第七章 声频系统

第七章声频系统第一页，共三十二页，2022年，8月28日教学基本要求：掌握扩声系统的相关内容；理解公共广播、会议声频等系统的有关内容。

第二页，共三十二页，2022年，8月28日第一节扩声音响系统的类型与基本组成

一、扩声音响系统的类型与特点

扩声音响系统，或称电声系统，其基本功能是对声音进行处理、放大和重放，涉及面很广，应用广泛，从工厂、学校、宾馆、医院、车站、码头、广场，到会场、影剧院、体育馆、歌舞厅等，无不与之有着密切的关系。根据声源的性质分类语言系统：要求语言重放时的清晰度最为重要,需要足够的声压。音乐系统：要求音乐重放时有较宽的频带和较高的音质要求。第三页，共三十二页，2022年，8月28日3.

根据扩音、音响系统工程分类（一）面向公众区和停车场等的公共广播系统：如广场、车站、码头、商场、餐厅、走廊、教室等，这种系统主要用于语言广播，因此清晰度是首要问题。而且这种系统往往平时进行背景音乐广播，在出现灾害或紧急情况时，又可切换成紧急广播。2.根据工作环境分类室内系统扩声质量由于受房间的建筑声学影响，有反射声的混响干扰，且对音质要求很高。室外系统扩声区域大、条件复杂、噪声较大，故要求音响设备有足够的功率。此系统对音质的要求相对较低。第四页，共三十二页，2022年，8月28日（二）以礼堂、剧场、体育场馆为代表的厅堂扩声系统：这是专业性较强的厅堂扩声系统，它不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题，两者须统筹兼顾，不可偏废。这类厅堂往往有综合性多用途的要求，不仅可供会场语言扩声使用，还常作文艺演出等。对于大型现场演出的音响系统，电功率少则几万瓦，多则数十万瓦，故要用大功率的扬声器系统和功率放大器，在系统的配置和器材选用方面有一定的要求，还应注意电力线路的负荷问题。（三）面向歌舞厅、宴会厅、卡拉OK等的音响系统：这类场所与前一类相似，但属专业音响系统，且多为综合性的多用途群众娱乐场所。因其人流多，杂声或噪声较大，故要求音响设备有足够的功率，较高档次的还要求有很好的重音效果，应配置专业音响器材。并且因为使用歌手和乐队，故要配置适当的返听设备，以便让歌手和乐手能听到自己的音响，找准感觉。对于歌舞厅和卡拉OK厅，还要配置相应的视频图像系统。第五页，共三十二页，2022年，8月28日（四）面向会议室、报告厅等的专业会议系统：具有公共广播系统和专业音响系统所不同的功能，有其特殊性，常在会议室和报告厅（或会场）单独设置会议广播系统。对要求高或国际会议厅，还需另行设计诸如同声传译系统、会议讨论表决系统以及大屏幕投影电视等的专用视听系统。二、扩声音响系统的组成

不管哪一种广播音响系统，基本可分为四个部分：节目源部分、信号的放大和处理、传输线路和扬声器系统。节目源设备放大和处理设备传输线路扬声器系统广播音响系统组成方框图第六页，共三十二页，2022年，8月28日

放大和信号处理设备：包括调音台、前置放大器和各种控制器及音响加工设备等。其首要任务是信号的放大—电压和功率放大，其次是信号的选择，即通过选择开关选择所需要的节目信号。调音台和前置放大器作用和地位相似（当然调音台的功能和性能指标更高），它们的基本功能是完成信号的选择和前置放大，此外还担负对重放声音的音色、音量和音响效果进行各种调整和控制的任务。有时为了更好的进行频率均衡和音色美化，还另外单独接入均衡器。总之，这部分是整个广播音响系统的“控制中心”。功率放大器则将前置放大器或调音台送来的信号进行功率放大，通过传输线去推动扬声器放声。

节目源部分：节目源通常有无线电广播（调频、调幅）、普通唱片、激光唱片（CD）和盒式磁带等，相应的节目源设备有FM/AM调谐器、电唱机、激光唱机和录音卡座等。此外，还有传声器（话筒）、电视伴音（包括影碟机、录像机的伴音）、电子乐器等。第七页，共三十二页，2022年，8月28日传输线虽然简单，但随着系统和传输方式的不同而有不同的要求。对礼堂、剧场、歌舞厅、卡拉OK厅等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，传输线即所谓喇叭线要求截面面积粗的多股线，由于这类系统对重放音质要求很高，故常用专用的喇叭线，乃至所谓“发烧线”。而对公共广播系统，由于服务区域广、距离长，为了减少传输线路引起的损耗，往往采用高压传输方式，由于传输电流小，故对传输线要求不高，也不必很粗。在客房广播系统中，有一种与宾馆CATV共用的所谓载波传输系统，这时的传输线就使用CATV的视频电缆，而不能用一般的音频传输线了。具体地说，从音响设备构成方式来看，基本上有如下两种类型的广播音响系统：第八页，共三十二页，2022年，8月28日大多数公共广播属于以前置放大器为中心的广播音响系统，家庭放音系统和一些小型歌舞厅、俱乐部也使用这种系统。KTV包房、家庭影院系统等使用以AV放大器为中心的广播音响系统。前置放大器卡座CDLD（VCD）功率放大器AVAALRTV以前置放大器为中心的广播音响系统（一）以前置放大器（或AV放大器）为中心的广播音响系统第九页，共三十二页，2022年，8月28日AV放大器卡座CDLD（VCD）功率放大器AVAALRTV以AV放大器为中心的广播音响系统V

放大器的作用是将各种节目源设备送来的信号进行电压放大和各种功能处理，包括均衡和节目源信号的选择、音调控制、响度控制、音量控制、平衡控制和滤波器等，其输出的信号送往后续功率放大器进行功率放大。第十页，共三十二页，2022年，8月28日（二）以调音台为中心的专业音响系统调音台卡座（VCD、VTR）VATV以调音台为中心的广播音响系统调谐器CDLD压限器激励器均衡器功放均衡器功放效果器V主扬声器返听···第十一页，共三十二页，2022年，8月28日

调音台与前置放大器的地位和功能相当，但其结构复杂，是调节声音的控制台，属专业音响系统中重要的设备之一。它将各种声源的多路信号馈入输入端，经电平调节、音调调节或加以音质处理后，进行混合、平衡、定位等加工生产不同的效果，分配到各输出通道。

音响设备扩声过程中，不同音源、不同时刻，其信号强度不同，动态范围很大，需根据输入电平来进行调节，当输入信号太弱时，增加放大倍数，以免输出电平不足；当输入信号太强时，减小放大倍数，以免强音时产生失真。压限器的功能就是对声源信号进行自动调节，使其工作在正常的范围内。

激励器能根据声音内容的不同自动产生相应的谐波成分，从而美化声音、提高清晰度、增加穿透力。

均衡器能对音频信号的不同频段进行提升或衰减，以补偿信号拾取、处理过程中的频率失真，是常用的声音处理设备之一。

功率放大器是将前置放大器或调音台送来的音频信号进行功率放大，去推动后级扬声系统，实现电声转换。第十二页，共三十二页，2022年，8月28日第二节厅堂扩声系统一、厅堂扩声的作用和种类厅堂扩声的作用首先是用来增强观众席的声音响度，这里主要指的是“直达声”。换句话说，扩声系统是为了提高观众席直达声的声压级来改善听闻。只有节目信号的声压级高于背景噪声10dB以上才能获得较高的清晰度，高于15dB以上才能获得较好的音质。此外，若直达声过弱还会被混响声所掩蔽，这时不仅会降低了听闻的清晰度，而且声响定位也将发生困难。自然声源的声功率是有限的，因此在室内声学条件不能满足时，经常借助于扩声系统。第十三页，共三十二页，2022年，8月28日扩声系统的种类很多，可以按照它的工作环境、声源性质、工作原理、扬声器布置方式等来分类。其次，通过电声系统来改善厅堂音质也是一项重要措施。人们借助于扩声系统可以在一定范围内弥补厅堂建筑声学可能存在的缺陷。利用扩声系统可以增加直达声的声压级。近年来，还借助电声系统来改变或控制厅堂的声场特性，以适应多功能厅堂的音质需要。此外，根据文艺演出的需要，还往往借助扩声系统来完成对演员音色的美化或加工，完成情节的美化和气氛的渲染等。总之，在建筑中扩声系统设计已成为厅堂音质设计中的一个重要的组成部分。第十四页，共三十二页，2022年，8月28日（一）按工作环境分类：可分为室外扩声系统和室内扩声系统两大类。前者的特点是反射声少，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等。后者的特点是对音质要求高，有混响干扰，扩声质量受房间的建筑声学条件音响较大。（二）按工作原理分类：可分为单通道系统、双通道立体声系统、多通道扩声系统。（三）按声源性质和使用要求分类：可分为语言扩声系统、音乐扩声系统、语言和音乐兼用的扩声系统。第十五页，共三十二页，2022年，8月28日二、厅堂扩声系统的特性要求对于室内厅堂扩声而言，人们通过电声设计来控制和改善房间的音质。但不少人常常把传声器——调音台——功率放大器——扬声器系统这样一套扩声设备混同于扩声系统，这是不全面的。扩声系统的声源和最后扩声用的扬声器处于同一声场之内，经过放大了的信号由扬声器辐射的声音会反馈到传声器，存在声反馈问题。因而严格地说扩声系统包括：声源及传声器所处的声学环境，传声器至扬声器这套扩声设备，扬声器和听众区的声学环境（即声场）三个部分。作为室内厅堂扩声系统的基本要求，无论是用于语言扩声还是用于文艺演出扩声，观众席应有合适的响度（主要指直达声）。观众厅内合理的声压级：对于语言，平均值为65～70dB左右；对于音乐为80～85dB左右。当然还要考虑到它们的动态上限和有观众时的背景噪声级。第十六页，共三十二页，2022年，8月28日扩声系统应具有充分的稳定性。如前所述，扩声系统是个“声音闭环系统”，存在着声反馈问题。这里所谓的稳定性不仅指扩声系统不能发生“自激”（即由声反馈引起的啸叫），而且要留有稳定余量。扩声系统在临界情况下工作，会给声音带来严重失真，这是人们所熟知的，但是从“自激”到“稳定”这段过渡范围，由于声反馈的存在，已经给声音带来的“染色效应”却往往被人们所忽视，这是影响扩声系统声音质量的一个重要因素。扩声系统还要求有良好的声音自然度或真实感，自然或真实常是借助听音评价所作的概括性的描述。厅堂扩声系统要获得良好的声音自然度，不是一件容易的事，但是十分重要。特别是通俗唱法文艺唱法，一般自然声能很弱，多借助于扩声系统，这时声音的自然度尤为重要（有时还需要加入延时、混响等效果）。所谓真实感可以概括为两个方面：一是声像的一致性；二是声音信号的真实重放，要求排除可能出现的各种信号畸变。第十七页，共三十二页，2022年，8月28日三、扬声器的布置方式在室内如何布置扬声器，是电声系统设计的重要问题，它与建筑处理的关系也最密切。室内扬声器布置的要求是：（1）使全部观众席上的声压分布均匀。（2）多数观众席上的声源方向感良好，即观众听到的扬声器的声音与看到的讲演者、演员在方向上一致。（3）控制声反馈和避免产生回声干扰。扬声器的布置方式，大体上可分集中式与分散式以及将两个方式混合并用的三种方式。第十八页，共三十二页，2022年，8月28日（一）集中布置方式在观众席的前方或前上方（一般是在台口上部或两侧）设置有适当指向性的扬声器或扬声器组合（一般是声柱或扬声器组合，在音质要求不高的厅中也可以是喇叭式扬声器），将扬声器的主轴指向观众的中、后部，这是剧场、礼堂及体育馆等常用布置方式。优点是方向感好，观众的听觉和视觉一致，射向天花、墙面的声能较少，直达声较强，清晰度高。集中式布置例子如图所示。扬声器的集中式布置示意第十九页，共三十二页，2022年，8月28日（二）分散布置方式在面积较大、天花板很低的厅，用集中式布置无法使声压均匀时，将许多个单个扬声器（一般是直射式扬声器）分散布置在顶棚上。这种方式可以使声压在室内均匀分布，但听众首先听到的是距自己最近的扬声器发出的声音，所以方向感不佳。为此必须严格控制各个扬声器的音量与指向性。这增加了此种方式布置的难度。扬声器的分散式布置示意第二十页，共三十二页，2022年，8月28日（三）混合布置方式在观众厅中，采用集中与分散并用方式有以下几种情况：（1）集中布置时，扬声器在台口上部，由于台口较高，靠近舞台的观众感到声音是来自头顶，方向感不佳。在这种情况下，常在舞台两侧低处或舞台前缘布置扬声器。（2）厅的规模较大，前面的扬声器不能使厅的后部有足够的音量。特别是由于有较深的眺台遮挡，下部得不到台口上部扬声器的直达声。在这种情况下，常在眺台下顶棚上分散布置辅助扬声器，为了维持正常的方向感，辅助扬声器前加延时器。（3）在集中式布置之外，在观众厅顶棚、侧墙以至地面上分散布置扬声器。这些扬声器用于提供电影、戏剧演出时的效果声或接混音响，增加厅内的混响感。第二十一页，共三十二页，2022年，8月28日第三节会议系统的组成与种类会议系统（ConferenceSystems）是比较特殊的一种音响系统。它与前面的厅堂扩声等系统不同，虽然像大礼堂听报告的会议，与厅堂扩声类似，但像讨论式的会议、带表决的讨论会议和有翻译的国际会议，则有其特殊性。作为会议室的排列，通常有两种形式：1、圆桌会议形式：代表们围着一张桌子或一组桌子就坐，全体代表都能参加会议。2、讲台讲演形式：讲演者在房间前面的一个讲台或桌子前讲话，那里通常还有一张为主席而设的桌子或操纵台，代表或听众面向讲台就座。发言者与在座的主席、委员及代表能连续参加讨论，听众能在一定限度内提问和讨论。第二十二页，共三十二页，2022年，8月28日会议系统主要有如下几种：1、会议讨论系统（ConferenceDiscussionSystems）会议讨论系统是一个可供会议主席和代表自动或集中手动控制传声器的单通路声系统，在这个系统中，所有参加讨论的人，都能在其座位上方便地使用传声器，通常是分散扩声的，由一些发出低声级的扬声器组成，置于距代表大于1m处。也可以使用集中的扩声，同时应为旁听者提供扩声。会议讨论系统●●●●●●扩声系统辅助设备第二十三页，共三十二页，2022年，8月28日在这系统中，通常还设有主席“优先权”控制功能，主席通过运用“优先权”（用开关控制），可将与会者的传声器全部关闭，这便于会议主席控制发言次序，掌握会场气氛，并有利于减少噪声及声反馈的干扰。与会者经过主席“允许”（也用开关控制），即可在自己的位置上发言。系统还应具有供录音和接入扩声系统输出的功能。会议讨论系统按自动化程度不同可有以下三种控制方式：（1）手动控制：主席单元和代表单元通过母线连接起来，当某一代表需要发言时，可把自己面前的转换开关扳到“发言”位置，他的话筒即进入工作状态，而其扬声器则同时被切断，以减少声反馈干扰。发言者的话音经过放大器送入母线，使其他代表单元的扬声器都能放出声音。代表发言结束后，将转换开关扳到“收听”位置，使话筒关闭，同时其扬声器进入工作状态。第二十四页，共三十二页，2022年，8月28日（2）半自动控制：这种方式也称为声音控制方式，它具有收发自动衰耗、背景噪声抑制和自动电平控制等功能。当与会者对着某一个代表单元的话筒讲话时，该单元的接收通路（包括接收放大器和扬声器）自动关断；讲话停止后，该单元的发言通路（包括话筒和话筒放大器）会自动关断。这种半自动工作方式同样具有主席优先的控制功能。因这种控制方式的结构不太复杂，操作又比较方便，故适于中、小型会议室。（3）全自动控制：国外生产的大型会议系统多属此种方式，其自动化程度最高，而且往往兼有同声传译和表决功能。发言者可采取即席提出“请求”，经主席允许后发言；也可采取先申请“排队”，然后由计算机控制，按“先入先出”的原则逐个等候发言。此时整个会议程序均交由计算机控制。第二十五页，共三十二页，2022年，8月28日2、会议同声传译系统同声传译系统是在使用不同国家语言的会议等场合，将发言者的语言（原语）同时由译员翻译，并传送给听众的设备系统。通常包括四个组成部分：①由话筒拾取发言者原语的拾音部分；②用扬声器将发言者声音如实地在厅内放送的部分；译语传输线路讲演者会议厅扩声译员室译语选择音量调节中德英法俄同声传译系统③译员由耳机收听由控制台送来的发言者的原语，同时进行翻译并用话筒将译语送至控制台的部分；④译语由发射机向厅内发送及听众用耳机接受的部分。此外，还有上述各部分的控制系统等。第二十六页，共三十二页，2022年，8月28日（1）按译语的传输方式来分：同声传译系统可分为有线式和无线式两类，而无线式又可分为感应天线式和红外线式两种，其中以红外线式较为先进。（2）按翻译过程来分：同声传译系统又分直接翻译和二次翻译两种形式。对于直接翻译系统，在使用多种语言的会议系统中，要求译音员懂多种语言。例如，在会议使用汉语、英语、法语、俄语四种语言时，要求译音员能听懂四国语言，这对译音员的要求非常严格。二次翻译的同声传译系统。会议发言者的讲话先经第一译音员翻译成各个译音员（二次译音员）都熟悉的一种语言，然后由二次译音员再传译另一种语言。由此可见，二次翻译系统对译音员的要求低一些，二次译音员仅需要懂得两种语言即可，但它与直接翻译相比，译出时间稍迟，并且翻译质量会有所降低。第二十七页，共三十二页，2022年，8月28日讲演者二次翻译的同声传译系统第一次翻译1234译员室（二次翻译）第二十八页，共三十二页，2022年，8月28日3、会议表决系统（ConferenceVotingSystem）