扬声器的布置及整体安装

扬声器的布置及整体安装
一、扬声器的布置及安装
整个扩声系统的布置也非常重要，布置的好坏，直接关系到整个系统的扩声质量。

1、扬声器的布置原则
扬声器的布置，一般要遵循如下原则：
1）使大厅声场均匀；
2）视听方向一致，声音亲切自然；
3）有利克服反馈，提高传声增益；
4）线路简单，便于维修，调整覆盖角；
5）扬声器发出的声音，要比自然声源延迟5~30ms；
6）按扬声器覆盖角（4kHz，8kHz为轴线下降6dB）覆盖全部观众席。

2、扬声器的布置方式
扬声器布置应根据建筑功能、体型、空间高度及观众席设置等因素确定，一般分为：分散布置、集中布置、混合布置。

1）集中式
下列情况，扬声器（或扬声器系统）宜采用集中式布置；
（1）设置舞台并要求视听效果一致者；
（2）受建筑、体型限制不宜分散布置者。

集中布置时，能使听众区的直达声较均匀，并尽量减少声反馈。

集中式系统用单个扬声器或一组扬声器集中安装。

例如有舞台形厅堂，扬声器系统靠近自然声源，通常放置在台口上方或台框两侧。

这种布置的优点是声音来自舞台方向，观从视听的方向感一致，听觉比较自然。

缺点是对形状复杂（如眺台过深）或大型厅堂，声场不易均匀，甚至后座的声级可能偏低，另外，集中式布置因扬声器靠近台上的传声器，容易引起反馈的啸叫。

工程设计中要注意，应选择单方向性强的扬声器或声柱，这有利于克服声反馈。

当扬声器布置在台口上方时，从克服声反馈的效果看比布置在台口两侧好。

对于空间高度越高的场合，存在的较明显的问题是前排的听众会感到声音来自头顶上，为了克服这种缺陷，可以在台口增设辅助扬声器（扬声器的功率要分配小些），使前排声场均匀，使声响下移。

当扬声器布置在台两侧，声反馈的问题比较突出，因为如扬声器及声柱，它们在水平方向的指向性比较差，简单地将两个同功率的扬声器挂在台口两侧，对大厅中央座席听众会产生双声源干扰，听众很不舒服，解决问题的办法是把扬声器尽可能挂得高些，适当增加辅助扬声器。

其他又如四面均有观众的厅堂，如体育馆，扬声器布置在比赛大厅中央的上空。

放置传声器的表演区，应注意控制扬声器的指向性。

由于厅堂的体形复杂而多样化，集中式系统可以采用许多扬声器装在一起，按不同形状的曲线配置。

2）分散式
下列情况扬声器（或扬声器系统）宜分散布置：
（1）建筑物内的大厅净高较高，纵向距离长或者大厅可能被分隔成几部分使用，不宜采用集中布置的；
（2）厅内混响时间长，不宜集中布置者。

分散布置时，应控制靠近讲台处第一排扬声器的功率，尽量减少声反馈，应防止听众区产生双重声现象，必要时可在不同通路内采取适当的相对时间延迟措施。

扬声器组常装在天棚上或四周墙上。

噪声级较高并且不作计时演用的休息厅，也可以采用成组分布的扬声器系统，体育馆内一般采用均匀分布在吊环上的扬声器系统。

3）混合式
下列情况扬声器（或扬声器系统）宜采用混合布置方式：
（1）眺台过深或设接座的剧院等，宜在被遮挡的部分布置辅助扬声器系统；
（2）对大型或纵向距离较长的建筑大厅，除集中设置扬声器系统外，宜分散布置辅助扬声器系统；
（3）各方向均有观众的视听大厅。

对（1）、（2）应解决控制声程差和限制声级的问题，在需要时应加延时措施避免双重声现象。

对于大型或较长厅堂，扬声器常采用混合式布置，每组扬声器服务一个区域。

优点是，扬声器离听众的距离比集中式大为缩短，能增大观众直接发声能和重放声压级，所需功率比集中式布置的情况要小，但应注意的是：在不同延时的情况下，前后相邻的两组扬声器之间距离最好在10~12m，最大不应超过15m，否则后座的听众容易听到双重声。

靠近台前的一组扬声器，其供声范围应考虑小些，这对克服声反馈有利。

3、声柱的应用
在会场内使用声柱放音，整个会场内的声音比较均匀清晰，把一声柱略为倾斜地挂在一定高度就可以使会场前后的声音均匀，从而克服了声音总是近处强远处弱的缺点，至于会场内左右的声音，因声间的水平辐射角较大，基本上也能保持均匀。

若厅堂较长，只使用一个声柱，就应把声柱做得长一些，使其方向性更强，同时也要尽可能挂得高些，这样就可改善前强后弱的现象，并且声柱的方向性也减轻了混响干扰，使听众听到的直达声相对于厅堂的混响度的增大，从而提高了声音的清晰度，声柱放音也使声反馈减小；从声柱的方向来看，沿声两端的上下方向发音最轻，是发音的死角。

若把高挂声柱的底部对着传声器，则反馈到传声器的声音大大减弱，反馈减小，扩音机的输出量可以更大，充分利用扩音的效果。

声柱的布置要根据厅堂的具体情况而定，使用时可参照下表给出的经验数据，在布置时，声柱的布置和方向必须仔细调试，才能获得满意的效果。

厅堂混响时间声柱辐射的最远距离（m）要求声柱的长度（m）
长得讨厌30 2.7~3.0
15 2.1~2.4
感到很长30 2.1~2.4
15 1.5~1.8
感到不长30 1.5~1.8
15 1.2
4、厅堂布置实例
1）放映电影时的扬声器位置
当厅堂的宽、长、高的尺寸比例符合标准时，把扬声器倾斜使其声轴的延长线接触到厅内中间数排座位的后半部（大约是长度的2/3处），可得到良好的效果。

此外，两侧扬声器的相对位置应偏转到使它们的声轴相交在观众场的中线上。

2）运动场
在运动场内，常常要用扩声系统向看台上的观众报告场内比赛的情况，由于场观众区的大小和造型的不同，用一个声柱不可能得到令人满意的声级和应能达到的范围。

因此，需要把适当的扬声器安装在运动场周围，各扬声器之间保持适当的距离，以便在水平面得到均匀的响度。

考虑扩音设备所需要声级时，应按最拥挤的噪声级来决定。

虽然有时会用足够大的声功率来
淹没运动场上的噪声级，因此在很吵闹的情况下，功率应当能产生80dB的声级，其中主要的问题是选择扩音设备，它能满足在所考虑的距离和面积内送出的所需声级的要求。

近年来运动场也使用集中式系统。

例如，一个6万人的体育场使用集中式扬声器组可获得110dB的声压级，扬声器组包括16只多格喇叭和四只装有喇叭的低频扬声器，分频点频率选在350Hz。

二、扩声系统声反馈抑制及传声器的布置
1、声反馈的抑制
扩声系统中最难克服的困难是反馈作用。

1）发生反馈的原因
（1）扬声器在传声器后面，即传声器在扬声器的声场内；
（2）讲演声距传声器太远（超过2m）；
（3）厅堂内噪声级很高；
（4）厅堂的混响过长，或所布置的反射面聚束在传声器前。

声反馈是影响扩声系统音质的主要因素之一，室外扩声系统的声反馈由直达声引起，室内扩声系统中，除了直达声引起声反馈，混响声场会使声反馈更为严重。

2）抑制声反馈的措施
为了提高扩声系统的有效功率增益，必须采取措施来抑制声反馈，扩声系统中抑制声反馈的可能方法有下列几种。

（1）选用方向性足够大的扬声器，其频响不受谐振峰值的干扰；
（2）改变设备的频率响应；
（3）改变扬声器与传声器的相对位置；
（4）使用具有单向特性的传声器；
（5）在厅堂的或噪声源附加增加吸声处理设备；
（6）采用分散布置的扬声器放声系统，这样可使听众离声源较近，因而不需要大功率扬声器，从而使室内混响器的声级保持在很低的水平。

扩声系统的空间域和频率域分析见下表：
方法
区域抑制由扬声器传输到传声器的平均声能减少由扬声器到传声器传输响应中的峰值同时减少传输响应中平均声能和峰值
空间域利用传声器和扬声器的指向性及它们的布置—利用室内声学处理
频率域利用宽带滤波器抑制传输响应的峰值对输入信号调频；对输入信号调相；利用窄带滤波器抑制传输响应中的峰值利用频移方法
3）同时应满足的其他要求
（1）扩声系统至少要有6dB的稳定度；
（2）室内声场应尽可能扩散，以缩短混响时间；
（3）尽量减少同时使用传声器的数量。

当确需多只传声器同时工作，应控制较近的扬声器（或扬声器系统）的功率分配。

2、传声器的合理布置
准确使用传声器可以抑制声反馈，提高听众区声压级，并且可以改进扩声音质。

传声器设置应符合以下规定：
（1）传声器的位置与扬声器（或扬声器系统）间距应尽量大于临界距离，并且位于扬声器的辐射范围角以外；
（2）当室内声场不均匀时，传声器应尽量避免设在声级高的部位；
（3）传声器远离晶闸管（可控硅）干扰源及其辐射范围。

对于会议厅、多功能剧场、体育场（馆）等不同场所，应按需要合理配置不同的类型的传声器（包括无线传声器设备），并根据最在可能使用情况预留传声器插座盒。

殷世建
2008年6月18日。