【文章內容簡介】 在混響時間的選取上，考慮到屬于在設計階段，加之設計場所主要體現(xiàn) “多功能性 ”，我們在考慮語言擴聲的同時，也顧及了其音樂擴聲的重要性， 9 因此，在計算機三維建模實驗時，我們完全按照國家標準的要求，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 ”這些聲學指標加以參考。 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、樂隊各聲部之間、主旋律和伴奏聲之間、聲場內各區(qū)域之間的平衡。因此，在進行系統(tǒng)設計時，我們在側重電聲設計的基礎上，充分考慮了該場所的聲學特性，同時也可以利用數(shù)字音頻處理器的強大輸出功能，對每一組音箱甚至每一對音箱都實現(xiàn)了獨立控制其輸出的功率，這樣就方便了調音師根據(jù)演出需要選擇適當?shù)穆晥鼋Y構，使全場做到聲音的和諧，自然。 “噪聲 ”與 “反饋 ”的控制 眾所周知，在廳堂擴聲系統(tǒng)的 設計中，最令人頭痛的就是系統(tǒng)的本底噪聲和反饋回授，我們將從一下幾個方面入手來實現(xiàn)多重控制； 聲反饋的控制： 1）就建聲方面而言，由于標的場所為劇場建聲結構，而我們在設計其電聲系統(tǒng)時，通常要首選高質量的世界知名品牌，但現(xiàn)代電擴聲設備都有著極大的功率和聲壓裕量儲備，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，在強大的直達聲場中，就極易形成簡正駐波。有簽于此，我們在進行聲學設計時，就充分考慮了電聲系統(tǒng)的防反饋要求，嚴格按照擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范中的相關規(guī)定，對每一個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)質量瓶頸，哪怕是一個小小的接插件，都將影響整個系統(tǒng)的性能，因此在電聲設備的選材上，將為業(yè)主提供國際上聞名遐爾的高質量名牌產品，為實現(xiàn)整個系統(tǒng)擴聲提供基本保障。這是控制 “聲反饋 ”的基礎。 3）調音師可根據(jù)現(xiàn)場情況，使用均衡器對每一擴聲分區(qū)、或每一只音箱調試不同頻帶的中心頻率，找出反饋點，實行 “被動抑制 ”。 10 噪聲的控制： 1）選用優(yōu)質的高信噪比擴聲設備，以減小整個系統(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，強大的聲反饋抑制功能，自動捕捉反饋頻點，進行動態(tài)抑制。 3）全部信號輸出采用 “星型接法 ”，避免接地回路，合理的設計供電線路和信號線路的布局，并安排好信號地、機殼地和供電接地的關系，避免不利的交流噪聲。 廳堂混響時間控制系統(tǒng) 混響時間是評價廳堂音質的一項必不可少的重要指標，尤其是近年來，對混響時間進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，即通過改變廳堂內吸收、反射面的材料或結構來得到不同的總 吸聲系數(shù)和有效計算容積，進而改變混響時間。但這種方式存在構造和使用復雜，造價高的缺點。另一種方法為有源控制方法，通常是利用電聲設備，通過聲反饋來控制廳堂的混響時間或其他聲學特性。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，堆積法已經成為主流并獲得越來越多的應用，其最大優(yōu)點是： 1） 與普通混響器相比，混響時間控制范圍更大，特性曲線更加平滑。 2） 可獲得真正意義上的實時自然混響時間，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 大法庭音頻擴聲系統(tǒng)設計 觀眾廳主擴聲揚聲器系統(tǒng) 已知廳堂數(shù)據(jù) 根據(jù)廳堂建筑設計圖給出的數(shù)據(jù)尺寸，可以大體上計算出廳堂的 容積 V=2080m3 總表面積 S=1712m2 本廳堂的建筑聲學設計中頻 (500Hz～ 2021Hz)滿場混響時間控制在 T60= 左右。 廳內語言擴聲系 統(tǒng)清晰度估算 廳內語言擴聲系統(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。如果揚聲器到最遠聽眾的距離 D2≤揚聲器到聽眾的 極限距離 DL，則輔音清晰度損失百分率 AL 用下式計算： VQM2(%)?????????(1) 式中： D2 為揚聲器到最遠聽眾的距離（ m） T 為混響時間（ S） V為廳堂容積（ m3） Q 為揚聲器的指向性因數(shù) n 為揚聲器數(shù)量 M為修正值，通常取 1 由上式可見，揚聲器到最遠聽眾的距離 D混響時間 T、揚聲器數(shù)量 n 的 增加均會使輔音清晰度損失百分率 ALcons 提高，而揚聲器的指向性因數(shù)高， 輔音清晰度損失百分率 ALCONS 降低。因此在大容積的廳堂，揚聲器到最遠聽 眾的距離較遠，應選用指向性覆蓋角度窄的揚聲器。 為保證本劇場的語言清晰度達到要求，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聲方式，要求每組揚聲器都能夠完全覆蓋全場，這里我們以舞臺口上方中間 1 組揚聲器）代入 (1)式 ，可以得出揚聲器的 Q 值約為 ，因此只要揚聲器的 Q 值大于 ，本劇場語言擴聲時就有較高的清晰度。 揚聲器最大聲壓級計算 廳內設置多個揚聲器組，利用每個揚聲器組指向性服務一定的區(qū)域。 12 廳內有多個聲源時，總聲場是各個聲源所產生的聲場的迭加。在實際問題中，由于直達聲的相對聲級隨距離增加迅速下降，可以認為在廳內一定位置上的直達聲場只是由最近的一個或幾個聲源產生的 ,較遠聲源僅對混響聲場有影響。因此 ,在廳內一定位置上聲場可以看作是最近聲源的直達聲場和所有聲源的混響聲場迭加而成。 本廳堂 電聲系統(tǒng)主擴聲揚聲器主要是指布置在舞臺口兩側左右音箱室的揚聲器，為此，這里重點計算舞臺口兩側左右音箱室的揚聲器在廳內產生的聲場。 根據(jù)國家標準，在本廳堂內的最大聲壓級不低于 103dB，由于離揚聲器越遠聲壓級越小（聲音越?。?，我們這里就以最遠點作為計算點。 由混響場揚聲器聲功率級公式（ 1） 式中 :LP 為離揚聲器 (聲源 )距離 r 米處的聲壓級 (dB)。 R(θ、 ψ)為揚聲器指向性系數(shù) ,在揚聲器主軸方向為 1,比主軸方向靈 敏度低 6dB的方向 (即揚聲器指向性波束寬度方向 )為 。 Q 為揚聲器的指向性因數(shù) ,它不但和指向特性有關，而且也與揚聲器的安裝位置有關。 其中： α是揚聲器的水平覆蓋角度， 為了達到覆蓋要求，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的音箱覆蓋遠場。（參見設備資料） β是揚聲器的垂直覆蓋角度，這里 β=50o 按（ 3）式計算得揚聲器 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 可算得揚聲器在本廳堂中的聲功率級 Lw≈128dB。 由公式（ 2）可得，距離 揚聲器 1 米的聲壓級約為 128。 也就是說，所選擇的揚聲器在距離揚聲器 1 米處的聲壓級不得低于 128dB。 由以上分析計算結果可知，要達到本廳堂多用途類擴聲系統(tǒng)一級聲學特性指標對最大聲壓級和聲場不均勻度的要求。應：揚聲器最大聲壓級不低于 128dB，指向性因數(shù)應不小于 ，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)技術規(guī)范及國家相關擴聲標準，觀眾廳主擴聲揚聲器我們設計選用了美國ElectroVoice 的 QRX 系列揚聲器，置于臺口左右兩側的音箱室內和 臺口上方的聲橋內，分左、中、右三個聲道及一組獨立控制的次低頻揚聲器，各聲道均勻覆蓋整個觀眾席。全頻揚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聲器系統(tǒng)。這種三聲道各自覆蓋全場的擴聲方式空間感良好，適于音樂節(jié)目演出的需要。 左右聲道遠場揚聲器型號為 EV QRX115/75 超低頻揚聲器型號為： EV QRX118S 左右聲道近場和中置揚聲器型號為 TM system M153N 另外，在觀眾廳兩側和后側墻面設置 8 只補充揚聲器，覆蓋觀眾廳可能出現(xiàn)的聲影區(qū)，同時兼做 電影擴聲的環(huán)繞聲揚聲器。 臺唇補聲揚聲器型號為： TM SYSTEMS PS10 選用高品質揚聲器是實現(xiàn)高標準擴聲效果的基礎，而聲場設計和系統(tǒng)的合理配置卻是實現(xiàn)工程最終目標的保障。 具體聲學指標的實現(xiàn)： 擴聲時最大聲壓級 ≥103dB（額定通帶內） 有一定的功率儲備和較大的動態(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 ≤6dB /4000Hz時 ≤8dB；