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扩声音响系统组成

 
        扩声音响的对象为公共场所,在走廊电梯门厅、电梯轿厢、入口大厅、商场、餐厅、酒吧、宴会厅、天台花园等处装设组合式声柱或分散式扬声器箱。平时播放背景音乐(自动回带循环播放),当发生灾害时,则兼作事故广播,用它来指挥疏散。故公众音响系统的设计应与消防报警系统互相配合,实行分区控制。
       现代建筑的音响系统通常主要有以下几种形式:扩声系统、公共广播、客房广播、会议室音响,各种厅、堂音响,家庭音响,同声翻译与会议系统等。
一、厅堂扩声系统
1.系统组成
       扩声系统又称为专业音响系统,按用途可分为语言扩声系统和音乐扩声系统两种。语言扩声系统主要用于业务广播系统、背景音乐系统、紧急广播系统、客房音响系统。音乐扩声系统主要用来播放音乐、歌曲和文艺节目等内容,以欣赏和享受为目的,因此对声压级、传声增益、频响特性、声场不均匀度、噪声、失真度和音响效果等方面比语言扩声系统有更高的要求。它主要采用双声道立体声形式,有的还采用多声道和环绕立体声形式,多以低阻抗的方式与扬声器配接。
      如图6-1所示,扩声系统应该由以下几部分组成:把声信号转变为电信号的传声器,放大电信号并对信号加工处理的电子设备、传输线,把电功率信号转变为声信号的扬声器和听众区的声学环境。
 
扬声系统
     一般认为扩声系统包括传声器、扩音机、扬声器和它们之间的连接线。
     扩声系统可以按照它的丁.作环境、声源性质、工作原理、用途、声能分配方式和扩声设备的结构来分类,见表6-1。
表6-1       扩声系统分类
类 别 内 容
按工作环境分类 按工作环境可分为室外扩声系统和室内扩声系统两类:
1) 室外扩声系统.室外扩声系统的特点是:反射声小,有同声干扰,扩南区域大, 条件复杂,干扰声强、音质受气候条件影响等
2) 室内扩声系统 室内扩声系统的特点是:对音质要求高,有混响干扰,扩声质址受建筑声学条件影响较大
按声源性质分类 按声源性质可将扩声系统分为以r三类:
1) 语言扩声系统。
2) 音乐扩声系统。
3) 语言和开乐兼用的扩声系统
按工作原理分类 按工作原理可将扩声系统分为以下三类:
1) 单通道系统
2) 仅通道/体声系统。
3) 多通道扩声系统
按扬声器布置方式分类 按扬声器布置方式可将扩声系统分为以下三类:
1) 集中布置方式
2) 分散布置方式
3) 混合布置方式
 
 
2.主要设备
       扩声设备是指把声频信号进行高保真放大和加工处理的各种电子设备扩声设备的种类很多,但它们的基本原理完全相同,比较完整的高质量扩声设备的低频系统方式如图6-2所示,它可以保证放大、电平调节、监听、监察,并进行必要的交换转接等工作、
扩声设备的低频系统框图
图6-2    扩声设备的低频系统框图
 
3.扬声器(音箱)
(1)扬声器是将扩音机输出的电能转换为声能的器件,按其结构形式不同,可分为电动式纸盆扬声器、电动式高音号筒扬声器和舌簧式扬声器。
(2)按声音频率不同,可分为低频、中频和高频扬声器。
  (3)  电动式纸盆扬卢器音质最好、规格品种多,但效率低,适川于室内对音质要求较高的音乐扩声系统。
  (4)  若将不同频率的扬声器组合成音柱或音箱式组合物声器,则用于厅堂的语言或音乐放音都能得到满意的效果。
  (5)  号筒扬声器的容量大、效率高,但音质较差,仅适用于要求不高的语言扩声系统,且由于它具有适应露天安装的外壳,因此多用于室外的扩声。
4.线间变压器(音频变压器)
(1)线间变压器的作用是变换电压和阻抗。变压器的接线头用阻抗值标明的称为定阻式变压器,用电压标明的称为定压式变压器。
(2)选用变压器时,应注意其标称功率是在给定变比的情况下能传输的功率,选择时要使变压器的功率稍大于要传输的功率。
(3)功率选得太大时,变压器体积大、成本高,会造成浪费;功率选得太小,则损耗加大,严重时,变压器会因过分发热而烧坏。
(4)线间变压器的效率一般选为75%〜80%。
5.功率放大器(功放)
        功放的作用是把来自前置放大器或调音台的音频信号进行功率放大,以足够的功率推动音箱发声。
        功放按其与扬声器配接的方式分为定压式和定阻式两种,
       (1)定阻式功放。对于传输距离较近的系统,可以采用定阻式功放(也可以采用定压式)传输。定阻式功放以固定阻抗的方式输出音频信号,要求负载按规定的阻抗与功放配接才能获得功放的额定功率<
       (2)定压式功放。对于远距离传输音频信号,为了减小在传输线上的能量损耗,应该采用定压式功放以高电压的形式进行传输定压式功放的输出电压一般为90V、120V和240V,、当传输距离较远时,要采用240V如果需带动多只扬声器,则扬声器的功率总和不得超过功放的额定功率。
6.扩声系统指标
       (1)语言清晰度。语言清晰度是指对扩声系统播出的语言能听清的程度,一般应大于80%。
      (2)传输频率特性传输频率特性是指厅堂内各测点处稳态声压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。
      (3)传声增益G。传声增益是指扩声系统达到最高可用增益时,厅堂内各测点处稳态声压级平均值与扩声系统传声器处声压级的差值〃最高可用增益,是指扩声系统中由于扬声器输出的声能的一部分反馈到传声器而引起啸叫(反馈自激)的临界状态的增益减去6HB的值。通常,扩声系统的传声增益最高只能达到-2dB左右,在要求不太高的情况下,一般只要大于-10dB即可。
     (4)最大声压级,声波在大气中传播时因振动而形成变化压强,总压强与大气原始压强之差称为声压,用“表示,单位为Pa。人耳的感知声压范围在1kHz时为2xl0-5Pa,其下限2xl0-5Pa称为可闻阈,上限20Pa祢为痛阈。超过痛阈时,人耳将产生明显痛感。为便于实际应用,声压常以声压级来表示.
       最大声压级是指厅堂内空场稳态时的最大声压级,一般要求为80〜110db.
(5)系统失真。系统失真是指扩声系统由输入声信号到输!li声信号全过程中产生的非线性畸变,一般要求为5%〜15%。
(6)总噪声。总噪声是指扩声系统达到最高可用增益但无有用声信号输入时,厅内各测点处噪声声压的平均值,一般要求为35〜50dB.
(7)声场不均匀度。声场不均匀度是指有扩声时厅堂内各测点得到的稳态声压级的极大值和极小值的差值,一般要求不大于10dB。
二、广播音响系统
(1)扩声系统今
       1)面向歌舞厅、宴会厅、卡拉OK厅的音响系统。这种系统应用于综合性的多用途群众娱乐场所。音响设备要有足够的功率,较高档次的还要求有很好的重放效果,应配置专业音响器材,设计时要注意供电线路与各种灯具的调光器分开。对于歌舞厅、卡拉0K厅,还要配置相应的视频图像系统。
       2)面向体育馆、剧场、礼堂为代表的厅堂扩声系统,这种扩声系统是应用最广泛的系统,它是一种专业性较强的厅堂扩声系统。室内扩声系统往往有综合性多用途的要求,可供会场语言扩声使用,还可用于文艺演出,对音质的要求很高,且受建筑声学条件的影响较大。
(2)公共广播系统。
       1)公共广播系统。面向公众区的公共广播系统主要用于语言广播,这种系统平时进行背景音乐广播,当出现灾害或紧急情况时可切换成紧急广播.
公共广播系统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。但如果扬声器的布局不合理,因声波多次反射而形成超过50ms以上的延时时,会引起双重声或多重声,甚至会出现回声,从而影响声音的清晰度和声像的定位。
       2)面向宾馆客房的广播音响系统。这种系统由客房音响广播和紧急广播组成,正常情况时向客房提供音乐广播,包含收音机的调幅(AM)、调频(FM)广播波段和宾馆自播的背景音乐等多个可供自由选择的波段,每个广播均由床头柜扬声器播放在紧急广播时,客房广播被强行中断,只有紧急广播的内容强行切换到床头扬声器,使所有客人均能听到紧急广播匚
       3)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:这类系统一般也设置由公共广播提供的背景音乐和紧急广播两用系统。因有其特殊性,常在会议室和报告厅单独设置会议广播系统。
对要求较高的国际会议厅,还需另行设计同声传译系统、会议表决系统及大屏幕投影电视。
会议系统广泛用于会议中心、宾馆、集团公司、学术报告厅等场所。
三、主要设备
        (1)信号放大和处理设备。信号的放大是指电压放大和功率放大,其次是信号的选择处理,即通过选择升关选择所需要的节目源信号。
        (2)传输线路.对于厅堂扩声系统,由于功率放大器与扬声器的距离不远,一般采用低阻抗式大电流的直接馈送方式。对于公共广播系统,由于服务区域广、距离长,为了减少传输线路引起的损耗,往往采用高压传输方式。
       (3)扬声器系统。扬声器是能将电信号转换成声信号并辐射到空气中去的电声换能器,在弱电工程的广播系统中有着广泛的应用。
       (4)节目源设备。节目源设备有AM/FM调谐器、电唱机、激光唱机和录音机等,还包括传声器、电视伴音(包括影碟机、录像机和卫星电视的伴音)、电子乐器等。
四、会议系统
       会议系统形式包括会议讨论系统、表决系统、同声传译系统和电视电话会议系统,要求音、视频(图像)系统同步,全部采用电脑控制和储存会议资料。
       会议系统的突出特点之一是能快速、有效地向会议参加者分配资料,并可以满足所有的要求。
       会议系统可以支持多种显示媒体,从简单的LCD个人屏幕到会场广播的电视设备。
       (1)发言设备。发言设备是一个专用名词,指会议代表通过它来参与会议的讨论和发言,根据所用的机型不同,会议代表可以得到以下功能的某些部分或全部:听、说、请求发言登记,接收屏幕显示资料,通过内部通信系统与其他代表交谈,参加电子表决。
        同声传译系统是指接收原发言语种的同时,翻译成其他语种后播出新的语种语音信息。最基本的发言设备有带开关的传声器、扬声器、投票按键和LED状态显示器。更高级的型号还装备了LCD屏幕、语种通道选择器、软触键和代表身份认证卡读出器.
       会议主席用的发言机还有传声器优先系统,主席用此功能可以使正在进行的代表发言暂时静止。
       (2)台面式与嵌入式,,发言机可以摆放在台面上,也可以装嵌到桌面、座椅后背或扶手内。
        除了发言机,系统内也可以使用其他形式的传声器,如软管支架式、颈挂式、手执式传声器等,使没有坐席的会议参加者,如客座发言人也能发言。台面式适合移动性大或要求比较灵活、经常产生变化的系统。
       如果是形式比较固定的系统,则采用嵌入式更适宜。还有配套的辅助设备供应用户选用,如传声器架、安装辅件,移动式还有系统设备的运输箱和接口板等。
      (3)资料分配设备。主席机、译员台和部分代表机上装备了具有两行显示的LCD屏,用于显示代表资料、表决时间、公用或个人资料、传声器的状态、多语种的使用说明。
      LCD技术是袖珍彩色液晶电视的核心技术,用这种电视向指定的会议参加者个别提供资料显示是非常理想的。
(4)中央控制设备。中央控制器(CCU)是管理系统的心脏。
        中央控制器可以独立操作,实现自动会汉控制;也可以由机务员通过个人电脑操纵,实现更复杂的管理。所有型号的ecu都有控制多达24()台发言设备的功能,受控设备包括代表机、主席机、译员台和音频接口设备,
       如果需要增加系统的受控容量,可以增接副CCU,每加一台CCU,系统的发言设备受控量将增加240台。
       所有CCU都可以为最多60台的发言设备提供电源如果需要为更多的设计供电,可以接上附加电源。