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项目介绍 / Project introduction

室外扩声系统设计的要求和注意的问题
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就室内扩声而言,是通过电声设计去控制和改善厅堂音质就室外扩声而言,则是通过电声设计去控制室外声场音质。我认为音响扩声系统设计的最终目的是要保证声源和音响设备未端-音箱同处于一个声场区域内,使观众能感受到声源的真实存在,达到高保真重放的扩声要求。扩声系统设计为了达到良好的音质,必须满足一些必要的......

产品应用场景图 / Application scenarios

就室内扩声而言,是通过电声设计去控制和改善厅堂音质;就室外扩声而言,则是通过电声设计去控制室外声场音质。我认为音响扩声系统设计的最终目的是要保证声源和音响设备未端-音箱同处于一个声场区域内,使观众能感受到声源的真实存在,达到高保真重放的扩声要求。扩声系统设计为了达到良好的音质,必须满足一些必要的条件,这是进行整个音响设备声学指标设计的基本要求。

室外扩声系统设计的要求和注意的问题

1、要求有低的背景噪声

用作扩声的厅堂、房间必须要有低的背景噪声。噪声不仅可能来源于室外,而且也有可能来源于室内,如空调、通风设备、光设备运动时产生的噪声等等。应该采取措施尽可能地降低听音环境的噪声。噪声过高会造成电扩声系统的清晰度、可懂度下降,难以使音响设备达到希望的音质,而提高设备输出功率以提高输出声压级时又可能导致声反馈而使系统无法稳定工作。

室内噪声控制问题,必须在建造和装修时加以充分的考虑,采取必要的隔音措施。一般影剧院的背景噪声为25~30dB,报告厅为30~35 dB,体育馆为47~56dB。

2、应具有均匀合理的声压级

要求室内的声压级按照不同类型的扩声达到一定的值。具体地讲,音乐扩音应达到80~85dB平均声压级,语言扩音为 7O~75dB,背景音乐则为 60~70dB,且不均匀度应控制在±4dB之内。这就要求电扩声系统应具备足够的输出功率和声增益,室内声场应均匀扩散,近次反射声应得到充分、合理的利用,音箱的幅射特性和摆放位置要合理选定。

3、保证清晰度

扩声系统应保证声音的清晰度和语言的可懂度。这一要求对语言扩声的场合尤为重要,一般认为允许的最大辅音清晰度损失率不可超过15%。对于以音乐重放或扩声为主的厅堂,该指标可以适当放宽,但要求有更好的音响效果。

4、保证系统能稳定工作

音响设备在达到规定的平均声压级时,应有足够的声反馈稳定度裕量,以保证不会因为反馈而造成系统自激啸叫。一般要求反馈稳定度裕量6dB。

5、声象与图像的基本一致

成功的扩声音响设备应保证声象与图像的一致,使观众察觉不到扩声设备的存在,好象是直接听到来自舞台上的声音。

6、应有良好传输频率特性和较低的失真度

音响设备应具有宽且平坦的频率响应和较低的失真。

室外扩声系统设计的要求和注意的问题

我们所指的室外概念,既包括了空间完全开放的场所,也包括了空间半开放的场所。室外扩声工作的条件比室内艰苦,室外系统和声场设计的难度也不比室内扩声小,如果遇到一些特别棘手的复杂情况,没有一定的技术和经验是难以很好地解决的。

解决室外扩声的关键是要充分了解室外声场的特点,并根据室外声场的一般规律和现场情况科学、合理地进行扩声系统设计。

声场是有声波存在的区域或空间,有声音的地方就一定会有声场存在,声场随着声音的产生而产生,消失而消失。影响任何一个声场的因素有三个方面,即声源所处的声环境、声源的位置和声源的声学特性等,室外声场与室内声场最大的不同是声源所处的声环境差异很大,故室外声场设计要根据室外声学的特点,合理选用和布置扬声器系统,并充分利用各种声音信号处理设备对音色进行必要的美化和补偿,以确保扩声音质。

声场设计是室外扩声系统设计的一个重要组成部分,在室外扩声中也不例外,它对于声音的良好再现起着十分重要的作用。大家知道,场是一种分布情况,自然界中有各种各样的场,如电场、磁场、重力场等,而声场是声音传播媒质中的一种分布情况。在扩声领域,声场的分类方法有很多,如远场和近场、受声场和扩声场、直达声场和反射声场等,如果根据声学理论将声场加以分类,一般可分为混响声场和自由声场两大类。

混响声场是由闭合空间形成的,电影院、剧场和歌舞厅等就属于混响声场。由于在闭合的空间中存在着大量的地面墙面和顶面对声音的反射,所以我们在室内听到的声音包括了直达声和反射声两部分。

自由声场是由开放空间形成的,从理论上讲,绝对严格的自由声场是存在的,所以我们一般把各种室外声场都归纳入自由声场范围,如开阔空旷场地,野外以及露天体育场等。

在发达国家以及近年来的国内,贴近大自然到户外享受新鲜的空气和明媚的阳光被视为一种健康科学的生活方式,大量的户外娱乐活动使得户外扩声系统得到了广泛的应用,从而使室外扩声声场的声学设计受到了高度重视。

前面已经提到了室外声场是指开放或半开放空间场所所形成的近似自由声场的声场,广场演出、体育场扩声、公共广播、露天舞会和大型户外庆典讲话等属于室外扩声。

室内扩声与室外扩声之间存在着很大的不同,简单地用室内扩声的方法来处理室外扩声必然达不到满意的声音效果。我们在进行室外扩声时常说的一句话就是其周围环境"不拢音",在声音方向的主要表现是,观众听音区域的声压级不足,声音听起来发干,声音覆盖不理想等,而这些问题恰恰又是扩声中最应避免的而又最头痛的问题。

仔细分析室外的声学环境不难看出,由于室外是一个相当无限大容积的空间,声音发出去基本上是没有被反射出来,在一个无穷大的空间,周围的空气介质厚度可以视为无穷大,那么其四周的吸音系数基本上等于1,即声音被周围环境分部吸收掉了,在室外,我们所听到的声音基本是直达声,被反射回来的声音根本没有,即使有反射声也少得可怜。绝对理想的室外声场,除了声音打在地面上会产生少量的一次反射声外,几乎根本就不存在多次反射,所以没有足够的反射补充,我们当然会觉得声音听起来声压级偏小,声音覆盖也显得不够理想了。上面提到了室外的吸音系数等于1,吸音的总表面面积近乎无穷大,这也导致了室外的自然混响时间近乎等于0。我们知道,当声音环境的自然混响时间等于0时,听起来会发干且欠圆润,感觉不太自然。

室外扩声系统设计的要求和注意的问题

室外扩声系统除了受其独特的声学环境影响外,各种外界声音干扰、复杂气象环境以及周围建筑的影响非常大,所以室外声学设计要综合考虑各个方面的因素,否则会导致声音效果不理想。下面谈谈室外扩声应该注意的两个方面的问题:

一、减少地面掠射吸收

所谓声音的掠射吸收是指声波沿某个粗糙平面传播时,声能被粗糙的表面大量吸收的现象。掠射吸收的大量存在会增加声波在传播中的衰减,导致声音不能传得很远,严重影响扩声效果。根据室外声学理论,当声源发出的声音与地面夹角小于30度时,如果地面松软,如草地、土等,声音将大部分被地面吸收,无法将声能送到理想的预期地点,这种吸收实际上就是掠射吸收,所以在室外布置音箱时,要格外注意掠射吸收的影响,最好的方法是将音箱吊挂或支起来,使音箱声线与地面夹角大大超过30度,使音箱发出的声音能够充分送到听众中去。

二、注意周围声环境影响

进行户外扩声时,绝对空旷的场地是多见的,大多数扩声场地都会有这样那样可能对再现声音产生影响的物体,像各种建筑物、广告牌、场地围栏都会影响声音再现,所以音响师在进入现场时要仔细观察周围声学环境,充分考虑各种反射问题,以更好地发挥和利用声反射,减少声反射有可能产生的不良后果。

高大建筑物可视为一个巨大的声音反射界面,在室外条件下,音箱发出的声音打到建筑物后,经建筑物反射一般只会生产一次反射声,二次以上的反射声很少。一次反射声被观众听到后,会给人以类似延时或单回声的感觉。大家知道,声音中的一次反射声成分太多不仅会造成声像混乱,而且由于声音出现了重影,还可能会破坏放送声音的清晰度。

此外,声音经过反射传到正在拾音的话简还会引起声音的回授,导致声反馈啸叫。我们经常发现室外扩声系统最容易发生的是最低频回授,这就是因为低音有良好的绕射特性和较大的指向角度,在空气中衰减少等。