现代音响与调音技术-第7章1-扩声系统设计

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扬声器系统(音箱)的功率与音质的好坏并没有必然的 联系，其功率大小仅仅决定了声音的大小.因此对于有限 的房间面积而言，音箱的功率适用就好.对于普通家庭用 户的或20W×2就足够了，如果声音不够大，可以考 虑30W×2或50W×2的音箱.而在实际应用中，功率增 加一倍，声压才增加三分贝，因此，50W×2的功率和 20W×2的功率在大多数情况下，声压的区别不会太大。
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扩声系统设计的条件
1 要求有低的背景噪声 噪声过高会造成电扩声系统的清晰度、可懂 度下降，难以使音响系统达到希望的音质， 而提高设备输出功率以提高输出声压级又可 能导致声反馈而使系统无法稳定工作。所以 室内噪声控制问题，必须考虑采用必要的隔 音措施。 2 应具有均匀合理的声压级 室内的声压级按照不同类型的扩声需要达到 一定的值。且不均匀度控制在正负4分贝。 这就要求扩声系统应具有一定足够的输出功 率，并且室内声场应均匀扩散.
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JBL音箱：力度大、穿透力强、中高音强劲。 BOSE(博士)音箱：频响宽、动态大、功率足，专业扩 声和娱乐扩声都有使用； PEAVEY(百威)音箱：音色结构坚实有力、清亮悦耳、 低音弹性好、节奏感强，用于Disco舞厅比较理想； EV音箱：音色清晰、透明、自然，在扩声系统中也常 使用。
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扩声音响系统又称专业音响系统。社会上有一 种误解，认为扩声系统非常简单，只要把话筒（及 其它声源）、调音台、功放和扬声器箱连接在一起 就能组成一项扩声工程。这种错误理解造成许多人 投入了不少资金，可得到的语言扩声效果却是声音 模糊不清，反馈啸叫的干扰使声音无法开大，音乐 重放时音质变调听之无味。
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但是利用上述方法估算的扩声系统功率，仅仅是 满足使人能基本听清楚这个最低要求所需的功率值。 对于现代音响扩声系统，要求其能应付音乐高潮到来 时的峰值，以避免对瞬时峰值的削波而造成瞬态互调 失真，因此在设计扩声系统时要有更大的功率容量， 这是必须要考虑的。特别是歌舞厅(尤其是Disco舞厅) 等娱乐场所。由于其背景噪声较大，另一方面人们要 求有更强劲的音响效果，因此要求扩声系统功率在上 述估算基础上必须大幅度增加。
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怎样实现一个均匀的声场呢？ 最后就是要合理地布置音响系统，尤其是音箱 的摆位一定要严格要求，最好在设计中能采用某 些音箱厂商提供的电脑设计软件进行声场模拟就 最好，如果没有，就应该再实际调整，直到现场 声场最佳为止。
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3 保证清晰度 扩声系统应保证声音的清晰度和语言的可懂度 4 保证系统能稳定工作 音响系统在达到规定的平均声压级时，保证 不会因为反馈而造成系统啸叫。 5 应具有良好的频率特性和较低的失真度
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• 4) 扬声器的指向特性扬声器的指向特性是频率 的函数，一般工作频率越高指向性越“尖锐”（即 覆盖角度越小）。扩声系统扬声器的指向特性，主 要是讨论在中、高音号筒（或声柱）的指向特性。 指向特性对扩声来讲是很重要的，它涉及到扩声声 场的均匀性和传输频率特性。
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如何选择及设计扩声系统中的扬声器系统(即音箱)? 3. 扬声器系统的布置、扬声器选型与布局是厅内扩 声系统设计的重要一环。几项重要的扩声系统声学特 性指标将直接与此有关。这里介绍主扩声用扬声器的 布置。 1) 在任何情况下，扬声器的布置应该保证有 听众接收到均匀的声能； 2) 扩声应该得到自然的印 象； 3) 扬声器的位置在建筑上应当是合理的。厅堂 扩声扬声器可以是集中的、分散的或两者的结合形式， 对于中型观众厅（例如出2000人座席以下）集中式为 好，扬声器的位置一般是在舞台的周围，在可能的情 况下越集中越好。大多数情况下扬声器装在自然声源 的上方，而两侧（如台边）相辅助。
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怎样实现一个均匀的声场呢？ 首先建筑结构中应该没有明显的缺陷，例如：房间 中不能有太多的立柱，墙壁应避免有圈套的弧形，尤 其是舞台一侧的墙面不能有较大凹结构（当声波撞在 凹形界面时，声音就会产生声聚焦现象。造成声音在 某点上特别的响，室内的声压产生不均匀的现象，严 重的在此区域内无法唱歌，话筒拿到这里就会产生啸 叫。）；其次不能在扩声范围内出现较大的声阴影区 （声阴影区是指由于包间内的物体（障碍物）阻隔声 音应该辐射的区域。这个区域内的声压级明显的低于 其他区域,造成声音扩散不均匀的现象 ）。
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如何设计扩声系统的功率容量? 在设计扩声系统的功率容量时，音响技术 人员习惯于将厅堂的三维空间简化为二维空间， 即按厅堂的面积来估算功率容量。根据经验， 按照有效峰值声压级的要求，一般每平方米选 取3W~5W的电功率(即扬声器系统的连续功率， 纯低音音箱功率不计在内)。
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对音乐厅、剧院等专业演出场所，背景噪声较低， 要求96dB有效峰值声压级，通常取3W即可；对歌舞 厅等场所，背景噪声较大，且要有较强的音响效果， 要求有105dB有效声压级，但由于其高度有限(高度 尺寸小于宽度尺寸)，也可按3W或略大设计；对于高 度较大的歌舞厅应适当增加功率；对Disco舞厅，因 为要有强劲的动感效果，因此要求有110dB以上的有 效峰值和声压级。通常其功率容量要在上述基础上 加倍。应取到6~10W/m2左右。对于高度较低的Disco 舞厅可适当减小功率容量。
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7.1
扩声系统设计概要
系统设计主要是指室内扩声系统的功率要求， 所需设备的选择和设备与设备之间的连接等。 7.1.1 室内扩声系统的功率要求
扩声系统的输出功率取决于房间的体积、墙壁、 地板、天花板的声学特性，平均噪声电平，系统和 重放节目的频率范围以及扬声器系统的效率等许多 因素。对其进行精确设计是一件相当复杂的工作。 一般用近似公式对功率进行估算。
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什么是扩声系统? 扩声系统是声源和听众在同一个时空里的声音增 强的电子系统.这个空间是个大空间，听众听不到直 接来自声源的声音，需要通过增强进行传输。并且 这个过程是实时的，并且在一个共用的空间内。它 区别于有线公共广播系统（声源同听众不在一个空 间）、放声系统（其声源是存储在磁带或唱片中的 节目信号，非实时的）。而且正是由于扬声器和传 声器在同一个时空里，由声信号相耦合而组成一个 闭环系统，由于声音的正反馈，当满足系统不稳定 条件时，系统出现啸叫，并且在临界点附近的传输 会产生失真。
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扩声系统设计的目的 扩声系统作为一个系统问题，在系统设计中必须综 合考虑各种问题。在选择性能良好的电声设备基础上， 通过周密的系统设计、仔细的系统调试和良好的建声条 件，达到悦耳、自然的音响效果。以扩声为例，完整的 系统设计应包括整套音响系统设备、信号传输、音箱的 声场分布 。扩声系统设计的最终目的是要保证声源和 音箱处于同一个声场区域内，使听众能感受到声源的真 实存在，达到高保真重放的扩声要求。
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2. 选用扬声器（或系统）时应注意的主要技术参数 • 1) 频率范围是表示扬声器单元（或系统）重放声 音的频带（或频段）。在比较频率范围时，需要注意 的是响应的不平坦度。 • 2）由于扬声器有多种功率定义，不能以所标注的 “功率值”简单地直接去比较，这要特别引以注意。
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在进行扩声系统设计中考虑音箱的功率时，首先要 根据扩声系统的功率容量来决定所用音箱的总功率， 然后将总功率按比例分配到主扩声通道和辅助扩声通 道的左、右两个声道。通常，所选主扩声通道音箱的 功率应适当大于辅助扩声通道音箱的功率。如果需要， 还可在主扩声通道配一对纯低音音箱，纯低音音箱的 功率应大于主音箱功率，且不计入系统功率容量。
第7章 扩声系统设计
各类音响系统的基本单元是以各种电子线路为基础的 多种音响设备，以及典型的电声器件——拾音器和扬声 器。因此在专业上我们也将音响系统称为电声系统。 扩声系统
现代音响系统
录音制作系统 广播系统
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众所周知，自然声源（如演讲、乐器演奏和演 唱等）发出的声音能量十分有限，其声压级随传播 距离的增大而迅速衰减。由于环境噪声的影响，使 声源的传播距离减至更短。因此除正规的音乐厅， 歌剧院和话剧院以外，其他公众活动场所都可以用 电声技术进行扩声，将声源信号放大，提高听众区 的声压，保证每位听众能获得适当的声压级。近年 来，随着电子技术、电声技术的快速发展，扩声系 统的音质有了极大的提高，也基本能满足人们对系 统音质越来越高的需求。
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用近似公式估算功率 对不同体积的房间，要得到高质量的重放声场， 一般来说，需要有约96dB有效峰值的声压级。
其中：W是以有效峰值声压为单位的发射声功率， V是以立方米为单位的房间体积。 例如：为了在62m3的房间里重放声场达到96dB的有效峰 值声压级，需要约100mW的声功率。如果扬声器系统效 率为1%(一般扬声器系统的效率约为0.2%~1%)，为了避 免有效峰值被衰减，则至少需要10W的放大器功率。
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扩声系统是一项系统工程，涉及电子技术、电声技 术、建声技术和声学艺术等多种学科，同时还须与视频 系统（多媒体投影和摄像系统）、舞台或舞厅灯光系统、 消防广播系统、寻呼广播系统和安保系统等子系统的密 切配合和协调。扩声系统的音响效果不仅与电声系统的 综合性能有关，还与声音的传播环境——建筑声学和现 场调音使用密切相关。正确合理的电声系统设计和调试、 良好的声音传播条件和正确的现场调音技术三者最佳的 配合可以使扩声系统的功能和音响效果最优。
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放大器的功率还与扬声器的效率有关,如果扬 声器系统的效率为0.5% ，则需要放大器的功率还 要增加一倍. 此外与希望得到的音响效果有关,如果希望得到 100dB的有效峰值声压级，所需要功率应为上述功 率的2.5倍。
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扬声器系统(音箱)的功率与音质的好坏并没有必然的 联系，其功率大小仅仅决定了声音的大小.因此对于有限 的房间面积而言，音箱的功率适用就好.对于普通家庭用 户的15平米左右的房间来说，音箱的实际输出功率在 15W×2或20W×2就足够了，如果嫌声音不够大，可以 考虑30W×2或50W×2的音箱.而在实际应用中，功率 增加一倍，声压才增加三分贝，因此，50W×2的功率 和20W×2的功率在大多数情况下，声压的区别不会太 大。