音频系统方案设计

设计原则(a)先进性和扩展性：现代信息技术的发展，新产品、新技术层出不穷。

因此系统在投资费用许可的情况下应充分利用现代最新技术，以使系统在尽可能长的时间与社会发展相适应。

但由于现代科学技术的飞速发展，故必须充分考虑今后的发展需要，设计方案必须具备前瞻性和可扩展性。

这种可扩展性不仅充分保护了甲方的投资，而且具有较高的综合性能价格比。

(b)科学性和规性：综合性系统工程，必需从系统设计开始，包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程，都严格按照国家有关的标准和规，做好系统的标准化设计和科学的管理工作。

最后提交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供甲方存档。

(c)安全性和可靠性：剧场、演艺厅音响系统的建设，直接影响着用户的使用效果、外部形象及投资回报，因此系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中尽量减少故障的发生。

并从线路敷设、设备安装、系统调试以及对甲方人员的技术培训等方面，都必须满足可靠性的要求。

设计标准声学特性指标均采用广播电影电视部部分颁标准GYJ25-86<<厅堂电声系统声学特性指标>>中语言和音乐兼用的电声系统一级(语言和音乐兼用的电声系统一级)声学特性指标.扩声系统设计演艺厅及剧场的音响系统是一个高标准、高要求的综合性文化产物，它是一个有层次的系统。

运用建筑艺术室设计的技术和技巧，使之优化稳定，以产生系统的整体效应。

扩声系统、建筑声学、照明系统、室技术等都是作为系统工程的诸要素。

它们在不同层面上互相交叉、互相缠绕，各有特点。

使它们统一，取得整体效应，达到各项法规的要求。

随着信息技术的不断发展，一个大型演艺厅除了要满足传统简单的演唱要求外，还应具有高雅格调和优美音质、舞蹈表演展示。

选取具备先进功能的湖山演艺器材，是更高效、更可靠、更专业的音响设备。

设计方案要根据以上几点，经过多方案观察考证，通过SIA SMARRTLIVE5测试软件进行初期声场测试，详细分析，严格进行参数计算和设备选型。

专业演出扩声系统设计基本概念扩声系统设计，以工程原理为基础，从分析系统所要求的声学环境的有关参数开始，与用户提出的具体功能相结合，以此来决定所应采用设备的类型、体积和安装方式。

扩声系统属于应用声学畴，它是将演唱者的声音进行实时放大的系统。

演出扩声系统的质量不仅与设备的技术特性有关，还和声源的声学特性以及传声器和扬声器系统所处环境的声学条件有很大的关系。

扩声系统设计通常都从声场开始，然后再向后推进到功率放大器、声处理系统、调音台、直至话筒和其他声源。

这种逐步向后推进的设计步骤是十分必然的。

因为声场设计是满足系统功能和音响效果的基础，它涉及扬声器系统的选型、供声方案和信号途径等。

只有确定扬声器系统才能进行功率放大器驱动功率的计算和驱动信号途径的确定，然后再根据驱动功率的分配方案进一步确定信号处理方案和调音台的选型等。

声场设计是扩声系统的基础，涉及系统最终的音响效果，但也是非常复杂繁琐的工作。

由于计算机技术的飞跃发展，现在可采用EASE3.0~4.0以上版本的声学软件工具进行计算，最终可获得满足预期要求的声场设计报告。

声场设计过程可能需要反复多次才能达到要求。

声场设计的流程图系统的技术要求扩声系统的四要素是：响度与传声增益、稳定性、音质以及方向感。

在设计时，必须满足这4个方面相应的技术要求。

（1）必须是立体声的声像效果。

（2）必须从建筑声学和吸音装修后计算出混响时间是多少秒。

（3）选用的器材的演绎重播效果必须失真要少。

（4）动态围要大、频响宽。

最合理的布声，布四个频率声段(高级演出音箱)。

这四频段便是：a.高音频b．中音频c.低音频d．超低频。

足可满足多功能之演绎重播之需。

设计的原则和目标：(1)整个听众区声音分布要均匀，减少“死区”的存在。

(2)整个听众区要有稳定的系统频率响应和均衡的音色。

(3)提高语言清晰度和可懂度，讲话和演唱的每个词都要清楚，且要保证音乐伴奏声不会喧宾夺主。

(4)创造适当的“声场”，给音乐舒适的空间，使音响效果可以得到真实地表现。

系统的组成扩声系统主要由音源、调音台、功放、音箱、周边设备几部分组成。

至于系统电平，应满足以下原则：以调音台输出为基点，调音台后的各级设备，后者对前者其“口子”要大，至少要相等，以保证信号能顺利通过而不引入削波失真。

系统设备之间(含传声器)的连线采用平衡方式最为有利，它可以提高抗干扰能力，减少外部噪音的引入。

全系统的信噪比要等于或接近于调音台的信噪比，即调音台后各级设备不能引入噪声。

电扩声系统的设计思想设计思想与理念是音响系统设计的一条主线，它贯穿整个音响系统设计的全过程，系统各个部分的容与构紧紧围绕在这一主线而展开。

就音响系统而言，要摆脱传统的从“工程到工程”的设计模式，而要提倡到从“工程到艺术”的设计理念，亦即是技术与艺术的完美结合。

只有从“工程到艺术”所提出的系统设计，才能较全面满足表演艺术的使用需求。

一个剧场、礼堂、会议室的音质与扩声效果好坏除声学条件外还取决于电扩声设备的选配，若电扩声设备选配不当，即使合理的声学条件，也不能获得良好的音响效果。

有关传声器、调音台、功率放大器的性能指标以及选用方法，在选配时主要根据使用目的和场声学条件，按着扩声级别进行选配。

扩声的制式有单声道扩声、双声道立体声扩声、多声道立体声扩声，一般只有确定了扩声制式，方能考虑扬声器的选用和布置等问题。

目前我国大部分剧场和礼堂的声场环境，不适于立体声制式扩声，即使所用设备是立体的也采用单声道扩声。

这是因为立体声制式的听音区围很小，而且扬声器布置和声音控制也很困难，保证不了所有席位的立体声效果。

现代的电声设备均具有立体声功能，例如调音台的全景电位器，就具有左、右两路立体声输出，因此其周边设备、功放、扬声器等也按左、右两路配置，可以进行立体声扩声。

但在剧场中使用时，则是将调音台的全景电位器置于中间位置，作为单声道设备使用。

音箱系统音箱是整个音响系统的喉舌，因而应作为首要因素考虑。

音箱选型要从音箱的灵敏度和额定功率着手，确定每个声源的功率。

由音箱的指向性去分析、控制厅堂声场，确定每一个音箱位置、输入阻抗和输入功率，计算音箱与功率放大器间的匹配功率。

还音系统的设计，首先应该充分了解声学环境和要求达到的各项声学指标。

首先要精选扬声器系统，只有高效高声压输出（特别是大输入时有不失真）的扬声器系统，观众厅才有足够声压级，大的动态围和小的失真，只有定位准确、指向频率特性良好的扬声器系统，才有良好的声压级、均匀度和频率特性的一致性。

此后根据厅堂的体型、建筑和装修的现状，应用几何声学原理，设定扬声器位置。

布置和安放扬声器需注意下述原则：（1）布置扬声器时首先要考虑辐射到每个席位的声压级，使每个席达到应有的响度，达不到一定响度就会影响声音清晰。

（2）放在不同位置的扬声器越少越好，否则会因扬声器的距离差而影响声音清晰，还有可能出现梳状滤波效应。

（3）为了保证远席位的声音质量，扬声器直达声要超过混响声10分贝以上。

否则会因混响声大而影响清晰度。

（4）为了保证各观众席的声压级均匀，应使用具有一定覆盖角度的扬声器。

如使用恒指向扬声器时，使高频声波向远距离恒指向辐射；使用组合音箱和高音号筒时，可以控制中高音指向角度向远距离辐射。

由于低频声波的指向性难于控制，只能依靠场墙面的低频扩散和反射来解决。

（5）要考虑舞台上传声器与场扬声器之间的距离，以及两者的指向角度，充分利用其指向角度来防止声反馈，进而提高场传声增益。

（6）当场扬声器距观众席位超过17米（时间差在50 毫秒以上）时，应考虑用延时器来补偿，以免出现回声。

（7）扬声器的安放位置，尽量与舞台声源的视觉位置相一致，以保持视听方位统一。

音响系统的好坏，直接影响还音的效果。

要达到声场均匀，有足够的声压，清晰的传送声音，这就大大的增加设计，施工与调试的难度，更对设备提出了高标准的要求。

在整个扩声系统中，扬声器系统（音箱）的布置最重要。

布置的好坏直接影响整个扩声系统的效果。

音箱的布置的原则：（1）使大厅声场均匀。

（2）视听方向一致。

（3）有利克服回输，提高传声增益。

（4）线路简单，便于维修。

（5）扬声器发出的声音要比自然声延迟5-30ms（毫秒）。

（6）扬声器的覆盖角要包括全部观众席。

扬声器布置方式扩声扬声器布置通常采用以下几种方式，即集中布置方式、分散布置方式、集中与分散相结合方式。

（一）集中布置方式集中布置方式就是把扬声器系统，集中安放在舞台两侧和舞台的上方。

这种方式优点很多，一是它有足够的功率，可以保证各席位有一定的声音响度；二是声源的自然声与扬声器的重放声方位一致，视听统一；三是没有多只扬声器相互干涉现象，因而声音清晰。

如果使用恒指向扬声器以加宽声束，则可使场声压级均匀，多数席位可以获得好的音质。

但它也有一些缺点，如扬声器的直达声不易达到后排楼下席位，从而影响这些席位的声音清晰。

因此，需在这些席位附近，加一些小型辅助扬声器，以提高声音清晰度，并利用延时器把辅助扬声器的声音加以延时，以保证视听方位一致。

集中方式适合于一般剧场或会堂，但对扬声器的指向特性、功率容量和灵敏度要求较高。

大型剧场也有使用声柱系统的，把声柱放置在舞台两侧。

（二）分散布置方式分散布置方式就是把扬声器分区安放在观众席的四壁或顶棚上，按观众席前排、中央、后排覆盖各观众席位，使每个席位都能获得相同的响度。

分散布置方式的特点是每个扬声器输出声功率小，但可以使观众席的声压级均匀，每个席位的声音清晰，而且不容易出现声反馈。

但也有一些缺点，若使用多只扬声器则过于分散，极易产生扬声器之间相互干涉，反而影响声音的清晰。

由于声源来自舞台方向，每排席位缺乏应有的时间延迟，若用于舞台演出需使用延时器作相应地补偿。

分散布置多用于大型会堂，或场馆，作为集会或文艺演出扩声，用于音乐或戏剧演出扩声则效果不好。

（三）集中与分散相结合布置方式这种方式可发挥以上两种方式的优点，克服其缺点，使每个席位既能获得足够的响度又能保持舞台声源与扬声器方向的统一，国大型剧场或大会堂多采用这种方式。

大型剧场、礼堂通常是把声柱系统分别放置在舞台两侧，把恒指向声扬声器安放在舞台的前上方，观众席两侧装上辅助扬声器，以覆盖响度不足的席位。

所以在音响系统经过对照图纸计算分析，实地考察研究，量身订制了高、中、低扬声器，对不同的电平，相位频谱，延时等，进行不同的设置，并采用世界最先进的（SIS）扬声器布置方式，综合了传统的立体声和单声道两种，扩声方式的优点，采用不同规格的音箱，设置不同的位置，均匀覆盖全场。

音箱布置要点①对于有舞台的厅堂，音箱布置应靠近自然声源。

布置在台口上方，台框两侧。

②对于四面均有观众的厅堂，如体育馆、杂技馆等，音箱的布置应在大厅中央，采用多组音箱向观众席四周辐射。