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1、声频技术工程设计第1页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计设计步骤说明设计流程图建筑声学设计电声设计测量与评估第2页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扩声工程设计步骤扩声需求分析建声设计电声设计室内扩声效果评估。第3页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计声场设计流程图第4页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计第5页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计需求分析是否需要扩声？国家标准与规范采用类型的扩声？集中Vs分散扩声性能指标如何？规范（最低）经济性如何保证？平衡原则维保怎样进行？简洁第6页，共46页，编辑于202
2、2年，星期五厅堂扩声工程设计不用扩声系统的最大允许容积不用扩声系统的最大允许容积声源种类演讲戏剧对白独唱独奏大乐队最大允许 容积（m3）1500300060001000020000第7页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扩声系统的技术指标等级应根据建筑物用途类别，质量标准、服务对象等因素确定扩声系统的等级。视听场所扩声系统设计的声学特性指标可按下表要求进行设计会议厅、报告厅等专用会议场所应按语言扩声一级会议厅、报告厅等专用会议场所应按语言扩声一级标准设计不同的扩声系统标准设计不同的扩声系统 第8页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扩声系统分级声学特性音乐扩声
3、系统一级音乐二级语言兼音乐一级语言兼音乐二级语言一级语言兼音乐三级语言二级最大声压级（dB）空场稳态准峰值声压级0.1K6.3K1000.125K4K900.25K4K900.254K85传输频率特性（dB）0.1K6.3K 040.05K10.0K 04120.125K4K 040.063K8K 04120.25K4K 0460.1K6.3K 0 4120.25K4.0K 0410传声增益（dB）0.1K6.3K4戏剧8音乐0.125K4K80.25K4K120.25K4.0K14声场不均匀度（dB）0.1K101K6.3K81K4K81K4K101K4K81K4K10第9页，共46页，编辑
4、于2022年，星期五厅堂扩声工程设计最高可用增益：扩声系统在厅堂内产生声反馈自激临界增益减去6dB时的增益。传声增益：扩声系统达到最高可用增益，听众处稳态声压级平均值与扩声系统传声器处声压级的差值。第10页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计合适的响度：语言：5055dB音乐：7596dB最大声压级语言扩声：8590dB音乐：95100dB。信噪比室内最小声压级的位置上，SNR30dB最大供声距离（34）r0（混响半径）第11页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计传声增益：814dB声场不均匀度：3dB传输频率特性：0.125K4.0K：610dB总噪声系统失真
5、语言清晰度第12页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扩声系统的分类 按工作环境分类 室外扩声系统室外扩声系统：反射声少，有回声干扰，扩声区：反射声少，有回声干扰，扩声区域大，条件复杂，干扰声强，音质受气候条件影域大，条件复杂，干扰声强，音质受气候条件影响比较严重。响比较严重。室内扩声系统：对音质要求高，有混响干扰，扩室内扩声系统：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影响较大声质量受房间的建筑声学条件影响较大 按声源性质分类 语言扩声系统（包括语言同声传译系统）语言扩声系统（包括语言同声传译系统）音乐扩声系统音乐扩声系统语言和音乐兼用的扩声系统语言和音乐兼用的
6、扩声系统第13页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扩声系统的分类按工作原理分类 单通道系统：大多数的场合单通道系统：大多数的场合双通道立体声系统：音乐欣赏的场合双通道立体声系统：音乐欣赏的场合多通道立体声系统：影院和家庭影院。多通道立体声系统：影院和家庭影院。按用途分类（室外扩声）体育场公园广场矿山车（室外扩声）体育场公园广场矿山车站机场码头等的扩声系统站机场码头等的扩声系统（室内扩声系统）礼堂俱乐部剧院音乐（室内扩声系统）礼堂俱乐部剧院音乐厅会堂电影院展览馆体育馆会议室等厅会堂电影院展览馆体育馆会议室等扩声系统。扩声系统。第14页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声
7、工程设计扩声系统的分类按声能分配方式分类 集中式系统集中式系统分区系统分区系统分布式系统分布式系统混合式系统等。混合式系统等。按扩声设备的结构分类 固定式固定式移动式移动式:手提扩声器和广播车手提扩声器和广播车 第15页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扩声系统结构方框图 图6 简单扩声系统第16页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计图7 多输入简单扩声系统第17页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计图8 相对功能完善的扩声系统第18页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计第19页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设
8、计建声设计降噪与隔离：了解室内噪声级，并降低到允许的数值；整形与扩散：分析大厅的体型，力图消除所有可能产生的声缺陷（振颤，回声等）；吸声与混响：计算或测量房间内的混响时间，调整到期望的数值（或者更低）第20页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计本底噪声（隔声与降噪）（NR曲线）表4：本底噪声的允许值房间用途播音室录音室音乐厅剧院电影院办公室体育馆住宅允许噪声级dBA25303540505540第21页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计环境容许的NR评价曲线范围A声级近似值dBA工厂60-7566-78有机械设备的场地50-5556-61体育馆、健身房、游泳池4
9、0-5047-56餐厅、食堂35-4542-52单人办公室、图书阅览室30-4038-47电影院、医院病房、小会议室、卧室25-3535-42教室、大会议室、电视演播室20-3030-38音乐厅、剧院15-2025-30测听室、广播录音室10-2020-30第22页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计隔声与降噪措施（略）体形设计房间体积不能太小（一般不小于200M3）长、宽、高比例适当：黄金分割比黄金分割比无理数比无理数比扩散设计增加表面积增加材料表面阻尼第23页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计混响设计第24页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程
10、设计混响时间推荐值（混响时间推荐值（500Hz）厅堂厅堂用途用途混响混响时间（时间（s s）厅堂厅堂用途用途混响混响时间（时间（s s）电影院电影院1.01.2电影同期录音摄影棚电影同期录音摄影棚0.80.9立体声宽银幕电影院立体声宽银幕电影院0.81.2语言录音（播音）语言录音（播音）0.81.0演讲、戏剧演讲、戏剧1.01.4语言录音（多声道）语言录音（多声道）0.30.4歌剧及音乐厅歌剧及音乐厅1.51.8音乐录音（多声道）音乐录音（多声道）0.6多功能厅多功能厅1.31.5音乐录音（自然混响）音乐录音（自然混响）1.41.6电话会议电话会议0.30.4多功能体育馆多功能体育馆1.8第2
11、5页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计电声设计由混响时间计算室内吸声量，初步确定是否需要扩声系统，需要什么类型的扩声系统。确定扬声器系统的布置，进一步考虑可能引起的声反馈、声场不均匀等现象，并采取必要的措施；计算出所需要的电功率，选择功率放大器并考虑周边设备的配置；第26页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计功率的计算输入功率与声压级的关系厅堂扩声中，一般声源是通过电声设备放大，从扬声器重放出来，此厅堂扩声中，一般声源是通过电声设备放大，从扬声器重放出来，此时扬声器可以看作扩声系统的声源，此时直达声压级为时扬声器可以看作扩声系统的声源，此时直达声压级为式中：式
12、中：PL 加到扬声器的电功率（加到扬声器的电功率（W）r 扬声器到听音点的距离（扬声器到听音点的距离（m）Lo 扬声器的输出声压级（扬声器的输出声压级（dB），即扬声器平均轴向灵敏度，指在），即扬声器平均轴向灵敏度，指在扬声器上加扬声器上加1W电功率时在轴向电功率时在轴向1m处测得的声压级。处测得的声压级。第27页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计考虑混响时间的室内声压级的计算在离开声源足够远时，混响声的作用增强。当一点声源在室内发声时，假定声场充分扩散，这时室内的稳态声压级由下式计算 Lw声源声功率级（dB）第28页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计P为声
13、源声功率（W）r离开声源的距离R房间常数（m2）Q指向性因数第29页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计电功率估算在不考虑房间的混响和声源指向性等因素的前提下，声压随距离声源距离的平方反比规律下降，即距离再增加一倍，声压级下降6dB。扬声器辐射声压的大小与输入功率的对数成正比，即功率每增加一倍，其声压级提高3dB。室内装修完成后的容积已知后，语言扩声时，每立方米提供0.3瓦扬声器电功率（平均功率）；音乐扩声时，每立方米提供0.5瓦扬声器电功率（平均功率）。第30页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扬声器系统选型扬声器与功率放大器的配接功放输出功率应比扬声器（依
14、据最大声压级计算出）功放输出功率应比扬声器（依据最大声压级计算出）的电功率增加（的电功率增加（1550）功放输出功率比扬声器（依据平均声压级计算出）功放输出功率比扬声器（依据平均声压级计算出）的电功率增加（的电功率增加（10倍以上）倍以上）扬声器的指向性第31页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计扬声器系统功率的计算扬声器系统功率的计算根据听众席所需的最大声压级计算出扬声器所需的总输根据听众席所需的最大声压级计算出扬声器所需的总输入电功率入电功率 考虑混响声考虑混响声 第32页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计根据上式，算出距离扬声器根据上式，算出距离扬声器r
15、处获得声压级处获得声压级Lpm所所需要的声功率需要的声功率Pa 第33页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计根据所选用扬声器的效率根据所选用扬声器的效率，算出扬声器所需要的，算出扬声器所需要的电功率电功率Pe：第34页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计仅仅考虑直达声仅仅考虑直达声Lpm：距离轴向：距离轴向r的听音处最大声压级（的听音处最大声压级（dB）L0：扬声器轴向灵敏度【扬声器轴向灵敏度【dB/Wm】Pe：扬声器输入电功率（扬声器输入电功率（W）E（L0）、）、r已知时，扬声器输入电功率为：已知时，扬声器输入电功率为：第35页，共46页，编辑于2022年，
16、星期五厅堂扩声工程设计扬声器布置原则保证声压级保证声压级考虑声场均匀度考虑声场均匀度增加直达声（增加语言清晰度）增加直达声（增加语言清晰度）方法集中集中分散分散混合混合第36页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计周边设备选型以调音台为中心输入输出路数是否满足要求？输入输出路数是否满足要求？功能是否满足要求？功能是否满足要求？分频方式电子分频？电子分频？功率分频？功率分频？是否有延时需求？其他必需设备（压限器，均衡器）其他提高性能设备（效果器，激励器）第37页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计系统安装图设计传输方式平衡传输平衡传输不平衡传输不平衡传输线缆、接插件
17、选择信号线选择信号线选择音箱线选择音箱线选择TRSXRL第38页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计室内扩声效果评估验算EASE仿真测量第39页，共46页，编辑于2022年，星期五厅堂扩声工程设计第40页，共46页，编辑于2022年，星期五附录：噪声的评价和标准1.A声级LA 2.等效连续A声级LAeq 3.统计声级Lx4.NR评价曲线第41页，共46页，编辑于2022年，星期五1.A声级LA 声级计中设有A、B、C和D四个计权网络 A网络：参考40方等响曲线，对500Hz以下的声音有较大的衰减，以模拟人耳对低频不敏感的特性。C网络：具有接近线性的较平坦的特性，在整个可听范围内
18、几乎不衰减，以模拟人耳100方纯音的响应。B网络，介于两者之间，对低频有一定的衰减，模拟人耳70方纯音的响应。目前世界各国声学界公认以A声级来作为保护听力和健康，以及环境噪声的评价量。第42页，共46页，编辑于2022年，星期五 2.等效连续A声级LAeq 用于表征不稳态噪声环境的，它是某一时间间隔内A计权声压级的能量平均意义上的等效声级。第43页，共46页，编辑于2022年，星期五3.3.统计声级统计声级LxLx为评价与公众烦恼有关的噪声暴露，利用概率统计的方法，记录随时间变化的噪声的A声强，作统计分析，得到统计百分数声级。第44页，共46页，编辑于2022年，星期五4.NR评价曲线国际标准化组织建议用于评价公众对户外噪声的反应。对于每一条曲线各中心频率1000HZ的声压级数值。NR数与A声级LA的关系为:LA=NR+5 dB第45页，共46页，编辑于2022年，星期五第46页，共46页，编辑于2022年，星期五