狭长型的礼堂,集中供声扬声器投射到后面观众区的声压级会偏低,具有较深楼台和 眺台的大型剧场，由于楼台和眺台的遮挡,使主场扬声器的直达声无法抵达，造成楼台和眺 台下面的“声影”区。为此必需在礼堂的中、后部及楼台下面的“声影”区内布设假

16、设干个补声扬声器来提高这些观众区的声压级和直达声，如图 9 所示。这种扬声器的布局称为分区式供声。在分区式供声系统中，由于主扬声器与补声扬声器之间的距离较大，两个声源到达听众 位置的相对延时较大，如不经延时处理，到达中、后部观众区的声音会产生两重声效果，影响这局部观众区的声音清楚度，为防止这种观象发生，可在补声扬声器的信号通道中插入一 个延时单元使两组扬声器的声音能够同时到达听众区。为保证声像定位效果，要求补声扬声 器的声压级低于主扬声器的声压级。分区式供声的扬声器系统假设设计和调试不当,很简洁产生声波干扰，影响系统的清楚度。图 9室内分区式扬声器系统上述三种供声方案各有优缺点，必需因地制宜使

17、用。为保证系统声像感觉全都，音质清楚自然，应首选先考虑集中供声方案。d） 室内扬声器的布置扬声器系统内置的合理与否，直接关系到整个系统的音响效果，扬声器的布置一般应遵循以下原则：（1） 使听众区的声场尽可能到达均匀一般：（2） 视听方向全都，声音听感自然；（3） 有利于抑制声反响，提高传声增益； 4 扬声器的掩盖角应能掩盖全部听众（5） 听众区的声压级应能满足总技术条件要求；（6） 各扬声器发出的声音到达听众区各点的时间差应小于 530ms;（7） 便于安装、调试和维护。(五)、系统设计中必需考虑的几个技术参数包括：传声增益、语言清楚度、最大升压级。1） 传声增益工程业主或许首先会问扩声系统能

18、开到多响 ？用什么技术参数来衡量呢？这个问题在欧美各国用声音增益来表达EASE 或其他声学设计软件都承受此参数。在我国和原苏联承受传声增益来表达。扩声系统的传声增益 或声音增益 受声反响因素限制，不能开到扬声器能够到达的最大声压级。图 10 是一个简洁的室外扩声系统产生声反响的原理图。扩声系统的接通时，渐渐增大系统放大器的增益，当增益递增大到某一位置时，扬声器放出的局部声音通过空间传播回收到话筒输入端，此时话筒输出端产生一个信号，其振幅大小等于或大于原输入信号的一个周期或是它的整数倍时，这个过程可以自己维持下去，即不需要外面的输入信号也会产生输出，系统进入反响状态产生系统啸叫。扩声系统进入啸叫

19、的临界状态时，虽然还示听到刺耳的啸叫声，但系统的频率特性消灭极不规章的变化，声音发生很大畸变。要使系统正常运行，系统的增益应留有 6dB 的余量，使它远离系统啸叫系统自激的临界状态。于是我们可得到传声增益的定义为：传声增益：扩声系统到达最高可用增益时临界增益减去 6dB 增益余量，在指定的各听众位置上测得的平均声压级与话筒处声压级的 dB 数差值。声音增益：系统翻开并增大到最高可用增益时，在指定的各听众位置上测得的平均声压级dB减去系统关闭时在一样听众位置上测得的平均声压级 dB 的差值。上述两种定义表达同一个声反响物理现象，它们的区分仅在于测量方法的不同和表达方 法不同而已。声音增益的概念明

20、确，容量理解，说明观众区使用扩声系统和不使用扩声系统可获得提高的声压级数值。但在实际测量中，假设测量点离原始声源较远，环境噪声又较大时，很难正确测出系统关闭时声源到达测点的声压级。传声增益表示观众区的平均的平均声 压级与话筒处声声压级的差值dB，假设我们知道了话筒处的声压，那么马上就可算出观众区的平均声压级了，例如；通常演讲人的嘴巴离话筒0.5m 时,话筒处的声压级约为 70dB， 假设系统的传声增益为-6dB，那么可求得观众区的平均声压级为 70dB-6dB=64dB,假设还要提高观众区的声压级，则可把话筒靠近讲话人的嘴巴，例如把这个距离从0.5m 减小到0.125m(125mm) 那么话筒

21、处的声压级可提高到 82dB距离缩短 4 倍声压级可提高 12dB此时观众区的平均声压级也可提高到 76dB，留意：声音增益是+dB 数值；传声增益则是-dB 的数值，实际能做到最高的传声增益为-6dB。系统最大可用的声音增益 Gmax 可用下式计算请参看图 10： Gmax=20lgD0-20lgDS+20lgD2-b(dB)式中:D0 为讲话人到听众间的距离，单位为 m； Ds 讲话人到话筒间的距离，单位为 m；D1 为扬声器到话筒的距离， 单位为m； 11XXXX 公司TEL:FAX:D2 为扬声器到听众之间的距离， 单位为m； 图 10扩声系统的声反响(A) 构造简图(B)声反响单个脉

22、冲信号产生一串脉冲 从上式中可得出以下结论：1、 声音增益或传声增益不依靠讲话人的声压级；2、 缩短讲话人与话筒之间的距离 DS，可有效提高声音增益；3、 增加话筒和扬声器之间的距离 D1，可增加声音增益；4、 利用强指向性和指向性优良的扬声器系统可提高传声增益。图 11 是沿着指向性扬声器-6dB 方向角设置一个全向话筒时，传到话筒处的声压级可比全向扬声器削减 6dB，这个结果可直接加到系统的声音增益中。心形话筒不是可提高更多的声音增益吗？在实际工作过多的依靠指向性话筒和指向性 扬声器来提高系统的声音增益是不明智的，缘由是话筒和扬声器的指向特性是随频率的变化而变化的，在低频时接近无指向性特性

23、。因此大多数设计师利用它们的指向特性可获得的声音增益提高不大于 6dB。室内扩声系统的声音增益除受式4条件限制和话筒、扬声器指向物性的影响外，还受房间建声条件。此外在电声系统中可承受反响自动抑制器把反射最猛烈的频率和振幅最大的房间共振频率吸取掉，但是吸取的频率点不超过 56 个点频。2） 声音清楚度声音清楚度是扩声系统的重要技术指标。语言清楚度是评价系统可懂度的一种方法。影响语言清楚度的主要因素有：图 11指向性扬声器声音增益的计算1、 声压级与背景噪声声压级的比率良好的声音清楚度要求语言声压级大于背景噪声声压级 25dB。假设这个比例在 10 15dB 时，清楚度指标会相应降低，但还是在允许

24、范围。背景噪声来源于室内外的环境噪声、空调通风噪声和人群发出的噪声等。2、 混响时间讲话速度中等的人，每秒种可以出 34 个音节，因此 1.5 秒更短一些的混响时间，对语言清楚度的影响不大。3、 直达声与混响时间的声能比混响时间超过 1.5 秒时，语言清楚度是混响时间和直达声与混响声声能比的函数关系。如图 13 所示。图 12 辅音清楚度损失与混响时间和直达声与混响声比率的关系曲线辅 音 清 晰 度 损 失 百 分 比15 %10 %5%一般良好108 6秒 4间 2时 1.5响混1.5优秀.15.10.50+ 5直 达 声 与 混 响 声 之 比 dB )3） 最大声压级扩声系统在最高可用增

25、益状态下，馈入扬声器系统的电压相当于设计使用功率或所声器额定功率的电压值，在系统要求的频率范围内，各测量点上测出的各个1/3 倍频程带内的声压级的平均值.然后再加上 6dB 的信号峰值因子就可得到最大的声压级。测试信号源为粉红色噪声+1/3 倍频程带通滤波器。定义：厅堂内声场稳态时的最大声压级以技术参数说明系统最大声压级的压潜力。为防止测试时间过长损坏扬声器系统，扬声器系统的馈入功率可 1/n 取n=2，每测点的最大声压级可用下式计算：式中：Li 为第一个 1/3 倍频程频带的声压级N 为传输频率范围内 1/3 倍频程的频带数。(六)、播送扬声器的选用和配置1、播送扬声器的选用原则上应视环境选

26、用不同品种的规格的播送扬声器例如，在有天花板吊顶的室内，宜用嵌入式的，无后罩的天花扬声器，如 TH-206、TH-207、TH208 系列。这类扬声器构造简洁， 价钱相对廉价，又便于施工。主要缺点是没有后罩，易被昆虫、鼠类啮咬。在仅有框架吊顶面无天花板的室内如开架式商场宜用吊装式球型音箱 DQ-101 或有后罩的天花扬声器如 DQ-103 系列。由于天花板相当于一块无限大的障板，所以在有天花板的条件下使用无后罩的扬声器也不会引起短路。而没有天花板时状况就大不一样， 假设仍用无后罩的天花扬声器，效果会很差。这时原则上应使用吊装音箱。但假设嫌投资大， 也可用后罩的天花扬声器。有后罩天花扬声器的后罩

27、不仅有一般的机械防护作用，而且在一 定程度上起到防上声短路的作用。在无吊顶的室内例如地下停车场则宜选用壁挂式扬声器或室内音柱。前者如 BG-508、BG-506 系列；后者如 M-801、M-802 系列。在室外，宜选用室外音柱或号角。前者如 FS-902、FS-905 系列。这类音柱和号角不仅有防雨功能，而且音量较大。由于室外环境空旷，没有混响效应选择音量较大的品种是必需的。在园林草地，宜选用草地音箱。如MG-602、GB-3007 系列。这类音箱防雨、造型美丽，且音量和音质都比较讲究。在装修讲究、顶棚高阔的厅堂皇，宜选用造型优雅色调和谐的吊装式扬声器。如 DQ-101系列。至于品牌和档次的

28、选择，自然与投资有关。WTOPA 系列以普及档次为中上级档次。(七)、播送功放的选用播送功放不同于 HI-FI 功放。其最主要的特征是具有 70V 和 100V 恒压输出端子。这是由于播送线路通常都相当长，须用高压传输才能减小线路损耗。播送功放的最重要指标是额定输出功率。应选用多大的额定输出功率，须视播送扬声器 的总功率而定。对于播送系统来说，只要播送扬声器的总功率小于或等于功放的额定功率， 而且电压参数一样，即可随便配接，但考虑到线路损耗、老化等因素，应适当留有功率余量。依据“标准”的要求，功放设备的容量相当于额定输出功率一般应按下式计算：P=K1K2P0P - 功入设备输出总电功率P0 -

29、 每一分路相当于分区同时播送时最大电功率Pi- 第 i 分区扬声器额定容量Ki- 第 i 分区同时需要系数：效劳性播送客房节目，取 0.2.4背景音乐系数，取 0.50.6 业务性播送，取 0.7.8 为火灾事故播送,取 1.0K1 - 线路衰耗补偿系数：1.261.58 K2 - 老化系数：1.21.4椐此，假设是背景音乐系统，播送功放的额定输出功率应是播送扬声器总功率的 1.3 倍左右。但是，全部公共播送系统原则上应能进展灾难事故紧急播送。因此，系统须设置紧急播送功放。依据“标准”要求，紧急播送功放的的额定输出功率应是播送扬声器容量最又的三个分区中扬声器容量总和的 1.5 倍。至于播送功放

30、的其他规格，取决于播送系统的具体构造和投资。(八)、播送分区一个公共播送系统通常划分成假设干个区域，由治理人员或预编程序打算那些区域须分布播送、那些区域须暂停播送、那些区域须插入紧急播送等等。分区方案原则上取决于客户的需要通常可参考以下规章：1、大厦通常以楼层分区；商场、游乐场通常以部门分区；运动场常以看台分区；住宅小区度假村通常按物业治理分区，等等。2、治理部与公众场所宜分别设区。4、 重要部门或播送扬声器音量有必要由现场人员任意调整的宜单独设区。总之，分区是为了便于治理。但凡需要分别对待的局部，都应分割不同的区。但每一个区内，播送扬声器的总功率不能术大，髯同分区器和功放的容量相适应。以 WTOPA 系列中的 PA-9983D 分区器为例，每一个区的功率容量为 500VA ，但 10 个区的总容量不应超过 1000VA 。椐此，假设 10个区满负荷运行，则平均每个区不应超过 100VA。