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| 體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) |
更新時(shí)間：2012-6-19 11:04:00
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1、引言
近年來體育場館的建設(shè)較為普遍，設(shè)計(jì)好、安裝好、使用好場館內(nèi)的擴(kuò)聲系統(tǒng)，是電聲工作者應(yīng)該關(guān)心的問題。特別對中小城市來說，技術(shù)力量相對比較弱，如何根據(jù)實(shí)際需要，確定擴(kuò)聲系統(tǒng)的規(guī)模檔次和主要技術(shù)指標(biāo)，做好招標(biāo)工作，是很重要的一個(gè)方面。本文僅就如何把握擴(kuò)聲設(shè)計(jì)的要點(diǎn)提供參考意見。
2、體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)的主要聲學(xué)指標(biāo)
國家建委在2001年發(fā)布了《體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測量規(guī)范》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中包括了建聲設(shè)計(jì)和擴(kuò)聲設(shè)計(jì)。建聲設(shè)計(jì)部分主要提出了不同容積體育館的混響時(shí)間推薦值；擴(kuò)聲設(shè)計(jì)部分提出了三個(gè)等級的關(guān)于最大聲壓級、傳輸頻率特性、傳聲增益、聲場不均勻度和系統(tǒng)噪聲等五個(gè)擴(kuò)聲特性指標(biāo)，見表1。其中一級和二級為語言擴(kuò)聲（體育活動(dòng)、集會）兼用于文藝演出，三級主要用于語言擴(kuò)聲。如果達(dá)到了這五項(xiàng)擴(kuò)聲特性指標(biāo)，加上滿足了建聲設(shè)計(jì)的混響時(shí)間要求，則該體育館用于大型會議或體育活動(dòng)中的語言擴(kuò)聲，都應(yīng)該是沒有問題的。對于一般的文藝演出也是可以的。至于有些劇團(tuán)或演員有自己獨(dú)特的要求，往往使用專用的擴(kuò)聲設(shè)備，那是另一碼事了。關(guān)于不同品牌的揚(yáng)聲器或傳聲器適用于不同門類的音樂或不同音色的歌唱家、演奏家，那是一個(gè)深層次的藝術(shù)問題，不是一般要求的擴(kuò)聲設(shè)計(jì)所能解決的。
表1 擴(kuò)聲特性指標(biāo)
對于體育場，沒有專門的聲學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但上述體育館擴(kuò)聲設(shè)計(jì)的五項(xiàng)特性指標(biāo)在體育場擴(kuò)聲設(shè)計(jì)時(shí)是可以參考的。
在五項(xiàng)擴(kuò)聲特性指標(biāo)中，傳輸頻率特性和聲場不均勻度從字面上就可以理解其物理意義。最大聲壓級的意義，是在擴(kuò)聲系統(tǒng)正常使用中，當(dāng)音樂高潮到來時(shí)，瞬間的峰值不會使揚(yáng)聲器產(chǎn)生可明顯察覺的失真。傳聲增益指標(biāo)基本上能保證擴(kuò)聲系統(tǒng)在正常使用時(shí)不會產(chǎn)生反饋嘯叫。系統(tǒng)噪聲是當(dāng)系統(tǒng)在最高可用增益狀態(tài)下，無有用信號輸入時(shí)，系統(tǒng)在大廳內(nèi)產(chǎn)生的噪聲限值。（除擴(kuò)聲系統(tǒng)噪聲外，另外還有建聲方面的噪聲，包括環(huán)境噪聲和振動(dòng)對室內(nèi)的影響，其他設(shè)備如通風(fēng)系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、舞臺機(jī)械系統(tǒng)等產(chǎn)生的噪聲。）
達(dá)到了上述擴(kuò)聲特性指標(biāo)，在體育場館內(nèi)舉辦體育活動(dòng)、集會以及一般的演藝活動(dòng)，擴(kuò)聲系統(tǒng)就能基本滿足使用要求。
3、擴(kuò)聲設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在
先說一個(gè)實(shí)例：某體育場有東西兩面看臺，主席臺設(shè)在西看臺，有頂棚；東看臺露天無遮蓋。各組揚(yáng)聲器都安裝在西看臺頂棚的前端頂上。在測試各項(xiàng)擴(kuò)聲特性指標(biāo)時(shí)，傳聲增益和聲場不均勻度任憑怎樣進(jìn)行各種調(diào)試，都與指標(biāo)相去甚遠(yuǎn)。當(dāng)逐步分解測試，尋找不能達(dá)標(biāo)的原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)即使切斷了投向西看臺和賽場的揚(yáng)聲器信號，只留投向東看臺的揚(yáng)聲器發(fā)聲時(shí)，東看臺的聲級卻比西看臺前排的聲級要低6 dB上下。這就很清楚地說明沒有選用好合適的揚(yáng)聲器的指向性，讓本來作用于東看臺的揚(yáng)聲器，在西看臺方向（大約90°左右）的指向性衰減，遠(yuǎn)遠(yuǎn)抵消不了距離的優(yōu)勢（傳播到東看臺大約120 m，到主席臺只有20多米）。另一方面所用傳聲器的指向性也接近于全向型。這樣情況下，傳聲增益和聲場不均勻度當(dāng)然就不可能達(dá)標(biāo)了。
擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是從傳聲器到電子設(shè)備到揚(yáng)聲器系統(tǒng)以及系統(tǒng)的布置和聲功率的分配。這是一項(xiàng)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先從體育場館的場地和座位分布的整體考慮，揚(yáng)聲器系統(tǒng)的分布采用集中式、分散式還是半集中式。在分布方式確定之后，再從達(dá)到擴(kuò)聲特性指標(biāo)考慮，關(guān)鍵之點(diǎn)是在各種規(guī)格指標(biāo)的揚(yáng)聲器（系統(tǒng)）型號中，先從它們的“最大聲壓級”和“指向特性”來挑選用于不同安裝位置的合適的型號。
一般揚(yáng)聲器的說明書都給出必要的技術(shù)參數(shù)，主要有頻率響應(yīng)、靈敏度、最大聲壓級、長期負(fù)載功率、短期負(fù)載功率（有的標(biāo)出額定功率、最大不失真功率）、指向性（或覆蓋范圍）等。其中最大聲壓級和指向性是要重點(diǎn)關(guān)心的。設(shè)計(jì)時(shí)對這些參數(shù)的應(yīng)用要注意下列4點(diǎn)：
(1) 頻率響應(yīng)是指軸向即揚(yáng)聲器系統(tǒng)正前方1m遠(yuǎn)（根據(jù)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的大小，測試距離可以增減）處的測量結(jié)果。考慮到揚(yáng)聲器的指向性，不同頻率段的輻射聲功率也可能不同。在體育館的封閉空間內(nèi)，頻率響應(yīng)要注意到輸出聲功率的平衡。
(2) 根據(jù)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的指向性來布置時(shí)，一般使在它的覆蓋范圍內(nèi)的直達(dá)聲比較均勻。考慮到不同頻段指向性的不同，相鄰揚(yáng)聲器在有些頻段的覆蓋范圍會重疊。
(3) 根據(jù)揚(yáng)聲器的靈敏度(1 W·1m的聲壓級)或最大聲壓級（1m處最大不失真功率或短期負(fù)載功率時(shí)的聲壓級），估算各組揚(yáng)聲器系統(tǒng)對各自覆蓋范圍內(nèi)達(dá)到的最大聲壓級及其均勻性（考慮指向性）。
(4) 為了保證傳聲增益的指標(biāo)達(dá)到要求，就要考慮揚(yáng)聲器系統(tǒng)的指向性是否使主席臺上的傳聲器位置處于它的“臨界距離”之外；同時(shí)考慮所使用的傳聲器宜為心形指向性，甚至是超心形指向性。
4、擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)模擬及竣工后的現(xiàn)場測試
在初步設(shè)計(jì)了所用各類揚(yáng)聲器系統(tǒng)和在場館的布置后，宜采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，對各項(xiàng)特性指標(biāo)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，是否需要做適當(dāng)調(diào)整。對于最大聲壓級和聲場不均勻度兩個(gè)指標(biāo)，計(jì)算機(jī)模擬是比較有效的。
必須指出，要做好擴(kuò)聲設(shè)計(jì)，建聲設(shè)計(jì)好是前提。除了混響時(shí)間有定量指標(biāo)外，由于體育場館的跨度大，因此要非常重視消除可能有的回聲的出現(xiàn)。還要考慮到觀眾不滿座時(shí)，不僅對混響時(shí)間有影響，也更有產(chǎn)生回聲的可能。對體育場來說，建筑本身以及周圍的建筑也可能產(chǎn)生回聲，有時(shí)可以調(diào)整揚(yáng)聲器布置或指向性可以解決。
經(jīng)過計(jì)算機(jī)模擬，對設(shè)計(jì)有把握后可以施工�？⒐ず髴�(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的方法進(jìn)行現(xiàn)場測試。有時(shí)在
測試中發(fā)現(xiàn)某些指標(biāo)不夠滿意，還需做一點(diǎn)調(diào)整。例如有可能傳聲增益指標(biāo)差一點(diǎn)，則分析產(chǎn)生反饋嘯叫的情況，進(jìn)行一定的電的或聲的處理，保證各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
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文章來源：中國投影網(wǎng)
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