PUSE普声数控广播系统方案Word格式.docx

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2）科学性和规范性：

公共广播系统与一般音响系统不同，是一个先进复杂的综合性系统工程，必需从系统设计开始,包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程,都严格按照国家有关的标准和规范,做好系统的标准化设计和科学的管理工作。

最后提交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供甲方存档。

执行的主要规范内容包括:

●GB50１16-９8《火灾自动报警系统设计规范（摘录）》

●GＪG／Ｔ16-92《民用建筑电气设计规范》

●ＧB/T50314－200０《智能建筑设计标准》　

3）安全性和可靠性：

公共广播系统的建设，直接影响着用户的使用效果、外部形象及投资回报,因此系统设计必须安全、可靠,本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中尽量减少故障的发生。

并从线路敷设、设备安装、系统调试以及对甲方人员的技术培训等方面，都必满足可靠性的要求。

特别重要的一点是本方案选用的所有主要关键设备,均由我司吸取当前国内公共/消防广播系统的先进技术，自主开发生产出来的专业公共／消防广播系统,这一点是国际国内工程招标项目重点考核的关键条件之一。

本设计是根据甲方的要求，综合吸取当前国内公共/消防广播系统的先进技术,设计成的设备先进、格调高雅、音质优美、功能齐全的现代化公共/消防广播系统。

所配置的设备均选用PUSE（普声）牌产品以确保高超的性能指标。

运用我们从事系统工程设计和施工多年的理论和实践经验，精心搭配组合，确保性能优异,质量可靠。

下面分别对公共／消防广播系统的设计方案分别作一简要说明。

公共／消防广播设计指标：

中华人民共和国公安部火灾自动报警系统设计规范（摘录）（GB５011６-98）１9９9年６月1日实施）

Ø

控制中心报警系统应设火灾应急广播,集中报警系统宜设置火灾应急广播。

火灾应急广播扬声器的设置，应符合下列要求:

●民用建筑内扬声器应设置在走道和大厅等公共场。

每个扬声器的额定功率不应小于3W,其数量应能保证从一个防火区内的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。

走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。

●在环境噪声大于6０的场所设置的扬声器,在其播放范围内最远点播放声压级应高于背景噪声的１5。

●客房设置声用于扬声器时，其功率不宜小于１．0W。

火灾应急广播与公共广播合用时,应符合下列要求：

●火灾时应能在消防控制室将火灾疏散层的扬声器和公共广播扩音机强制转入火灾应急广播状态。

●消防控制室应能监控用于火灾应急广播时的扩音机的工作状态，并应具有遥控开启扩音机和采用传声器播音的功能。

●床头控制柜内设有服务性音乐广播扬声器,应有火灾应急广播功能。

●应设置火灾应急广播备用扩音机，其容量不应小于火灾时需同时广播的范围内火灾应急广播扬声器最大容量总和的１．5倍。

我们在设计贵院公共／消防广播工程项目的时候，严格遵循贵院对于该工程项目各个场地的具体要求，同时参照国家有关声学标准,按照场地的实际情况和使用功能要求，进行公共／消防广播系统的设计和设备配置，使系统的设计技术标准规范、设备标准规范、工程标准规范完全符合国家有关条例及规范。

2.选型原则

１）系统设计的科学性、准确性和先进性:

对公共广播系统设计时,保证这些场地的声学技术指标达到招标文件中规定的要求,使各个场地的音响系统设计具有科学性、准确性和先进性。

２）满足功能要求的系统性和实用性：

在公共广播系统设备配置中,我们保证系统应具备完成工程所要求功能的能力和水准，符合工程实际需要和国内有关规范的要求,实现容易,操作方便。

公共广播系统选用的设备均为ＰUＳＥ（普声）产品,设备的指标满足要求，并且具有一致性和互换性,使系统具有良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。

3）设备的可靠性和服务保障：

我们设计公共广播系统中主要设备均为PUSE（普声）的产品，PUSE　（普声）专业产品具有极高的可靠性和出色的性能表现已在国内各地成功应用并获很高的赞誉；

同时PUSE（普声）专业产品在全国承诺所有用户享有1年的免费保用,并在国内各地建立有完善的技术服务网络,为客户提供及时有效的服务。

4）系统配置的经济性:

我们始终遵循公共广播系统选用设备的性能和价格之比达到最佳的原则，保证公共广播系统配置具有很高的经济性和实用性。

3.公共广播系统说明

３.１公共广播系统概述：

由于自然声源（如演讲、演唱、乐器演奏、声音重放等等）发出的声音能量十分有限，其声压级随传播距离的增大而衰减，加上环境噪声的影响，使声源的传播距离受到限制,因此在公众活动场所必须用电子技术——扩声音响系统进行扩声，将声源信号放大，提高听众区的声压级,保证每位听众能获得适当的声压级。

公共广播系统（ＰuｂlicAｄdｒessＳysteｍ简称ＰA）属于扩声音响系统中的一个分支,从工厂、学校、宾馆、车站、码头、广场到会场、影剧院、体育馆、住宅小区等无不与之有密切关系。

公共广播系统系统是一项系统工程，它需要电子技术、电声技术、建声技术和声学艺术等多种学科的密切配合，公共广播系统的音响效果不仅与电声系统的综合性能有关,还与声音的传播环境建筑声学和现场调音使用密切相关，所以公共广播系统最终效果需要正确合理的电声系统设计和调试、良好的声音传播条件和正确的现场调音技术三者最佳的配合,三者相辅相成缺一不可。

在系统设计中必须综合考虑上述问题,在选择性能良好的电声设备基础上，通过周密的系统设计，仔细的系统调试和良好的建声条件，达到电声悦耳、自然的音响效果。

3.2公共广播系统的特点:

背景音乐（Ｂackｇrｏuｎｄmｕｓiｃ简称BGＭ）,它的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的气氛，听的人若不专心听，就不能辨别其声源位置,音量较小，是一种创造轻松愉快环境气氛的音乐。

因此，背景音乐的效果有两个，一是心理上掩盖环境噪声,二是创造与室内环境相适应的气氛。

公共广播系统包括背景音乐和紧急广播功能,通常结合在一起,它的对象为公共场所，在走廊、电梯门口、电梯轿厢、大厅、商场、餐厅、酒吧、宴会厅、小区花园等处装设组合式声柱或分散式扬声器箱，平时播放背景音乐，当发生紧急事件时,强切为紧急广播,用它来指挥疏散人群。

公共广播系统的控制功能较多，如选区广播与全呼广播功能、强制切换功能和优先广播功能等。

公共广播系统扬声器负载多而分散、传输线路长。

为减少传输线路损耗,一般都采用70V或100V定电压高阻抗输送。

声压要求不高，音质以中音和中高音为主。

这种系统中广播用的话筒与向公众广播的扬声器一般不处同一房间内，故无声反馈的问题。

3．３公共广播系统的分类：

1）公共广播系统按照传输、信号处理方式可分为以下几类：

（1）传统公共广播系统:

传统公共广播系统是通过音频线把模拟功率信号传输到终端扬声器上，以机房的功率放大器到扬声器是采用高电平传输的，一般为1００V或７０V,其优点是线路损耗少、负载联接方便,只是把带降压变压器的扬声器并接在线路上即可。

（2）数字可寻址公共广播系统：

真正意义的数字可寻址公共广播系统它的音频信号、控制信号和通讯全在数位域进行，具有更远的传输距离和更好的传输效果,尤其是将音频信号和控制信号集中在一条两芯的双绞线上传输,不仅大大地节省了安装和布线成本，而且为将来的系统维护及系统工作的高可靠性提供了先决的优越条件。

2）公共广播系统按照使用功能和性质可分为以下几类：

（１）业务性广播系统:

这是以业务及行政管理为主的语言广播，用于办公楼、商业楼、机关、院校、车站、码头、机场等场所,业务性广播通常都由主管部门管理;

（2）服务性广播系统:

这是以欣赏背景音乐为主的带有服务性质的广播系统，常用于宾馆、酒店、银行、证券、公园、广场及大型公共活动等场所;

（３）紧急广播系统:

这是用来满足在火灾等紧急事件时引导人员疏散的要求等目的而设计的广播系统,通常这种广播系统都与上两种系统合并使用，合并设计时,首先应按紧急广播系统的要求来确定系统;

（4）会议系统:

随着国内、国际交流的增多，近年来电话会议，电视会议和数字化会议系统（DCN）发展很快,会议系统广泛用于会议中心、宾馆、集团和政府机关。

会议系统包括会议讨论系统、表决系统、同声传译系统和电视会议系统,要求音、视频（图像）系统同步，全部采用电脑控制和储存会议资料。

4.公共广播系统按照使用场所可分为以下几类：

１）室外广播系统：

室外广播系统主要用于体育场、车站、公园、艺术广场、音乐喷泉等。

它的特点是服务区域面积大,空间宽广。

背景噪声大；

声音传播以直达声为主;

要求的声压级高,如果周围有高楼大厦等反射物体，扬声器布局又不尽合理，声波经多次反射而形成超过５0ｍｓ以上的延迟，会引起双重声或多重声,严重时会出现回声等问题，影响声音的清晰度和声像定位。

室外系统的音响效果还受气候条件、风向和环境干扰等影响。

2）室内广播系统：

室内广播系统是应用最广泛的系统，包括各类影剧院、体育场、歌舞厅等。

它的专业性很强,既能非语言扩声、又能供各类文艺演出使用，对音质的要求很高,系统设计不仅要考虑电声技术问题,还要涉及建筑声学问题。

房间的体形等因素对音质有较大影响。

5.公共广播系统的组成

不管哪一种广播音响系统,基本可如下图所示分四个部分：

节目源设备、信号放大处理设备、传输线路和扬声器系统。

１）节目源设备：

节目源通常为无线电广播，激光唱机和录音卡座等设备提供，此外还有传声器、电子乐器等;

2）信号放大器和处理设备:

包括均衡器、前置放大器、功率放大器和各种控制器材及音响加工设备等。

这部分设备的首要任务是信号放大，其次是信号的选择。

调音台和前置放大器作用和地位相似（当然调音台的功能和性能指标更高），它们的基本功能都是完成信号的选择和前置放大，此外还对音量和音响效果进行各种调整和控制。

有时为了更好地进行频率均衡和音色美化，还另外单独投入图示均衡器。

这部分是整个广播音响系统的“控制中心”。

功率放大器则将前置放大器或调音台送来的信号进行功率放大，再通过传输线去推动扬声器放声；

3）传输线路：

传输线路虽然简单,但随着系统和传输方式的不同而有不同的要求，对礼堂、剧场等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，一般采用低阻大电流的直接馈送方式,传输线要求用专用喇叭线,而对公共广播系统，由于服务区域广，距离长，为了减少传输线路引起的损耗，往往采用高压传输方式，由于传输电流小,故对传输线要求不高；

4）扬声器系统：

扬声器系统要求整个系统的匹配，同时其位置的选择也要切合实际。

礼堂、剧场、歌舞厅音色,而扬声器一般用大功率音箱。

而公共广播系统，由于它对音色要不高，室内一般用3Ｗ－６W的天花喇叭即可。

6.公共广播工程系统设计

6.１设计步骤：

１）明确系统要求：

根据用户对公共广播系统的基本功能、规模布局的要求和有关标准，规范的规定以及用户初步预算等方面的考虑明确下列要求:

●确定广播服务区，哪些场所需要广播；

●确定广播节目源的种类,需要哪些节目源信号；

●紧急广播的要求与分区；

●广播机房（控制中心）的位置和布局。

2）现场了解与测量:

●对所要设计的广播音响系统进行现场了解和测量是非常必要的,并对有关建筑物的建筑声学参数提出设计要求,最基本的是房间容积、混响时间、噪声声压级，对大型建筑来说这些指标在建筑设计和装修设计时都应考虑到,都应达到广播音响系统要求;

●要求用户（建设方）提供广播音响系统范围内的建筑平面图、立面图（注明层数、层高）等，了解建筑物的特点以便于设计,系统的布局及布线图通常都在对方提供的平面图上添加。

3）进行系统设计：

●根据系统的要求进行声场设计，广播区域分区，确定扬声器的数量、型号、所需功率，进而确定功率放大器的型号和数量;

●根据系统功能的要求，选定节目源设备及相关的前级放大器或信号切换放大装置;

●画出系统方框图,要考虑信号流的安排，作好信号流的切换、优先权安排。

并根据用户需求配齐有关设备,如分区器、监听器、节目控制器、电源控制器、报警器、散热器等等；

●根据设备的组成情况,选择安装各种设备的机架及控制台（也可根据实际情况自行设计定做），设计或选择有关的安装附件;

●确定控制中心室（广播音响机房）的位置,估筧各种设备所需电源的容量，对机房的电源容量要求、设备的位置、信号接地等作出设计建议，经用户同意生作出控制室的设备、机架、控制台的布局平面图；

●根据各个分区的实际情况，确定管线的走向,型号以及有关的接线箱和接线盒。

注要考虑民用照明、空调、动力和其它他管线及土建的结构等有无矛盾，最后在建筑平面图上绘制管线图;

●根据整个系统所选定的设备以及工程实施中所需要的线材、桥架等材料列出设备、材料清单和工程预算表。

６.2声场设计:

公共广播系统设计通常都从声场开始（即扬声器的放置位置），然后再向后推进到功率放大器、声处理系统、控制设备、直至话筒和其他音源。

这种逐步向后推进的设计步骤是十分必然的。

因为声场设计是满足系统功能和音响效果的基础,它涉及扬声器系统的选型，供声方案和信号途径等。

只有确定扬声器系统才能进行功率放大器驱动功率的计算和驱动信号途径的确定,然后再根据驱动功率的分配方案进一步确定信号处理方案和调音台的选型等。

声场设计是公共广播系统的基础,涉及系统最终的音响效果,但也是非常复杂繁琐的工作。

由于计算机技术的飞跃发展，现在可采用EASE3.0以上的版本的声学软件工具进行计算，最终可获得满足预期要求的声场设计报告。

声场设计过程可能需要反复多次才能达到要求。

图1是声场设计的流程图。

图1

1）广播系统供声方案

根椐建筑物的功能、体型、空间高度及布局等因素，可分为集中供声、分散供声和分区供声三种供声方案。

良好的公共广播工程应能有效地控制扬声器的声场分布和满足投射距离的声压级要求。

（１）集中供声：

顾名思义是把一组扬声器集中安装在一个固定位置上的供声系统。

对于舞台的剧场或多功能厅来说，扬声器组通常安装在靠近自然声源的舞台台口上方左右两侧（三路扬声器系统可分为左中右三组安装）如图2和图3所示。

由于声音来自舞台方向,与观众的视听方向一致，听感自然。

为使全部观众区声场均匀,扬声器应置于较高的信置。

为克服前几排观众区“头顶感”声像，可在台口两侧或台唇部位设置若干小功率辅助扬声器,利用哈斯效应解决前区观众声像一致的问题

图２大型厅堂的集中供声系统

a）体育馆的集中供声系统

b）厅堂的集中供声系统

图3剧场的集中供声系统

对四面均有观众区的大型体育馆或大型厅堂,扬声器系统通常以一种“声塔”形式的阵列组合吊挂在大厅中央。

利用扬声器指向特性即偏轴方向的声压随偏角增大而逐渐减少的特性和声压级随投射距离的增加按距离的平方减少的特性可声场达到互补的结果。

如果扬声器位置得当,可使声场更为均匀。

扬声器的偏轴衰减和距离衰减特性的互补作用如图4所示

图4　

集中供声的优点是声像一致，听感自然:

扬声器之间的声波干扰小；

声音清晰度高。

缺点是对于形状复杂，又有多层楼厅和眺台的厅堂,声场不易做得均匀;

狭长的厅堂,由于投身距离远,后座观众区的声压级可能会偏低。

为此,可利用强指向性的远投射扬声器增强后部观众区的声压级以及在眺台下面的声影区适当增设几个补声扬声器，增加这部分区域的直达声和声压级,抑制混响声的影响，提高声音的清晰度。

2）分散式供声:

对于无法采用集中供声的大型或狭长高度又不高（低于6米）或空间结构可分为几部分的大厅，以及对于难以获得好的语言清晰度的混响时间较长的大型礼堂,可采用分散式的供声。

分散式供声有两种形式:

一种是以天花安装扬声器为供声单元的分散式供声，另一种是以小功率声柱或音箱（功率为25W～６0W）为供声单元的分散式供声系统，如图５所示。

图5大礼堂中的分散式系统

图五

分散式供声系统能获得均匀的声场；

并由于扬声器与听众之间的距离很近,可保持较高的直达声与混响声的声能比。

所以在混响时间较长的条件下也能获得较高的清晰度，并且不容易发生回声问题。

吊顶天花板扬声器大都是口径为1３0mm~1６0mｍ（5寸～6．5寸）的３Ｗ～6W中频纸盆扬声器，最大声压级为90~93ｄb,1m,适合播放语言节目,高音与低音性能较差。

天花板扬声器的布局设计应根据服务区域的体形，空间设计,环境噪声和扬声器的最大声压级等参数综合考虑。

图6是扬声器的指向角α=9０　圆锥形方向图的服务区计算图。

单元个天花板扬声器的声所覆盖S１为：

S1=0.785[２（H-1.5）tgα]2　　　（m2）

当α＝90时，

（1）式可简化为：

S1=0.785［α（H-1．5）]２　　（ｍ2）

如果需要覆盖的面积为S,按80%的覆盖分布，需要的扬声器总数量N为:

N=S/Ｓ１

上式中：

Ｓ为声场覆盖的总面积。

单位为m

S1为单个扬声器的声场覆盖面积,单位为m

H为天花离地面的高度,单位为m

小功率天花板扬声器常用于空间高度H不大于5~６m的会场或公共场所，例如在一个高度　H＝４m　环境噪声为45ｄB（A）的会场采用天花板扬声器供分散式供声时,可选用灵敏度为8６dB，1W，1ｍ左右的,额定功率为3Ｗ的天花板扬声器。

为使听众能获得良好的清晰度，要求听众处的直达声声压级高于环境噪声声压级2５ｄＢ，即45dＢ　+２５ｄＢ=7０dB。

3Ｗ扬声器在离扬声器口１m处的最大声压级为　86+４.8dB（3W　功率分为4.8dＢ）=９0.８dＢ,1m。

２.５m高度（Ｈ－１．５）的距离衰减为－8ｄB因此到达听众耳朵高度的最高声压级为90.８-8　=　８2.2dB，可满足良好清晰度的要求。

根据图6（a）还可算出天花扬声器之间的间隔距离为：

2（H-1.5）＝5m。

图６天花板扬声器的分散式供声系统

（a）天花板扬声器声场覆盖立面图

（b）8０%的水平覆盖图（c）１00%的水平覆盖图

使用小型声柱的分散式系统也可按上例类似的方法计算其间隔的距离和声压级等级参数。

图７是声压级距离衰减的计算曲线。

图中横坐标为离声源端口的距离，纵坐标为声压级的相对衰减速dB．

图7声音传播的距离衰减计算图

为改善视听感觉,在礼堂舞台上可设置一个目标扬声器,因为该扬声器没有经过延时,所以容量使听众认定为声源。

为补偿前后各扬声器发出的声音能够同时到达各听众位置，系统中还应设不如图8所示的延时单元。

延迟时间T的计算如下:

式中:

Ｄ为观众离舞台声源的距离与最近扬声器声源的距离差,单位为m。

分散式供声的最大优点是声场均匀,直达声与混响声的声能比高,它的最大缺点是视听感觉不一致和多声源之间的声音干扰较大,影响声音清晰度。

采用小功率高密度低声压的分散式供声可在混响时间较长的特大型会场中获得较好的语言可信度。

图8礼堂中分散式系统方框图

３）分区式供声:

对于狭长型的礼堂,集中供声扬声器投射到后面观众区的声压级会偏低,具有较深楼台和眺台的大型剧场，由于楼台和眺台的遮挡，使主场扬声器的直达声无法抵达,造成楼台和眺台下面的“声影”区。

为此必须在礼堂的中、后部及楼台下面的“声影”区内布设若干个补声扬声器来提高这些观众区的声压级和直达声,如图9所示。

这种扬声器的布局称为分区式供声。

在分区式供声系统中，由于主扬声器与补声扬声器之间的距离较大,两个声源到达听众位置的相对延时较大，如不经延时处理，到达中、后部观众区的声音会产生两重声效果,影响这部分观众区的声音清晰度,为防止这种观象发生，可在补声扬声器的信号通道中插入一个延时单元使两组扬声器的声音能够同时到达听众区。

为保证声像定位效果，要求补声扬声器的声压级低于主扬声器的声压级。

分区式供声的扬声器系统如果设计和调试不当,很容易产生声波干扰,影响系统的清晰度。

图９室内分区式扬声器系统

上述三种供声方案各有优缺点,必须因地制宜使用。

为保证系统声像感觉一致，音质清晰自然,应首选先考虑集中供声方案。

7.系统设计的技术参数

包括:

传声增益、语言清晰度、最大升压级。

７.1传声增益:

工程业主也许首先会问扩声系统能开到多响？

用什么技术参数来衡量呢?

这个问题在欧美各国用声音增益来表达（EASE或其他声学设计软件都采用此参数）。

在我国和原苏联采用传声增益来表达。

扩声系统的传声增益（　或声音增益　）受声反馈因素限制,不能开到扬声器能够达到的最大声压级。

图10是一个简单的室外扩声系统产生声反馈的原理图。

扩声系统的接通时，逐渐增大系统放大器的增益，当增益递增大到某一位置时,扬声器放出的部分声音通过空间传播回收到话筒输入端,此时话筒输出端产生一个信号,其振幅大小等于或大于原输入信号的一个周期或是它的整数倍时,这个过程可以自己维持下去，即不需要外面的输入信号也会产生输出，系统进入反馈状态（产生系统啸叫）。

扩声系统进入啸叫的临界状态时,虽然还示听到刺耳的啸叫声，但系统的频率特性出现极不规则的变化,声音发生很大畸变。

要使系统正常运行,系统的增益应留有６dB的余量,使它远离系统啸叫（系统自激）的临界状态。

于是我们可得到传声增益的定义为：

传声增益。

扩声系统的传声增益（或声音增益）受声反馈因素限制，使它不能开到扬声器能够达到的最大声压级,扩声系统达到最高可用增益时（临界增益减去６dB增益余量），在指定的各听众位置上测得的平均声压级与话筒处声压级的dB数差值。

图1０　扩声系统的声反馈

7.2声音增益：

系统打开并增大到最高可用增益时，在指定的各听众位置上测得的平均声压级（ｄB）减去系统关闭时在相同听众位置上测得的平均声压级ｄB的差值。

上述两种定义表达同一个声反馈物理现象,它们的区别仅在于测量方法的不同和表达方法不同而已。

声音增益的概念明确，容量理解,说明观众区使用扩声系统和不使用扩声系统可获得提高的声压级数值。

但在实际测量中，如果测量点离原始声源较远,环境噪声又较大时,很难正确测出系统关闭时声源到达测点的声压级。

传声增益表示观众区的平均的平均声压级与话筒处声声压级的差值（dB）,如果我们知道了话筒处的声压,那么马上就可算出观众区的平均声压级了，例如;

通常演讲人的嘴巴离话筒0.５m时，话筒处的声压级约为７０ｄＢ，如果系统的传声增益为-6dB，那么可求得观众区的平均声压级为７0dB-６dB=64dB，如果还要提高观众区的声压级,则可把话筒靠近讲话人的嘴巴,例如把这个距离从0.５ｍ减小到0.125ｍ（12５ｍm）那么话筒处的声压级可提高到８２ｄB（距离缩短4倍声压级可提高12ｄB）此时观众区的平均声压级也可提高到76dB,注意：

声音增益是+dB数值;

传声增益则是-dB的数值，实际能做到最高的传声增益为-6Ｄb。

系统最大可用的声音增益Gmax可用