音響工程設(shè)計(jì)原則

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1、音響系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)音響系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)是專(zhuān)業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)在廳堂、場(chǎng)館中的應(yīng)用。就室內(nèi)擴(kuò)聲而言，是通過(guò)電聲設(shè)計(jì)去控制和改善廳堂音質(zhì)；就室外擴(kuò)聲而言，則是通過(guò)電聲設(shè)計(jì)去控制室外聲場(chǎng)音質(zhì)。以廳堂擴(kuò)聲為例，完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)包括整套音響系統(tǒng)設(shè)備、信號(hào)傳輸、音箱的聲場(chǎng)分布。擴(kuò)聲音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目的是要保證聲源和音響系統(tǒng)未端-音箱同處于一個(gè)聲場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，使觀眾能感受到聲源的真實(shí)存在，達(dá)到高保真重放的擴(kuò)聲要求。目前，國(guó)內(nèi)音響工程主要用于公共場(chǎng)所擴(kuò)聲，如：1．報(bào)告廳利用擴(kuò)聲系統(tǒng)提高聲源在聽(tīng)眾席的聲壓級(jí)和清晰度的擴(kuò)聲。2.歌舞廳音樂(lè)和演唱伴奏的擴(kuò)聲。3．配合影院、歌劇院和地方戲等演出的音響效果。4．大型文藝演出的

2、音響擴(kuò)聲。包括露天演出和室內(nèi)演出。5．電化教育場(chǎng)館擴(kuò)聲和音響特技。例如人工混響均衡器等電聲措施，以達(dá)到某種聲學(xué)效果。6．對(duì)公共場(chǎng)所的背景音樂(lè)系統(tǒng)。播放輕音樂(lè)和發(fā)布通知。在國(guó)外，除了上述用途外，音響工程已開(kāi)始進(jìn)入家庭。本章著重討論廳堂音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和音箱的聲場(chǎng)布局及立體聲擴(kuò)聲系統(tǒng)。通過(guò)工程實(shí)例介紹，簡(jiǎn)述了工程設(shè)計(jì)的具體方法。第一節(jié)音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型廳堂音響以自然聲為主，要求擴(kuò)散性良好、聲場(chǎng)分布均勻、響度合適、自然度好。廳堂建好以后，需要安裝合理的音響系統(tǒng)。采用音響系統(tǒng)的目的是提高響度和聲場(chǎng)分布的均勻度，改善廳堂的音質(zhì)和提高音響效果。一、擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的條件擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了達(dá)到良好的音質(zhì)

3、，必須滿(mǎn)足一些必要的條件，這是進(jìn)行整個(gè)音響系統(tǒng)聲學(xué)指標(biāo)設(shè)計(jì)的基本要求。1．要求有低的背景噪聲用作擴(kuò)聲的廳堂、房間必須要有低的背景噪聲。噪聲不僅可能來(lái)源于室外，而且也有可能來(lái)源于室內(nèi)，如空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、光設(shè)備運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲等等。應(yīng)該采取措施盡可能地降低聽(tīng)音環(huán)境的噪聲。噪聲過(guò)高會(huì)造成電擴(kuò)聲系統(tǒng)的清晰度、可懂度下降，難以使音響系統(tǒng)達(dá)到希望的音質(zhì)，而提高設(shè)備輸出功率以提高輸出聲壓級(jí)時(shí)又可能導(dǎo)致聲反饋而使系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定工作。室內(nèi)噪聲控制問(wèn)題，必須在建造和裝修時(shí)加以充分的考慮，采取必要的隔音措施。一般影劇院的背景噪聲為25～30dB，報(bào)告廳為30～35dB，體育館為47～56dB。2．應(yīng)具有均勻

4、合理的聲壓級(jí)要求室內(nèi)的聲壓級(jí)按照不同類(lèi)型的擴(kuò)聲達(dá)到一定的值。具體地講，音樂(lè)擴(kuò)音應(yīng)達(dá)到80～85dB平均聲壓級(jí)，語(yǔ)言擴(kuò)音為7O～75dB，背景音樂(lè)則為60～70dB，且不均勻度應(yīng)控制在±4dB之內(nèi)。這就要求電擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的輸出功率和聲增益，室內(nèi)聲場(chǎng)應(yīng)均勻擴(kuò)散，近次反射聲應(yīng)得到充分、合理的利用，音箱的幅射特性和擺放位置要合理選定。3．保證清晰度擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)保證聲音的清晰度和語(yǔ)言的可懂度。這一要求對(duì)語(yǔ)言擴(kuò)聲的場(chǎng)合尤為重要，一般認(rèn)為允許的最大輔音清晰度損失率不可超過(guò)15％。對(duì)于以音樂(lè)重放或擴(kuò)聲為主的廳堂，該指標(biāo)可以適當(dāng)放寬，但要求有更好的音響效果。4．保證系統(tǒng)能穩(wěn)定工作音響系統(tǒng)在達(dá)到規(guī)定

5、的平均聲壓級(jí)時(shí)，應(yīng)有足夠的聲反饋穩(wěn)定度裕量，以保證不會(huì)因?yàn)榉答伓斐上到y(tǒng)自激嘯叫。一般要求反饋穩(wěn)定度裕量6dB。5．聲象與圖像的基本一致成功的擴(kuò)聲音響系統(tǒng)應(yīng)保證聲象與圖像的一致，使觀眾察覺(jué)不到擴(kuò)聲設(shè)備的存在，好象是直接聽(tīng)到來(lái)自舞臺(tái)上的聲音。6．應(yīng)具有良好的傳輸頻率特性和較低的失真度音響系統(tǒng)應(yīng)具有寬且平坦的頻率響應(yīng)和較低的失真。二、聲場(chǎng)總功率的估算在音響工程中，完全采用計(jì)算的方法定量的分析音箱的特性、擺放位置、驅(qū)動(dòng)音箱的電功率以及高、中、低頻的分配比例與所產(chǎn)生的室內(nèi)聲場(chǎng)的關(guān)系是存在一定困難的，因?yàn)橥ǔＧ闆r下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者無(wú)法得到精確計(jì)算所必需的全部數(shù)據(jù)，音箱生產(chǎn)廠商對(duì)組合音箱系統(tǒng)往往不給

6、出完整的指向性特性參數(shù)，室內(nèi)建聲特性的有關(guān)參數(shù)一般也不易準(zhǔn)確求得。因此，實(shí)際工程設(shè)計(jì)往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和一般原則首先選擇音箱布局，然后進(jìn)行估算，確定所需音箱的大致參數(shù)和規(guī)格指標(biāo)等，并確定具體擺位和方向，最后通過(guò)對(duì)場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)聲壓的測(cè)試和實(shí)際試聽(tīng)，對(duì)音箱的布置進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)還需增補(bǔ)一些輔助音箱。如前所述，由于一些重要的參數(shù)難以精確獲得，在實(shí)際音響工程中很難精確定量計(jì)算室內(nèi)聲場(chǎng)。在參數(shù)不確切的情況下，采用一整套復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程得到一些并不準(zhǔn)確的結(jié)論并沒(méi)有太多的實(shí)際價(jià)值。因此，在工程設(shè)計(jì)中往往采用估算的方法，以此作為設(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試的參考性依據(jù)。1．估算條件室內(nèi)聲場(chǎng)的估算方法基于混響聲場(chǎng)完全均勻，聲

7、源指向性已知且為理想的前提。這兩項(xiàng)基本條件滿(mǎn)足得越好，估算結(jié)果也就越接近實(shí)際，反之、誤差便會(huì)較大。室內(nèi)聲場(chǎng)估算的基本思路是這樣的：室內(nèi)任一點(diǎn)的聲壓級(jí)由兩部分構(gòu)成，一部分是直達(dá)聲場(chǎng)在該點(diǎn)的聲壓級(jí)，另一部分是混聲場(chǎng)在該點(diǎn)的聲壓級(jí)，兩者迭加便得到了該點(diǎn)的實(shí)際聲壓級(jí)。直達(dá)聲場(chǎng)符合平方反比律，可以方便的算出室內(nèi)各點(diǎn)的直達(dá)聲聲壓級(jí)。根據(jù)臨界距離Dc的定義可知，在臨界距離處直達(dá)聲聲壓級(jí)與混響聲聲壓級(jí)相等。因此再算出臨界距離處的直達(dá)聲聲壓級(jí)，便知道了該點(diǎn)的混響聲壓級(jí)。假設(shè)