多功能报告厅音频系统设计

多功能报告厅音频系统设计日期：2010-4-27 15:20:18来源：音响技术浏览人数：471.系统设计要求多功能报告厅主要用于广播电视节目及新闻录制、新闻发布、影片欣赏、音乐欣赏、学术研讨会、业务培训、各类会议、小型文艺演出等活动。

For personal use only in study and research; not for commercial use根据上述功能要求，音响系统要有良好的频率响应、足够的声压级、大的动态范围、良好的声场均匀度和语言清晰度；观众区各个位置无声反馈。

2.系统电声设计2.1混响时间For personal use only in study and research; not for commercial use混响时间(T0)是在一个声场中，声音的声能衰减60 dB所需要的时间。

混响时间的长短对厅堂的听音有很大的影响，混响时间太短，声音单调干涩、呆板，没有明亮感；混响时间太长，声音浑浊不清，清晰度下降；而合适的混响时间会使声音明亮、清晰、浑厚、丰满。

如果测算出混响时间过短，除了要对厅堂进行必要的装修以补偿前期反射声不足之外，还要考虑配置混响设备和增加电声功率。

如果混响时间过长，就要设法敷设听音材料减小反射，同时还要适当调整音箱布局。

混响时间可用赛宾(Sabin)公式计算：T60=0.161V/(S T/α)式中V为房间容积(m3)，S T为房间总表面积(m2)，α为平均吸声系数。

2.2系统功率的确定一个厅堂音箱功率的大小主要是由声场的不均匀度、声压级、厅堂大小、混响时间来确定。

一般一个厅堂需要若干只音箱组成，每只音箱的功率按下式计算： 10lgPe=SPL+201gr-SPLs式中Pe为音箱额定功率(W)，SPL为听音区期望的声压级值(dB)，，为音箱与听音区的距离(m)，SPLs为音箱灵敏度声压级值[dB/(W．m)]。

利用此公式计算比较繁琐，经过设计人员多年的实践，总结出一套简单可行的估算方法，对语言和音乐兼用的音频系统，如厅堂无特殊结构，高度为3—4m，混响时间在1.5～2 s之间，期望声压级值为103 dB，音箱的总功率可按2—5 W／rri2场地估算。

听音区房间高度增加，音箱总功率也要适当增加。

一般高度增加一倍，音箱总功率增加1/4倍。

混响时间过短，音箱总功率也要适当增加，增加量视混响时间而定。

期望声压级值每增加 3 dB，音箱总功率就要增加一倍，所以一般情况下，期望声压级值满足功率需要即可，不要盲目、随意增加声压级值，以免造成不必要的资金浪费。

现多功能厅听音区面积为15 m×12 m=180 m2，平均高度为4m，按照以上的估算法，混响时间设为 1.8 s，期望声压级值为103 dB，音箱总功率按 5 W／m2场地估算，其值为900 W。

音箱是电声系统的支柱，一个电声系统可有多只音箱，就其作用可分为：主音箱、补音音箱、低音音箱、中置音箱、环绕音箱、返送音箱、监听音箱等，其中主音箱是系统的主干。

厅堂功能和用途不同，音箱布局也不一样，如以语言为主的厅堂，主音箱应置于台口的上方；舞厅音箱应悬吊在舞池四角；返送音箱应摆放在舞台台口两侧等。

为了互相兼顾多种用途，主音箱放在舞台台口两侧，其高音号角的水平辐射角为60。

，为增加立体感，主音箱功率占总功率的60%，为540W，本多功级厅属于狭长型，造成声压级分布不均匀，前面声压级强，后面声压级弱，为了弥补这一缺陷，在后场悬挂补音音箱，播放电视节目时，补声音响系统作为环绕声音箱使用，提高了设备的利用率，也增加了厅堂的多功能性，其功率占总功率的40%，为360 W。

多功能报告厅音频系统设计日期：2010-4-27 15:20:18来源：音响技术浏览人数：482.3功放功率的确定音箱效能能否充分发挥，主要取决于其驱动功放。

当各类音箱的功率选定之后，下一步就是要给它们配上各自合适的功放。

在选择功放时，首先考虑输出功率，功率过大要增加投资。

功率不足则声场声压级不够。

一般选择功放输出功率是所带音箱功率的 1.5倍为宜。

功率确定之后，还要看放大器的非线性失真，频响范围以及输出阻抗是否和音箱匹配等。

3系统设备的配置3.1配置原则一套专业音频系统设计，在满足一定功率要求的同时，其投资额度的伸缩性也是非常大的，一个多功能厅的音响设备少则几十万元，多则上百万元，这就要求设计者在进行音箱器材配置时，必须遵循既要满足功能需要，又不要超出投资额度的原则。

同时要按主次设备进行配置，先配置主要设备，如音箱、功放、调音台等，后配置其他周边设备。

不同产地不同品牌的音箱和功放，其风格也不一样，有的适合于古典音乐，有的适合于迪斯科等，因此要按用途的风格选配音箱和功放。

多功能厅音频系统原理图如图1所示。

图1 音频系统原理图多功能报告厅音频系统设计日期：2010-4-27 15:20:18来源：音响技术浏览人数：493.2配置选择主音箱一般选配全频域音箱，由于入耳对低音感觉迟钝，所以在现代音频设计中要提供超低音音箱，这也是主音箱中不可缺少的设备。

主音箱：选用PAS T1540，带高音号角15英寸二分频全频音箱2只，额定功率为400 W/8Ω，频率响应范围在50 Hz—18 kHz，最大声压级达125 dB，灵敏度99 dB。

超低音音箱：选用PAS EB1，双18英寸超低音音箱2只，额定功率为600 W/8Ω，频率响应范围在35～300 Hz，最大声压级达126 dB．灵敏度99 dB。

补音音箱：选用PAS T1220，带高音号角12英寸二分频全频音箱2只，额定功率为400 W/8 Q，频率响应范围在50 Hz—16 kHz，最大声压级达124～125 dB，灵敏度99 dB。

PAS是美国产品价格适中，风格软硬兼顾，刚柔结合，既能满足动感强、声压级较大的场合如迪斯科等，又能满足浪漫、柔和的气氛如轻音乐、语言等。

美国PHD功放，力度较大，其频响特性、输出功率满足所配置音箱要求，且噪声小，非线性失真小。

主功放：选用美国产品PHD PD-2000 l台，输出功率650Wx2，8Ω。

超低音功放：选用美国产品PHD PD-2800 l台，输出功率850W×2，8Ω。

补音功放：选用美国产品PHD PD-1400 1台，输出功率450W×2，8Ω。

调音台主要是将音源送来的声音信号进行处理。

考虑到有小型文艺演出，调音台要有较多的输入通道，本设计选用l台英国产ALLEN＆HEATH GL2000-424型调音台。

该调音台有24路单声道输入，4组立体声输入，l组2-TRACK输入、输出，6路辅助输出，可连接各种效果器、录音设备等，4路编组输出和1组立体声输出。

单声道输入通道每路均有4段峰值式参量均衡器，并有中低、中高频段的中心频率调节旋钮；6个辅助发送控制旋钮AUX1—AUX6，均可选推子前发送或推子后发送。

AUX1—AUX6的输出为6.35 mmTRS平衡接口，编组l—4输出和主输出为XLR接口，XLR接口与INSERT端口相连接，AUX输出和编组输出及主输出接口可通过按键进行转换，即AUX 输出为XLR接口，则编组输出主输出为TRS接口，且INSERT端口与AUX输出连接。

该调音台将现场扩声和录音监听2个不同模式的功能集中在l台调音台上，通过一个简单的内嵌式开关切换成现场和录音监听模式，也可将1个或几组辅助及编组通道单一进行转换，变成混合模式的调音台，大大扩展了调音台的使用范围。

音源系统包括话筒、CD机、MD机、刻录机等。

话筒是整个扩声系统中的重要环节，负责将声音信号转变为电信号送入音频系统。

这一环节质量的好坏关系到整个音频系统的成败。

本系统选用美国产SHURE SM58手持无线话筒2套，6支同系列无线夹话筒，SHURE 14L有线话筒4支，会议话筒选用鹅颈式SHURE MX412D话筒2支，并通过舞台上预埋的接口连接到调音台上。

这样可满足会议、主持以及独唱、合唱、小品演出等。

此外，还配有CD机、MD机、刻录机等音源设备，可满足演出、节目录制、会议等活动的需要。

多功能报告厅音频系统设计日期：2010-4-27 15:20:18来源：音响技术浏览人数：50(1)均衡器均衡器主要是对一些频段进行补偿和修正，美化音色，提高音响效果，提供不同演出节目需要的频率特性。

还可以压低某一些频率，以抑制声反馈。

因此，可以弥补声场缺陷、营造良好的听音环境。

本设计选用dbx 1231型双31段图示均衡器。

(2)效果器效果器是用于对声音信号或其他声源进行人工效果处理的设备，用于实况演出、后期节目制作、小型文艺演出、电台、电视台节目的声音制作、配音和采访等。

从声学机理上说，效果器的主要目的是修饰节目的音色，如声音素材硬、干涩、灰暗、混响时间太短、前期反射声不够等。

可加强临场感和实况感，扩大声场，增加演出的数字式效果器。

气氛和效果。

本设计选用YAMAHASPX2000SPX2000工作在96 kHz采样频率、24 bit采样精度，是目前最高级别的数字音频标准，是高水平完美音质的保证。

操作直观，通过显示屏上显示的不同颜色，可快速识别效果类型，如青色为混响和早期反射，白色为延时，紫红色为调制，绿色为经典数据库中的效果。

还可提供122种预置的效果种类，可直接调用或对其参数进行调节后得到想要的效果，并将其储存到用户程序，需要时可直接调用。

(3)声反馈抑制器出现啸叫声，最令人头痛，轻者破坏现场气氛，影响演出效果，严重的可能会损坏设备。

因此，控制啸叫声至关重要。

传统的解决办法是根据声场特点，改善声场条作，选择合适的话筒，调整音箱和话筒的摆放位置。

或者衰减均衡器某段频率来消除啸叫声，但会损失一些不该丢失的音频成分。

或者采用移相器抑制啸叫，原理是将自然声源的原始频率改变，使音箱在重放时产生频率差，从而抑制啸叫，但使用移相器对音色的影响很大，甚至能让听众听出与现场声的差异。

随着计算机和微电子技术的发展，人们利用计算机技术制造出能够快速扫描、自动寻找出啸叫信号频率，并能自动生成一组与该频率相同但极性相反的信号来消除啸叫，从而抑制啸叫，提高话筒增益。

这种自动消除啸叫的设备就是声反馈抑制器。

正确使用自动声反馈抑制器可使话筒增益提高6-12 dB，大大改善音响效果。

新型声反馈抑制器解决了过去反馈抑制器存在的诸多问题，只滤除啸叫信号，对音乐信号几乎没有损害，人耳根本无法察觉到处理前后声音的任何变化。

目前，具有代表性的产品是美国赛宾公司FBX系列的FBX2020双声道声反馈抑制器、FBX901单声道声反馈抑制器和德国百灵达公司生产的DSP1100声反馈抑制器等。

本设计选用德国产百灵达DSP1100声反馈抑制器。

声反馈抑制器的连接方法是：把调音台的插入(INSER)端口与声反馈抑制器的输出(OUIPUP)端口相连，调音台的辅助输出(AUX)端口与声反馈抑制器的输入(INPUT)端口相连，将声反馈抑制器并接在调音台上。