音响系统设计说明.docx
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音响系统设计说明
音响系统设计报告书
本公司很荣幸与贵司携手合作，参与贵司大型宴会厅项目之音响系统的设计工作。
根据多年的专业设计经验，并针对目前的消费者对音响设施，节目制作、音响效果的品味、高素质的选择和需求，特别以该音响系统作了精心研究，把世界优秀的设备介绍给贵司，务求将其以高档次设备作出最专业及合理的设计，全新创意领导娱乐市场，为消费者提供最佳现场视听效果，以下为设计之详细说明，以供权商。
1、设计依据：
中华人民共和国文化行业标准
《WH0301–2000》
2、设计指导思想：
系统具备科学合理、性能先进、安全可靠、灵活扩展的原则，其配置的主要设备均为高质量、高性能、高可靠性、经久耐用且效果好的器材，确保系统的安全运行，并达到设计要求。
3、设计要求：
1宴会厅内的观众席处要有适合的响度、均匀度、清晰度和丰满度，不得出现回声、颤动回声和声聚焦等影响音质的缺陷。
2宴会厅内的混响时间与宴会厅的容积的关系必须符合行业标准的允许范围。
3测量方法应符合行业标准所规定的测量条件，测量仪器和测量项目。
4.文艺演出音响系统性能要求
宴会厅内的声场覆盖必须具有完好的一致性，声场分布均匀，系统失真度低，以满足文艺演出对音质高品味的要求；同时音响系统语音清晰并音色透亮，还要能提供足够的功率输出峰值和连续声压级，以满足会议演讲、大型演出的需要。
5.与基建、装修工程的配合及对建声设计的建议
目前，在国内很多宴会厅场所，一般的施工程序都由建筑公司承担土建项目，土建完工后由装饰工程公司进行装修施工。
这就要求音响工程的设计师应尽早地参与介入该项目，在装修完成之前与装饰工程师在有关方面取得一致意见，如待内部装修的所有功能项目、营业设施都定型后，再由音响设计师开始进行设计工作，将会给音响公司的设计师和施工带来诸多不便、不利因素，甚至隐患，直接或间接的给投资者、将来的管理经营者带来诸多不可估量的损失。
能够做好而又未曾做到，这都是我们不愿看到的。
具体有以下几个实施方面：
1）对厅堂内现场环境的认识
音响设计师首先要了解厅堂内的装饰设计风格、布局、舞台和观众席的位置、形状、数量及厅堂内的面积、容积等。
设计师据此确定音响系统的扩声形式、电声功率容量、音响的安装位置、吊装方式等。
2）音响控制室的安排
音响控制室是厅堂内的音响效果控制中心，也是一个容易被投资者和装饰设计、施工人员忽略的问题。
很多场所的设计都将音响控制室安排在厅堂内的角落（死角）内，面积小、视觉听觉方向不好。
一个设计合现的控制室，音响师要能够听到扩声系统的直达声，方能更好地把握现场的效果及气氛。
从贵司的装修设计样图可看出在这方面有着很好的设计，将控制室设计在了正对活动舞台的对面，符合控制音响的要求。
3）宴会厅布局设计的声学原则
宴会厅的声学系统是由传声器（自然声源）所在的受声场的扬声器所在扩声场以及扩声设备所组成。
扬声场的好坏，声场分布的均匀性以及产生声干涉等各项声学特性指标的好坏；受声场的最后影响会引起声反馈（产生啸声），严重降低传声增益，而这两个声场是由建筑声学和装饰工程形成的，也就是由室内设计决定的，因此厅堂的室内设计要充分表现其特征和功能。
良好合理的建筑声学设计是基本内涵，也是做好宴会厅扩声系统的其本保证。
4）宴会厅厅堂声场缺陷的改进和消除
宴会厅厅堂内的声场缺陷主要是指声聚焦、声影和长延时回声三个方面，通常可用以下方式加以改进：
A、声聚焦——是由厅堂内部的大型凹形墙面反射引起的，对于建好的厅堂，可通过凹形面敷设足够的吸音材料来改善。
B、声影——一般是由厅堂内部的立柱或档板造成的，可通过调整音箱的安装方式或在声影区增加辅助音箱来解决。
C、长时间回声———一般是由厅堂内部的声波扩散不良引起的，且声波扩散不良的厅堂，其内部各处的混响时间也不一样，可通过有针对性的在墙上加置凸形声波扩散板来处理。
总之，贵司音响工程与基建、装修工程必须互相沟通，协调和积极配合，才能保证厅堂完工后达到一流的效果。
6.音响系统设计方案
1）厅堂建声条件的设定
厅堂扩声系统效果的优劣，是建筑声学和电声的综合效果，只有在建声满足的条件下，电声才能起到“画龙点晴”的效果。
2）厅堂扩声系统的基本要求
扩声系统的性能指标取决于声场的用途和电声设备的质量，厅堂扩声系统的技术要求如下：
（1）室内空场稳态最大声压级：
对语言扩声系统约在85~95DB；对音乐扩声系统约在90~103DB；
（2）信噪比：
在室内最小声压的位置上，信噪比应≤30DB；
（3）最大供声距离：
一般为临界距离位置上rc的3倍；
（4）传声增益：
一般要求-8~-12DB；
（5）传声频率响应：
125~4000HZ，允差6~8DB；100~8000HZ，允差为10~12DB。
厅堂扩声系统的特点是传声器和扬声器处在同一厅内，因此为了保证稳定性，防止产生啸叫或嗡嗡声（声染色），就必须在保证所需响度的条件下抑制声反馈。
抑馈的方法有：
1、建声没有明显的缺陷；2、合理布置扬声器和传声器；3、使用指向性传声器；4、使用频率均衡器；5、增加声反馈抑制器。
3）厅堂扩声系统的特性要求
对于室内扩声而言，人们通过建声、电声设计来控制和发音及其音质。
但是，不少人往往把传声器——调音台——功率放大器——扬声器系统这样一套扩声设备混同于扩声系统，这是很不全面。
扩声系统的声源和最后扩声用的扬声器处于同一声场之内，经过放大了的信号由扬声器辐射的声音会反馈到传声器，存在声反馈问题。
因而，严格的说扩声系统包括：
声源至传声器所处的声学环境；传声器至扬声器这套扩声设备，扬声器和听众区的声学环境（即声场）三个部份。
作为厅堂扩声系统的基本要求，无论是用于语言扩声还是用于文艺演出扩声，观众席处应有合适的响度（主要指直达声）。
观众厅内合理的声压级：
对于语言，基本平均值为80~95DB左右；对于音乐为85~103DB左右。
当然还要考虑到它们的动态上限和有观众时的背景噪声级。
对于厅堂扩声系统的技术指标规范，目前我国建设部颁发了“民用建筑电气设计规范”（JGJ/T16-2000）的技术标准。
该标准给出了音乐扩声系统，语言和音乐兼用的扩声系统以及语言扩声系统的声学特性分类等级指标，一共分为四级：
音乐扩声一级，音乐扩声二级（相当于语言和音乐兼用扩声一级），语言扩声一级（相当于语言和音乐兼用扩声二级），语言和扩声二级。
对于会议厅、报告厅等专用会议场所，应按语言扩声一级标准设计。
最后的语言扩声二级，相当于语言和音乐兼用扩声三级，可适用于量大面广的基层单位的扩声场所的设计标准。
根据贵司的特性，应以音乐扩声一级作为扩声系统设计标准。
4）混响时间设定
混响是对演唱者歌声的美化修饰或音色加工。
普通演唱者的音色欠佳，往往呈“干巴巴”，为了使感觉“干”的歌声获得丰满圆润的印象，或者为了增强厅堂的临场感，需要对歌声加入人工混响信号进行音色加工或美化使声音产生一种“丰满”的感觉。
厅堂内而为了要获得美的视听效果外，还要保证合适的混响时间RT60，日前的娱乐厅堂多数没能对混响时间进行很好的控制，混响时间往往太长，使音乐的清晰度大大下降，歌声含糊不清，没有层次，缺乏色彩。
混响时间对音质有很大的影响。
混响时间短，有利于声音的清晰度，但过短则会感到声音干涩和响度变弱；混响时间长，有利于声音的丰满感，但过长则感到前后声音分辨不清，降低了听音的清晰度。
因此恰当选择和确定混响时间及其频率特性是十分重要的。
我们把能使声音丰满而活跃的最合适的混响时间，称为最佳混响时间。
混响时间设定合适，则能美化人声，使声音变得丰满，充实，并能掩盖电声乐器的本底噪声，使人声和音乐声融合在一起，增加声音的响度及清晰度。
不同结构的厅堂都有一个最佳的混响时间，且与其容积有关系。
我国一级厅堂的建声标准中规定：
五千立方米以内的厅堂满场最佳混响时间应控制在500Hz为1.2秒；250Hz为1.5秒以内。
根据以上国颁标准及各项工程技术指标，并结合贵司所提供的工程蓝图，经美国CADP2音响电脑软件模拟设计、分析；本着保证主体设计效果，最大限度地利用好贵司的投资，做到物有所值，公平竞争的前提下，我司的工程技术人员对贵司的音响系统做精心设计，以下是多个系统的基本设计说明。
一、简易的建筑声学设计
为了尽可能防止和避免宴会厅内出现驻波、共振以及吸音不当等影响音质的现象发生，对宴会厅内的建筑声学进行了以下设计。
1、声场均匀度的计算：
声扬均匀的好坏直接关系到音质的好坏，因此对声扬均匀度进行计算是必要的。
借助波动理论对宴会厅长34米，宽26.5米，进行计算（设定频率为250Hz）具体参数如下：
（附表）
长度轴向频率（Hz）
宽度轴向频率（Hz）
宽度轴向频率（Hz）
F0
9.05
15f0
135.8
F0
9.60
15f0
143.3
F0
38.2
2f0
18.1
16f0
144.8
2f0
19.1
16f0
152.9
2f0
76.4
3f0
27.2
17f0
153.9
3f0
28.7
17f0
162.4
3f0
114.7
4f0
36.2
18f0
167.9
4f0
38.2
18f0
172
4f0
152.9
5f0
45.3
19f0
172
5f0
47.8
19f0
181.6
5f0
191.1
6f0
54.3
20f0
181
6f0
57.3
20f0
191.1
6f0
229.3
7f0
63.4
21f0
190.1
7f0
66.9
21f0
200.7
7f0
267.6
8f0
72.4
22f0
199.1
8f0
76.4
22f0
210.2
9f0
81.5
23f0
208.2
9f0
86
23f0
219.8
10f0
90.5
24f0
217.3
10f0
95.6
24f0
229.3
11f0
99.6
25f0
226.3
11f0
105.1
25f0
238.9
12f0
108.5
26f0
235.4
12f0
114.8
26f0
248.4
13f0
117.7
27f0
244.4
13f0
124.2
27f0
258
14f0
126.7
28f0
253.5
14f0
133.8
依次对以上轴向简正固有频率进行从大到小按顺序排列如下：
（附表）
序号
频率（Hz）
频率间距
序号
频率（Hz）
频率间距
序号
频率（Hz）
频率间距
1
9
1Hz
19
91
5Hz
37
172
9Hz
2
10
8Hz
20
96
5Hz
38
181
1Hz
3
18
1Hz
21
100
4Hz
39
182
8Hz
4
19
8Hz
22
105
5Hz
40
190
2Hz
5
27
8Hz
23
109
6Hz
41
192
7Hz
6
29
2Hz
24
115
3Hz
42
199
1Hz
7
36
7Hz
25
118
6Hz
43
200
8Hz
8
38
2Hz
26
127
3Hz
44
208
2Hz
9
45
7Hz
27
134
7Hz
45
210
7Hz
10
49
4Hz
28
136
2Hz
46
217
3Hz
11
54
5Hz
29
143
3Hz
47
220
6Hz
12
57
3Hz
30
145
2Hz
48
226
3Hz
13
63
6Hz
31
152
8Hz
49
229
6Hz
14
67
4Hz
32
154
1Hz
50
235
3Hz
15
72
5Hz
33
162
9Hz
51
238
6Hz
16
76
4Hz
34
163
0Hz
52
244
4Hz
17
81
5Hz
35
172
9Hz
53
248
6Hz
18
86
5Hz
36
125
0Hz
54
254
4Hz
上表中各频率中频率差距没有超过20Hz表示频率之间耦合较紧，不会出现染色问题，而172Hz出现二次，表明有2个方向上的轴向简正频率发生重叠。
因此，172Hz处有声染色现象。
建筑中常用的薄板振动吸声结构的共振频率在80—300Hz之间，因此在172Hz处的共振频率我们采用了薄板吸声结构作为以共振频率附近为主要吸声处理，为场内具有较好的声扬均匀度创造了有利的条件。
2、混响时间的计算：
混响时间的长短直接关系到语言的清晰度，为了确保室内具有较好的语言清晰度，必须进行混响时间的计算，以便于当混响时间过长时进行必要的吸声处理。
按宴会厅长34米，宽26.5米，计算表面面积为900平方米,在已知各种装饰材料名称和面积的情况下,根据建筑声学设计手册查得表面装饰用的各种材料在中频1000Hz处的吸音系数如下:
（附表）
材料名称
1KHz吸音系数
地毯
0.48
软包
0.37
软木
0.43
花岗岩
0.02
防火石膏板
0.06
镜面
0.12
五合板
0.06
金丝绒幕布
0.72
水晶吊灯
0.12
花纹石膏线角
0.09
有了上述数据遍可对室内的吸音系数和混响时间进行简单计算:
1.吸音系数计算:
la平均吸音系数=a1+a2+……a10/S1+S2+……S10=0.256
2.混音时间的计算:
T60=0.16V/S.a平均=0.947
注:
V为容积,T60为混响时间,a为吸音系数,S为表面材料面积。
二.系统设备设计方案
1.主扩声系统的声压级设计和计算:
宴会厅主扩声系统最大投射距离约30米,要求举行歌唱表演、中小型演出、时装表演、舞台剧表演、小品表演等文艺活动，按国家一级歌舞厅声压级标准,距离厅内最后一排观众座位的最大声压级应≥103dB,根据点声源法则中的倒数平方规律,距离每增加一倍声压衰减6dB,以此类推距离音箱30米处要达到国家一级标准要求的103dB的声压时,距离音箱1米处的最大声压为103dB+27dB=130dB距离音箱最远的30米要达到国家一级标准要求的103dB的声压时,距离音箱1米处的最好在声压应≥130dB。
JBL产品系列中的SR47系列是专门设计为各类室内环境使用（其优异的性能及技术参数请参见附件资料），可采用百变组合，自由搭配满足每个场地的特定要求。
JBLSR47系列的高频设计采用了最新专利“最佳平面双辐向号筒”，驱动器的出口和喉口无缝隙地总体展开，使中频段的喉口失真减至最小，同样也使频响曲线更加平滑，即使是在最高的声压级下也是如此。
出于对整个系统灵活性的考虑，SR47系列采用“双模式分频器”，能够方便地从全音域方式切换到双功放的工作方式。
SR47系列音箱具有最大的灵敏度，先进的分频网络使放大器的功率基本都已转化来推动音箱，而不是消耗在分频器元件上，产生有害的热能。
普通低音单元在大功率工作时低音单元连续承受很大的功率，其中部分能量转变为热能，会导致失真，最后烧毁音圈，而JBL专利VGC技术在驱动器喉咀上做了多条空气槽，利用震膜振动，带走热能，大大减低失真和烧毁音圈的机会，提高了功率承受能力和降低了功率压缩，每瓦的功放输入都能提供更多声音输出。
同时所有的音箱箱体均采用13层实心波罗的海桦木材料制成，这种结实的箱体不受共振影响，您所听到的是音箱系统，而不是箱体发出的声音。
在所有的两分频型号产品中，都采用了“纯钛振膜压缩驱动器”，以提高其功率承受能力和可靠性。
JBL坚固的DuraFlex外层涂装对于不可避免的磨擦和碰撞毫不惧怕。
在边缘和弯角处还采用了双层的DuraFlex处理，加强保护。
采用的“18Gauge的冲孔金属网罩”不会发生共振，由顶至底的网罩对喇叭单元加以保护，同时它具有漂亮却并不引人注目的外观。
JBLSR47系列的箱体结构设计采用独特的音箱装配技术，用Valox材料制做特强互扣式包角，配合声学设计要求特别订造的箱体板材，外皮是经特别处理的防火纤维毡，外罩特殊钢质保护网，且采用防止箱体产生共振的加强筋，利用高温粘接、高压定位粘合准槽与加强筋，使整个箱体非常牢固，不易碰伤及损坏。
经过几种音箱的灵敏度和功率的比较,选用美国JBL公司的SRSERIES系列中的SR-4733为主音箱放置在活动舞台两侧,可挖孔嵌入墙内，它具有适应性非常强的声音效果,能满足非常广泛的工作范围:
单只音箱长时间承受功率为1200W/4欧（峰值功率为2400W/4欧）,灵敏度为100dB,按灵敏度和长时间功率指标以每增加一倍功率声压增加3dB进行计算,得知SR-4733音箱承受1200W功率时的输出声压约124.5dB（承受峰值功率时输出声压>130dB）,以单只SR-4733音箱承受1200W长时间承受功率时的输出声压约124.5dB为标准,二对音箱的输出声压为124.5dB+6dB=130.5dB,符合国家歌舞厅一级专业标准。
为了丰富100Hz以下超低频重放音色,特增加JBLSR-4719超低箱一对,提供低至35Hz的低音，雄厚有力，单只长时间承受功率为1200W/4欧（峰值功率为2400/4欧）,灵敏度为101dB。
“JBLSR4733”（右图）双15”两分频音箱，既具备单一箱体系统简单化的特点，同时又有高功率和展宽的低频重放特性。
用于大型实况扩声时，只需要将SR4733与双18”超低音单元组合起来，构成大功率，高品质的扩声系统。
“JBLSR4719”（左图）是双18”超低音，适宜与SR4731，SR4733和SR4732组合成大型演出系统或工程配套，由双18寸低音换能器组成，低频功率效果气势惊人，配合全音频音箱使用，能产生深沉雄浑，气势万千的效果，非常适合于大中型演出场所使用。
其连续输出功率为1200瓦。
使用JBLSR-4733音箱要达到130dB的声压级,根据以上计算经过比较,选用美国CROWNMA系列功率放大器作为主扩声系统的功率放大器,它体积小,功率大,可靠性高。
特别是采用ODEP（输出件模拟保护电路）专利技术使得保护功能极尽完善，同时解决了功放传统设计上长时间存在的两种问题：
（1）是避免功放在工作期间出现停机。
（2）提高输入电路的效率。
美国CROWN皇冠专业功放，具有与JBL音箱最佳组合的音质，强劲的功率输出，高度兼容性，美国原厂生产的品质保证，是JBL音箱发挥优美而雄浑有力音质最高水平的最佳拍档。
出色的音质和可靠性使皇冠产品成为世界上的首选功率放大器——皇冠功放的特点就是极准确的声音解析力
随著科技的进步，音响工程师对专业功率广大器的要求亦愈趋严格。
美国皇冠功放一直在专业市场中领导群雄，产品性能无出其右。
源源不绝的能量，结实的力量感，细致的声像解析力，悠扬悦耳的音色，稳定可靠——这都是美国皇冠功放独树一帜的特色。
不论是流动演出，演播室使用或是固定安装，皇冠功放都是专业人仕之首选。
MA系列是皇冠的高档系列。
因为采用了自动化程度甚高的生产工艺，你只要付出中档价格，便可获得高价质量的设备。
皇冠功放的特点就是它对声音准确的解析。
它具有清晰的高频响应，以及结实而不模糊兼动人心魄的低频响应。
简言之，皇冠功放出来的声音是对声信号极准确的再现。
评价的最好方式就是亲耳聆听皇冠功放的声音，与其他牌子的功放相比较。
重现出世界上最佳的声音一直是皇冠产品追求的目标，这也是皇冠功放能重放出动人声音的原因。
当了解了这一系列革新发明之后，就不难理解为什么皇冠功放的出色性能了。
皇冠的设计专利包括当今功放设计中的每一重大革新发明技术。
在这一系列的功放中采用了带ODEP的[接地桥路]设计，这与其他生产厂家所采用的输出电路设计相比，具有很大的优势。
与一般设计输出电路不同，[接地桥路]产生的失真更小，热损耗更小，简洁电路提高可靠性。
此外，它的优点还有：
采用高功率输出单元，使机器的体积与重量更符合使用要求。
除了电路设计和元件使用的特点外，产品的工艺设计也同样出色。
比如冷却技术，采用性能优良的带状散热片取代了大块固体散热片，因为大块固体散热片一旦受热会保存热量，而带状散热片有较大的散热面，利于快速散热。
内部的风扇与独特的通风结构相配合，确保所有输出器件有一致的冷却效果，使功放寿命更长，工作更可靠。
MA系列功放采用了ODEP（OutputDeviceEmulationProtection），输出器件模拟保护，这是一种精密的保护电路，它与其他功放的保护方法有根本的不同，它可以保证功放在最安全的状态下提供最大的功率输出，同时也给了功放长期工作的可靠性。
我们开发ODEP是为了解决在功放传统设计上长期间存在的两个问题：
一个是避免功放在工作期间出现停机问题；另一个就是提高输出电路的效率。
过去其他功放使用的保护方法是利用温度传感器来指示过热情况，遗憾的是：
当它起作用时已经太晚了，保护电路已把声音关掉。
ODEP是利用程序来检测功放中每个输出晶体管的安全工作区域SOA（SafeOperatingArea）。
当偶然输出功率超越晶体管所能承受时，ODEP的智能化电路马上按比例限制其驱动电平，换言之，ODEP能够预料潜在的问题，并且毫无察觉地进行了补偿，使演出正常进行。
精确和可靠是我们产品的实际情况，由于我们有能力生产高质量的产品，所以并不怕公布产品的所有指标，甚至细节，使用者不会发现不确定的指标或含糊其辞的主观解释，如：
典型的单通道驱动等字眼，这都是一些完全无实际意义的指标，而我们提供了产品的全部信息。
主系统共用了3台美国CROWNMA-3600（左图），标称额定输出功率分别为立体声1655W/4欧，推动JBLSR-4733、SR-4719音箱所需1200W/4欧的功率，已足够。
主系统中全频音箱和超低频音箱的分频点设定在JBL厂家推荐的100Hz。
2.辅助系统的设计:
辅助系统主要用于①主系统故障应急②增加中后排声压,改善场内声压的均匀度③后半场的音箱,充当环绕声系统。
方案一：
按以上要求配置8只美国JBLMS112音箱分别吊装于大厅的四周，两侧对称排列各3只，后墙上吊装2只，该音箱专门是为公共场所设计的高清淅度12“2路全音域音箱，录敏度为98dB（1米/W），输功率300W/8欧。
“JBLMS112”（左图）两路12”，可以作为通用型音箱。
特别设计的箱体，形状可作为舞台返送音箱。
亦可将它反转吊装于天花，解决一些楼层偏低的工程需要。
辅助系统共用了4台美国CROWNCE-2000（右图），标称额定输出功率分别为立体声400W/8欧，推动JBLMS112音箱所需300W/8欧的功率，已足够。
方案二：
按照经济要求配置12只美国JBLControl28音箱分别吊装于大厅的四周，两侧对称排列各4只，后墙上吊装4只,该音箱专门是为公共场所设计的高清淅度8”2路全音域音箱，录敏度为92dB（1米/W），输功率175W/8欧。
“JBLControl28”（左图）两路8”，背景音乐或补声音箱。
特别设计的箱体，自带壁挂式球型支架，解决工程需要补声的部分。
辅助系统共用了6台德国技术国内合作生产MAKERMX2（右图），标称额定输出功率分别为立体声380W/8欧，推动JBLControl28音箱所需175W/8欧的功率，已足
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