厅堂扩声系统声学特性指标测量等问题的探讨 吴营

厅堂扩声系统声学特性指标测量等问题的探讨吴营

发表时间：2018-05-18T11:19:01.510Z 来源：《基层建设》2018年第2期作者：吴营[导读] 摘要：扩声系统是一门跨学科、跨领域的综合应用，它最终是为人类听觉感受服务的，为了能够优化用户使用体验，有关机构需要仔细测量扩声系统声学特性指标，不断促进扩声系统的科学发展。

云南省电子信息产品检验院 650031 摘要：扩声系统是一门跨学科、跨领域的综合应用，它最终是为人类听觉感受服务的，为了能够优化用户使用体验，有关机构需要仔细测量扩声系统声学特性指标，不断促进扩声系统的科学发展。本文以厅堂扩声系统为分析对象，主要研究了文件《厅堂扩声系统设计规范》中提出的五个声学特性指标，包括“最大声压级”、“传输频率特性”、“传声增益”、“稳态声场不均匀度”、“系统总噪声”五项内容，采用了

先进规范的测量方法，运用了合理的声学测量仪器，希望能对我国厅堂扩声系统的发展提供参考性意见。

关键词：厅堂扩声系统；声学特性指标；测量自改革开放以来，中国经济发展速度越来越快，人类生活水平也不断提高，在温饱问题基本得到解决的背景下，人们逐渐开始追求生活品质，而各地方政府为了满足居民精神文化需求，刺激市场消费，在硬件设施中投入了大量资金，建成了各式各样的厅堂，对厅堂扩声系统提出了新的要求。扩声系统各项声学特性指标的测量，是建设扩声系统工程中必不可少的关键环节之一，从事声学测量的工作者必须熟练掌握各项声学特性指标的特点，正确运用先进测量方法，能够敏锐地发现扩声系统声学特性指标测量值中不合常理的地方，具备丰富的扩声系统工程实践经验，为用户提供最优质的声学体验。

1.声学特性指标的测量方法 1.1最大声压级

根据厅堂内部实际情况，可以发现扩声系统本身产生的噪声远远小于厅堂内部环境的噪声，因此最大声压级的动态下限是由厅堂环境噪声所决定的。不同的研究者对于厅堂合理的最大声压级指标有着不同看法，不过目前国内大部分厅堂的最大声压级指标都是九十到九十五分贝之间，在实际演出时，这样的峰值基本能够满足听众的音量需求，唯一缺点是表演高潮时声音失真现象比较明显，不能给听众带来震撼的听觉体验。为了尽可能地避免这种缺陷，一般选择根据厅堂实际面积大小、隔音效果等适量提高最大声压级指标，综合分析多项数据，一百分贝是比较理想的厅堂最大声压级指标。

1.2传输频率特性的测量

传输频率特性是厅堂扩声系统最为关键的指标之一，它具体是指在扩声系统工作环境相对平稳的前提下，相较于传声器处声压的幅频响应，厅堂内各个测量点稳态声压级的平均值。根据传输频率特性的基本定义，可以发现测量基本条件是必须确保扩声系统处于稳定的工作状态，中途尽量不要出现意外状况，避免测量数据与真实值偏差过大，进而影响测量效果，无法准确反映厅堂扩声系统内部情况。应该尽量保持扩声系统的数字信号处理设备的功能调节维持在设计者调试的状态，其他工作人员不得随意更改，扩声系统主扩声扬声器系统以及可能存在的辅助扩声扬声器系统应该同时开启，为接下来的测量工作做好准备。

实际测量时，工作人员要准确把握测量信号的频率，频率过高或者过低都会给测量效果带来不同程度的偏差，根据厅堂的实际用途可以适当调整测量信号的频率，比如会议室类的厅堂可以适当调窄频率范围，以达到最佳的会议效果，总的来说，最合适的测量信号频率应该保持在四十赫兹到一万六千赫兹之间。传输频率特性的测量可以采用代替法进行测量，工作人员首先测量出厅堂内部等待测试声源的声压级频率响应，然后根据测量值绘制一条平直曲线，直观反映测量值大致分布情况，再对观众席中事先定好的测点的声压级频率响应进行有关测量，得出测量数据。最后是整理并分析测量数据，统计方法主要包括数字列表和直框图两种[1]，采用数字列表的统计方法需要人工处理数据，使用声压级的算术平均值进行计算，这种统计方法比较繁琐，但是测量结果比较真实，符合厅堂内部扩声扬声效果。而绘制直框图的统计办法则比较直观，可以直接分析出扩声系统工作特点，有利于工作人员进行系统调试，缺点是测量值不够精确，不适用于音质水准要求严格的厅堂。

1.3传声增益的测量

传声增益是指当厅堂扩声系统达到最高可用增益时，相比于扩声系统传声器处稳态声压级的测量值，厅堂内各测点稳态声压级平均值高出或者低于的那一部分。利用之前测量传输频率特性的数据，工作人员可以比较轻易地计算出传声增益的指标值，与传输频率特性测量方法类似，传声增益数据处理与结果表达的主要方法也是绘制数字列表和频率响应曲线。根据观众的集中反映和工作人员对传声增益测量值的分析，我们发现如果厅堂是提供戏剧演出的，那么传声增益的平均值要达到－4分贝以上，但是如果厅堂是提供音乐演出的，则可以适量降低传声增益的平均值。

1.4系统总噪声级和稳态声场不均匀度

系统总噪声级一般不直接测量，实际测量工作过程大致分为两个步骤，首先测量出厅堂内部包括自然环境的总噪声级，然后关闭扩声系统，测量出本噪声级，把两项测量数据相减即为所求值。而稳态声场不均匀度是面向全体观众席的声学特性指标，反应观众席各个测点稳态声压级的最大差值，它不需要另外再进行测量，可以根据传输频率特性的原始数据直接得出指标值[2]。

2.扩声系统声学特性指标测量的未来发展方向

声学特性指标测量是调试扩声系统的关键步骤，工作人员测量出来的声学特性指标值是评价扩声系统音质最客观最真实的办法，由于主观评价影响因素较多，国内目前大部分只采用了客观评价的方法验收厅堂扩声系统的音质效果。为了能够最大限度地提高测量指标的真实性，有关工作人员需要积极引进先进的测量仪器，改善硬件设施，同时不断挖掘创新型声学特性指标测量方法。21世纪是数字化信息化时代，工作人员应该学会利用数字化测试和分析系统，把数字信号处理技术有机融入到到声学测量技术中[3]，这不仅能减少测量工作步骤，还能使指标值更加客观。

结束语

扩声系统声学特性指标是评价厅堂扩声系统音质效果的重要标准，工作人员需要根据以往厅堂音质效果存在的漏洞，不断完善测量方法，提高测量指标的准确度，使声学特性指标能够真实有效地反应出厅堂声场特性的实际情况。未来应该努力探索如何运用主观方法评价厅堂扩声系统的音质效果，不断发挥观众的主体作用，充分考虑观众对厅堂音质效果提出的意见，加强测量工作的实际意义，共同打造优质厅堂扩声系统。