扩声音响系统的组成和分类

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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ 自然声源（如演讲、乐器演奏和演唱等）发出的声音能量是很有限的，其声压级随传播距离的增大而迅速衰减，由于环境噪声的影响，使声源的传播距离减至更短，因此在公众活动场所必须用电声技术进行扩声，将声源的信号放大，提高听众区的声压级，保证每位听众能获得适当的声压级。近年来，随着电子技术、电声技术和建声技术的快速发展，使扩声系统的音质有了极大提高，满足了人们对系统音质越来越高要求的需要。 扩声系统通常由节目源（各类话筒、卡座、CD、LD、或DVD等）、调音台（各声源的混合、分配、调音润色）、信号处理设备（周边器材，如：均衡器、压限器、效果器、分频器、延时器、

2、反馈抑制器等）、功放和扬声器系统等设备组成。在民用建筑工程中，扩声系统按用途可分为以下几类：一、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。如果四周有高楼大厦等建筑物，扬声器的布局又不尽合理，因声波多次反射而形成超过50ms以上的延迟，会引起双重声或多重专长，甚至会出现回声等问题，影响声音质清晰度和声像的定位。 室外系统以语言扩声为主，兼用音乐和演出功能。音质受环境和气候条件影响大，干扰声大，条件复杂，因此需要有很大的扩声功率。二、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

3、拉OK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，不仅要作语言扩声，还要能供各种文艺演出使用，对音质的要求很高，受高度间建筑声学条件的影响较大。三、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安装的一种便于安装、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、体育馆、艺术广场和大宴会厅等）作文艺演出时使用。这种系统的投资较大，通常由专业单位提供出租使用。四、公共广播系统 公共广播系统为宾馆、商厦和各类大楼提供背景音乐和广播节目，近几所来公共广播系统又兼作紧急广播。公共广播系统的控制功能较

4、多，如选区广播和全呼功能，强切功能，优选广播权功能等。由于扬声器负载多而分散，传输线路很长，因此一般都用定电压输出（70V或100V，而前面提到的其它的扩声系统的功放、音箱是定阻的，如某音箱阻抗为8欧姆），声压级要求不高，音质要求以中音或中高音为主。五、会议系统 会议系统包括会议讨论系统、表决系统和同声传译系统。近年来发展很快，广泛用于会议中心、宾馆、集团公司、会场和大学教室等场所。第二节 扩声系统的声学特性标准和音质主观评价 当今社会上有一种误解，认为扩声音响系统非常简单，只要把话筒（包括其他声源）调音台、功放和扬声器箱连接起来就能组成一个扩声工程。这种理解造成了许多业主花了不小投资，只能得

5、到的是语言扩声模糊不清，反馈啸叫使声音开不响，重放音乐变调无味，听众感到头脑发胀的痛苦结果。为此我国已制订了多个国家专业标准，给设计施工和监理验收提供了依据。 扩声系统其实是一项复杂系统工程，它涉及电声技术、建声技术和乐声艺术（调音）三者密切配合的边缘科学。扩声系统的音响效果不仅与系统的综合性能（音响器材、系统设计和设备配置的合理性和系统调试的正确性等）有关，还与声音传播的环境建筑声学特性密切相关。当然扩声系统本身特性的好坏是音响效果的基础，因为即使有良好地声学环境，如果扩声系统的特性很差，那么其效果肯定不会好。而良好的声学环境则是获得良好音响效果的保证，它们两者是相辅相成的。 音响效果的评价

6、通常称为“音质评价”。系统的综合性能可由“客观测量”和“主观评价”两个评价体系来反映。客观测量标准可用仪器来测定系统的声学特性，是音质评价的基础，我国已参考国际上有关标准制订了多个相应的国家标准。但对于声音的柔和度、丰满度、透明度、浑浊度、清晰度、平衡度和声音的染色等还无法用仪器来测定，因此只能用“主观评价”的方法进行。主观评价和客观测量两种既不能相互代替又不是互相对立的，决不会出现差的客观测量和好的主观评价结果。一、主观评价性能良好的扩声系统其主观评价应能达到：低音：150Hz以下应是丰满、柔和而富有弹性；中低音：150500Hz，应是浑厚有力而不混浊；中高音：5005000Hz，应是明亮透

7、彻而不生硬；高音：5000Hz，应是纤细、圆润而不尖锐刺耳。二、综合感觉 低音丰满、柔和、有弹性；中音有力而不混浊；高音通透明亮而不刺耳；要求有一个平坦的频率响应特性。 对人声来说：讲话：2004000Hz/6300Hz，100Hz以下要切除。 对音乐来说：音乐信号的频谱范围极宽；低音-中高音表现的是乐声的基音；高音表现的是乐声的泛音（谐波），表现为乐声的细腻感、清晰度和声像定位。 对演唱来说：男声的频响特性为100Hz8000Hz；女声的频响特性为180Hz10000HzZ。音乐重放和歌星演唱的声音要有“音乐味”，所谓音乐味可理解为：如果一个歌手演唱时，把自己的感情溶化在她的演唱中，大家听起

8、来一定会感到她很“投入”。但如果只是照谱念词地唱，大家会感到她没“味”了。同样，我们的专业音响系统播放出的声音希望能听出艺术家在演奏时那种投入的感情，而绝不愿意听到的是刻板的演奏和演唱。三、音质主观评价的条件1、主观评价专用节目源。国家技术监督局已监制做成了GSBN-6001主观评价节目源实物标准样品（CD片）。2、按评价规则组成57人的评价人员及制定评价统计方法。3、评价用听音室的技术性能。四、音质客观评价的国家标准1、中华人民共和国文化行业歌舞厅专业标准WH 030193歌舞厅扩声系统的声学特性指标与测量方法。注：1）一级歌舞厅声场不均匀度舞池与座席分别考核。2）二、三级歌舞厅除噪声外，所

9、有指标仅在舞池考 核。3）歌舞厅扩声系统的声压级，正常使用应在96dB以下为宜，短时间最大声压级应控制在110dB以内。2、广播电影电视部厅堂扩声专业标准GYJ 125厅常扩声系统的声学特性指标3、建设部体育馆行业标准 体育馆扩声系统的声池特性指标分为三级。一级和二级为语言扩声（集会、体育活动），兼用于文艺演出；比赛场地的扩声特性指标可按观众席同级或降低一级（不含流动或返送系统的扩声特性）。第三节 系统主要设备的选择和配置 改革开放以来，随着人民生活水平的不断改善和提高，精神文明建设的条件也在同步改善和发展，全国各地的歌舞厅、俱乐部和各种多功能厅越建越多，规模越来越大；各种大型体育比赛场馆和跨

10、世纪的现代化大剧院、艺术中心也正在蓬勃发展和兴建。但也应该看到，在已建成的工程中，很多扩声系统由于设备配套不合理或没能正确调试，或是室内建筑声学条件没有处理好等因素，使许多性能优良的音响器材没能物尽其用发挥其全部作用，达不到预期的效果，既浪费了投资，又不能满足人们日益提高的音乐欣赏能力的要求。一、如何正确选择和合理配置音响器材 音响器材的选择和配套必须根据场地的面积、高度、房间体形和使用环境及最后要求达到的声学特性指标等因素全盘综合考虑。根据投资情况，首先考虑的是选用何种扬声器箱，然后根据扬声器箱的各项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。根据扬声器箱的功率要求与以相应数量的功

11、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）。1、如何选择扬声器箱 场声器箱是扩声系统的喉舌，直接影响声音的音质，是音响系统最关键的部分。它如歌星的嗓子，有了好的歌喉，才能唱出优美动听的歌曲。因此选择声音宏亮、音质优美、失真极微、工作可靠、性能/价格比高的扬声器箱是广大用户共同关心和追求的目标。人声和乐声是一种随机信号，其波形十分复杂，可闻声音的频谱范围一般为20Hz20kHz；其中语言的频谱范围约为150Hz4kHz左右；各种音乐的频谱范围可达40Hz18kHz；各频谱的能量分布以低

12、音和中低音最大，中高音次之，高音最小（约为中、低音的1/10左右）。要使扬声器能重放出这些随机信号，确保重放出的声音优美动听、逼真自然，必须具有足够宽广的频率响应特性，足够的声压级和大的信号动态范围。我们还希望能用相对较小的信号功率输入获得足够大的声压级输出，即要求扬声器具有高的电声转换效率高的声压灵敏度（SPL）。此外，我们还要求扬声器在输入过载的情况下不会立即损坏，即要有高的工作可靠性。 用户要求性能价格比高的产品。最后还要考虑产品的配套方式、外形结构和吊挂方法等条件。 扬声器的技术参数很多，在选用时必须重点考虑以下几个主要技术参数：（1）扬声器箱的声压灵敏度（SPL）和最大声压级（SPL

13、max） 扬声器箱的声压灵敏度SPL是指向扬声器箱输入1W电信号功率（粉红噪声功率），在它前方的轴线上1m的地方测得的声压级。 如果两种扬声器的声压灵敏度相差3dB，那么，在同样的距离上达到同样的声压级，SPL高的扬声器箱使用的数量比SPL低的扬声器箱数量少，使用功放的数量也可相应减少，有效地降低了系统造价和减少声源之间的干扰。扬声器的声压灵敏度实际上是一种电声转换效率的体现。由于各种器牌的扬声器箱及其使用的扬声器单元采用的设计、选用的材料和生产制造工艺等诸方面的差异，因此SPL的差异也很大。 扬声器箱的实际功率承受能力远大于1W，一般都在1002000W之间，因此实际使用时都可输入这个允许的

14、功率标称功率（AES-2 国际标准）。当扬声器输入这个标称功率时，在其前方轴线上1m处测得的声压级，我们称为最大声压级，用SPLmax表示。这个SPLmax是我们实际中可使用的最大声压级。例如一个扬声器的声压灵敏度SPL=100dB，1W，1m，扬声器箱的最大输入功率（AES-2）为1000W，则SPLmax=SPL+30dB（1000W的分贝功率值）=100dB+30dB=130dB，1m。如果在服务区内这个声压级还不能满足要求，那么可用增加同样型号的扬声器箱提高声压级或改用更大功率或更大SPL的其他型号的扬声器箱。注意：两个相同声压级的扬声器箱叠积合成时，其合成声压级仅增加3dB，例：1个

15、音箱SPL合成声压级90dB；2个音箱93dB；4个音箱96dB；8个音箱99dB。这里引出了一个性能价格比的经济核算问题。例如一个SPL1=90dB的扬声器箱，单价为5000元，另一种音箱的SPL2=99dB，价格为2万元，如果系统要求达到99dB的声压级，那么SPL低的扬声器箱要用8个，还需用8倍的功率推动，增加了投资成本。因此不能简单地以扬声器数量的多少来判断能达到的声压级大小和系统的好坏。用叠积扬声器的数量来提高声压级的方法是不可取的，它不仅增加了投资成本，而且使音质变坏（各音箱之间的声音干扰产生梳状滤波器特性）。（2）2分频（2 路系统）和3分频（3路系统）的区别 音频信号的频谱范围

16、很宽，任何一种扬声器单元都无法满足音乐重放的要求。因为一般12in以上大口径的扬声器单元，低音特性很好，失真不大，但超过1.5kHz以上的声音信号，它就无能为力了；12in的高音扬声器单元（或高音压缩驱动器）重放3kHz以上的声音信号性能很能好，但无法播放中音和低音信号。为此，由低音、中音和高音三种不同频率响应特性组成的“全音域”扬声器箱诞生了。这种3路（3分频）扬声器箱使用了3种不同频率响应特性的扬声器单元，因此必然有两个频率交叉点(俗称分频点），分频点的频度位置与使用的扬声器单元特性有关，如果分频点的设置与扬声器单元的频响特性不相符，就会使合成的频率特性出现凹凸起伏，影响放音音质，因此扬声

17、器箱的分频器设计和制造也是不可忽视的关键问题。 3路扬声器系统的频响特性平坦、音质自然悦耳，尤其是对人声的表现能力更为出色，因此用在一些要求较高的文艺演出使用的扩声系统中，是音乐厅、歌舞厅和剧院扩声系统的最佳选择。 2路扬声器系统省掉了一个中频扬声器单元，采用了一种折衷的方法，把低频扬声器单元的频率特性向上移动，高频扬声器单元的频率特性向下移动，通过分频器把这两种频率特性巧妙的衔接起来。2路扬声器系统的结构简单，省掉了一个中音单元，体积也较小些，价格当然也便宜不小，但它的高频和低频特性范围不免减少了一些，对人声的表现能力也略差些。它广泛使用于各类舞厅和迪斯科厅。 由于音乐中的低音能量很大，尽管

18、全音域扬声器箱的频谱特性很宽很平坦，但低音力度仍然不能满足文艺演出和歌舞厅等使用的要求，因此通常还需专门增加15in以上大口径的超低音扬声器箱，使系统的低音力度更大，声音更丰满、更柔和。如果系统中已使用了3分频扬声器系统，那么增加超低音扬声器箱后，就成为性能十分完美的4路（4分频）系统了。（3）扬声器箱指向特性的应用 扬声器箱发出的声音在低频段（低于250Hz）是无方向性的，即在各方向均匀传播。但在中、高音频段时，声音的传播呈现较强的方向性，这个指向特性（各类音箱均不相同）在系统设计中可加以利用。优良的恒定指向特性可在扩声现场把声波集中到听众区，避开声波强烈的反射面和多声源引起的声波相互干扰，

19、有利于提高声音的清晰度。 扬声器的指向特性可用“指向性指数DI”来表示，它的含意是在扬声器轴线方向上某一点的声压级与在该点上一个没有反射面的全向辐射的点声源辐射相等，功率产生的声压级之差。它与扬声器辐射相等。功率产生的声压级之差。它与扬声器的辐射频率有关，可用极坐标画图表示。另外还有一个表达方法称为“指向性因数Q”。DI与Q之间的关系如下：DI=10tgQ，Q=10DI/10。 极座标图能清楚地表示出扬声器在水平面内辐射波束的宽度。与扬声器轴线上同样距离而偏离轴线角度后声压级下降6dB的偏离夹角称为水平覆盖角H（垂直覆盖角V）。H下V与DI和Q的关系式如下：DI=10lg1800/arcsin

20、(sinH/2*sinV/2); Q=1800/arcsin(sinH/2*sinV/2)扬声器箱指向特性的应用： 扬声器箱的指向特性也与手电筒的聚光特性相类似。若只要扩声系统能发出声音而不管音质如何、清晰度如何及声场分布如何等，那么什么档次的扬声器箱都能办得到。一个好的扩声工程必须能有效地控制声场的分布和考虑满足声压级要求的可能投射的距离。指向性优劣足以影响工程的效果。 扬声器箱的指向特性使偏轴方向的声压级随偏角的增大而逐渐减小。另一方面声压级又随着传播距离的增加而按距离的平方成反比的减小。如果扬声器箱的位置布置得确当，就可以使两种衰减互相补偿，从而使声场更为均匀。 如果扩声的服务区的覆盖范

21、围较大，单只全音域扬声器箱已无法满足声场覆盖的要求，此时需要将多只音箱组合起来增加覆盖角度。注意：用这种梯形箱组成的“八字形”音箱组合，扩展了一倍的覆盖角，但合成声压级并没有增加，与一个扬声器箱的声压级相同。（4）扬声器的功率处理能力 扬声器的功率处理能力（或标称功率）是一项重要参数，它代表扬声器能承受长期连续输入功率的能力。这个输入信号功率是与节目信号具有相类似频谱的粉红噪声信号功率。国际上都按美国AES21984的标准执行。即把粉红噪声信号功率送到扬声器中，连续工作2h后，其电性能和机械性能的永久性变化不大于10%时测得的功率数值。（5）扬声器单元的阻抗特性 扬声器单元的阻抗包含音箱的直流

22、电阻、电感量和电容量，由于电感和电容的阻抗随频率而变化，因此扬声器的阻抗也随频率而变。通常标定的扬声器阻抗是在某个特定的点频（如400Hz或1000Hz）上测定的。如果扬声器的阻抗随频率变化很大，那么它的电声性能上定较差，并且还会影响扩声系统的稳定性。 JBL公司最近在EON系列扬声器上采用的DCO双音箱差动磁路设计的专利技术，可将这个阻抗变为纯电阻的特性，音质十分优美。2、扬声器系统需配置的功放功率 扬声器系统要高质量的重放出各种音乐节目，根据音乐信号的特性，其峰值因子约为10-15dB，从保证音质的角度来说，功放应在此动态范围内不发生任何波形削波，即功放的最大输出功率应是扬声器额定功率的5

23、8倍。这样的功率配置音质虽然好，但它的投资会很大，同时，如果没有训练有素的专业人员操作，扬声器系统易受功率过载冲击而损坏，因此一般都把这个功率配比定在12倍扬声器单元的额定功率。12倍这个范围也许太大了，如何正确掌握呢？（1）在一些要求不高、投资有限的工程中，功放的功率起码相当于扬声器箱的额定功率。操作时要注意保持声音不发生过载失真。过小的功率配置似乎不会损坏扬声器单元，其实不然。因为过小功率的功放极易发生过载削波，产生大量谐波而烧毁高音驱动器。（2）一般工程建议功放的功率配比是1.2倍，低音部分最好超过1.5倍，这样才能获得足够的力度感。（3）要求高的场地，如录音监听、音乐厅和大剧院等，最好

24、的功率配比是2倍。这与国际电工委员会IEC制定的配接推荐标准方案相致。 功放输出功率的配比没有硬性规定，完全视投资预算和对音质的要求而定。3、如何选择功率放大器 功率放大器的性能价格差异很大，除输出功率和输出阻抗必须与扬声器系统配接外，还需进一步了解直接影响声音重放音质和系统工作可靠性的一些关键技术参数后才能作出正确选择。 这里对功放的输入电平、输入阻抗、频率响应特性通道间的串音衰减和输出信噪比等技术参数不作分析，因为这些参数在任何晶体管功放中都能很容易达到。（1）阻尼系数的作用 众所周知，扬声器纸盒的直径越大，低音越好听。但纸盒越大，其运动惯性也越大，惯性作用使它与驱动信号不能作同步运动，发

25、出的声音会混浊不清，尤其是在400Hz以下的低频段，造成声音的变调或“染色”，听起来模糊不清，很不自然。 幸运的是与扬声器联接的功放有一个输出内阻Ri，它能对扬声器的运动惯性产生电阻尼的作用，纸盒在驱动信号结束后，由于电阻尼的作用，很快回复到零位（中心位置），这样就能使纸盒跟着正负交替的音频信号作同步运行，发出纯净的原音。 阻止纸盒惯性运行的效果可用阻尼系数来恒量：D=Rs/Ri，Rs为扬声器的阻抗。D越大，纸盒与信号同步的效果越好，低音越纯。因此阻尼系统是直接影响低音音质的重要技术参数。现在国际上一般能做到D=200300的水平。（2）转换速率 功放的转换速率代表它的高音性能，转换速率越快，

26、高音的透明度越好，声音更为清晰，层次更为分明，声像定位更为明显和正确。晶体管功放现在的国际水平为每微秒达到1325V的水平。使用MOS-FET场效晶体管的第三代功放的转换速率可达到每微秒75V以上，完全可与电子管功放相媲美，清澈透明的高音令人陶醉。MOS-FET功放不仅具有极高的转换速率，还有极大的阻尼系数，可达到350以上。（3）失真度 失真度也是影响音质的关键参数之一。与功放的频响特性和输出功率大小有关。小于0.5%的非线性失真，人耳一般不易辨别，这个指标在现代的功放中都能达到并还能大大超过。但在放音时主观听感仍感不满意，原因在于实际使用时放大的是一种频谱复杂的随机信号；非线性失真测试时用

27、的是单一频率的正弦波信号。于是在40年代又提出了使用2个频率混合在一起的信号，测试它们之间产生的互调失真。如果互调失真超过1%，就会降低声间的清晰度和层次感。互调失真虽比非线性失真进了一步，但还没有包含信号瞬时突变的成分。于是在60年代又进一步提出了瞬态响应指标（转换速率），瞬态响应不能小于10V/us，否则会影响高音音质。70年代又更进一步提出了瞬态互调失真，这项失真指标可直接反映高音的层次感、声音的圆润或毛刺以及声像的定位等听感，但是测量起来十分麻烦。 一台好的功放，不仅要有极微小的非线性谐波失真（万分之一以上），而且还要有极小瞬态互调失真的极小的相位失真。（4）完善的保护电路可靠性要求

28、一台好地功放不仅要有良好的性能参数，还必需具有完善可靠的保护电路，即使在输入过载、输出短路、变压器过热或误操作等情况下，也不会损坏。现在的功放都设有良好的保护装置，但保护的效果差异很大。此外功放的散热方法也是影响功放可靠性工作的关键。散热差的功放连续工作数小时后就会因机内温升过高而自动停机。 常用的过载保护和输出短路保护都是采用切断输出级的信号输入来实现的，这种保护方法往往在现场使用时，当演出达到高潮时，话筒信号出现过载而导致功放自动保护而无输出，虽然说设备保住了，但哑音的场面给热烈的演出场面带来极坏的影响。为此现在一些性能优良的功放，如美国的皇冠功放已采用一种全新的保护技术ODEP（Outp

29、ut Device Emulation Protection）输出器件模拟保护技术，采用严格的程序检测功放输出级每只大功率晶体管的安全工作区域，当偶然发生输出功率超越晶体管的安全工作区域时，ODEP的智能电路会马上会按比例限制它的驱动信号电平（不是切断），使晶体管回到安全工作区，换言之，ODEP能预料潜在的问题，并可毫无察觉地进行补偿，使演出不会中断。 优良功放的保护电路不仅能保护功放自身不受损害，还能保护与它联接的扬声器系统不受到无故伤害。4、调音台的功能及应用 调音台是专业音响系统的中心控制设备，它的职能是对各种输入声源信号进行匹配放大、混合、处理和分配控制等。市场上的调音台品种和型号繁多

30、、功能和价格差异很大，必须对它们的作用和特性有了全面了解后，才能正确选择和应用。（1）调音台的基本功能1）放大、匹配、均衡各节目源的电平和阻抗。例如，低阻抗话筒的信号电平仅为70dBu（0.25Mv）/200欧，CD唱机的输出电平可达到0dBu（775Mv）/2K欧，各声源的电平和输出阻抗相差可达到数万倍以上，通过调音台的匹配放大后使它们达到相同的输出电平。2）对各通道的信号和混合信号进行处理，如均衡、压缩/限幅、延迟、激励、抑制反馈和效果等处理。3）对各通道的输入信号进行混合、编组和分配切换。4）提供其他特殊服务功能。如向电容话筒提供幻像供电；选择监听；通道哑音；舞台返听（AUX/辅助输出）

31、；现场录音输出；1kHz校正测试信号、与舞台对讲、高通/低通和参数均衡以及声控制等功能。（2）调音台的分类方法 调音台的种类很多，用途各异，可按下列方法分类：1）按用途分类有：扩声用调音台，返听调音台，迪斯科调音台，电台/电视台的播出调音台，录音调音台等等。一般厅堂和歌舞厅都采用扩声调音台，迪斯科舞厅再增加一台迪斯科调音台。2）按输入通道路数分类有：6路、8路、10路、12路、16路、24路、32路、48路、96路等。厅常扩声和歌舞厅常用8-32路。3）按输出方式分类有：双声道主输出，双声道+4编组输出，双声道+8编组输出，双声道+4编组+矩阵输出等等。多功能厅常扩声及大型歌舞厅都选用双声道+

32、编组输出或再加矩阵输出，以便在不同使用状态时进行扬声器通道的切换。 调音台除主输出外，通常还设有若干路辅助输出（作效果、返听、补声和监听等使用）和一路单声道（MONO）输出。4）按信号处理方式分类有：模拟式调音台和数字式调音台两类。数字调音台主要用于录音棚和节目制作，它便于信号剪接、长距离传输（用数字光缆）和储存，但在实况演出时由于操作过程不直观及繁杂，因此现在主要还是用模拟式调音台。（3）调音台编组输出 调音台好比一台交换机，根据现场使用态响应不能小于10V/us，否则会影响高音音质。70年代又更进一步提出了瞬态互调失真，这项失真指标可直接反映高音的层次感、声音的圆润或毛刺以及声像的定位等听

33、感，但是测量起来十分麻烦。 一台好的功放，不仅要有极微小的非线性谐波失真（万分之一以上），而且还要有极小瞬态互调失真的极小的相位失真。（4）完善的保护电路可靠性要求 一台好地功放不仅要有良好的性能参数，还必需具有完善可靠的保护电路，即使在输入过载、输出短路、变压器过热或误操作等情况下，也不会损坏。现在的功放都设有良好的保护装置，但保护的效果差异很大。此外功放的散热方法也是影响功放可靠性工作的关键。散热差的功放连续工作数小时后就会因机内温升过高而自动停机。 常用的过载保护和输出短路保护都是采用切断输出级的信号输入来实现的，这种保护方法往往在现场使用时，当演出达到高潮时，话筒信号出现过载而导致功放

34、自动保护而无输出，虽然说设备保住了，但哑音的场面给热烈的演出场面带来极坏的影响。为此现在一些性能优良的功放，如美国的皇冠功放已采用一种全新的保护技术ODEP（Output Device Emulation Protection）输出器件模拟保护技术，采用严格的程序检测功放输出级每只大功率晶体管的安全工作区域，当偶然发生输出功率超越晶体管的安全工作区域时，ODEP的智能电路会马上会按比例限制它的驱动信号电平（不是切断），使晶体管回到安全工作区，换言之，ODEP能预料潜在的问题，并可毫无察觉地进行补偿，使演出不会中断。 优良功放的保护电路不仅能保护功放自身不受损害，还能保护与它联接的扬声器系统不受

35、到无故伤害。4、调音台的功能及应用 调音台是专业音响系统的中心控制设备，它的职能是对各种输入声源信号进行匹配放大、混合、处理和分配控制等。市场上的调音台品种和型号繁多、功能和价格差异很大，必须对它们的作用和特性有了全面了解后，才能正确选择和应用。（1）调音台的基本功能1）放大、匹配、均衡各节目源的电平和阻抗。例如，低阻抗话筒的信号电平仅为70dBu（0.25Mv）/200欧，CD唱机的输出电平可达到0dBu（775Mv）/2K欧，各声源的电平和输出阻抗相差可达到数万倍以上，通过调音台的匹配放大后使它们达到相同的输出电平。2）对各通道的信号和混合信号进行均衡、压缩/限幅、延迟、激励、抑制反馈和效

36、果等处理。3）对各通道的输入信号进行混合、编组和分配切换。4）提供其他特殊服务功能。如向电容话筒提供幻像供电；选择监听；通道哑音；舞台返听（AUX/辅助输出）；现场录音输出；1kHz校正测试信号、与舞台对讲、高通/低通和参数均衡以及声控制等功能。（2）调音台的分类方法 调音台的种类很多，用途各异，可按下列方法分类：1）按用途分类有：扩声用调音台，返听调音台，迪斯科调音台，电台/电视台的播出调音台，录音调音台等等。一般厅堂和歌舞厅都采用扩声调音台，迪斯科舞厅再增加一台迪斯科调音台。2）按输入通道路数分类有：6路、8路、10路、12路、16路、24路、32路、48路、96路等。厅常扩声和歌舞厅常用

37、8-32路。3）按输出方式分类有：双声道主输出，双声道+4编组输出，双声道+8编组输出，双声道+4编组+矩阵输出等等。多功能厅常扩声及大型歌舞厅都选用双声道+编组输出或再加矩阵输出，以便在不同使用状态时进行扬声器通道的切换。 调音台除主输出外，通常还设有若干路辅助输出（作效果、返听、补声和监听等使用）和一路单声道（MONO）输出。4）按信号处理方式分类有：模拟式调音台和数字式调音台两类。数字调音台主要用于录音棚和节目制作，它便于信号剪接、长距离传输（用数字光缆）和储存，但在实况演出时由于操作过程不直观及繁杂，因此现在主要还是用模拟式调音台。（3）调音台编组输出 调音台好比一台交换机，根据现场使

38、用需要可把输入的有关信号分别切换到相应的输出通道中去（信号编组输出）。例如在多功能厅的扩声中，会议扩声时不需要超低音扬声器系统，此时可把全部会议话筒的信号切换到全音域输出的编组通道输出。演出时需使用全部扬声器系统及超低音扬声器系统，此时可把节目信号切换到相应的编组通道输出。根据不同的节目内容可任意选择相应的编组通道输出，使用非常方便。体育比赛场（馆）的扩声系统，由于场内的主扩声、排练厅以及检录处等不同场所广播的内容不尽相同，此时也可利用编组输出功能把各种声源分别切换到相应的系统中去。 在16路以下的小型便携式调音台中，一般不设编组输出功能，只有左、右两路主输出通道。固定安装和大型流动演出系统中

39、使用的调音台都设有编组输出。现在更先进的调音台，还增设了更为方便的矩阵（MATRIXA）输出，通过矩阵跳接开关接点的变化，可在矩阵A和矩阵B的输出端取得任何一路输出的信号。相当于二次编组输出。（4）如何选用调音台 调音台的品种型号实在太多，如何在这众多的品牌型号用选好调音台，这是大家关心的事。选择时应从下列四个方面来考虑：l 满足使用功能要求，决不要有贪大求洋的心理，以免浪费投资；l 要有良好的技术性能指标，不能贪便宜，劣质的调音台会使你后悔莫及；l 操作使用方便，工作稳定，接插件性能良好；l 具有最高的性能/价格比。1）满足使用功能要求 歌舞厅、大剧院、会场、体育比赛场（馆）、大型文艺演出和

40、室外艺术广场等等各类扩声系统的规模不一，环境各异，节目内容和音响效果要求各不相同，因此必须根据系统的要求配置相应功能和档次的调音台。 调音台的输入通道和输出通道的数量除了必须能满足平时正常工作外，还必须考虑若干数量的备用通道，以适应系统扩充、临时增加和工作备份的需要，还要根据系统使用的周边设备的类型和数量确定必须的辅助输出（AOX）的数量和需要的特种输入功能。2）优良的技术性能指标 优良的技术性能是获得良好音质的保证。调音台是在微弱输入信号电平上工作的，很易引入噪声和交流哼声，因此其等效输入噪声电平应特别小。等效输入噪声电平的换算方法是：在调音台正常工作状态下，输出端的总噪声电平（用dBu表示

41、）减去调音台增益（dB）。一般调音台的等效输入噪声都应小于-126dBu，好的调音台可达到-129dBu-130dBu的水平。 第二个主要技术参数是调音台的增益（放大量）正常工作时，调音台必须具有60dB（1000倍）的电压增益，好的调音台可达到70dB的增益。 第三个主要参数是输出电平的动态余量，即最大不失真输出电平与额定输出电平（一般为0dBu）之差，以dB表示。动态余量愈大，节目的峰值储备量也愈大，声音自然度越好。一般调音台的动态余量至少为15dB，较好的调音台可达到20dB以上。 第四个主要参数是通道之间的串音。相邻通道之间的串音以中低频更为突出，一般要求能大于80dB以上。 第五个主

42、要参数是完善的操作指示系统，能正确指示调音台各部份的工作状态。 其他技术参数如非线性失真、频响特性、通道均衡器的衰减、提升特性等一般都容易达到。3）操作使用方便，接插件性能良好，工作稳定 调音师的主要操作都在调音台上进行。因此操作方便，维护简单也是选择调音台的重要条件之一。调音师的操作都是通过各种电位器的切换按钮进行的，尤其各通道的主音量推子电位器操作更是频繁，因此推子调节的手感应是精细、平滑、寿命长（一般均要超过3万次以上）和无噪声。推子的移动长度一般都在60mm以上，越长调节起来越精细，声音平滑过渡。调音台的各种接插件弹性要好，接触电阻应极微，为防止表面氧化，影响接触性能，有些高档次产品采

43、用表面镀金处理。4）最好的性能价格比 许多业内人士往往在选用时只注意有多少路输入，而不大注意输出功能、控制功能和技术性能参数。有的人还以每路多少钱来恒量其贵贱，这是不对的。我们购买的是调音台的功能、技术特性和优良的音质，因此必须以其性能/价格比来全面恒量，我们希望买到的是性能价格比最高的调音台。5、周边器材的功能与应用 周边器材是专业音响系统的重要组成部分。它的作用是加工处理和色各种音频信号、弥补建筑声学的缺陷、补偿电子设备的不足以及产生特殊声音效果等。产品的品种很多，功能各异，主要包括均衡器、压缩/限幅器、扩展器/噪声门、延时器/混响器、声音激励器和电子分频器等。（1）均衡器 均衡器是用来校

44、正扩声系统频响特性的设备，可分为房间均衡器（有1/3倍频程、1/2倍频两种）和参数均衡器两类。应用最多的是房间均衡器。它的主要作用是：1）校正音响设备产生的频率特性畸变；补偿节目信号中欠缺的频率成分 ；抑制过重的频率成分。2）校正室内声学共振产生的频率特性畸变，弥补建筑声学的结构缺陷。3）抑制声反馈，提高传声增益，改善厅堂扩声质量。4）修饰和美化音色，提高音响效果，提供不同演出需要的频响特性。 房间均衡器一般由931个带通滤波器组成，每个带通滤波器有一个对应的固定中心频率，中心频率的分布可按1/3倍频程或1/2倍频程来按置，每个带通滤波器振幅特性的提升或衰减量由一个推拉电位器控制，均衡调节范围

45、为+/-12dB,质量好的产品可达到+/-15dB。所谓1/3倍频程的均衡器是指滤波器中心频率间隔为1/3倍，即f2/f1=21/3。国际上ISO对1/3倍频程的中心频率有一个规定：20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1k、1.25k、1.6k、2k、2.5k、3.15k、4k、5k、6.3k、8k、10k、12.5k、16k和20kHz共31个点频，有时将其两端频率（如20Hz、25Hz、20kHz）省掉，就成28段或30段的均衡器。 参数均衡器的中心频率、滤波器特性的Q值（滤波器的通带宽度）和振幅特性

46、三个参数均为可调，所以称之为参数均衡器。这种参数均衡器的频率点较少，但它可在整个音频范围内方便地、精确地进行调整，滤波器的带宽可调到很窄（优于1/10倍频程），这样可以特别精确地处理节目信号局部的频谱，大幅度提升某些频段信号的幅度，产生特殊的音响效果或者是用来抑制某一点频的干扰（如50Hz或100Hz的电源频率干扰）或噪声，又可很少损失其相邻的有用信号成分，因此在现代的调音台中在量采用参数或半参数均衡器。均衡器的选择除了它的使用功能外，还有几项技术性能指标不可忽视，如提升/衰减的推子行程的大小，行程小的推子一般都很便宜，但调节很粗，很难调得正确精细；此外等效输入噪声和交流哼声（一般应优于-90

47、dB以上）；均衡量的大小（应大于+/-12dB）；谐波失真（不大于0.1%）；信号动态范围（应大于95dB）；频响特性（20Hz20kHz+/-1dB/推子在0dB时）以及工作的稳定性等。（2）压缩和限幅器 压缩器和限幅器，简称压限器。扩声系统中为什么要使用压缩器和限幅器呢？ 人类听感动态范围（能承受的最高响度和能感触到的最小响度间的范围）可达到1000000：1（即106倍=120dB）。扩声系统声音重放的信号动态范围由于受电子设备的限制，远比人耳的动态范围小得多。最低声音的响度受系统设备噪声的限制，小的声音信号被淹没在噪声之中而无法听到；最大声音的响度受系统的线性范围限制，超过这个范围的信

48、号会被削波，使音乐中的峰值被“砍头”（削波），不仅产生严重的削波失真，而且在信号削波后会产生大量谐波，损坏扬声器单元（尤其是高音单元）。为此，信号动态处理装置得到了广泛的应用。 压缩/限幅器使扩声系统的实际获益包括：l 限制了音乐信号中极大的峰值信号，保护功放和扬声器系统免受冲击和损坏。l 使扩声系统获得更大的声音增益。因为降低了信号的峰值电平，可使节目信号中其他幅度较小的信号得到充分的提升。l 使节目中的小信号不会落到传输通道的底部噪声中去，提高了节目信号的信号噪声比。l 在多话筒扩声系统中，利用噪声门的作用，可自动开放讲话话筒/关闭没使用的话筒提高了系统的传声增益。l 通过下压限器连接的均

49、衡器进行边链控制，可作降低“咝咝声”、人声中的过重唇齿音、自动降低“重击声”和进行自动降低背景声的扩声广播等特殊功能效果。l 通过对压限器四个参数（门槛电平、压缩比、动作时间和释放时间）适当的调整，产生特殊的音响效果，使弹拨乐器变成手风琴的声音，使钹的声音变得更奇怪。 压限器的众多用途，使它越来越被人们重视并被广泛采用，前景十分看好。但如果对它的四个参数（门槛电平、压缩比、动作时间和释放时间）调整得不恰当，其结果会适得其反，会出现“泵浦声”、“呼吸声”或根本不起任何作用。如何选好、用好这四个参数是关键。1）压缩器的门槛电平是不受压缩影响的最高输入信号电平。门槛电平以上的信号会受到增益减少的压缩

50、，一般的可调范围是-40dBu+20dBu。2）压缩比是一种增益减小的度量。2：1的压缩比是输入信号超过门槛电平时，当输入信号增加2dB时，允许输出电平仅增加1dB。1：1的压缩比意味着压缩器被旁通（不接入）。压缩比的调节范围是1.5:1:1，其中1.5：110：1称为压缩器，10：1：1称为限幅器。 根据压缩/限幅器门槛处压缩特性的变化率又可分为“硬”拐点限幅和“软”拐点压缩两种。硬拐点限幅必须有足够的控制率，保证信号不被削波。如果拐点调得不适当，将会引入可闻的“咯嗒”声。3）动作时间。发生信号过载时，压限器需经多长时间才能控制信号，这段时间称为动作时间。它的调节范围是500ms到10ms之

51、间。快的动作时间会产生“咯嗒”声，慢的动作时间会使过多的过载峰值信号通过而不能保护设备免受冲击。因此必须结合拐点的过渡特性和节目内容一起考虑。4）释放时间。过载信号结束后，压限器需化多少时间才能消除控制信号，这是影响音质的一项重要参数，一般的调节范围是100Ms3s。释放时间太短时，会使声音发生不连贯和增加信号失真（因为在这个过渡时期中，小信号的增益也会被减小）。如果太长，限幅器会发生短暂的呼吸声。但释入时间越长，产生的信号失真越小。这项参数必须结合节目信号的特点适当调整。（3）扩展器和噪声门1）扩展器 乐器发出的尾音是乐器中最精彩的细节部分，这个尾音信号随着时间慢慢地衰减变小直至消失。但电子

52、系统（尤其是前级调音台）的噪声把部分尾音过早地“淹没”了，影响了乐声尾音的发挥。扩展器和噪声门是减小系统底部噪声的增益、扩大底部小信号动态范围的专门装置。 扩展器的扩展比与压缩比的规定相同，仅是感觉上相反而已。它的调节范围一般是在1.5:1至2.5:1之间，更高的扩展比很少使用。 扩展器的动态效果必须要有中等速度的动作时间（0.510ms）和适当的释放时间，它的调节范围是100ms3s，可根据节目的动态来选定。 扩展器的门槛电平是指系统增益电平开始减小时的信号电平，典型的调节范围是-500dBu。 一台性能良好的扩展器通过减小安静期间（无信号时）噪声的增益，可明显地增加系统的动态范围。2）噪声

53、门 如果把扩展器的门槛电平调节到传输通道底部噪声附近的低电平位置，并且使用较高的扩展比（如5：1），动作时间更快，那么当输入信号落到门槛电平以下时，信号和噪声的增益将会同时受到衰减，最后的结果是把信号关掉，噪声也就不能听到。此时的门槛电平称为噪声门。器械声门的释放时间和保持时间（信号电平跌落到门槛电平以下至噪声门关闭之间的时间）的选择对乐声“拖尾声”动态的，调节适当可使过渡音色得到很大的改善。 噪声门的另一个重要用途是作为多话筒扩声的“自动”话筒开关。没人讲话的话筒由于只有环境噪声，话筒输出的信号电平在噪声门槛之下，因此话筒被关闭。当话筒有人讲话时，输出的信号电平就会超过门槛电平，话筒被自动接

54、通。每个话筒对应使用一个噪声门。这样就可避免多话筒使用时引起的声反馈啸叫了。 性能优良的信号动态处理器应具有非常完善的控制、调节和显示功能，能适应各种节目信号的调节参数，具有高的性能/价格比。（4）延迟器和混响器 延迟器和混响器是两种不同的音响器材。延迟器的作用是将声音信号延迟一段时间后再传送出去；混响器则是用来调节声音的混响效果的设备。但是它们又有联系，因为混响声是由逐渐衰减的多次反射声组成，因此混响器可以看作是声音信号经过不同路径的反射延迟，并乘上依次减小的系数后再相加输出。由于延迟器和混响器都可用来产生各种不同的音响效果，因此它们都属于效果器材。 延迟混响器都是用电子技术的方法对声音（包

55、括歌声）加工，产生人为的立体声效果和混响效果，在扩声系统中的应用如下：1）提高扩声系统的清晰度 在一个较大的厅堂中，除原声声源外，还设有不少扬声器箱，各扬声器箱与听众的距离不同，后排的听众先听到最靠近的后场扬声器箱发出的声音，然后再听到前场扬声器箱发出的声音，最后在图中后排功放之前加入一个延迟器，并精确地调整延迟量，就能使前后场扬声器箱发出的声音同时到达后排听众，从而获得了好的声音清晰度。2）延迟器和混响器合用产生空间临场效果 利用延迟器来产生早期反射声的效果，再加上图中混响器产生的混响声，可获得室内声场中的混响声，然后再通过调音台与输入的原始声混合。只要把它们三者之间的比例调整恰当，就可使原

56、来比较单调的原始声获得像在音乐厅那样的演出临场感效果。（5）声反馈抑制器 无论是剧场、会议厅、体育比赛场馆，还是卡拉OK演唱，各种类型的扩声系统都会遇到声反馈的啸叫问题，结果是扩声系统的音量开不大（即传声增益小）。在临近反馈时音质急剧变坏，刺耳的尖锐声难以入耳，即使是一套质量最好的扩声系统也难逃厄运。 声反馈啸叫造成的机理如下：扩声系统接通时，放大器的增益逐渐增大，音量随之增大，当增益加大到某一位置时，扬声器放出的声音通过空间传播到话筒输入端，此时话筒输出端产生一个波形和幅度与原始信号相同的波形，仅在时间上延迟了t，此时这个过程能自己维持进行下去,系统进入声反馈状态,产生扩音啸叫。当扩声系统进

57、入啸叫的临界状态时,系统的频率特性将出现极不规则的现象，音质产生极大的畸变。如果要使扩声系统的声音能达到自然逼真,那么系统的增益必须留有610dB的余量。 造成声反馈的原因是扬声器的声音通过房间空间回授到话筒所致。因此解决的方法应是：l 正确处理好扬声器箱与话筒之间的安装位置。决不能让话筒处于扬声器箱声压级最大的正前方，应尽量拉开它们的距离和空间方位。l 选择指向性好的扬声器箱和话筒。l 改善室内的声音传输条件，增加四周墙面的吸声系统，减小声音多次反射，减小混响时间等。l 在声音传输通道中设置反馈抑制装置，把有害的反馈信号吸收衰减掉。l 在多话筒扩声系统中，采用噪声门装置，自动管理多话筒的开启

58、和关闭。 室内的反馈信号频率通常有好多个，有固定的，也有随着环境（听众的人数变化和分布）的改变而变动的。在自动反馈抑制器发明之前，通常运用1/3倍频程均衡器来吸收反馈频率，实际使用中很难操作掌握。因为要测定反馈频率既不容易又需化时间，致于活动的反馈频率更是无能为力了。此外，由于均衡器的点频设置不可能完全对准反馈频率，并且其吸收的带宽过于宽大，往往在吸收反馈频率的同时，也会吸收衰减一部分有用的信号频谱，会影响扩声系统的音质，因此现在已经很少应用。 自动反馈抑制器是一种数字化的高科技产品，有两大功能：一个功能是快速自动检测反馈频率（不到1s时间），第二个功能是自动反馈抑制器一般设有56个固定吸收点

59、频和45个活动吸收点频，可以全部使用，也可部分使用，根据现场环境而定。固定吸收点可储存，以便反复使用，即一次调整后就能长期使用，活动吸收点则每次开机后均会自动进行测量和跟踪吸收。 自动反馈抑制器的实际使用效果：可提高反馈前的系统增益69dB。意味着可提高传输通道输入的输出功率达8倍而不会产生啸叫，它是解决声反馈的简单而有效的工具，虽然上市不久就获得了广大用户的喜爱。（6）声音激励器的作用与效果1）声音激励器的作用是滤除高音提升后的咝咝声并对低音细节和高音细节分别进行激励。它的效果：使低音更加浑厚，高音更加明亮，把声音修饰得更丰满、更透亮、更完美。低音细节激励器不单纯是把低音提升，它的独特设计是

60、在加工修饰低音的同时，还把中心低频的发闷声音修饰掉，使低音的冲击力量大而不闷，柔而不浑。 高音细节的激励是通过连续不断分析原始信号中的频率成分，自动修正高频激励分量，对高频信号进行润色。2）声音激励器与均衡器的区别：l 均衡器只能提升低音的频谱分量，而不能修改发闷的中低频分量。l 均衡器对高音的提升是“静态”的修饰，激励器对高音的修饰则是“动态”的修饰。它将根据输入信号的不同内容自动地连续的用一个智能跟踪电路对高频分量进行最佳的补偿。l 均衡器无法处理在高音提升的同时产生的咝咝声。激励器则可以根据需要滤除这些咝咝声。6、歌舞厅和多功能厅音响器材配置的异同 歌舞厅包括各类歌厅、舞厅、迪斯科舞厅、

61、卡拉OK厅和集多种娱乐活动在一起的多功能舞厅。 歌舞厅的扩声系统以播放各类数字光碟（CD、LC、DVD等）为主，兼用卡拉OK演唱话筒及无线话筒，要求有足够大的声压级（尤其是迪斯科舞厅要求强劲、刺激的响度和快节奏的旋律）。舞池内的声压级应高于座席的声压级，并分别进行考核或只考核舞池内的多项声学特性指标。观众席处要求有适当的响度、均匀度、丰满度和清晰度。舞厅内不得出现回声、颤动回声和聚焦等缺陷。根据这些要求，扩声系统应配置能满足声压级要求的全音域扬声器箱和相应数量的超低音扬声器箱，功放应备有足够的功率余量以满足大动态音乐信号的需要。 多功能厅的扩声系统以会议和文艺表演两种功能为主。节目源以多个话筒

62、同时拾取音频信号为主，兼放CD片、录音带等。会议扩声以语言为主，要求具足够高的清晰度，足够大的传声增益，不允许有声反馈啸叫等，观众厅各处的声压级要均匀，而频响特性则可窄一些，为防止唇齿音和环境噪声，要求切除100Hz以下的低音，声压级要求也比舞厅小得多。但在文艺演出时，除会议系统的全部要求均能达到外，还需有很宽的频响特性、大信号动态范围等等。因此须用3分频扬声器箱和相应数量的超低音扬声器箱的配置才可以满足演出要求。配置的扬声器通道较多，选用具有编组功能的调音台、性能较好的周边器材和完善的舞台视听系统。在扬声器的布局方面应考虑声像一致的问题。 厅堂扬声系统设备的配置必须考虑的因素较多，不同类型的

63、厅堂声学特征不同，配置的扬声系统亦不相同。 厅堂扬声的作用首先是用来增强观众席直达声的响度以达到必善听闻的要求。节目信号的声压级高于背景噪声10dB以上才能获得较高的清晰度，高于15dB以上才能获得较好的音质。此外，如果直达声过弱会被混响声所淹没，这时不仅会降低听闻的清晰度，而且会影响声像的定位。 其次，通过电声系统来改善厅堂的音质也是一项重要措施。借助扩声系统可在一定范围内弥补观众厅可能存在的缺陷，例如在观众厅的包厢和眺台中常常是直达声不足，并缺小近次反射声，声压级不足，音质也差，此时就可以利用补声扬声器或调整主扬声器的声场方向来增加直达声的声压级。第四节扩声系统与建筑声学的关系 建筑声学设计主要包括直达声、近次反射声、混响时间、反射板、扩散体和吸声体在场内的布置、噪声干扰的抑制措施等。建筑声学的周密考虑及正确设计，将为扩声系统设计提供极为有利的条件。扩声系统的高保真音质在很大程