扩声音响系统的组成和分类

hellocq

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、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：150~500Hz，应是浑厚有力而不混浊；

中高音：500~5000Hz，应是明亮透彻而不生硬；

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：200~4000Hz/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100Hz~8000Hz；女声的频响特性为180Hz~10000HzZ。

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5~7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 0301——93《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20Hz~20kHz；其中语言的频谱范围约为150Hz~4kHz左右；各种音乐的频谱范围可达40Hz~18kHz；各频谱的能量分布以低音和中低音最大，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（SPLmax）

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100~2000W之间，因此实际使用时都可输入这个允许的功率——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；1~2in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，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=10lg[1800/arcsin(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AES2—1984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5~8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1~2倍扬声器单元的额定功率。1~2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=200—300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，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13~25V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

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（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）；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+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）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9~31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-90dB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（20Hz~20kHz+/-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，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1.5：1~10：1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100Ms~3s。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（0.5~10ms）和适当的释放时间，它的调节范围是100ms~3s，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-50~0dBu。

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Δt，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6~10dB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5~6个固定吸收点频和4~5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6~9dB。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、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度上受室内空间结构的影响。因此声系统必须与建声设计密切配合，进行综合考虑。

一、室内声场的结构

在室内，声音传播形成的声场比室外复杂的多。房间对声音的主要影响为：1）引起一系列的反射声；2）由于房间的共振或声聚焦引起室内声音在某一些频率的加强或减弱；3）使室内室间声场的分布发生变化。

房间中某一点声源发声时，声波以球面波方式向四周传播扩散，声音的声强随离声源距离的平方成反比例减小。当声波传播到周围墙面时就会被反射，先后到达听众耳朵的声音便有三部分组成：直达声、晚些到达的近次反射声（又称早期反射声）和更晚到达的多次反射声（又称混响声）。

1、直达声

直达声是由声源直接传播到达的声音，它是声音最主要的信息。直达声的声强按离声源距离的平方成反比衰减。

2、近次反射声

近次反射声是指在直达声之后50ms内到达的反射声，这些短延迟的一次、二次和少数三次反射后到达的声波对直达声起到加强的作用，使人感觉到空间的大小和声音的宏亮效果。近次反射声与直达声之间的时间间隔代表房间空间的大小。近次反射声和直达声对于人耳来说是难以分开的。

3、混响声

混响声是在近次反射声后陆续到达的、经过多次反射的声音，声波每反射一次，其能量就衰减一次，混响声的衰减率与周围界面对声音吸收的能力有关（吸声系统）。通常用混响时间R60来表示，即声源停止发声后，室内声压级衰减60dB所需的时间。单位为秒，与声波的频率有关。混响时间对音质有着重要的影响，R60太大时会使声音混浊不清。太小时会使声音感到干涩无味。

二、临界距离Dc

直达声场和混响声场在空间分布的关系。直达声场的距离衰减按平方反比定律，混响声场的衰减与房间的表面的吸声系统数有关。接近声源时，直达声场占优势，但随着传播距离的增大，直达声场越来越小，黑点与圆圈的比例发生变化，直到黑点与圆圈相等的界面的距离我们把它称为临界距离Dc（黑点——直达声；圆圈——混响声场）。当收听点在临界距离之内时，即r<Dc，直达声起主要作用，声音清晰。当收听点在临界距离之外时，即r>Dc，混响声起主要作用，清晰度降低。要求清晰度高的场合则取r≤3Dc。

临界距离直接受声源的指向特性和房间界面的吸收系统影响。计算公式如下：

Dc=0.14(QR)1/2 (m)

式中 Q——扬声器的指向特性，Q=1800/arcsin(sinH/2*sinV/2)

H——扬声器的水平指向角；

V——扬声器的垂直指向角；

R——房间常数，与房间界面的平均吸声系统a有关，R=Sa/1-a

S为房间界面的总面积。

三、混响时间R60

混响时间对音质有很大的影响。混响时间短，有利于清晰度，但过短时则会感到声音的干涩和响度变弱；混响时间长，有利于声音的丰满度，但过长时则会感到声音浑浊，清晰度低并且无声音的方向性。

房间的混响时间与房的空间、表面积和房间的平均吸收系数a有关，计算公式如下：

Sabine公式

Eyring公式

四、吸声材料和吸声结构

建筑声学设计中使用吸声材料和吸声结构来消除回声、颤动回声、声聚焦等声学缺陷及室内吸声降噪的管道消声等。

材料和结构吸声能力的大小通常用吸声系统a来表示：

a=（E0-Er）/E0

式中 E0——入射到材料表面的总声能；

Er——被材料反射回去的声能。

按吸声机理，常用吸声材料和结构可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构。

1、多孔吸声材料

多孔吸声材料包括纤维材料和颗粒材料。纤维材料有：玻璃棉、超细玻璃棉、矿棉等无机纤维及其毡、板制品，棉、毛、麻等有机纤维织物。

颗粒材料有膨胀珍珠岩、微孔砖板等块、板制品。

多孔吸声材料一般有良好的中高频吸声性能，吸声机理不是因为表面粗糙，而是因为它有大量内外连通的微小空隙气泡。多孔材料的吸声能力与其厚度、密度有关，随着厚度增加，中低频吸声系数显著增加，高频变化不大。增加材料的密度也可以提高中低频吸收系数，但比增加厚度的效果小，因此在使用同样材料时，当厚度不受限制时，宁愿采用结构密度松散的厚度大的多孔材料。

多孔材料背后有无空气层，对吸声性能有重要影响。其吸声性能随着空气层厚度的增加而提高。

帘幕也是一种很好的多孔吸声材料。就吸声效果而言，丝绒最好，平绒次之，棉麻织品再次，化纤类帘幕最差。通过调节帘幕与墙面或玻璃的间距可调节吸声效果。

2、共振吸声结构

穿孔板吸声结构和薄板、薄膜吸声结构都可看作利用共振吸收原理的吸声结构。

穿孔板吸声结构具有较好的中频吸声特性。它是由金属板、薄木板、石膏板等穿以一定的密度的小孔或缝隙后固定在龙骨上，背后留有空气层而构成共振吸声系统。它可视为由许多并联的亥姆霍兹共振器组成。

穿孔板的吸声特性在共振频率附近有最大的吸声系数。为扩展吸声系数的频率范围，可在穿孔板后铺设多孔吸声材料及留有一定的空气隙。

穿孔的孔径小于1mm（穿孔率p=1%~3%）时称为微孔板，用薄金属板制成，其后面不再铺设多孔吸声材料，可在较宽频带内获得较好的吸声效果。做成双层微穿孔板结构，吸声性能更佳。

如果把穿孔率达到50%以上的微穿孔金属薄膜或微孔有机玻璃板直接贴在大面积装饰玻璃平面上，则可解决玻璃平面的强声反射问题，同时也不大影响玻璃的透光性或透明度。它的缺点是造价太高。

3、声波扩散体

改善建筑声学特性的方法除使用吸声材料外，还经常在墙面及声波反射强烈的地方设置声波扩散体/面，使声波产生漫反射和分散室内的共振频率。改善声音的"染色"失真（即音色变调）和颤动回声。常用的声波扩散体形状为等三角形，圆弧形，MLS扩散体。三种扩散体墙面结构的效果以MLS为最好（1-3-2-1-1-2-1随机序列），三角形次之，圆弧形最差。

4、最新的高性能防潮吸声材料

室内游泳池的建声设计一直是一个老大难问题，因为常规 的吸声材料都不能防潮、防水，使游泳馆的扩声系统音质难以提高。1997年八届全运会新建上海浦东临沂游泳馆时引进了美国Pyork吸声喷涂材料和日本NDC多孔吸声金属装饰板，获得了极为满意的结果。

第五节 扩声设备的安装

扩声设备的安装包括扬声器的布置方式、系统线路敷设和控制室内布局三个方面。与室内装饰工作密切相关而且有矛盾。装饰工程考虑的是美观、舒适和艺术效果，扩声系统考虑的是达到建筑声学特性的要求和音控室的操作使用方便。因此在扬声器的布置方式、线路敷设和音控室的位置和布局等方面发生不少矛盾。必须通过相互交底沟通和协商解决好这些问题，以便实现艺术效果和音响效果的统一。

一、扬声器的布置方式

1、厅堂扬声器系统布置

扬声器的布置是电声系统设计的重要问题，对它的要求是：

l 观众席上的声场公布均匀。

l 大部分观众席上的声源方向感觉良好，即声像一致性好。

l 有良好的声反馈抑制能力，避免产生反馈啸叫。

l 应避免多声源之间的相互干扰。

扬声器系统的布置可分为集中式、分散式和混合式三类。特点如下表示：

1）集中布置方式

在舞台台口"镜框"的上方或左右两侧设置指向性较强的扬声器组合，使扬声器组合中的各扬声器的主轴线分别指向观从区的中部和后部。如有楼厅或眺台，则需在楼厅下面和被眺台挡住的区域进行补声（安装一些小功率的扬声器箱）。这种布置方式的优点是声能集中，直达声强，清晰度高，观众的方向感好，声像较一致。

（2）分散布置方式

在面积很大、顶棚又较低的礼堂、会场集中方式无法使声场分布均匀时，可采用小功率高密度的分散布置，在天花板上。这种方式可使声场分布非常均匀，观众听到的是距离自己最近扬声器发出的声音，因此方向感差，各扬声器声源之间的干扰也是不可避免的，在多个声源波束重叠区域有声音干扰，影响这个区域的声音清晰度。扬声器之间的距离：D=2(H-1.5)tga (m)。式中 H——天花板的高度（m）；2a——扬声器的覆盖角。扬声器的覆盖区面积为S1：S1=πD2/4=0.785[2(h-1.5)tga] (m2)

(3)混合式布置方式

在集中式供声的剧场中，靠近舞台前几排的观众感到声音来自头顶，方向感较差，为此须在台口前或舞台两侧布置若干只小功率扬声器，以改善声像定位问题。较大型的剧场中，由于场地大，特别是有较深眺台遮挡的观众区及楼厅下面较深的后排观从区，收听不到直达声，影响音质效果，此时在适当的位置应补装一些补声扬声器。这些辅助扬声器还需适当加些延迟时间，以便与主扬声器传播来的声音同时到达这部分观众区。在电影院中，为了增加环绕声效果，须在场子的后边和两侧面后部的位置增加若干数量的环绕声扬声器等等。这些以主扬声器供声为主，结合辅助扬声器的布置称为混合布置方式。

2、歌舞厅扬声器的布置

扬声器箱的指向特性与频率密切相关。频率越高，指向特性越高。一般在250~300Hz以下已无明显指向特性，1.5kHz以上指向性比较明显起来。频率越高，声波束越窄。

扬声器箱可以放置在地上、舞台上或吊挂在墙上（或空间），但离地面高度和墙壁距离不同，由于地面和墙壁对低频的反射不同，会使低频的声压级不同，在歌舞厅中布置扬声器时应特别注意此问题。

舞厅的音箱布置：为提高舞池区域的声压级，一般把四个全音域音箱吊挂在舞池灯架上，指向舞池中心，决不能搞面对面；此外舞池边上座地（垫高）安装了两只超低音音箱，以加强低音力度。

3、体育场、馆扬声器布置

体育场的面积都很大，均属室外扩声系统。一个包括400m跑道的标准体育场其面积为180m*95m（不包括24m宽的跑道），一般可容纳5~8.5万个座位。使用的扩声系统分为两类：1）固定安装系统，以语言节目为主兼用背景音乐。主要用于体育比赛广播。2）流动演出扩声系统，用于开幕式、闭幕式的文艺表演、大型团体操和大型文艺演出扩声，音质要求很高。

扬声器系统的布置分为集中式和分散式两类。还有点声源扩声系统，用计算机控制的大功率点声源扬声器阵列系统，声场均匀，声音清晰，是90年代后期最新发明的新技术。

体育馆的面积一般比体育场面积小，是室内扩声系统。它也分为分散式固定安装系统 和中央集中式两类。

二、扩声系统的线路敷设

1、扩声系统的馈电网络

扩声系统的馈电网络包括音频信号输入部分、功率输出传送部分和电源送电部分三大块。为防止与其他系统之间的干扰，施工中必须采取有效措施。

（1）音频信号输入的馈电

1）话筒输出必须使用专用屏蔽软线与调音台连接；如果线路较长（10~50m）应使用双芯屏蔽软线作低阻抗平衡输入连接。中间设有话筒转接插座的，必须接触特性良好。平衡与不平衡转接的方法见图。

2）长距离连接的话筒线（超过50m）必须采用低阻抗（200欧）平衡传送的连接方法。最好采用有色标的四芯屏蔽线，对角线对并接穿钢管敷设。

3）调音台及全部周边设备之间的连接均需采用单芯（不平衡）或双芯（平衡）屏蔽软线连接。

（2）功率输出的馈电

功率输出的馈电系指功放输出至扬声器箱之间的的连接电缆。

l 厅堂、舞厅和其他室内扩声系统均采用低阻抗（8欧，有时也用4欧或16欧）输出。一般采用截面积为2mm2~6mm2的软发烧线穿管敷设。发烧线的截面积决定于传输出功率的大小和扬声器的阻尼特性要求。通常要求馈线的总直流电阻（双向计算长度）应小于扬声器阻抗的50~100分之一。如扬声器阻抗为8欧，则馈线的总直流电阻应小于0.16~0.08欧。馈线电阻越小，扬声器的阻尼特性越好，低音越纯，力度越大。

l 室外扩声、体育场扩声大楼背景音乐和宾馆客房广播等由于场地大，扬声器箱的馈电线路长，为减少线路损耗通常不采用低阻抗连接，而使用高阻抗定电压传输（70V或100V）音频功率。从功放输出端于最远端扬声器负载的线路损耗一般应小于0.5dB。馈线宜采用穿管的双芯聚氯乙烯多股软线。

l 宾馆客房多套节目的广播线应以每套节目敷设一对馈线，而不能共用一根公共地线，以免节目信号间的干扰。

（3）供电线路

扩声系统的供电电源与其他用电设备相比，用电量不大，但最怕被干扰。为尽量避免灯光、空调、水泵、电梯等用电设备的干扰，建议使用变压比为1：1的隔离变压器，此变压器的次级任何一端都不与初级的地线相联。总用电量小于10kVA时可使用220V单相电源供电。用电量超过10kVA时，功率放大器应使用3相电源，然后在三相电源中再分成三路220V供电，在3路用电分配上应尽量保持3相平衡。如果供电电压的变化量超过220V（+5%，-10%）时，应考虑使用自动稳压器，以保证系统各设备正常工作。

为避免干扰和引入交流噪声，扩声系统应设有专门的接地地线，不与防雷接地或供电接地供用地线。

上述各馈电线路敷设时，均应穿电线铁管敷设，这是防干扰、防老鼠咬断线和防火等三方面的需要。

2、导线直径的计算

选择导线直径的依据是传送的电功率、允许最大的压降、导线允许的电流密度和电缆线的力学强度等因素，计算公式如下：q=0.035(100-n)L*W/(n-U2) mm2

式中：q——导线铜芯截面；L——电线的最大长度（m）；W——传输的电功率（W）；

U——线路上的传输电压（V）；n——允许的线路压降（以百分率计）。

3、网络线路的施工规范

请参阅国家标准《室内电气线路敷设规范》。

三、扩声控制室

扩声控制室简称音控室，是除扬声器系统外全部扩声设备安装和调音师操作的工作室。对大型扩声系统来说，音控室内应包括调音台、周边器材、录音、视频监视和通讯装备等设备，功放机群安装在附近的专门房间，采用计算机控制和测量全部功放设备。

扩声控制室的设置应根据工程实际情况具体确定。剧场和礼堂类建筑宜设在观从众厅的后部。其原因是调音师能听到最后部观众区实际调音的音响效果。控制室的面积一般应大于15m2，室内作适当的吸声处理。当控制室设在观众厅后面时，玻璃观察窗应能开启，其面积宜为1.5~2m（宽）X1m（高），窗底边比最后一排地面高1.7m以上，以免被观众遮挡视线。

歌舞厅的控制室一般设置在表演小舞台的侧面，与舞台联系方便，并与舞厅灯光控制放在一间。

宾台及全部周边设备之间的连接均需采用单芯（不平衡）或双芯（平衡）屏蔽软线连接。

（2）功率输出的馈电

功率输出的馈电系指功放输出至扬声器箱之间的的连接电缆。

l 厅堂、舞厅和其他室内扩声系统均采用低阻抗（8欧，有时也用4欧或16欧）输出。一般采用截面积为2mm2~6mm2的软发烧线穿管敷设。发烧线的截面积决定于传输出功率的大小和扬声器的阻尼特性要求。通常要求馈线的总直流电阻（双向计算长度）应小于扬声器阻抗的50~100分之一。如扬声器阻抗为8欧，则馈线的总直流电阻应小于0.16~0.08欧。馈线电阻越小，扬声器的阻尼特性越好，低音越纯，力度越大。

l 室外扩声、体育场扩声大楼背景音乐和宾馆客房广播等由于场地大，扬声器箱的馈电线路长，为减少线路损耗通常不采用低阻抗连接，而使用高阻抗定电压传输（70V或100V）音频功率。从功放输出端于最远端扬声器负载的线路损耗一般应小于0.5dB。馈线宜采用穿管的双芯聚氯乙烯多股软线。

l 宾馆客房多套节目的广播线应以每套节目敷设一对馈线，而不能共用一根公共地线，以免节目信号间的干扰。

（3）供电线路

扩声系统的供电电源与其他用电设备相比，用电量不大，但最怕被干扰。为尽量避免灯光、空调、水泵、电梯等用电设备的干扰，建议使用变压比为1：1的隔离变压器，此变压器的次级任何一端都不与初级的地线相联。总用电量小于10kVA时可使用220V单相电源供电。用电量超过10kVA时，功率放大器应使用3相电源，然后在三相电源中再分成三路220V供电，在3路用电分配上应尽量保持3相平衡。如果供电电压的变化量超过220V（+5%，-10%）时，应考虑使用自动稳压器，以保证系统各设备正常工作。

为避免干扰和引入交流噪声，扩声系统应设有专门的接地地线，不与防雷接地或供电接地供用地线。

上述各馈电线路敷设时，均应穿电线铁管敷设，这是防干扰、防老鼠咬断线和防火等三方面的需要。

2、导线直径的计算

选择导线直径的依据是传送的电功率、允许最大的压降、导线允许的电流密度和电缆线的力学强度等因素，计算公式如下：q=0.035(100-n)L*W/(n-U2) mm2

式中：q——导线铜芯截面；L——电线的最大长度（m）；W——传输的电功率（W）；

U——线路上的传输电压（V）；n——允许的线路压降（以百分率计）。

3、网络线路的施工规范

请参阅国家标准《室内电气线路敷设规范》。

三、扩声控制室

扩声控制室简称音控室，是除扬声器系统外全部扩声设备安装和调音师操作的工作室。对大型扩声系统来说，音控室内应包括调音台、周边器材、录音、视频监视和通讯装备等设备，功放机群安装在附近的专门房间，采用计算机控制和测量全部功放设备。

扩声控制室的设置应根据工程实际情况具体确定。剧场和礼堂类建筑宜设在观从众厅的后部。其原因是调音师能听到最后部观众区实际调音的音响效果。控制室的面积一般应大于15m2，室内作适当的吸声处理。当控制室设在观众厅后面时，玻璃观察窗应能开启，其面积宜为1.5~2m（宽）X1m（高），窗底边比最后一排地面高1.7m以上，以免被观众遮挡视线。

歌舞厅的控制室一般设置在表演小舞台的侧面，与舞台联系方便，并与舞厅灯光控制放在一间。

宾馆的客房广播、背景音乐控制室通常与闭路电视控制室安排在一起，由客房部统一管理。另外还有一路设在消防值班室的火灾紧急广播，通过有线遥控与客房广播共用一套公共广播系统。

体育场馆的控制室宜设在主席台侧面。

第六节 公共广播系统

公共广播系统简称PA（Public Address）。广泛用于工矿企业、车站、机场、码头、商场、学校、宾馆、大楼、旅游景点、部队营房等。它的特点是服务区域大，传输距离远，信息内容以语言为主兼用音乐，话筒与扬声器不在同一房间，故没有声反馈问题。为减少传输线功率损耗，一般都采用70V或100V的定电压传输，或用调频方式进行多路广播传输。按用途来分可分为：

l 业务宣传和时事、政策广播，配合活动显示牌作文字或图形显示，效果更佳。

l 播送背景音乐和插播公共寻呼。

l 火灾事故和突发性事故的紧急广播。

两种PA传输方式比较

一、常用公共广播系统的功能及技术要求

现今的公共广播都把前面所述的三项用途集合在一起，既能播放背景音乐，又能作业务宣传和寻呼广播，还能作为火灾事故的紧急广播。这是一种通用性极强的广播系统，获得了广泛的应用。这种通用公共广播系统必须具备以下各项功能和技术要求：

1、播放背景音乐和插播寻呼广播

背景音乐简称BGM(Back Ground Music)，它的作用是掩盖公共场所的环境噪声，创造一种轻松愉快的气氛。背景音乐都是单声道播放的，通常不同区域需播放不同的节目内容，如宾馆中的西餐厅需放外国音乐，中餐厅需播放中国民俗音乐，日本料理需播放日本音乐，这些优雅的乐曲在优美环境的烘托下使人舒心陶醉。在客房中则需要有多套节目内容让不同爱好的宾客自由选择。因此背景音乐的节目一般应设有5套节目可同时放送。背景音乐服务区的平均声压级要求不高，在60~70dB，但应声场要求均匀。频响为100~6000Hz左右。

由于各服务区的环境噪声不同，因此要求背景音乐的声压级也应不同，为此在各服务区应设有各自的音量控制器，可供方便调节。

背景音乐中插播寻呼广播时，应设有"叮咚"或"钟声"等提示音，以提醒公众注意。

2、紧急广播

过去紧急广播系统与火灾报警系统结合在一起作为一个独立系统，但后来发现由于紧急广播系统长期不用使其可靠性大成问题，往往平时试验时没有问题，但在正式使用时便成了哑巴。因此现在都把该系统与背景音乐系统集成在一起，组成通用性极强的公共广播系统。这样既可节省投资，又可使系统始终处于完好运行状态。

紧急广播系统必须具备以下功能：

l 优先广播权功能：发生火灾时，消防广播信号具有最高级的优先广播权，即利用消防广播信号可自动中断背景音乐和寻呼找人等广播。

l 选区广播功能：当大楼发生火灾报警时，为防止混乱，只向火灾区及其相邻的区域广播，指挥撤离和组织救火等事宜，即向n+/-1层选区广播功能应有 自动选区和人工选区两种，确保可靠执行指令。

l 强制切换功能：播放背景音乐时各扬声器负载的输出状态通常各不相同，有的处于小音量状态，有的处于关断状态，但在紧急广播时，各扬声器输入状态都将转为最大全音量状态，即通过遥控指令进行音量强制切换。

l 消防值班室必须备有紧急广播分控台，此分控台应能遥控公共广播系统的开机、关机，分控台话筒具有优先广播权，分控台具有强切权和选区广播权等。

二、公共广播系统扬声器负载的计算

定电压传输的公共广播系统，各扬声器负载一般都采用并联连接。功放输出端的输出电压、输出功率和输出阻抗三者之间的关系如下：P=U2/Z。式中，P——输出功率（W），Z——输出阻抗（欧），U——输出电压（V）

三、公共广播系统中使用的几种主要部件、特性和电路。

1、 带强切功能的音量控制器

2、 宾馆客房床头柜集控板

3、 公共广播的扬声器系统

背景音响系统音质的优劣与所用的扬声箱关系极大。

第七节 数字会议系统和同声传译系统

随着国际交往的增多和大集团公司的建立，为提高会议的效率，逐步形成了现代化的数字会议系统和同声翻译系统。这是一个全新的音频系统，有着它许多的特殊性。按它使用的规模和功能可分为：

一、会议讨论系统

这种系统专门适应股份集团公司和政府部门召开50人左右的讨论会议。每个代表都有一个话筒控制单元（还包括一个监听扬声器）。所有代表讲同一种语言，听同样的声音信号，音量适中并且可调。不管房间的建筑声学如何，由于各代表都能听到直达声，因此声音清晰而不吵杂。当使用话筒时，该代表的监听扬声器便同时切断，不会引起声反馈问题。根据需要还可现场录音。这是一种造价便宜，使用方便，并可拆除的装置。

二、具有表决功能的会议管理系统

在规模较大的会场如100~200人的政府会议厅、集团董事会会议厅和会议中心等地方，除了开会讨论外，还需迅速、有效地作出决定，进行投票表决，此时就要建立一个更完善的会议管理系统。这个系统的每位代表或者备有代表机或者备有主席机，话筒控制单元。主席机的话筒在全部放射使用中具有最高级的优先权，并能控制代表机的发言权。每个代表机的控制面板上具有请求发言按钮，允许发言的指示灯，3个投标选举按钮（赞成、反对和弃权）以及能识别代表身份的磁卡阅读装置等。表决的结果可在会议厅的数码显示器上显示并由打印机输出投标表决结果。

三、具有同声翻译的大型会议管理系统

在有多个民族或多国代表参加的大型会议上，除上述②中各项功能外，还需增加一项同声翻译功能。同声翻译设备分有线和无线两种。翻译也有一次翻译和二次翻译等数种。

会议讨论和表决系统：

会议讨论系统由一个中心单元连接一个（或几个）具有优先权的主席话筒单元和多至几百个代表单元。可由代表控制（自动话筒模式）或由操作者按会议要求控制（人工模式）。自动话筒模式由发言人的声音激活控制，避免不发言的话筒被打开。

控制台的功能包括：请求发言排队，下一个扬声器发言显示，发言自动计时器，投标表决统计及结果显示、打印以及系统各话筒单元自动程序检查测试（会议前）等。

代表机由话筒单元（包括收听扬声器）、电子表决按钮和代表身份识别装置等组成。各机均由6芯（或7芯）电缆"手拉手"的连接，并由中心单元统一供电。代表机的最大数量可扩展到1000个以上。

会议系统的投标数据显示包括：赞成、反对、弃权、出席、最后投标时间等5项。投标结果还可通过2台打印机输出全部选举结果资料，包括各人的选择资料，一台会议日志打印机打出会议重要事件记录，包括请求发言的时间等。

全部与会代表的名字输入到中心计算机储存，与代表机上的磁卡阅读信号进行比较，以便确认该代表机的使用权。

下例是英国Auaitel公司的一个典型的IDN(Intelligent Delegate Network)会议和投票表决系统。

1、话筒管理和表决系统的计算机管理

会议计算机经由8路串联I/O分配单元S100-8连接到PM-100网络控制器，控制话筒管理和投标表决功能，并支持若干其他的控制面板、显示面板、打印机和CCTV摄像机控制系统。此外高清晰度的SVGA视频输出可分配到外接监视器、电视墙或高亮度投影电视。能使用任何IBM PC兼容机和Auditel应用软件包。

在基本系统中，PC是单独使用的并用鼠标操作控制，通过SIOD-8 8路I/O串联分配单元可获得进一步可变性和几种人工的或触摸屏的转换。CPM-401可以提供优先于公共显示投标结果的预示。

此外，通过网络还能提供多于一个的计算机的控制点。

SCP-300V（或SCP-300VT）标准系统控制面板提供话筒和表决系统的控制。话筒可以由代表控制或由操作者中心控制，还有一种使用排队指令的顺序开关和代表之间的讨论开关。在计算机屏幕的视窗上还有话筒管理状态的相应图案。

控制台SP-300V的表决系统控制包括表决方式的选择（公开表决/秘密表决/延迟显示——不显示中间选择结果，只在表决终止时间时才显示最后表决结果）、自动倒计数时间（如90s、60s、30s、等）或投标期间的人工控制。表决系统的控制是开始/保持/停止/恢复，如果需要，有一个开关禁止打印机打印。

CH300V主席辅助控制单元向主席提供一种限制控制范围的装置，包括在自动或讨论模式中，与操作者关联的话筒开关以及取消全部请求和现场话筒。还有重复投标系统控制，检查全部请求发言表的"Page"开关以及确认使用同声翻译的开并。

2、应用软件

应用软件包括：

l 代表文件的编辑和数据库。通过代表编辑准备和修改代表文件，每个代表文件包括代表姓名和其他有关信息，包括话筒编号，磁卡号码，代表优先选用的语种等。操作参数也储存在文件中，如VIP的地位，话筒限制或表决的可变性，不同的表决权重。全部文件用浏鉴器储存到数据库中，检查和输入到各代表的文件。

l 话筒管理。

l 表决结果显示。PM-100网络控制器是全部系统功能的中心装置，经由数据母线最多能控制1000个代表机，提供100个（使用扬声器的）或200个（没有扬声器的）的代表机。更大的系统扩展，增加供电单元PM-100A，结合网络控制器能创立数千个代表机的大系统。

3、音频输入和混合系统

CC3-10M是一个音频输入装置放大器和多路音频输入的混合器。其中使用的前置放大器插件IPA-1(Input Pte-amplifer Facility)有一个可转换的话筒/线路输入电平转换开关。IPA-2还具有遥控增益装置和对数输入/输出闸门装置的模块。IPA-VOX是具有自动音量控制装置（电压控制放大器）的前置放大器模块。

4、会议数据显示

会议数据显示包括：投标代表地区显示、投标结果数据显示、投标结果和会议日志打印、发言时间显示及图形显示等。

5、会议系统的音频输出

会议系统通过LSP-6X线路分配器可输出各种音频信号，供会议大厅扩声系统、同声翻译系统、广播系统、录音和电话会议系统使用。

四、同声翻译系统

同声翻译系统用在不同民族和不同国家语言的会场。将发言者的语言（原语）同时翻译成各种语言，供代表选用。它可分为有线传送和无线传输两大类。有线传输是通过有线传输网络向各代表的固定座位处提供不同语种的信号。有线同声翻译系统的优点是音质清晰，没有干扰，缺点是传输线路网络复杂，维护困难，听众不能自由活动，系统收听设备损坏率提高。无线传输系统则与其相反，听众可以随意自由活动。无线传输系统有三类：射频传输、音频电磁波感应传输和红外线传输。由于前两种传输存在着很多缺点，因此近年来都采用红外线传输系统。

语言翻译方法分为直接翻译（一次翻译）和二次翻译。

在使用多种语言的会议系统中，要求译员精通多种语言，这种人才实在太少了。因此在系统设置中就有了二次翻译系统。

同声翻译系统使用的红外辐射传输波长为900nm，比可见光的波长更长一些，波长设置的国际标准是IEC764。

1、多通道窄带红外传输系统

为能在一个传输系统中能同时传输多种翻译语言，因此就产生了多通道红外传输系统的问题。在这个系统中先把各种语言的音频信号用各不相同的载波频率进行调制（通常把这些载波频率称为副载频）以便把各路需传送的音频信号在频率分布上分离开。这种用副载频频率分开音频信号的方法称为"频分割"多路通讯方法。然后再把这些合成的多路副载频信号再调制到红外辐射的载频上发射出去。因此在空间传输的真正载体是红外线频率。

多通道红外窄带传输系统能传送多至12个音频通道，而且还能扩展使用，主要取决于同声翻译的语言分配。红外通道的频率范围（频带宽度）为55kHz~535kHz，以40kHz 的频率间隔设置多通道副载频频率。这种频率间隔能给出12kHz带宽和55dB 信号/噪声比的音频信号质量。

红外光一般用砷化镓发光两极管产生，主要是它的发光效率高，其频谱接近红外光，波长为880~1000nm。红外幅射板（相当于无线电系统的发射天线）由红外光两极管按一定的结构排列组成。对其要求为：

l 自供电、自然通风散热、无噪声、高可靠和免维护；

l 能自动激发发送；

l 有可见光的垂直面校正操作指示灯；

l 用50欧同轴电缆环形连接，系统尺寸没有实际限制。

三种Auditel红外辐射板的特性

射板的作用距离与辐射板的安装点有关，它很像光学透镜，需精确的安装和调整。

2、S/N与覆盖区的关系

红外传输中有自然光的背景干扰和高频储能萤光灯干扰形成的背景噪声，通过增强红外辐射功率能减小这些干扰噪声。

决定红外传输S/N最重要的因素是音频系统语言的清晰度。系统测试表明，背景噪声至少低于信号电平40dB。S/N要增加10 dB，意味着要求增加红外辐射功率3倍。

最大的理论覆盖区直接正比于辐射功率，最大的作用距离正比于辐高压功率的平方根。

3、辐射器安装高度和角度的影响

辐射器的作用距离和覆盖范围受可见光照射面方位的影响。水平安装（轴线平行于地板）的红外辐射板将产生沿着波瓣轴线的作用面积。此时受水平光照的影响最小。

4、红外功率和通道数量的影响

红外辐射板的总辐射功率正比于辐射板中红外发光2极管的数量。在相同位置使用2块红外辐射板或使用具有二倍数量二极管的红外辐射板时功率加倍。固定S/N的覆盖范围正比于辐射板的辐射功率。但作用距离只增加根号2倍。

红外的总功率在接收机中按使用通道的数量均分。因此通道数量加倍时会使覆盖范围减半。

5、红外辐射数量要求的计算

辐射功率和接收器灵敏度是计算红外覆盖范围和作用距离的基础。按原理，假定全部辐射能量能够全部直接或经界面反射到达接收器（至少达到95%），从接收机灵敏度、总的红外功率、地面的面积和通道的数量就可算出辐射器的数量。但仅是在有规则的房间、红外吸收很少及辐射器的投光没有障碍限制的情况下才是正确的。在此情况下，当S/N>40dB时，可以按下式估算红外辐射器的数量N：

N=面积（m2）*通道数量/D； D=总辐射功率（mw）/接收机的灵敏度（mw/m2/ch）

式中，ch为通道数量。Auditel 辐射器的D值为：

EP151 D=850；EP301，D=1700；EP601，D=2400。

N给出的是需要最小数量的辐射板，没有包括反射增益的影响和多辐射器波瓣重叠的影响及考虑扩展服务区的需要等，可能还需更多、更大的辐射板。

6、多个辐射板的影响

使用多个辐射板系统的影响是在辐射板波瓣的重叠部分。

7、译员室

同声翻译应设专用译员室，并符合下列要求：

（1）译员室位置应设置在会议厅舞台两侧之一侧，译员可以从观察窗清楚地看到主席台和观众区的主要部分，以便译员能看清发言人的口型和节奏变化以及发言者使用投影设备显示的内容。

（2）译员室的大小能并排坐2~3人。房间三边的尺寸不宜相同，以防共振。

（3）译员室内应作隔声和消声（空调管道的噪声）处理。观察窗宜采用中间有空气层的双层玻璃隔声窗和隔声门。室内的噪声应不大于NR20。

（4）译员室内应设有空调并铺上地毯。

（5）应设有译员工作指示灯和对外联络的信号设施（不是电话机，而是无声的信号灯或显示板）。

（6）多个译员室应并排设置，相互之间设有玻璃透明窗，以便相互联络。

第八节 扩声系统计算机设计和测量调试软件

扩声工程成败的关键在于完善的系统设计和精确的调试和测量。在计算机应用未普及之前，这两项工作都是靠工作经验和估算进行的，费事又不精确，设备的功能得不到充分发挥，浪费投资和达不到预期的音质效果时有发生。

美国JBL公司专为扩声系统工程师研制了一套系统设计软件CADP2和一套系统高度测量软件JBL Smaaft，成功地解决了这些问题，现已获得了广泛应用。

一、扩声系统计算机设计软件——CADP2

CADP2是英文Complex Array Design Program Generation2的缩写。意为复杂扬声器阵列的设计程序。它能根据用户提出的系统技术指标要求，确定要用什么型号的音箱；需用多少个音箱，音箱安装的位置，需要多少功率驱动以及在工程实施之前就能了解到最后的音质效果等等。

JBL CADP2为我们提供了一个精确而有效的设计工具。用它进行设计能满足用户对音响系统的各种要求，包括声场的覆盖，声音的清晰度，声场的不均匀度、频响宽度和动态范围等。使音响工程师在土建和装潢完成之前就能提供正确的扩声系统方案和音响效果。把声场分布图以全彩色的形式打印出来，提供给用户，及早避免可能发生的失误。

CADP2不仅能计算并显示直达声场的声压级，同时还能提供反射声的声压级和直达声与反射声比率等很多种数据。用四个常用的混响时间计算公式标出混响时间。如果感到回声太强时，可在环境座标图上找到最强的反射线和反射面，提示我们去改变反射面的吸声材料后进行修正。CADP2的吸声材料库中储存了常用建材的吸声参数，供计算时选用。

CADP2提供了两种计算清晰度的计算方式，即辅音清晰度损失的百分率和标准清晰度指标。从而可以准确地提供系统清晰度指标的结果。

CADP2不但提供了JBL绝大部分扬声器箱的性能数据，同时还向设计者提供了一些世界名牌（EV、ALTEC、TOA、EAW和C牌等）扬声器的性能数据模型。

CADP2还向设计者提供了厅堂的脉冲响应函数，这个函数对厅堂的音响效果至关重要。

CADP2可在486或奔腾兼容机，8Mb RAM，Microsoft Windows95.3.1版NT软件和VGA监视器上运用。当前类似CADP2设计软件的另一种软件称为"EASE/易使"使用也很多。

二、扩声系统计算机测量和调试软件——JBL Smaart

JBL Smaart主要用途是对扩声系统进行精确测量、调试、评估和了解建声条件。

JBL Smaart能精确测定各点的声场、系统频率特性、混响时间和各种声波频率的衰减特性。它能精确调整好系统的均衡特性和延迟量，使系统能获得最佳的音响效果。

JBL Smaart 与一台装有视窗3.1版以上软件的486手提电脑和一只专业级的电容话筒组成。用一个简单装置，JBL Smaart 能进行转移函数和脉冲响应的测量，这个过程很容易精确地优化扩声系统的参数。

JBL Smaart 软件包括两种软件模块：实时测量模块和分析模块。

1、实时测量模块的测量、显示功能

l 双通道快速富里哀谱分析显示功能；

l 系统频率特性显示功能，并能对二个通道进行比较和调整；

2、分析模块的显示功能

l 以3D摄谱仪的方式显示频率、时间和振幅的关系（用8~236个色彩等级显示）；

l 快速富里哀函数发生器和功率频谱发生器；

l 多时间区段显示；

l 视窗标准音频波形文件显示；

3、实时模块和分析模块结合在一起使用的性能

l 定量测定声学数据；

l 显示各频段声波的衰减率变化和反射波的结构；

l 寻找延时调整量和均衡系统总特性，达到最理想的结果；

l 以8~236个色彩等级显示3D频谱图；

l 可方便地使用普通音乐信号或噪声信号作为函数测量的信号源。

4、设备最低配套要求

l 66MHz或更快的486以上的电脑；

l 对声卡的要求：2个输入通道；16bit的分辨率；S/N≥82dB（A）；THD≤ 0.03%；取样率：44.1kHz和20Hz~19kHz+/-7.5dB的频响特性。

h6u.net

很受用