专业扩声设计要点培训资料

专业扩声设计要点培训资料1场所混响扩声设计指标2音箱布置、配置3目录阻抗匹配、阻尼系统匹配、功率匹配45环境综合考虑声学设计6设计资料组成8电声设计7场所混响最佳混响时间：场所混响最佳混响时间：场所混响最佳混响时间：扩声设计指标声压级计算：公式：10lgPe=SPL+20lgr-SPLs或SPL=SPLs+10lgPe-20lgr

Pe：驱动音箱所需的电功率，单位WSPL：听音点的直达声压级，单位dBr：音箱到听音点的距离，单位mSPLs：音箱的特性灵敏度。(其定义为：给音箱输入1w电信号，在离音箱轴向1m处测得的声压级)。各型音箱的特性灵敏度数据扩声设计指标声压级计算：扩声设计指标声压级计算：扩声设计指标声压级计算：

扩声设计指标声压级计算：

扩声设计指标声压级计算：声场的最大声压级：单位为dB，与音箱的最大声压级、灵敏度、指向性和功率有着密切的关系。通过理论和实践证明，声场的最大声压级与音箱上述的几个主要指标存在以下的关系：1.距离不变，功率增加一倍，声压级增加3dB2.功率不变，距离增加一倍，声压级衰减6dB3.同等距离，射角外沿比轴心声压级降低6dB扩声设计指标各场所声压级指标：娱乐场所〔文化部WH0301—93〕歌厅〔OK厅〕一级：103dB，二级：98dB,三级：98dB,歌舞厅一级：103dB，二级：98dB,三级：98dB,迪高厅一级：110dB，二级：103dB,《厅堂扩声系统设计规范》GB50371-2006文艺演出类扩声一级：106dB，二级：103dB,多用途类扩声一级：103dB，二级：98dB,会议类扩声一级：98dB，二级：95dB,扩声设计指标各场所声压级指标：体育馆扩声系统标准JGJ/T131—2000体育馆一级：105dB，二级：98dB,三级：90dB

讨论有跳舞功能〔有迪高〕的用文化部迪高标准：110dB只有开会和演出功能用多用途标准：103dB剧院：文艺演出标准：106dB其他场执行对应标准扩声设计指标声压级描述：扩声设计指标声压级描述：扩声设计指标声压级描述：扩声设计指标声音传播速度：扩声设计指标声音频率范围划分和频率响应：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：扩声设计指标扩声系统声学特性指标：最大声压级：

设计对不同使用需求的系统中扬声器最大声压级、数量、安装位置的确定传输频率特性：听众席处各测量点稳态声压级的平均值相对于扩声设备输入端电平的幅频响应。传输增益：厅堂内听众席处各测量点稳态声压级平均值与扩声系统心形传声器处稳态声压级的差值。扩声设计指标扩声系统声学特性指标：声场不均匀度：

厅堂内听众席各测量点稳态声压级的差值。系统总噪音：厅堂内各测量点所产生的各频带噪声声压级的平均值（扣除环境背景噪声影响）。音箱布置、配置音箱工作环境：室外扩声系统：特点：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；要求：需要大功率音箱，例如线阵音箱，体育场需要强指向性、高灵敏度的号角音箱室内扩声系统：特点：存在近次反射声和混响声，要求建筑声学条件较高；要求：对音箱音质要求高，需要功率小，声场声压级均匀；音箱布置、配置音箱使用功能场所：专业文艺演出系统：特点是指标要求较高，功能配套较全、主要演出场所有：演唱会、主题剧院。娱乐扩声系统：特点是对音质要求高，存在近次反射声和混响声，要求建筑声学条件较高，扩声功率较小。多功能扩声系统：特点是要求设备或者系统的功能尽量多，能满足更多的使用要求。主要场所包括：剧院、礼堂、多功能厅、酒店宴会厅、会展中心、会议中心。会议类扩声系统：特点是要求系统强调简洁、方便、智能化控制管理。主要场所包括：指挥中心、会场、培训室、法庭、法院音箱布置、配置音箱使用功能场所：体育场扩声系统：特点是扩声环境比较复杂、扩声功率大、设备工作环境比较恶劣，听音区域声学环境差异大，难处理的特点。主要场馆包括：足球场、蓝球场、室内赛车、羽毛球馆等。音箱布置、配置音箱布置：集中布置扬声器指向：较宽。优缺点：声音清晰度好、声音方向感也好且自然、有引起啸叫的可能性。适宜使用声合：设置舞台并要求视听效果一致者、受建筑体型限制不宜分散布置者。设计注意要点：应使听众区的直达声较均匀，并尽量减少声反馈。音箱布置、配置音箱布置、配置音箱布置：分散布置扬声器指向：较尖锐。优缺点：易使声压分布均匀、容易防止啸叫、声音清晰度易变坏、声音从旁边或后面传来，有不自然感觉。适宜使用声合：大厅将高较低、纵向距离长或大厅可能被分隔成几部使用设计注意要点：应控制靠近讲台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，必要时采取延时措施。音箱布置、配置音箱布置、配置音箱布置：混合布置扬声器指向：主扬声器应较宽；辅助扬声器应较尖锐。优缺点：大部分座位的声音清晰度好、声压分布较均匀且没有低声压级的地方、有的座位会同时听到主、辅扬声器两方向来的声音。适宜使用声合：眺台过深或设楼座的剧院等、对大型或纵向距离较长的大厅堂、各方向均有观众的视听大厅。设计注意要点：应解决控制声程差和限制声级的问题；必要时应加延时措施以避免双重声现象。音箱布置、配置阻抗匹配、阻尼系统匹配、功率匹配阻抗匹配：调音台输入阻抗：为话筒输出阻抗的5~10倍。调音台电平匹配：前级输出电平与后级输入灵敏度要相当。合理设置插入衰减（PAD）:通常对于MIC输入信号，PAD关闭；对LINE输入信号，PAD打开。功放输出阻抗匹配：为8欧和4欧，音箱阻抗要与功放输出阻抗匹配，音箱阻抗较大时：功放输出功率小，容易引起功放保护音箱阻抗较小时：功放输出功率大，容易引起音箱损坏阻抗匹配、阻尼系统匹配、功率匹配阻尼系统匹配：对于专业扩声系统的阻尼系数应尽可能高些，阻尼系数(Df)通常选择20~50之间；对于家用音响系统而言，最佳阻尼系数(Df)约为10-20之间。阻尼系数对音乐扩声低频特性的影响很大。提高阻尼系数对改善低频的瞬态特性有利。阻尼系数计算：Df=扬声器阻抗/（功放内阻+传输线阻抗）阻抗匹配、阻尼系统匹配、功率匹配阻尼系统匹配：举例：一台300W功放驱动两只音箱，功放与音箱间选用长度50m，截面积4mm2音频功率传输线，那么阻尼系数（Df）为多大？（铜的电阻率：ρ=0.0185Ωmm2/m）功放内阻：R。=8/300=0.027（Ω）线阻：R=ρ×(L/S)=0.0185×(50×2/4)=0.463(Ω)阻尼系数：Df=8/（0.463+0.027）=16.3结论：阻尼系数不够高。需增加传输线截面积或缩短长度。阻抗匹配、阻尼系统匹配、功率匹配功率匹配：功率匹配方法：功放的额定输出功率≥音箱的额定输入功率功放的最大输出功率≤音箱的最大输入功率实际应用：对音乐动态要求不高的场合一般取1.2倍左右对音乐动态高的场合可以配置1.5倍甚至更高，但不要高于2倍。阻抗匹配、阻尼系统匹配、功率匹配功率匹配：公式：功放的功率Pm=〔1.2~2〕Pe结果：功放功率=音箱功率〔欠力度、安全、匹配〕功放功率<音箱功率〔更无力度、不一定安全、不好听〕功放功率>音箱功率〔有力度、不安全、好听〕环境综合考虑控制室、功放机房需要多大的面积，如何布置配电形式、电量、配电点等配套的确定扩声系统设备安装是否与其他设备存在冲突，如果有如何协调管线敷设是否做到避让灯光、舞台机械干扰线路。空调噪声指标是否达到声学设计要求，配电室、泵房、机组隔声隔振措施是否得当，是否影响扩声环境。除了声学指标达到要求以外，装饰设计的工艺做法是否得当，例如：是否出现扩声系统工作时，装饰构造不牢固产生谐振。扩声系统设备安装与建筑荷载有关的数据是否得到结构认可。扩声系统对技术用房的环境温度要求是否得到满足。声学设计声场设计前应进行如下工作：厅堂的整体结构首先要避免驻拨波的产生，这就要求厅堂的长、宽、高比例要科学，为了更好地实现声音扩散和灯光投射，厅堂的净高要得到足够的保证。其次需要避免弧形墙面、狭长的平行光面结构等影响声音扩散的结构。装修材料的选取严格按照声学计算的结果进行，避免建筑装饰工艺采用支撑不牢固的材料或结构声学设计音质设计：混响时间的计算声场均匀及反射面的处理声场缺陷的避免：尽量不要在扩声区域设置大面积光面的凹形结构，包括屋顶和墙壁。尽量不要在声压较大的区域设置两个平行的反射性强的墙面一般只要声场比较均匀，没有声的聚焦的话，扩声增益不大时反馈就不容易发生。声学设计音质设计：扬声器指向性及布局在声场不均匀度指标中的作用：扬声器指向性：例如：某扬声器水平±40°600Hz~8kHz（-6dB），说明该扬声器在水平方向的±40°范围内，600Hz~8kHz的声波，声压级下降小于6dB.扬声器的布局：音响的位置布局是关系系统扩声指标及厅堂声学指标能否得到保证的关键。声学设计噪音控制：环境噪音控制：隔声处理：噪声要求在35～40dB以下；一般不要高于平均值10～15dB为好。现场噪声的降低；空调和通风设备最好选择噪声低扩声系统噪声：保证扩声系统的设备选用、管线的敷设形式、扬声器安装位置达到良好的系统指标，从而保证厅堂的总噪声级技术指标。电声设计设计前工作：确定系统形式、构造、按照扩声系统的设计内容是声学和电声系统，在声学设计进行的同时电声系统需要同步进行，按照确定后的系统特征指标、功能要求确定系统形式、构造，一般包括以下内容：扬声器的特征、数量、布置形式，采用有源还是无源方式。系统的基本组成，设备的连接形式。音频信号的处理、传输、控制方式。扩声系统与其他系统的关联关系。主要设备的性能及功能要求。设备布局，布局设计要反复与建筑各专业、装饰、灯光、机械专业配合。电声设计系统配电：配电量：固定设备的用电功率；临时用电设备或流动设备的用电功率。配电点扩声控制室配电箱、机柜控制台，功放机房。舞台插座箱（盒）、舞台监督位、现场调音位。后台化妆间（舞台监督视频显示）。配电形式及质量：一定要让扩声系统的电源取自供电线路中干扰较小的一路，凡有条件许可尽量让音响系统的供电线路和灯光线路分开。供电线路最好单独穿管。扩声系统设计始终不能忘记的就是安全性，电气设计中要检查设计的配电容量、供电形式是否合理，不容许超负载供电形式，埋设线缆不能底规格。电声设计管道敷设设计：对于管线设计，一定要严格按照电工手册中关于穿线数量和不同管线口径的关系执行，特别是电源线路管线的预埋，绝对要避免电源线的总截面积超过管线的规定的范围，否则容易给工程的安全造成极大的隐患。可选择防火的PVC管、JDC管和SC钢管设计文档组成绘制图纸内容：标注音箱布置位置、声压级覆盖范围；标准音箱的安装高度、覆盖角度、图例；标准线路的走向、敷设方式、线材规格、图例；标准机房的位置、机房配电要求；绘制图纸注意：图样语言的表达既要精练全面，又要准确清楚。系统连接图应该明确的表达出系统设备间的关联关系，信号的走向：线缆的走向、编号、采用的规格等内容。管线敷设图明确系统管线的走向、编号、位置、尺寸、敷设方式等内容。设备布置图需要明确所有设备的安装位置、间距、安装方式，包括标准或非标件的规格、指标、安装形式。设计图样图中可包括反应出系统、环境预计预声学状况的声场模拟图设计文档组成声场模拟效果图内容：声学模拟设计通常需要在计算机软件中建立房间结构的数学模型，将环境装饰所涉及的房间结构、装饰材料、音箱布局、音箱参数的输入，经过一系列的计算，得到房间声学状况参数的大致预计结果。保证混响时间、声压级、声场的不均匀度以及声场覆盖情况的直观显示。声学模拟设计通常需要在计算机软件中建立房间结构的数学模型，将环境装饰所涉及的房间结构、装饰材料、音箱布局、音箱参数的输入，经