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1、会议室扩扩声系统统及吸顶顶扬声器器设计天空飞猪猪发表表于20009年年07月月13日日 233:466 阅读读(1)评论(11) 分分类：知知识园地地举报著作 兆翦 目前很很多的会会议扩声声系统使使用了吸吸顶扬声声器设计计，尤其其是办公公场所的的圆桌型型的会议议室。在在这种应应用下采采用吸顶顶式设计计显然对对声场的的均匀度度指标贡贡献是最最大的。但很多多工程上上所设计计的吸顶顶扬声器器系统还还是沿用用背景音音乐扩声声方式的的连接与与控制，这这样做不不但没有有发挥顶顶置扩声声系统的的强项，反反而给人人一种“廉廉价工程程”的感感觉。在在本文的的稍后，我我们以国国务院某某会议室室的实际际工程为为例，
2、向向读者介介绍一下下顶置扩扩声系统统的种种种优势。 我们首首先要明明确一点点，就是是会议扩扩声到底底怎样才才算好呢呢？我想想应该从从两个方方面考虑虑，一个个是讲功功能，也也就是先先进性和和灵活性性的问题题，还要要操作简简单，这这个问题题不是本本文的讨讨论重点点；第二二个就是是声场的的效果，对对于会议议扩声系系统我们们最关心心什么？答案是是首先要要听的见见，其次次是听的的清。那那么它对对应技术术问题的的就是要要有足够够的声压压级和足足够的清清晰度，我我们在这这里就是是围绕着着这两个个问题展展开讨论论的。一、 会会议室的的声场声声像问题题国内的会会议室格格局大抵抵分为主主席台式式的“报报告会议议厅
3、”和和圆桌式式会议厅厅两大类类。前者者通常室室内空间间较大，分分为主席席台和听听众两个个部分。目前很很多的工工程设计计都是采采用前置置主音箱箱，并在在侧墙处处悬挂补补声音箱箱的做法法，如图图一：这种扬声声器设计计似乎是是可以“万万能”的的，因为为它不考考虑房间间的长宽宽比、不不考虑房房间高度度、不考考虑纵向向深度、不考虑虑会议室室有没有有圆柱等等遮挡物物等等，统统统可以以使用。而对于于纵深尺尺寸过大大的场合合，只需需要在后后场增加加延时即即可。这这样设计计的最大大问题就就是声场场的均匀匀度很差差，也就就是越大大的房间间均匀度度越不好好，靠近近扬声器器的听众众声压过过大。而而且由于于不均匀匀的扬
4、声声器布局局将大大大限制传传声增益益，同样样这样的的布局对对于声像像的定位位也不是是十分准准确。 这里我我们认真真讨论一一下声音音的声像像定位。开篇的的时候我我们已经经确认会会议系统统最重要要的两个个问题就就是声压压级和清清晰度的的问题，并并没有提提到声像像的问题题。这点点是和演演出系统统完全不不同的，对对于演出出系统来来说，声声像定位位甚至比比清晰度度更加重重要，所所以几乎乎全部的的大型演演出系统统，只要要有办法法通过主主扩声系系统能均均匀覆盖盖全场的的设计，就就绝对不不能使用用补声扬扬声器，因因为任何何的侧补补声、顶顶补声都都会对声声像的正正确还原原有影响响。但是是在会议议系统中中，我们们
5、扩声的的主要任任务是让让听众最最清楚的的听到发发言者的的讲话内内容，而而不是关关心这个个声音是是从哪个个方向发发过来的的（在联联合国大大会上，听听众们都都是带着着耳机开开会的，他他们也不不会认为为讲话者者是凑在在他耳边边发言的的），也也就是说说能听清清楚，就就达到目目的了。所以我我们在会会议扩声声的设计计中，应应该把声声像的问问题放在在最后。 对于一一些改造造的系统统、临时时搭建的的场地或或者不具具备吊顶顶安装扬扬声器的的场合，我我也建议议大家尽尽量采用用图二所所示的音音箱布局局。因为在图图一中的的补声33和4的的两只音音箱完全全是多余余的，即即使会议议室的纵纵深非常常狭长，也也只需要要再增加
6、加一对音音箱并同同样按照照向后的的摆放方方法向后后场平移移。象图图一那样样把补声声音箱33和4放放置到后后面的两两个角上上，然后后对向主主席台方方向就是是很不可可取的，此此时在中中间座位位的听众众将获得得一些延延时不同同的各方方向的声声音，反反而降低低了声音音的清晰晰度。要要知道，我我们不是是在欣赏赏多通道道的电影影环绕立立体声（电电影的环环绕声在在不同的的音箱发发出的是是不同内内容的声声音，所所以能产产生包围围的感觉觉，但是是在会议议系统中中全部的的通道都都是一模模一样的的声音，它它们在空空间会聚聚只能产产生干涉涉）。当当然按图图二的摆摆放也要要适当对对后场音音箱增加加延时。 另外一一种圆桌
7、桌型会议议室则更更不建议议采用四四角的包包围式结结构了，如如图三。图三 圆圆桌会议议室的四四角式音音箱布局局会产生生严重的的啸叫这样做几几乎很难难达到足足够的传传声增益益，啸叫叫的现象象会很严严重，甚甚至使用用了大量量吸声材材料和反反馈抑制制器也无无济于事事。二、 吸吸顶扬声声器网络络布置方方案注 在大部部分的会会议室扩扩声系统统中，我我们都建建议采用用吸顶扬扬声器的的设计，由由于这样样的声场场很容易易分布的的均匀，同同时也大大大降低低了声反反馈的概概率，提提高了传传声增益益。当然然在这样样的设计计中，也也要充分分考虑会会议话筒筒的指向向性选择择，通常常是采用用超心形形指向的的鹅颈话话筒为宜宜
8、，而尽尽量避免免全向或或半球形形的界面面话筒（PPZM），也也要尽量量避免使使用高灵灵敏的领领夹话筒筒。 吸顶扬扬声器按按辐射面面积分布布可以有有以下三三种布置置。见图图四。作为会议议系统使使用，我我们只推推荐第二二种，也也就是最最小搭接接的方式式。上图图所示的的圆形是是在听众众耳朵高高度测量量的一个个声场分分布图，所所对应的的顶棚扬扬声器安安装的数数量当然然还与房房间吊顶顶的高度度以及扬扬声器的的有效辐辐射角（指指向角）相相关。在在图五中中，我们们要想精精确算出出辐射半半径，只只要知道道辐射角角和辐射射高度就就可以了了。图五 吸吸顶扬声声器的辐辐射范围围这是一个个简单的的数学计计算，我我们按
9、照照这个计计算方法法，估算算出了1100平平方米的的房间的的扬声器器数量，见见图六辐射高度度辐射角2.5米米3米3.5米米4米4.5米米5米90965433602517131087图六 房房间扬声声器数量量估算表表从上图我我们可以以发现，如如果使用用大辐射射角的扬扬声器可可以节省省安装的的数量，从从这个角角度分析析是对的的。可是是大辐射射角的扬扬声器的的指向性性差，相相应的临临界距离离小，所所以对提提高语音音清晰度度又是不不利的，这这不又是是个矛盾盾么？我我们把这这个话题题留在了了第四部部分讨论论。 吸顶扬扬声器在在天花板板上的布布局基本本上要遵遵循对称称摆放的的原则，除除非你的的会议室室是不
10、规规则的，一一般来说说对称的的分布有有利于声声场的均均匀性。两种类类型的会会议室布布置方法法参考图图七和图图八。图七主席席台会议议室吸顶顶扬声器器布局图八 圆圆桌会议议室吸顶顶扬声器器布局在图七中中，主席席台的返返送音箱箱也同时时被顶棚棚的吸顶顶扬声器器所取代代，这对对美观也也是有很很大好处处的。 顺便多多提一句句，推动动各扬声声器的功功放，最最好用两两个通道道推动交交叉对称称的音箱箱，如图图八中，用用“功放放1”推推动吸顶顶1、55；用“功功放2”推推动吸顶顶2、66；用“功功放3”推推动吸顶顶3、44，这样样做的目目的就是是万一某某台功放放出现故故障，也也不至于于整个这这半边都都没有声声音
11、。三、 有有效避免免颤动回回声 我们知知道，在在闭合空空间构成成的混响响声场里里面，声声音会在在室内产产生共振振，共振振频率波波称为简简正波，当当简正波波在多个个方向上上同时重重合的时时候（声声学上称称为间并并现象）就就会发生生强烈的的频率共共振，这这个共振振频率是是极易引引起声学学啸叫的的。由于于这个问问题的根根源是由由于空间间的物理理分布和和声波传传递的特特性造成成的，而而与扩声声系统无无关，所所以我们们要对房房间进行行声学处处理，也也就是通通常说的的增加吸吸声材料料、改变变反射结结构等。我们这这里所讨讨论的会会议室扩扩声，一一般都是是很规正正的房间间结构和和装修，这这对声学学特性的的处理
12、来来说是非非常不利利的。如如果我们们能在装装修之前前提出声声学装修修建议的的话，很很多后面面的调试试就不会会那么辛辛苦。但但多数工工程都是是内部装装修方案案已经确确定甚至至已经装装修完毕毕了才让让我们介介入，所所以我们们很难去去控制房房间的声声学环境境了。 我们在在布置扬扬声器的的时候，要要尽量避避免的就就是颤动动回声，所所谓颤动动回声也也是一种种简正波波，就是是声音在在两个硬硬质平行行反射面面之间来来回反射射，而能能量却衰衰减很少少，见图图九。图九 颤颤动回声声 颤动回回声可以以在顶棚棚和地面面之间形形成，也也可以在在两个平平行的侧侧墙之间间形成，而而且这种种驻波是是很容易易激发电电声系统统
13、的自激激形成正正反馈，所所以我们们在系统统设计的的时候要要尽量避避开颤动动回声，当当安装吸吸顶扬声声器的时时候，扬扬声器的的轴向最最好避开开坚硬的的水平桌桌面，可可以落在在人的头头顶或其其它空白白区域。另外地地面应该该铺设尽尽量厚重重的地毯毯，座位位也要尽尽量选择择软布包包的软椅椅。对于于顶棚有有可能的的话也要要在照顾顾美观的的同时做做进一步步的声学学设计（充充分利用用顶棚的的空腔吸吸声结构构是对低低频共振振的最好好解决方方法，但但要请专专业的声声学设计计师做设设计指导导）。四、 扬扬声器的的带宽、功率和和指向角角对清晰晰度的影影响 在会议议扩声系系统中，我我们没有有必要去去追求象象音乐重重放
14、所需需要的带带宽。通通常来说说，我们们可以在在电子控控制部分分，将滤滤波器带带宽限制制在1000Hzz88kHzz已经足足够用了了。可能能有人要要提出会会议室可可能还要要放音乐乐之类的的音源，我我们不要要忘记，这这个扩声声系统是是为开会会使用的的，音乐乐只是附附加的、次要的的东西（何何况8kkHz的的带宽对对于一般般的音乐乐播放也也是足够够的了），我我们不能能为了这这个次要要的东西西去冒啸啸叫的危危险，因因为电声声系统开开放的带带宽越宽宽，则发发生啸叫叫的概率率就越大大。实际际工作中中，有时时为了达达到足够够的传声声增益，我我们甚至至把带宽宽压缩到到1500Hz4.5kHHz仍然然能得到到足够
15、的的语音清清晰度。对于扬扬声器，我我们不建建议使用用定压方方式的吸吸顶扬声声器（在在下一部部分我们们也提到到为了进进一步增增加系统统增益，必必须采用用多通道道分区传传输信号号，这样样就需要要多台功功放去推推动全部部的吸顶顶扬声器器，在这这种应用用中也就就没有必必要使用用定压扬扬声器了了）；第第二个原原因就是是会议系系统使用用的扬声声器并非非是背景景音乐中中使用的的小功率率扬声器器，而采采用的多多为1000W以以上的全全频扬声声器或扬扬声器组组（可以以是组合合形式，但但最优是是同轴全全频带吸吸顶扬声声器），对对于这种种大功率率扬声器器若要配配接更大大容量的的变压器器也会进进一步提提高成本本，却收
16、收不到任任何好处处；其三三就是普普通的音音频变压压器会劣劣化扬声声器的频频响特性性，但加加装昂贵贵的音频频变压器器可能变变压器本本身的价价格已经经超过了了扬声器器本身了了。 在会议议扩声系系统来说说，功率率的问题题是比较较矛盾的的。一方方面设计计了足够够大的输输出功率率，另一一方面却却又推不不起来音音量（因因为啸叫叫）。以以至于工工程验收收的时候候，工程程商乐道道于播放放流行音音乐，那那个声压压级足可可以和DDiscco媲美美。但另另一方面面呢？一一推起话话筒就傻傻眼，声声音小的的可怜，推推杆一动动就啸叫叫，然后后就把责责任一鼓鼓脑的推推到建声声上面去去了，仿仿佛我们们工程商商都是窦窦娥一样样
17、，声音音不好我我们也是是受害者者。有多多少设计计师是真真正的从从自己身身上找出出毛病又又解决了了呢？现现在很多多的设计计师在设设计会议议室功率率的时候候还采用用“辐射射距离每每增加一一倍，声声压级衰衰减6ddB”这这个理论论，结果果就是在在一个百百十来平平方米的的会议室室用了上上千瓦的的功率音音箱。要要知道这这个“倍倍距衰减减6dBB”的理理论是在在自由声声场中才才使用的的，我们们在会议议室里面面是封闭闭的混响响声场，声声能的衰衰减在倍倍距上可可能还不不足1ddB（在在一个1120平平方米的的阶梯教教室里，教教师只要要有一只只2瓦的的扩音器器就可以以让全部部的学生生听的清清清楚楚楚的）。在圆桌
18、桌型的会会议室里里，若扩扩声系统统的平均均声压级级比本底底噪声高高3dBB，听众众就能听听的非常常清楚了了。所以以会议扩扩声系统统设计师师需要做做的不是是“需要要多大功功率”的的事情，而而是“能能输出多多大功率率”的事事情。我们在第第二部分分讨论了了一些关关于吸顶顶扬声器器的辐射射角对声声音覆盖盖范围的的影响。其实辐辐射角度度影响不不仅仅是是覆盖特特性，而而更重要要的是它它的传输输特性，对对于一个个宽指向向角的扬扬声器，相相应的临临界距离离会缩小小的非常常小，使使得听众众的耳朵朵高度很很容易就就进入到到混响区区域，这这会大大大降低语语音清晰晰度指标标，为了了避免这这些问题题，就必必须降低低天花
19、的的高度，这这在现实实中是不不能被接接受的。所以选选择适当当的辐射射角是非非常关键键的，在在国内的的大部分分工程，选选择600或990的的指向角角都是值值得推荐荐的。五、 利利用Miix MMinuusess提高传传声增益益 对于MMix Minnusees的概概念可能能大部分分音响工工程师还还比较生生疏，其其实这只只是一种种技术手手段而已已，实现现的方法法可以是是多样的的。具体体来说，就就是在吸吸顶扬声声器构成成的会议议系统中中，某只只话筒正正上方对对应的扬扬声器，应应该尽量量的衰减减由该只只话筒输输出的信信号。换换句话说说就是头头顶的每每只喇叭叭都在播播放全部部的音频频信号，但但是对于于这
20、只喇喇叭下面面的那只只话筒，应应该从总总音量中中减掉大大部分。这样做做的目的的就是尽尽量减少少相互靠靠近的扬扬声器和和话筒之之间的放放大倍数数，用以以提高传传声增益益，还有有一个原原因就是是因为讲讲话本人人（及左左右“邻邻居”）也也没有必必要听太太多的“自自己”的的声音。 因此我我们在实实现Miix MMinuusess的系统统中，必必须仔细细调校每每一只扬扬声器所所对应的的下面的的话筒（以以及邻近近的话筒筒）的反反相插入入电平。见图十十。图十 MMix Minnusees原理理 这只是是一个示示意图，其其中的混混音台可可以是一一个调音音台，也也可以是是一个电电子处理理器。反反相输入入就是利利
21、用类似似调音台台上面的的反相按按钮（IInveert）将将其相位位翻转1180以后和和总线电电平叠加加。 实现MMix Minnusees要具具备两个个主要条条件：一一是吸顶顶扬声器器必须是是多通道道系统，调调音台的的每个输输出通道道对应一一个扬声声器通道道，我们们要在这这个通道道上进行行该区域域话筒的的反相叠叠加；第第二个条条件就是是要求图图十中的的两个输输入信号号必须具具有严格格的相同同的相位位延时，如如果两个个信号并并非同步步到达混混音器，那那么反相相信号就就不能准准确地从从合成电电平中“减减掉”，也也就达不不到Miix MMinuusess的目的的了。六、 工工程案例例 在国务务院某总
22、总理会议议室，采采用了吸吸顶扬声声器的安安装方式式，会议议为圆桌桌形式。该会议议室长约约18米米，宽约约10米米，吊顶顶高约55.5米米，共使使用了110只独独立通道道的扬声声器，每每只扬声声器的功功率是1150瓦瓦。控制制系统以以媒体矩矩阵为核核心并应应用了MMix Minnusees技术术。在最最终的使使用中，该该系统可可以长时时间保持持70只只话筒同同时打开开、最多多11人人同时讲讲话而不不出现啸啸叫。而而这个系系统只是是在输出出端总共共加入了了15段段参量均均衡器，而而且没有有使用图图表均衡衡器和反反馈声抑抑制器。注:此部部分参考考王季卿卿赵其昌昌译著扩扩声技术术原理及及其应用用ISSBN 7-550533-81134-2 电电子工业业出版社社