音响系统及设计基础

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1、音响系统的设计基础一、音响系统的设计基础厅堂音响以自然声为主，要求扩散性良好、声场分布均匀、响度合适、自然度好。厅堂建好以后，需要安装合理的音响系统。采用音响系统的目的是提高响度和声场分布的均匀度，改善厅堂的音质，提高音响效果。1、扩声系统设计的条件扩声系统设计为了达到良好的音质，必须满足一些必要的条件，这是进行整个音响系统声学指标设计的基本要求。 1）要求有低的背景噪声用作扩声的厅堂、房间必须要有低的背景噪声。噪声可能来源于室外，也有可能来源于室内，如空调、通风设备、光设备运动时产生的噪声等。应该采取措施，尽可能地降低听音环境的噪声。噪声过高会

2、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，而是提高输出声压级时又可能导致声反馈而使系统无法稳定工作。室内噪声控制问题，必须在建造和装修时加以充分的考虑，采取必要的隔音措施。一般影剧院的背景噪声为25~30Db，报告厅为30~35dB，体育馆为47~56dB。 2）应具有均匀合理的声压级   要求室内的声压级按照不同类型的扩声达到一定的值。具体地讲，音乐扩声应达到80~85Db平均声压级，语音扩音为70~75dB，背景音乐则为60~70dB，且不均匀度应控制在±4dB之内。这就要求电扩声系统应具备足够的输出功率和声增益，室内

3、扬声场应均匀扩散，近次反射声影得到充分、合理的利用，音箱的辐射特性和摆放位置要合理选定。 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。这项要求对语言扩声的场合尤为重要，一般认为允许的最大辅音清晰度损失率不可超过15%。对于以音乐重放或扩声为主的厅堂，这指标可以适当放宽，但要求有更好的音响效果。 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，应有足够的声反馈稳定度裕量，以保证不会因为反馈而造成系统自激啸叫。一般要求反馈稳定度裕量6dB。 5）声像与图像的基本一致   成功的扩声系统应保证声像与图像的一致，使观众察觉

4、不到扩声设备的存在，好像是直接听到来自舞台上的声音。 6）应具有良好的传输频率特性和较低的失真度 音响系统应具有宽且平坦的频率响应和较低的失真。2、声场总功率的估算   在音响工程中，完全采用计算的方法定量地分析音箱的特性、摆放的位置、驱动音箱的电功率，以及高、中、低频的分配比例与所产生的室内声场的关系，是存在一定困难的。通常情况下，系统的设计者无法得到精确计算所必需的全部数据，音箱生产厂商对组合音箱系统往往给不出完整的指向性特参数，室内建声特性的有关参数一般也不易准确求得。因此，实际工程设计往往是根据经验和一般原则首先选择音箱布局，然后进行估算

5、，确定所需音箱的大致参数和规格指标等，并确定具体摆放的位置和方向，最后通过对场内各点声压的测试和实际试听，对音箱的布置进行调整，必要时还需增补一些辅助音响。 1）估算条件室内声场的估算方法是基于混响声场完全均匀，声源指向性已知且为理想的前提。这两项基本条件满足的越好，估算结果也就越接近实际，反之误差便会较大。室内声场估算的基本思路是，室内任一点的声压级有两部分构成，一部分是直达声场在该点的声压级，另一部分是混声场在该点的声压级，两者叠加便得到了该点的实际声压级。直达声场符合平方反比率，可以方便地算出室内各点的直达声声压级。根据临界距离D˛的定义可

6、知，在临界距离处直达声声压级与混响声声压级相等。因此，再算出临界距离处的直达声声压级，便知道了该点的混响声声压级。假设室内混响声场（理想情况下）是均匀分布的，因此在室内各处的混响声声压级都等于临界距离处的混响声声压级。有了室内直达声与混响声在各个位置的声压级数据，室内声场各个位置上的声压级即可算出。需要注意的问题是，在具体计算中应将其换算为音箱的距离及音箱的输入电功率，便可算出直达声场声压级。通常，声场总电功率可由室内声场稳态声压级进行估算。 2）声场总电功率的估算公式 3）计算要点  （1）计算音箱的驱动功率　　　根据各类场所需要的平均声压级，

7、选定音箱灵敏度和听音距离。按照上述公式便可以算出系统所需的声场电功率，也就是音箱所需的驱动功率。     ①确定声压级：对于一般厅堂的语言扩声而言，要求达到约75dB的平均声压级；对音乐节目的扩声则要求达到约85dB的平均声压级。考虑到音频信号的动态范围，对语言扩声应考虑留有6dB的裕量、音乐扩声则应考虑10~12dB裕量，要求较高时应该更大一些，一般可考虑18dB的裕量。对于歌舞厅扩声，一般以原广播电影电视部部颁标准GYJ25-86表中最大声压级值为依据。声压级Lp确定需要充分考虑扩声系统的动态裕量。     ②确定音箱灵敏度：计算之前，首先要

8、确定音箱灵敏度。需要指出的是，音箱灵敏度往往和音箱的型号有关。灵敏度一旦确定，音箱型号也基本确定了，不宜随意改动。音箱灵敏度对系统所需电