声频技术工程设计

声频技术工程设计第一页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计设计步骤说明设计流程图建筑声学设计电声设计测量与评估第二页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扩声工程设计步骤扩声需求分析建声设计电声设计室内扩声效果评估。第三页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计声场设计流程图第四页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计第五页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计需求分析是否需要扩声？——国家标准与规范采用类型的扩声？——集中Vs分散扩声性能指标如何？——规范（最低）经济性如何保证？——平衡原则维保怎样进行？——简洁第六页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计不用扩声系统的最大允许容积声源种类演讲戏剧对白独唱独奏大乐队最大允许容积（m3）1500～300060001000020000第七页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扩声系统的技术指标等级应根据建筑物用途类别，质量标准、服务对象等因素确定扩声系统的等级。视听场所扩声系统设计的声学特性指标可按下表要求进行设计会议厅、报告厅等专用会议场所应按语言扩声一级标准设计不同的扩声系统第八页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扩声系统分级声学特性音乐扩声系统一级音乐二级语言兼音乐一级语言兼音乐二级语言一级语言兼音乐三级语言二级最大声压级（dB）空场稳态准峰值声压级0.1K～6.3K≥1000.125K～4K≥900.25K～4K≥900.25～4K≥85传输频率特性（dB）0.1K～6.3K0±40.05K～10.0K0＋4－120.125K～4K0±40.063K～8K0＋4－120.25K～4K0＋4－60.1K～6.3K0＋4－120.25K～4.0K0＋4－10传声增益（dB）0.1K～6.3K≥－4戏剧≥－8音乐0.125K～4K≥－80.25K～4K≥—120.25K～4.0K≥－14声场不均匀度（dB）0.1K101K～6.3K81K～4K81K～4K101K～4K81K～4K10第九页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计最高可用增益：扩声系统在厅堂内产生声反馈自激临界增益减去6dB时的增益。传声增益：扩声系统达到最高可用增益，听众处稳态声压级平均值与扩声系统传声器处声压级的差值。第十页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计合适的响度：语言：50～55dB音乐：75～96dB最大声压级语言扩声：85～90dB音乐：95～100dB。信噪比室内最小声压级的位置上，SNR≥30dB最大供声距离（3－4）r0（混响半径）第十一页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计传声增益：－8～－14dB声场不均匀度：±3dB传输频率特性：0.125K～4.0K：6～10dB总噪声系统失真语言清晰度第十二页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扩声系统的分类按工作环境分类室外扩声系统：反射声少，有回声干扰，扩声区域大，条件复杂，干扰声强，音质受气候条件影响比较严重。室内扩声系统：对音质要求高，有混响干扰，扩声质量受房间的建筑声学条件影响较大

按声源性质分类语言扩声系统（包括语言同声传译系统）

音乐扩声系统语言和音乐兼用的扩声系统第十三页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扩声系统的分类 按工作原理分类单通道系统：大多数的场合双通道立体声系统：音乐欣赏的场合多通道立体声系统：影院和家庭影院。按用途分类（室外扩声）＝体育场＋公园＋广场＋矿山＋车站＋机场＋码头等的扩声系统（室内扩声系统）＝礼堂＋俱乐部＋剧院＋音乐厅＋会堂＋电影院＋展览馆＋体育馆＋会议室等扩声系统。第十四页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扩声系统的分类 按声能分配方式分类集中式系统分区系统分布式系统混合式系统等。按扩声设备的结构分类固定式移动式:手提扩声器和广播车第十五页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扩声系统结构方框图图6简单扩声系统第十六页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计图7多输入简单扩声系统第十七页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计图8相对功能完善的扩声系统第十八页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计第十九页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计建声设计降噪与隔离：了解室内噪声级，并降低到允许的数值；整形与扩散：分析大厅的体型，力图消除所有可能产生的声缺陷（振颤，回声等）；吸声与混响：计算或测量房间内的混响时间，调整到期望的数值（或者更低）第二十页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计本底噪声（隔声与降噪）（NR曲线）表4：本底噪声的允许值房间用途播音室录音室音乐厅剧院电影院办公室体育馆住宅允许噪声级dBA25303540505540第二十一页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计环境容许的NR评价曲线范围A声级近似值dBA工厂60-7566-78有机械设备的场地50-5556-61体育馆、健身房、游泳池40-5047-56餐厅、食堂35-4542-52单人办公室、图书阅览室30-4038-47电影院、医院病房、小会议室、卧室25-3535-42教室、大会议室、电视演播室20-3030-38音乐厅、剧院15-2025-30测听室、广播录音室10-2020-30第二十二页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计隔声与降噪措施（略）体形设计房间体积不能太小（一般不小于200M3）长、宽、高比例适当：黄金分割比无理数比扩散设计增加表面积增加材料表面阻尼第二十三页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计混响设计第二十四页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计混响时间推荐值（500Hz）厅堂用途混响时间（s）厅堂用途混响时间（s）电影院1.0～1.2电影同期录音摄影棚0.8～0.9立体声宽银幕电影院0.8～1.2语言录音（播音）0.8～1.0演讲、戏剧1.0～1.4语言录音（多声道）0.3～0.4歌剧及音乐厅1.5～1.8音乐录音（多声道）0.6多功能厅1.3～1.5音乐录音（自然混响）1.4～1.6电话会议0.3～0.4多功能体育馆<1.8第二十五页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计电声设计由混响时间计算室内吸声量，初步确定是否需要扩声系统，需要什么类型的扩声系统。确定扬声器系统的布置，进一步考虑可能引起的声反馈、声场不均匀等现象，并采取必要的措施；计算出所需要的电功率，选择功率放大器并考虑周边设备的配置；第二十六页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计功率的计算输入功率与声压级的关系厅堂扩声中，一般声源是通过电声设备放大，从扬声器重放出来，此时扬声器可以看作扩声系统的声源，此时直达声压级为式中：PL——加到扬声器的电功率（W）r——扬声器到听音点的距离（m）Lo——扬声器的输出声压级（dB），即扬声器平均轴向灵敏度，指在扬声器上加1W电功率时在轴向1m处测得的声压级。第二十七页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计考虑混响时间的室内声压级的计算在离开声源足够远时，混响声的作用增强。当一点声源在室内发声时，假定声场充分扩散，这时室内的稳态声压级由下式计算Lw——声源声功率级（dB）

第二十八页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计P为声源声功率（W）r——离开声源的距离R——房间常数（m2）Q——指向性因数第二十九页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计电功率估算在不考虑房间的混响和声源指向性等因素的前提下，声压随距离声源距离的平方反比规律下降，即距离再增加一倍，声压级下降6dB。扬声器辐射声压的大小与输入功率的对数成正比，即功率每增加一倍，其声压级提高3dB。室内装修完成后的容积已知后，语言扩声时，每立方米提供0.3瓦扬声器电功率（平均功率）；音乐扩声时，每立方米提供0.5瓦扬声器电功率（平均功率）。第三十页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扬声器系统选型扬声器与功率放大器的配接功放输出功率应比扬声器（依据最大声压级计算出）的电功率增加（15～50）％功放输出功率比扬声器（依据平均声压级计算出）的电功率增加（10倍以上）扬声器的指向性第三十一页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扬声器系统功率的计算根据听众席所需的最大声压级计算出扬声器所需的总输入电功率

考虑混响声

第三十二页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计根据上式，算出距离扬声器r处获得声压级Lpm所需要的声功率Pa

第三十三页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计根据所选用扬声器的效率η，算出扬声器所需要的电功率Pe：第三十四页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计仅仅考虑直达声Lpm：距离轴向r的听音处最大声压级（dB）L0：扬声器轴向灵敏度【dB/W·m】Pe： 扬声器输入电功率（W）E（L0）、r已知时，扬声器输入电功率为：

第三十五页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计扬声器布置原则保证声压级考虑声场均匀度增加直达声（增加语言清晰度）方法集中分散混合第三十六页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计周边设备选型以调音台为中心输入输出路数是否满足要求？功能是否满足要求？分频方式电子分频？功率分频？是否有延时需求？其他必需设备（压限器，均衡器……）其他提高性能设备（效果器，激励器……）第三十七页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计系统安装图设计传输方式平衡传输不平衡传输线缆、接插件选择信号线选择音箱线选择TRSXRL第三十八页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计室内扩声效果评估验算EASE仿真测量第三十九页，共四十六页，2022年，8月28日厅堂扩声工程设计第四十页，共四十六页，2022年，8月28日附录：噪声的评价和标准1.A声级LA2.等效连续A声级LAeq3.统计声级Lx4.NR评价曲线第四十一页，共四十六页，2022年，8月28日1.A声级LA

声级计中设有A、B、C和D四个计权网络A网络：参考40方等响曲线，对500Hz以下的声音有较大的衰减，以模拟人耳对低频不敏感的特性。C网络：具有接近线性的较平坦的特性，在整个可听范围内几乎不衰减，以模拟人耳100方纯音的响应。B网络，介于两者之间，对低频有一定的衰减，模拟人耳70方纯音的响应。目前世界各国声学界公认以A声级来作为保护听力和健康，以及环境噪声的评价量。第四十二页，共四十六页，2022年，8月28日2.等效连续A声级LAeq

用于表征不稳态噪声环境的，它是某一时间间隔内A计权声压级的能量平均意义上的等