【文章內(nèi)容簡介】 在混響時(shí)間的選取上，考慮到屬于在設(shè)計(jì)階段，加之設(shè)計(jì)場所主要體現(xiàn) “多功能性 ”，我們在考慮語言擴(kuò)聲的同時(shí)，也顧及了其音樂擴(kuò)聲的重要性， 9 因此，在計(jì)算機(jī)三維建模實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們完全按照國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，并借助 “語言可懂度 ”、“輔音清晰度損失率百分比 ”和 “語音傳輸特性 ”這些聲學(xué)指標(biāo)加以參考。 聲音的明亮、清晰 聲音的明亮、清晰主要是指聲音中高頻成分較多，且衰減較慢，有豐富的高階諧音。這對語言的表達(dá)和表 現(xiàn)音樂的層次大有助益，給觀眾的感覺就是清澈、透明，恰似一潭清水，一望到底。 聲場的均衡 聲音的均衡是指演唱者和樂隊(duì)、樂隊(duì)各聲部之間、主旋律和伴奏聲之間、聲場內(nèi)各區(qū)域之間的平衡。因此，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們在側(cè)重電聲設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分考慮了該場所的聲學(xué)特性，同時(shí)也可以利用數(shù)字音頻處理器的強(qiáng)大輸出功能，對每一組音箱甚至每一對音箱都實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立控制其輸出的功率，這樣就方便了調(diào)音師根據(jù)演出需要選擇適當(dāng)?shù)穆晥鼋Y(jié)構(gòu)，使全場做到聲音的和諧，自然。 “噪聲 ”與 “反饋 ”的控制 眾所周知，在廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)中，最令人頭痛的就是系統(tǒng)的本底噪聲和反饋回授，我們將從一下幾個(gè)方面入手來實(shí)現(xiàn)多重控制； 聲反饋的控制： 1）就建聲方面而言，由于標(biāo)的場所為劇場建聲結(jié)構(gòu)，而我們在設(shè)計(jì)其電聲系統(tǒng)時(shí)，通常要首選高質(zhì)量的世界知名品牌，但現(xiàn)代電擴(kuò)聲設(shè)備都有著極大的功率和聲壓裕量儲(chǔ)備，表現(xiàn)在音箱上，一般則具備極高的靈敏度。這樣，在系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時(shí)，在強(qiáng)大的直達(dá)聲場中，就極易形成簡正駐波。有簽于此，我們在進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，就充分考慮了電聲系統(tǒng)的防反饋要求，嚴(yán)格按照擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，對每一個(gè)聲源位置的擺放均考慮了獲取適度的早期反射聲，避免冗余的有害反射聲，以期盡量減小形成聲反饋的電聲條件。 2）我們深知，在 PA 系統(tǒng)鏈中，只要任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量瓶頸，哪怕是一個(gè)小小的接插件，都將影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，因此在電聲設(shè)備的選材上，將為業(yè)主提供國際上聞名遐爾的高質(zhì)量名牌產(chǎn)品，為實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)擴(kuò)聲提供基本保障。這是控制 “聲反饋 ”的基礎(chǔ)。 3）調(diào)音師可根據(jù)現(xiàn)場情況，使用均衡器對每一擴(kuò)聲分區(qū)、或每一只音箱調(diào)試不同頻帶的中心頻率，找出反饋點(diǎn)，實(shí)行 “被動(dòng)抑制 ”。 10 噪聲的控制： 1）選用優(yōu)質(zhì)的高信噪比擴(kuò)聲設(shè)備，以減小整個(gè)系統(tǒng) 的本底噪聲。 2）采用廣播級的信號處理方法，利用數(shù)字音頻處理器中的反饋抑制功能，強(qiáng)大的聲反饋抑制功能，自動(dòng)捕捉反饋頻點(diǎn)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)抑制。 3）全部信號輸出采用 “星型接法 ”，避免接地回路，合理的設(shè)計(jì)供電線路和信號線路的布局，并安排好信號地、機(jī)殼地和供電接地的關(guān)系，避免不利的交流噪聲。 廳堂混響時(shí)間控制系統(tǒng) 混響時(shí)間是評價(jià)廳堂音質(zhì)的一項(xiàng)必不可少的重要指標(biāo)，尤其是近年來，對混響時(shí)間進(jìn)行多功能控制的方法也層出不窮，但大體上分為兩種，一種是無源控制，即通過改變廳堂內(nèi)吸收、反射面的材料或結(jié)構(gòu)來得到不同的總 吸聲系數(shù)和有效計(jì)算容積，進(jìn)而改變混響時(shí)間。但這種方式存在構(gòu)造和使用復(fù)雜，造價(jià)高的缺點(diǎn)。另一種方法為有源控制方法，通常是利用電聲設(shè)備，通過聲反饋來控制廳堂的混響時(shí)間或其他聲學(xué)特性。有源控制可以歸納為三類：一是通過放大、濾波等的直接反饋方式；一是通過混響器（包括混響室）或延遲器等的信號處理的反饋方式；三是利用聲音信號與房間脈沖響應(yīng)的堆積后的反饋，來獲得所需的混響聲和反射聲。而在這三種方法中，堆積法已經(jīng)成為主流并獲得越來越多的應(yīng)用，其最大優(yōu)點(diǎn)是： 1） 與普通混響器相比，混響時(shí)間控制范圍更大，特性曲線更加平滑。 2） 可獲得真正意義上的實(shí)時(shí)自然混響時(shí)間，具備對廳堂頻響更高的 還原性。 3） 通過改變輸入的單位脈沖個(gè)數(shù)、間隔、形狀等參數(shù)，可以明顯地 感到不同廳堂的音響效果 11 大法庭音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì) 觀眾廳主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器系統(tǒng) 已知廳堂數(shù)據(jù) 根據(jù)廳堂建筑設(shè)計(jì)圖給出的數(shù)據(jù)尺寸，可以大體上計(jì)算出廳堂的 容積 V=2080m3 總表面積 S=1712m2 本廳堂的建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)中頻 (500Hz～ 2021Hz)滿場混響時(shí)間控制在 T60= 左右。 廳內(nèi)語言擴(kuò)聲系 統(tǒng)清晰度估算 廳內(nèi)語言擴(kuò)聲系統(tǒng)清晰度估算方法可由輔音清晰度損失百分率 ALcons 來確定清晰度的評分。如果揚(yáng)聲器到最遠(yuǎn)聽眾的距離 D2≤揚(yáng)聲器到聽眾的 極限距離 DL，則輔音清晰度損失百分率 AL 用下式計(jì)算： VQM2(%)?????????(1) 式中： D2 為揚(yáng)聲器到最遠(yuǎn)聽眾的距離（ m） T 為混響時(shí)間（ S） V為廳堂容積（ m3） Q 為揚(yáng)聲器的指向性因數(shù) n 為揚(yáng)聲器數(shù)量 M為修正值，通常取 1 由上式可見，揚(yáng)聲器到最遠(yuǎn)聽眾的距離 D混響時(shí)間 T、揚(yáng)聲器數(shù)量 n 的 增加均會(huì)使輔音清晰度損失百分率 ALcons 提高，而揚(yáng)聲器的指向性因數(shù)高， 輔音清晰度損失百分率 ALCONS 降低。因此在大容積的廳堂，揚(yáng)聲器到最遠(yuǎn)聽 眾的距離較遠(yuǎn)，應(yīng)選用指向性覆蓋角度窄的揚(yáng)聲器。 為保證本劇場的語言清晰度達(dá)到要求，輔音清晰度損失百分率 ALcons 小于 15%是基本的要求，為達(dá)到較高的語言清晰度，我們這里取 10％。將 D2＝ 20m， T＝ ， V＝ 2080 m3， M＝ 1， n＝ 1（本劇場采用全立體聲擴(kuò)聲方式，要求每組揚(yáng)聲器都能夠完全覆蓋全場，這里我們以舞臺口上方中間 1 組揚(yáng)聲器）代入 (1)式 ，可以得出揚(yáng)聲器的 Q 值約為 ，因此只要揚(yáng)聲器的 Q 值大于 ，本劇場語言擴(kuò)聲時(shí)就有較高的清晰度。 揚(yáng)聲器最大聲壓級計(jì)算 廳內(nèi)設(shè)置多個(gè)揚(yáng)聲器組，利用每個(gè)揚(yáng)聲器組指向性服務(wù)一定的區(qū)域。 12 廳內(nèi)有多個(gè)聲源時(shí)，總聲場是各個(gè)聲源所產(chǎn)生的聲場的迭加。在實(shí)際問題中，由于直達(dá)聲的相對聲級隨距離增加迅速下降，可以認(rèn)為在廳內(nèi)一定位置上的直達(dá)聲場只是由最近的一個(gè)或幾個(gè)聲源產(chǎn)生的 ,較遠(yuǎn)聲源僅對混響聲場有影響。因此 ,在廳內(nèi)一定位置上聲場可以看作是最近聲源的直達(dá)聲場和所有聲源的混響聲場迭加而成。 本廳堂 電聲系統(tǒng)主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器主要是指布置在舞臺口兩側(cè)左右音箱室的揚(yáng)聲器，為此，這里重點(diǎn)計(jì)算舞臺口兩側(cè)左右音箱室的揚(yáng)聲器在廳內(nèi)產(chǎn)生的聲場。 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，在本廳堂內(nèi)的最大聲壓級不低于 103dB，由于離揚(yáng)聲器越遠(yuǎn)聲壓級越?。曇粼叫。?，我們這里就以最遠(yuǎn)點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)。 由混響場揚(yáng)聲器聲功率級公式（ 1） 式中 :LP 為離揚(yáng)聲器 (聲源 )距離 r 米處的聲壓級 (dB)。 R(θ、 ψ)為揚(yáng)聲器指向性系數(shù) ,在揚(yáng)聲器主軸方向?yàn)?1,比主軸方向靈 敏度低 6dB的方向 (即揚(yáng)聲器指向性波束寬度方向 )為 。 Q 為揚(yáng)聲器的指向性因數(shù) ,它不但和指向特性有關(guān)，而且也與揚(yáng)聲器的安裝位置有關(guān)。 其中： α是揚(yáng)聲器的水平覆蓋角度， 為了達(dá)到覆蓋要求，水平角度需要有 110 o 的覆蓋角。由于音箱的 Q 值越大，場內(nèi)的語言清晰度越好，因此，我們選用了 2 只水平角度 α=75o的音箱覆蓋遠(yuǎn)場。（參見設(shè)備資料） β是揚(yáng)聲器的垂直覆蓋角度，這里 β=50o 按（ 3）式計(jì)算得揚(yáng)聲器 Q≈ R為房間常數(shù)，若不考慮空氣吸收房間常數(shù) R為 : ????????(4) Q=180o/arcsin[sin(α/2)*sin(β/2)] ?????（ 3） 式中： 為平均吸聲系數(shù)，可由公式（ 5） ＝ ???????????(5) T60S 13 計(jì)算得到（其中 V 為房間容積， S 為房間總表面積），本廳堂滿場 代入 (9)式得 將 Lp=103dB， r=25m， R(θ、 ψ)=1， Q=， R=1712m2 代入 ( 2) 式 可算得揚(yáng)聲器在本廳堂中的聲功率級 Lw≈128dB。 由公式（ 2）可得，距離 揚(yáng)聲器 1 米的聲壓級約為 128。 也就是說，所選擇的揚(yáng)聲器在距離揚(yáng)聲器 1 米處的聲壓級不得低于 128dB。 由以上分析計(jì)算結(jié)果可知，要達(dá)到本廳堂多用途類擴(kuò)聲系統(tǒng)一級聲學(xué)特性指標(biāo)對最大聲壓級和聲場不均勻度的要求。應(yīng)：揚(yáng)聲器最大聲壓級不低于 128dB，指向性因數(shù)應(yīng)不小于 ，根據(jù)觀眾區(qū)的分布，建議將水平指向角度控制在 110o 左右，以減少墻面反射對頻響的影響。 根據(jù)本行業(yè)技術(shù)規(guī)范及國家相關(guān)擴(kuò)聲標(biāo)準(zhǔn)，觀眾廳主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器我們設(shè)計(jì)選用了美國ElectroVoice 的 QRX 系列揚(yáng)聲器，置于臺口左右兩側(cè)的音箱室內(nèi)和 臺口上方的聲橋內(nèi)，分左、中、右三個(gè)聲道及一組獨(dú)立控制的次低頻揚(yáng)聲器，各聲道均勻覆蓋整個(gè)觀眾席。全頻揚(yáng)聲器具有較好的指向性控制能力，能夠更好地改善聲場的不均勻度。采用二分頻加次低頻揚(yáng)聲器系統(tǒng)。這種三聲道各自覆蓋全場的擴(kuò)聲方式空間感良好，適于音樂節(jié)目演出的需要。 左右聲道遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器型號為 EV QRX115/75 超低頻揚(yáng)聲器型號為： EV QRX118S 左右聲道近場和中置揚(yáng)聲器型號為 TM system M153N 另外，在觀眾廳兩側(cè)和后側(cè)墻面設(shè)置 8 只補(bǔ)充揚(yáng)聲器，覆蓋觀眾廳可能出現(xiàn)的聲影區(qū)，同時(shí)兼做 電影擴(kuò)聲的環(huán)繞聲揚(yáng)聲器。 臺唇補(bǔ)聲揚(yáng)聲器型號為： TM SYSTEMS PS10 選用高品質(zhì)揚(yáng)聲器是實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)聲效果的基礎(chǔ)，而聲場設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的合理配置卻是實(shí)現(xiàn)工程最終目標(biāo)的保障。 具體聲學(xué)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)： 擴(kuò)聲時(shí)最大聲壓級 ≥103dB（額定通帶內(nèi)） 有一定的功率儲(chǔ)備和較大的動(dòng)態(tài)范圍，能滿足數(shù)字電影、演出和庭審信號的重放； 除了有較高的語言清晰度，還要求一定的音樂豐滿度； 14 聽眾區(qū)聲場較為均勻，穩(wěn)態(tài)聲場不均勻度：中心頻率為 1000Hz 時(shí) ≤6dB /4000Hz時(shí) ≤8dB；