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1、广播音响系统,内容,概述 声学基础 系统组成 厅堂系统 会议系统,概述,广播音响系统，或称电声系统，其涉及面很广，应用广泛，从工厂、学校、宾馆、医院、车站、码头、广场到会场、影剧院、体育馆、歌舞厅等，无不与之有着密切的关系。,公共广播系统,面向公众区（如广场、车站、码头、商场、餐厅、走廊、教室等）和停车场等的公共广播（PA）系统：这种系统主要用于语言广播，因此清晰度是首要问题。而且这种系统往往平时进行背景音乐广播，在出现灾害或紧急情况时，又可切换成紧急广播。,紧急广播,面向宾馆客房的广播音响系统：这种系统包括音响广播和紧急广播，通常由设在客房中的床头柜放送。客房广播含有收音机的调幅（AM）和调
2、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，每个广播均有床头柜扬声器播放。在紧急广播时，客房广播即自动中断，只要紧急广播的内容强切传到床头柜扬声器，这时无论选择器在何位置或关断位置，所有客人均能听到紧急广播。,厅堂扩声系统,以礼堂、剧场、体育场馆为代表的厅堂扩声系统：这是专业性较强的厅堂扩声系统，它不仅摇考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题，两者须统筹兼顾，不可偏废。这类厅堂往往有综合性多用途的要求，不仅可供会场语言扩声使用，还常作文艺演出等。对于大型现场演出的音响系统，电功率少则几万瓦，多则数十万瓦，故要用大功率的扬声器系统和功率放大器，在系统的配置和器材选用方面有一定
3、的要求，还应注意电力线路的负荷问题。,用途分类,语言扩声系统 业务广播 背景音乐 紧急广播 客房音响 音乐扩声系统,室内声学基础,(1)直达声 直达声是由声源直接到接收点的声音。在传播过程中，这部分声音不受室内界面的影响，直达声的声强基本上按照与声源距离的平方成反比而衰减。 (2)近次反射声 近次反射声一般是指在直达声之后相对延迟时间为50ms内到达的反射声。这些短延时的反射声主要是经由室内界面一次、二次以及少数三次等反射后到达接收点的声音，故称近次反射声。 (3)混响声 在近次反射声后陆续到达的、经过多次反射的声音统称为混响声。在远场，混响声的声强，对于该接收点的声音强度起决定作用，而且其衰
4、减率的大小对音质有重要影响 。,（二）声音的计量 1 声功率W 为了直接表示声源发生能量的大小，可以引入声功率的概念。声功率是指声源在单位时间内以声波的形式辐射出去的总能量，用W表示，单位为W（瓦）。声源声功率是指在某个有限频率范围所辐射的声功率。（注：声功率应与声源的电功率相区分，电功率是声源的输入功率，而声功率是声源的输出功率。） 2 声强I 声强是衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。声场中某一点的声强，即在单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的声能，记为I，单位是W/m2 。,3声压P 声波在传播过程中，由于传播介质受到压缩，使介质在原有压强的基础上又叠加了一个压强，这个叠
5、加的压强就称为声压，记为p，单位是帕斯卡。任一点的声压都是随时间而不断变化的，每一瞬时的声压称为瞬时声压；某段时间内起伏的声压的均方根值称为有效声压。 4声功率级LW 为了直接表示声源发声能量的大小，引用声功率级的概念。声功率级的定义为： 式中，Lw 为声功率级，dB；W为声功率，W；W0 为声功率的参考标准，国际上规定选用10-12W。,5声强级LI 声强级的定义为 式中，LI 为声强级，dB；I为声强，W/m2 ；I0 为声强的参考标准，国际上规定选用10-12W/m2 。 6声压级LP 声压级的定义为 式中， Lp为声压级，dB；p为声压，P0 为声压的参考标准，国际上规定选用210-5
6、N/m2 (Pa)。对于大多数（常温、空气中）噪声测量而言，可以近似认为 LpLI 。,扩声系统的基本组成,扩声系统的作用是把自然声源（如唱歌、演奏、演讲等）的声音信号加以增强，提高听众区的声压级，使远离声源的听众也能清晰地听到声源发出的声音,如图所示。扩声系统包括音源及声学环境、调音台、功率放大器、扬声器及其声学环境等四部分。,扩声系统的主要技术指标,1. 最大声压级Lpm 2. 传声增益G 3. 声场不均匀度 4. 传输频率特性 5. 总噪声 6. 系统失真 7. 语言清晰度,音质评价简介,音质评价的术语很多，有如下几项对音质综合评价的术语。 （1）立体感 即声音有层次、有方位、有空间感和
7、距离感、且失真小、动态范围大。 （2）丰满 即声音厚实、圆润、有足够的响度和亮度、中高频不缺、低频及中频能量充足，混响声适中，失真小，瞬态响应好。 （3）噪声水平 噪声水平低，能提高乐声和语言和清晰度、扩大声音的动态范围，是保真度的重要指标之一。 （4）亲切感 即响应合适，混响适度、音域宽广、失真小、噪声低、声音清晰、自然流畅。听音感觉亲切、自然、有如身临其境。这一术语是对音质相当高的综合评价。,音响系统的组成与功能,音源设备 声音处理设备 扩声设备,声源设备,话筒，又称传声器 ，是声电转换的换能器，通过声波作用到电声元件上产生电压，再转为电能。,动圈话筒,由磁场中运动的导体产生电信号的话筒。
8、是由振膜带动线圈振动，从而使在磁场中的线圈感应出电压。特点：结构牢固，性能稳定，经久耐用，价格较低；频率特性良好，50-15000Hz频率范围内幅频特性曲线平坦；指向性好；无需直流工作电压，使用简便，噪声小。,电容话筒,这类话筒的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话筒本身所带的前置放大器 一起产生了信号电压。特点：频率特性好，在音频范围内幅频特性曲线平坦，这一点优于动圈话筒；无方向性；灵敏度高，噪声小，音色柔和；输出信号电平比较 大，失真小，瞬态响应性能好，这是动圈话筒所达不到的优点；工作特性不够稳定，低频段灵敏度随着
9、使用时间的增加而下降，寿命比较短，工作时需要直流电源造 成使用不方便。,话筒的阻抗,专业录音室应使用低阻抗话筒，由于可能要用到很长的电缆来连接，所以用低阻抗话筒可减少信号衰减现象。,自激啸叫,在忽略反馈需要时间的情况下，正反馈信号与原输入信号相位相同结果使输入信号变大，当然输出信号一样变大，结果使同相的反馈信号又比上一轮变得更大；如此信号每反馈一次，输出信号便增加一次周而复始，如此循环直到输出信号强度稳定地达到系统设备的满度，这便是自激振荡，扩声上叫声音啸叫了，显然啸叫破坏了系统的正常工作，我们需要的声音被啸叫音淹没了，出不来了；负反馈信号与原输入信号相位相反结果抵消了输入信号的强度，使输出信
10、号在一定程度内不会变大。,声频信号处理,对信号进行修饰，取得特殊效果 改进传输通道质量，减少失真和噪声,不管哪一种广播音响系统，都可以画成如图所示的基本组成方框图，它基本可分为四个部分：节目源部分、信号的放大和处理、传输线路和扬声器系统。,节目源部分：节目源通常有无线电广播（调频、调幅）、普通唱片、激光唱片（CD）和盒式磁带等，相应的节目源设备有FM/AM调谐器、电唱机、激光唱机和录音卡座等。此外，还有传声器（话筒）、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。,放大和新号处理设备：包括调音台、前置放大器和各种控制器及音响加工设备等。这一设备的首要放大任务是信号的放大电压放大和
11、功率，其次是信号的选择，即通过选择开关选择所需要的节目信号。调音台和前置放大器作用和地位相似（当然调音台的功能和性能指标更高），它们的基本功能是完成信号的选择和前置放大，此外还担负对重放声音的音色、音量和音响效果进行各种调整和控制的任务。有时为了更好的进行频率均衡和音色美化，还另外单独接入图示均衡器。总之，这部分是整个广播音响系统的“控制中心”。功率放大器则将前置放大器或调音台送来的信号进行功率放大，通过传输线去推动扬声器放声。,传输线虽然简单，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、歌舞厅、卡拉OK厅等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，故一般采用低阻大电流的直接馈送方式，传
12、输线即所谓喇叭线要求截面面积粗的多股线，由于这类系统对重放音质要求很高，故常用专用的喇叭线，乃至所谓“发烧线”。而对公共广播系统，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，由于传输电流小，故对传输线要求不高，也不必很粗。在客房广播系统中，有一种与宾馆CATV共用的所谓载波传输系统，这时的传输线就使用CATV的视频电缆，而不能用一般的音频传输线了。,具体地说，从音响设备构成方式来看，基本上为如下两种类型的广播音响系统：,大多数公共广播（PA）属于以前置放大器为中心的广播音响系统，家庭放音系统和一些小型歌舞厅、俱乐部也使用这种系统。KTV包房、家庭影院系统等使用以A
13、V放大器为中心的广播音响系统。应该指出，两者在接线上的区别在于前者音频信号线（A）和视频信号线（V）（若使用电视）是分开的；后者音频信号线（A）和视频信号线（V）则均汇接入AV放大器，同时都从AV放大器输出。,（一）以前置放大器（或AV放大器）为中心的广播音响系统,（二）以调音台为中心的专业音响系统,如图所示，图中的均衡器、压限器和激励器三者的位置前后可互调换，且压限器和激励器视使用场合可有可无，均衡器一般要用（用作房间声学特性校正）。若系统同时具有影像设备（如歌舞厅、卡拉OK厅），则如图下部所示，可见它与以前置放大器为中心的广播音响系统类似，前者音频信号线（A）和视频信号线（V）是分开的。,
14、第二节 厅堂扩声系统,一、厅堂扩声的作用和种类,厅堂扩声的作用首先是用来增强观众席的响度，这里主要指的是“直达声”。换句话说，扩声系统是为了提高观众席直达声的声压级来改善听闻。只有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，若直达声过弱还会被混响声所掩蔽，这时不仅会降低了听闻的清晰度，而且声响定位也将发生困难。自然声源的声功率是有限的，因此在室内声学条件不能满足时，经常借助于扩声系统。,扩声系统的种类很多，可以按照它的工作环境、声源性质、工作原理、扬声器布置方式等来分类。,其次，通过电声系统来改善厅堂音质也是一项重要措施。人们借助于扩
15、声系统可以在一定范围内弥补观众厅可能存在的缺陷，例如在许多观众厅的贵宾席区域，常常是直达声不足并缺少近次反射声，不仅带来听闻困难，音质亦差（声音小而干）。利用扩声系统可以增加直达声的声压级，也可以较方便地模拟建声地近次反射声。近年来，还借助电声系统来改变或控制厅堂的声场特性（如混响时间），以适应多功能厅堂的音质需要。此外，根据文艺演出的需要，还往往借助扩声系统来完成对演员音色的美化或加工，完成情节的美化和气氛的渲染等。总之，在建筑中扩声系统设计已成为厅堂音质设计中的一个重要的组成部分。,（一）按工作环境分类：可分为室外扩声系统和室内扩声系统两大类。前者的特点是反射声少，有回声干扰，扩声区域大，
16、条件复杂，干扰声强，音质受气候条件影响比较严重等。后者的特点是对音质要求高，有混响干扰，扩声质量受房间的建筑声学条件音响较大。,（二）按工作原理分类：可分为单通道系统、双通道立体声系统、多通道扩声系统。,（三）按声源性质和使用要求分类：可分为语言扩声系统、音乐扩声系统、语言和音乐兼用的扩声系统。,二、厅堂扩声系统的特性要求,对于室内扩声而言，人们通过建声、电声设计来控制和改善房间的音质。但不少人常常把传声器调音台功率放大器扬声器系统这样一套扩声设备混同于扩声系统，这是很不全面的。扩声系统的声源和最后扩声用的扬声器处于同一声场之内，经过放大了的信号由扬声器辐射的声音会反馈到传声器，存在声反馈问题。因而严格地说扩声系统包括：声源及传声器所处的声学环境，传声器至扬声器这套扩声设备，扬声器和听众区的声学环境（即声场）三个部分。,作为室内扩声系统的基本要求，无论是用于语言扩声还是用于文艺演出扩声，观众席应有合适的响度（主要指直达声）。观众厅内合理的声压级：对于语言，平均值为6570dB左右；对于音乐为8085dB左右。当然还要考虑到它们的动态上限和有观众时的背景噪声级。,扩声系统应具
