楼宇自动化之声频系统

第六章声频系统

第一节广播音响系统的类型与基本组成

第二节厅堂扩声系统第三节会议系统的组成与种类教学基本要求：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。

第一节广播音响系统的类型与基本组成

一、广播音响系统的类型与特点

广播音响系统，或称电声系统，其涉及面很广，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。在民用建筑工程设计中，广播音响系统大致可分为如下几类：（一）面向公众区（如广场、车站、码头、商场、餐厅、走廊、教室等）和停车场等的公共广播（PA）系统：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。（三）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，它不仅摇考虑电声技术问题，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。（二）面向宾馆客房的广播音响系统：这种系统包括音响广播和紧急广播，通常由设在客房中的床头柜放送。客房广播含有收音机的调幅（AM）和调频（FM）广播波段和宾馆自播的背景音乐等多个可供自由选择的波段，每个广播均有床头柜扬声器播放。在紧急广播时，客房广播即自动中断，只要紧急广播的内容强切传到床头柜扬声器，这时无论选择器在何位置或关断位置，所有客人均能听到紧急广播。（四）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，亦属厅堂扩声系统，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，故也应配置专业音响器材，在设计时注意供电线路应与各种灯具的调光器分开。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。（五）面向会议室、报告厅等的广播音响系统：这类系统一般也设置由公共广播提供的背景音乐和紧急广播两用的系统，但因有其特殊性，故也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、广播音响系统的组成

不管哪一种广播音响系统，都可以画成如图所示的基本组成方框图，它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、录像机和卫星电视的伴音）、电子乐器等。放大和新号处理设备：包括调音台、前置放大器和各种控制器及音响加工设备等。这一设备的首要放大任务是信号的放大——电压放大和功率，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，还另外单独接入图示均衡器。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。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，故一般采用低阻大电流的直接馈送方式，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，基本上为如下两种类型的广播音响系统：大多数公共广播（PA）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。应该指出，两者在接线上的区别在于前者音频信号线（A）和视频信号线（V）（若使用电视）是分开的；后者音频信号线（A）和视频信号线（V）则均汇接入AV放大器，同时都从AV放大器输出。前置放大器卡座CDLD（VCD）功放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（二）以调音台为中心的专业音响系统如图所示，图中的均衡器、压限器和激励器三者的位置前后可互调换，且压限器和激励器视使用场合可有可无，均衡器一般要用（用作房间声学特性校正）。若系统同时具有影像设备（如歌舞厅、卡拉OK厅），则如图下部所示，可见它与以前置放大器为中心的广播音响系统类似，前者音频信号线（A）和视频信号线（V）是分开的。AV放大器卡座CDLD（VCD）功放AVAALRTV以AV放大器为中心的广播音响系统V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。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观众厅可能存在的缺陷，例如在许多观众厅的贵宾席区域，常常是直达声不足并缺少近次反射声，不仅带来听闻困难，音质亦差（声音小而干）。利用扩声系统可以增加直达声的声压级，也可以较方便地模拟建声地近次反射声。近年来，还借助电声系统来改变或控制厅堂的声场特性（如混响时间），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。（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。二、厅堂扩声系统的特性要求对于室内扩声而言，人们通过建声、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，这是很不全面的。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。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。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。（一）集中布置方式在观众席的前方或前上方（一台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的布置方式。其优点是方向感好，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。集中式布置的例子如图所示。扬声器的集中式布置示意（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。若设置延时器，将附近的扬声器的发声推迟到一次声源的直达声到达之后，方向感可以明显改善，但在这之后还会有远处的扬声器的声音陆续到达，使清晰度降低，为此必须严格控制各个扬声器的音量与指向性。但除非顶棚很低，否则这是很难做到的。扬声器的分散式布置示意（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的前缘布置扬声器，叫做“拉声象扬声器”。（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。第三节梢会钉议系统葱的组成钟与种类会议系着统（Conf陕eren统ce跃Syst慎ems）是比较暑特殊的祥一种音紧响系统龙。它与呈前面的歇厅堂扩柱声等系息统不同阅，虽然予像大礼荣堂听报合告的会汽议，与壤厅堂扩搭声类似樱，但像睛讨论式挪的会议骄、带表浊决的讨谋论会议劝和有翻茄译的国剥际会议淘，则有惕其特殊笨性。作为会迟议室的昼排列，嘴通常有食两种形猫式：1、圆富桌会议痰形式：做代表们盯围着一泼张桌子惑或一组粥桌子就庭坐，全章体代表浓都能参午加会议铜。2、讲赔台讲演名形式：索讲演者真在房间纳前面的绞一个讲偿台或桌键子前讲劫话，那踪蝶里通常横还有一尝张为主浊席而设戏的桌子夫或操纵绍台，代蜓表或听跟众面向页讲台就敬座。发俭言者与章在座的竭主席、达委员及晃代表能折连续参阅加讨论问，听众香能在一巧定限度杏内提问五和讨论偿。会议系倦统主要态有如下螺几种：1、会议温讨论系统罪（Con锡fer廉enc拾e悟Dis恋cus储sio淡n备Sys稼tem妥s）会议讨论透系统是一诉个可供主夸席和代表奴分散自动替或集中手拼动控制传孔声器的单序通路声系隶统，如图德所示。在惕这个系统袍中，所有址参加讨论培的人，都摘能在其座旁位上方便律地使用传桥声器，通屠常是分散催扩声的，问由一些发箭出低声级贝的扬声器被组成，置钢于距代表闪大于1m处。也可百以使用集拴中的扩声挑，同时应网为旁听者障提供扩声剑。会议讨论系统●●●●●●扩声系统辅助设备在这系竿统中，喉通常还翼设有主达席“优悦先权”弄控制功械能，主患席通过食运用“藏优先权街”（用滑开关控两制），题可将与融会者的炸传声器暮全部关肌闭，这郑便于会吼议主席铜控制发懒言次序冶，掌握线会场气乳氛，并决有利于泊减少噪它声及声奸反馈啸碗叫的干攻扰。与临会者经装过主席刊“允许脊”（也离用开关荣控制）己，即可串在自己尿的位置羞上发言材。系统伪还应具嫁有供录疗音和接旷入扩声推系统输邪出的功损能。会议讨论菊系统按自休动化程度趴不同可有菠以下三种吸控制方式泥：（1）手眠动控制：退主席单元绪和代表单启元通过母束线连接起报来，当某溪一代表需鞠要发言时革，可把自完己面前的戒转换开关卷扳到“发家言”位置燃，他的话辟筒即进入胳工作状态驶，而其扬劈燕声器则同哗时被切断烘，以减少棚声反馈干融扰。发言霸者的话音鄙经过放大厉器送入母垄线，使其听他代表单良元的扬声垫器都能放爱出声音。区代表发言卵结束后，团将转换开仿关扳到“丛收听”位铁置，使话梨筒关闭，育同时其扬誓声器进入污工作状态崇。（2）然半自动亦控制：扎这种方坛式也称汇为声音柳控制方但式，它很具有收匙发自动暑衰耗、饿背景噪锈声抑制章和自动亲电平控猪制等功灯能。当泊与会者勾对着某恭一个代麻表单元拢的话筒涉讲话时羽，该单娘元的接刷收通路虏（包括洒接收放瞒大器和贵扬声器败）自动冬关断；堂讲话停录止后，旱该单元付的发言搏通路（少包括话叼筒和话焰筒放大茂器）会恋自动关脱断。这洪种半自却动工作莫方式同淋样具有疤主席优钥先的控达制功能晃。因这仿种控制穴方式的赤结构不减太复杂粒，操作名又比较镜方便，软故适于逼中、小惊型会议稳室。（3）全鲜自动控制甚：国外生拼产的大型拥会议系统锈多属此种螺方式，其垒自动化程妹度最高，岩而且往往礼兼有同声疤传译和表忆决功能。垄发言者可禁采取即席遣提出“请驶求”，经宇主席允许华后发言；姿也可采取裙先申请“既排队”，勾然后由计腊算机控制巡寿，按“先烫入先出”支的原则逐恼个等候发位言。此时壁整个会议等程序均交婆由计算机老控制。2、会徐议同声模传译系脾统（Con赞fer揪enc喇eSim叛ult胡ane捏ousInto注rpet耕atio年nSyst汪em）同声传烂译系统铃是在使省用不同酷国家语锯言的会蚂议等场惠合，将涌发言者烟的语言蝇（原语观）同时询由译员怖翻译，鱼并传送贤给听众乓的设备级系统。阁系统的假构成如慰图所示柔。它通河常包括妈四个组瓜成部分贿：①由夏话筒拾遗取发言影者原语牙的拾音粒部分；待②用扬拍声器将族发言者蒸声音如龄实地在革厅内放锋送的部喂分；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译员由貌耳机收听辽由控制台评送来的发葵言者的原婆语，同时化进行翻译驶并用话筒拜将译语送三至控制台朽的部分；④译语由慨发射机队向厅内凝发送及锐听众用牲耳机接博受的部胀分。此超外，还博有控制蒸上述各蔑部分的嘉系统以苏及联系厦各部分怀的辅助泡系统等桨。（1）详按译语扛的传输择方式来发分：同很声传译演系统可鬼分为有届线式和史无线式命两类，栽而无线坚式又可挤分为感盐应天线牧式和红鞋外线式谨两种，横其中以顶红外线数式较为叶先进。（2）按宿翻译过程蹲来分：同厕声传译系殊统又分直绕接翻译和蹦二次翻译筒两种形式射。对于直才接翻译（度如图所示歇）系统，泥在使用多公种语言的猾会议系统岭中，要求柿译音员懂盒多种语言追。例如，暖在会议使话用汉语、经英语、法座语、俄语阵四种语言首时，要求稍译音员能慢听懂四国敏语言，这描对译音员镰的要求太宽严格了。二次翻年译的同开声传译监系统如攀图所示侨。会议雀发言者校的讲话拌先经第栗一译音切员翻译震成各个节译音员灰（二次扯译音员醋）都熟客悉的一杯种语言展，然后叨由二次持译音员掀再传译治另一种倍语言。态由此可像见，二劫次翻译晋系统对均译音员潜的要求扮低一些普，二次惑译音员裤仅需要柔懂得两表种语言飞即可，庭而且二景次翻译后系统所眉需的译壤员室比暂会议使扶用语言森少一个蛮。但它屋与直接划翻译相需比，译难出时间践稍迟，订并且翻覆译质量戴会有所配降低。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）在使用汤很多种运语言（帜例如8岭种以上薯）的多咏通路同拥声传译拢系统时婚，采用窗混合方矩式较为宁合理，筐即一部柳分语言图直接翻秃译，另摆一部分己语言作姜二次翻席译。为遗此同声底传译系部统的设旺备及用旺房宜根训据二次堤翻译的毛工作方户式设置烂，同声管传译应醉满足语潜言清晰幅的要求吵。3、会议川表决系统搁（Con葛fer查enc幻玉e扶Vot没ing拜S特yst衬em）会议表决亏系统是一代个与分类毯表决终端视网络连接狠的中心控晋制数据处盗理系统，吉每个表决蹦终端至少杜设有三种寄可能选择陷的按钮：然同意、反肝对、弃权负，如图所银示。＋0－表决终端＋0－同意弃权反对表决终端＋0－表决终端中央控制台和显示器显示器打印机会议表决系统代表席中心控枕制台可折供主席乎或工作支人员来绩选择或拴开动表为决程序摘。在表俗决结束侄时，最玻后的累智计结果京将清楚惨地显示羽给主席效/工作锐人员和蹈代表。瓦表决的利程序是瓶：（1）秘夕密表决：倘不能逐个撑识别表决径的结果。（2）论公开表倾决：能判鉴别出渣每个表拣决者及耀其表决缴结果。结果的贩显示可涂以选择扛的，有蒙：（1）直躺接显示：静在表决进弄行中，显借示各个中株间结果，鼓在预先选泳定的表决崭时间终止负时，显示亚最后的结容果。（2）搭延时显稀示：不拐显示中峡间结果愈，只在膏预先选拜定的表落决时间践终止时蛇，显示回表决最太后的结叠果。可南以