体育馆设计方案.docx

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体育馆设计方案

XX科技新城体育中心智能化工程

建

议

方

案

XXXX有限公司

2012年7月5日

1.屏幕显示及控制系统

1.1项目概要

随着我国经济的迅猛发展，当前专业AV技术突飞猛进，最近这几年来的表现尤为突出，最明显的就是大屏幕投影显示设备的广泛而迅速的铺开，视迅会议、监控中心等自然不在话下，在机场、街头、广场、商场、娱乐等大型商业设施，大屏幕就如雨后春笋般冒了出来，正在日益逼近老百姓的日常工作和生活起居，大屏幕投影显示设备已经是任何有规模的会议厅、监控中心、现场演出和音乐会及娱乐场所的必备装置；无论是大屏幕前投还是背投，在教育、商务、政府、娱乐等方面都获得广泛应用，且数据投影机代替传统CRT投影机也已经是势不可挡。

大屏幕投影显示设备的兴起和繁荣已是不争的事实了。

根据目前大屏幕显示系统的发展趋势和用户需求，我们推荐用户在室内装备全自动智能化集中控制系统和世界一流的大屏幕投影系统及配置相关设备，本方案力求采用最高质量的投影显示系统及外围设备，以获得最佳的图像显示效果，并对系统的稳定性、灵活性、可扩充性、档次性、技术服务等方面予以全方位的考虑，结合安恒公司在以往大屏幕显示系统的优点和丰富经验来设计本方案，在显示效果和规模上体现用户单位的形象和实力，更表现用户单位在先进科技的应用方面已达到国内一流水平。

1.2主要功能与要求

大屏幕显示系统的设计首先要提出需求，以下为通用的主要功能与要求。

1.信息接收

系统不仅要能接收VGA、RGB、网络计算机信息，还要能接收宽带语音、视频信号，并能根据需要进行适当的信息转换。

2.信息显示

系统能以多媒体的形式发布共享信息，能以不同的模式、按照划分区域显示态势、文本、表格和视频图像信息。

要求态势显示清晰、分辨率高，文字、图像显示清晰稳定。

3.预览、摄像与切换

为保证投影显示信息的准确性和质量，系统必须具有预览功能，用于图像的预审。

显示大厅内应安装摄像机，用以提取管理控制机构工作的视频图像。

系统应具有切换显示功能，满足多路信息显示需要。

4.电视电话会议

系统能利用监控、预览、切换、通信及终端控制设备，保持与有关方面的视讯联系，随时可以召开电视电话会议。

5.控制方式

系统允许领导人员、业务工作人员、保障人员，以集中控制、移动控制、授权控制的方式，对大屏幕进行开关机、开设窗口、选择信源、投影显示、调整音响和照明等操作。

6.依据标准优化设计

系统设备配置复杂、电缆信号繁多、安装工艺和环境条件要求高，要按照机线标准化、电磁兼容性标准和大屏幕安装要求，进行工程布线和设备安装，确保系统能够长期稳定运行。

1.2背投显示系统

1.2.1系统描述

大屏幕拼接显示及中央控制系统主要由两部分组成：

大屏幕显示及控制系统，智能集控系统。

本方案根据用户使用场地及需求，推荐采用世界上著名的电子产品厂商科视新产品Christie高亮度投影机和世界著名背投屏幕SVS产品集合成具有超高亮度、超高清晰度和图像层次丰富、色彩逼真的背投式大屏幕投影系统，该系统可在明亮的室内光线下显视出色彩鲜艳的画面，气派非凡，尤其适用于智能化会议室、监控中心、视讯会议等设施。

该系统可根据需要接入多种输入信号源，无论是视频信号（如录像机、影碟机、摄像机、有线电视等），还是电脑信号，只需在投影系统前级配置相应的视频信号选择器和电脑信号选择器及电脑接口，就可达到多种信号源选择和最佳的投影效果。

配合AMX公司的智能集控系统更可使系统操作化烦为简,操作者只要在一个无线彩色触摸屏上“一触即可”，十分简捷方便。

如果需要扩展控制更多的设备（如，窗帘、灯光或其他红外、串口控制设备等），只要增加相应的扩展模块即可。

该系统的实施将对宣传业务、提高企业单位的形象起到不可估量的作用。

1.2.2大屏幕规模

根据贵单位的实际情况，我们提供两种大屏幕的拼接方案，可供选择：

150英寸1×4SVS大屏幕显示屏总体尺寸：

12432mm（宽）×2346mm（高）.为了方便安装维护，采用一次反射安装需要提供3.7米以上的安裝空间。

根据实际场地要求，投影机配备相对应的广角镜头，还可以将安装空间缩短至1.8米左右。

120英寸1×5SVS大屏幕显示屏总体尺寸：

12445mm（宽）×1880mm（高）.为了方便安装维护，采用一次反射安装需要提供3.0米以上的安裝空间。

根据实际场地要求，投影机配备相对应的广角镜头，还可以将安装空间缩短至1.5米左右。

屏幕低边距地面的距离要保障不影响正常观看。

根据实际工程实施经验，我们建议屏幕底座高度高于70厘米左右，控制台到大屏幕的观看距离不小于4-6米。

1.2.3系统功能

本系统是根据现代化大屏幕显示系统的技术要求和设计目标、场地因素，结合国内显示系统的特点，以及本公司在众多实际大屏幕投影系统的工程经验，力求采用国际上最先进的显示技术和全自动智能化集中控制系统设备，并考虑优化的性能价格比，使系统功能达到：

✧能显示各种制式（PAL／NTSC／SECAM／HDTV）视频信号，如影碟机、录像机、监控摄像机、电视信号、卫星信号等；

✧能显示各种电脑信号，如PC机、苹果机、手提电脑、各种工作站；分辨率达到1024×748；

✧输出亮度达到4500--5000ANSI流明；

✧8位色彩解析度，提供1670万种显示色彩；

✧投影画面亮度高、清晰度高，可高质量地还原各种分辨率的信源；

✧系统具有可扩充性、连续工作的稳定性；

✧采用全自动智能化集中控制系统设备，通过预先编程好的程序，形成一套完整的中央控制系统，提供视频显示系统以彩色触摸屏为操作中心，系统中各设备通过触摸屏按键实行全面一体化的控制。

1.2图像处理控制系统

图像处理器功能特点

✧

逻辑单一屏处理下，多屏幕投影墙就成为一个大面积的逻辑单一屏。

Windows环境下的应用程序窗口可以在投影墙整个屏幕上任意地打开、缩放和拖放。

光标可以跨越相邻的屏幕自由地移动。

ABEBE930可以带动4个投影单元或显示器，构成一个具有特大面积和超高分辨率屏幕的投影墙系统，墙面可以由任意合适的M×N个投影单元矩阵组成。

投影墙的分辨率乃是所有投影单元分辨率的总和，以一个2×2的投影墙为例，若投影单元分辨率为1024×768象素，则投影墙的分辨率达2048×1536象素。

✧视频插入处理器能将多个实时NTSC或PAL制式的彩色视频信号在投影墙上开视频窗口显示，这些窗口可以被缩放和移动。

在操作界面上轻点鼠标即能选择视频源、冻结/解冻图像，以及调节图像的亮度、对比度和色调，等等。

✧网络RGB显示处理器内有一个10/120MEthernet接口，可以通过LAN与其它计算机相连。

可以在投影墙上显示来自任何型号计算机的网络RGB信号，显示窗口可以像普通窗口一样缩放和移动。

✧RGB插入（选配）处理器能将两路RGB电脑信号在投影墙上同时开窗口显示，这些窗口可以被缩放和移动。

在操作界面上轻点鼠标即能选择信号源、冻结/解冻图像，以及调节图像的亮度、对比度和色调，等等。

1.3智能化集中控制系统

1.4.设备选择

大屏幕显示系统的设备选择要根据实际环境和使用需要，确定产品的性能要求和关键技术指标，再根据工程预算广泛选取产品，进行主要技术参数和功能的对比，参考有关文献和其他用户经验，注重品牌及售后服务，重点选择几个产品，通过实际测试，必要时进行招投标，最终选定所需产品。

大屏幕显示设备多达数十种，以下仅介绍最重要的投影机、屏幕和控制器的选择。

1.投影机

投影机的指标很多，可以从显示性能、可靠性和可维护性三个方面进行比较选择。

显示性能主要包括亮度、分辨率、对比度。

投影机的亮度从数百直至上万ANSI流明。

实际观看到的屏前亮度与投影距离、屏幕和环境亮度都有关，这要根据情况综合选择，在大屏幕显示系统中，趋向于采用4000ANSI流明左右的DLP投影机进行拼接。

对比度为投影机输出最亮与最暗的比值，800:

1能满足要求。

可靠性通常用MTTF（平均无故障工作时间）表示，当然是越长越好。

但是，几乎所有的产品都有薄弱环节，投影机最薄弱的环节是提供光源的灯，因为在集中管理或重要任务的应用过程中，即使是短暂的屏幕不能显示，也是不能接受的。

按照木桶理论，灯的寿命是影响投影机MTTF的重要因素，一般在数千小时级。

可维护性通常用MTTR（故障修复时间）表示，为了缩短故障修复时间，高档投影机采用独立灯单元部件或双灯备份，更换时不需要移动投影机，也不需要进行几何校正，以提高更换速度。

2.屏幕的选择：

投影屏幕从功能上可分为透射式和反射式，透射式用于背投，反射式用于正投。

从材质上可分为珠光幕、玻璃幕、金属幕、近白幕、压纹塑料幕等。

投影幕的正确选择以及与投影机搭配得当，可以得到优质的投影效果，一般按照类型、材质和尺寸的步骤进行选择。

增益和视角是投影幕的两个主要指标。

增益反映了屏幕反射入射光的能力。

在入射光的角度一定，入射光通量不变的情况下，屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比，叫该方向上的亮度系数，把其中的最大值称为屏幕的增益，通常把无光泽白墙的增益值定为1，在压纹塑料幕的光反射焦点，增益高达3.5。

一般来讲，增益越高视角越小，视角将影响席位的摆放位置和数量。

屏幕在不同方向上的反射是不同的，离屏幕中心越远，亮度越低，这也称为太阳效应，当亮度降为50%时的观看角度定义为视角，菲涅尔光学广角背投幕可将水平视角做到170度。

屏幕的尺寸应与显示大厅的空间格局、席位设置、人体物理学需要协调。

显示大厅的空间高度，通常为5~7米，应设领导席、业务员席、操作控制席、同声翻译席、技术监控席、为协调工作设置的相关部门管理席，以及预留观摩或参观人员的位置。

每个席位面积依据设备配置不同而有差异，6~8平方米能满足多数需要。

管理与业务工作人员之间的最大距离以直接对话无延迟感为宜，不应超过30米。

屏幕底边距地面应有0.8~1.2米，单块屏幕通常应符合6：

4或16：

9的宽高比，屏幕的高度大约等于从最后一排观众到屏幕距离的1/6，第一排席位到屏幕的距离应大于屏幕高度的2倍。

以上数据可作为选择屏幕的参考，具体尺寸还应根据实际情况确定。

3.控制器的选择

*矩阵切换器

矩阵切换器用于将输入的任意一路RGB或视频信号切换到输出的任意路，并直接送投影机显示。

硬拼接靠投影机自有的功能实现拼接，成像速度快，矩阵切换器信号切换速度也很快，因此，硬拼接适合需要经常切换显示模式的场合。

矩阵控制器的输入信号的路数应根据信号源的数量确定，输出信号的路数应不少于投影机数。

通常矩阵切换器都有自带控制面板和RS-232串口命令2种切换方式，所以，产品能否提供通信协议命令代码至关重要，这涉及矩阵切换器能否实现计算机控制的问题。

模拟信号带宽应选300m以上，以便保证图像传输质量。

输入阻抗应与信号源匹配，才能使图像显示稳定，这些参数有时需要通过调试才能确定,广州宏控生产的矩阵切换器是不错选择。

*大屏幕拼接处理器

目前世界上流行的拼接控制系统主要有三种类型：

硬件拼接系统、软件拼接系统、软件与硬件相结合的拼接系，还具有多路视频、RGB输入输出接口，能将多种外部视频、RGB模拟信号数字化后，在成像设备成像，再转换成模拟信号输出到大屏幕，并且可以在大屏幕上随意移动、放大和缩小，实现跨屏幕多窗口任意尺寸的无缝拼接，如同在一个大窗口进行操作一样灵活、方便，这一过程也称为软拼接，显示墙控制器也叫软拼控制器。

显示墙控制器为大屏幕图形显示提供了灵活的拼接和操作选择，对于开辟窗口不多（4-6个）、只改变显示内容而较少改变拼接方式的场合，是一种理想的选择。

由于改变拼接方式时，控制器需对各个窗口进行转换和计算操作，要重新对投影机进行同步，占用很大的系统资源和处理时间，使得切换时间较长，有的长达1分钟。

在输出分辨率高、开窗口多、要求切换频繁的应用场合，切换时间、开窗口时间会较长，视频显示会有动画。

在大型管理中心，信号源的数量大大超过可开窗口的数量，时常需要改变显示模式，进行模式切换，因此应选择功能更强大的控制器。

根据一般感受，窗口数量不应超过10个。

因此软拼接适用于信号源切换较少的场合使用。

HK-980嵌入式图像拼接控制器采用嵌入式结构设计，以控制芯片为核心，纯硬件控制器；可24小时连续工作；相比板卡式控制器不存在死机、中病毒等问题，稳定性更佳，可接受高分辨率RGB、VGA、复合视频及Svideo等格式的模拟视频信号和高分辨率的DVI数字信号，并按用户要求对输入视窗进行窗口大小、显示位置、图像比例等方面的调整和变换，最后以多窗口的形式，显示在拼接显示单元上，每路RGB通道独立计算，信号处理更加细致；RGB、视频图象可相互叠加；视频信号处理有运动补偿，能消除运动图象的锯齿现象；相比板卡式控制器图象处理质量更佳；

*中央控制系统

大屏幕显示系统是集多种媒体设备于一体的复杂系统，为使其操作控制集中在领导人员席、显示控制室、监控席，集中控制器是很好的选择。

中央控制系统实际上是一种控制多种媒体设备的中间件，配备计算机硬件和专用操作系统，具有上载标准计算机程序、上载触摸屏工程程序、更新操作系统、编写控制程序的功能。

对集中控制器的选择，首先应明确控制对象和控制属性。

在大屏幕显示系统中，一般要对RGB、视频、音频信号进行切换控制，对灯光、窗帘、摄像、电源设备进行开关控制，对DVD、VCD、卡座进行播放控制，相应地要选择具有RS-232协议程序控制、继电器开关控制、红外线输出接口的集中控制器。

其次要选择控制终端，通常是选择有线、无线触摸屏作为控制终端，相应地要求集中控制器具有接收RS-232命令、无线电信号的输入接口。

广州宏控生产的KT-AV可编程中央控制系统，不仅应具有大量标准设备控制代码数据库，以便为设备扩充做准备，还应是一个智能学习设备，能轻松的学会可遥控设备的控制命令，补充数据库的不足。

1.5.综合集成

在全面收集资料掌握所选产品的配置、安装和测试方法的基础上，结合实际使用背景，绘制系统结构图、设备平面布局图、设备纵向布局图、电缆连接图、机械加工图、信号名称对照表等技术资料，与业务主管部门和用户单位充分协商后，确定最终设计方案。

大屏幕显示系统设计需要将不同产品、不同设备互连，追求系统整体性能最优，而不是对具体产品设备的研究开发，其技术难点是接口，技术难关是系统协调与优化。

当一个系统按照设计方案建成以后，可能存在很多意想不到的问题，例如信号匹配问题、切换速度问题，有的问题需要进行参数调整解决，有的需要更换产品解决，有的甚至要通过降低系统指标的方法解决。

大屏幕显示系统的设计过程实际上是一个系统集成的过程，就是按照各种行业使用的需求，对众多的技术和产品进行合理的选择，最佳配置各种软件和硬件产品资源，组合成完整的、能够满足管理机构各个席位具体应用需求的集成方案。

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2.场地扩声系统

2.1系统概述

我司在仔细研究招标文件和观察场地条件之后，首先定出了三条总体设计思路：

※本着经济合理性的原则，避免投资重复浪费。

扩声系统中的各子系统应该设计成可分可合，既相对独立又紧密结合——提供给甲方一套性能价格比高的系统；

※充分考虑到体育场建成后的经营作用，扩声系统的主要设备全部选择国内外行业内公认度高的品牌——方便甲方以后承接国内外大型体育比赛和流动演出项目；

※本着先进性科学性的原则——体育场的扩声系统达到国内外先进水平；

我们将紧紧围绕着以上三条思路，本着先进性、可靠稳定性、经济合理性的三大原则，严格按照各项技术指标及功能要求，依照相关的国家标准，对体育馆的扩声系统做出详细的设计与建议。

2.2扩声系统的功能及构成

2.1扩声系统的功能

✧扩声系统应能满足以下功能：

✧能满篮球、排球、乒乓球、羽毛球、体操等国内、国际比赛的语言扩声显示需要；

✧为集会、群众性文艺演出、报告性会议等节目演出提供辅助和补充。

2.2扩声系统的构成

扩声系统包含四大部分：

✧观众席的扩声系统；

✧比赛场地的扩声系统。

✧娱乐演出的扩声系统

✧LED大屏显示系统

2.3扩声系统设计依据及设计目标

2.3.1设计依据

✧《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T131-2000；

✧《厅堂扩声系统声学特性指标》GYJ25-86；

✧《厅堂扩声特性测量方法》GB/T4959-1995；

✧《声系统设备互连的优选配接值》GB14197-93；

✧《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》GB/T14476-93；

✧《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92；

✧《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》GB8898-97

✧其它相关行业规范、标准等；

✧经济指标、性能价格比。

2.3.2本扩声系统设计可实现的目标

✧观众席达到足够声压级，以保证语言清晰度，达到并超过《体育馆声学设计及测量规程》中的二级指标；

✧除客观达标外还要满足人耳的主观听音感受；

✧系统稳定性好、传声增益高；

✧减少由于声音的反射而造成场内回声对语言清晰度的影响；

✧系统操作简便；

✧保证场地有较高的语言清晰度和长时间提供足够的声压

✧声音涵盖服务区内声音与频响覆盖均匀。

✧音响系统满足多项使用功能要求，拥有清晰的语言扩声和均匀的声场分布。

✧音响系统设备在正常使用中各种噪声指标小于规定的限值。

2.4电声系统设计说明

2.4.1主扩声系统的设计流程

✧Panasonic专用声场模拟软件辅助进行声场设计；

✧信号加工处理设备的选型；

✧电声设备的连接及信号流程；

✧电声系统的控制与管理。

2.4.2声场设计

声场设计是从体育馆的实际情况（形状、面积、装潢材料等）出发进行考虑，结合建声设计出的建声参数，借助计算机设计的体育馆模型来分析场内的声场特点，并对扩声系统的声场（声学特性）进行辅助设计、计算，从而决定扬声器的选型与布局。

体育馆室内背景噪声限值设计为NR-45

空场混响时间：

RT60=2.0±0.1S,满场混响时间：

RT60≤1.9S

2.4.2.1模型的建立

根据现场考察和图纸结合，我们采用声场分析软件EASE4.0建立三维模型（如上图）。

2.4.2.2观众区域建立

2.4.2.3扬声器系统的布置方式

1扬声器布置遵照如下原则：

①扬声器的重量应符合实际场地的情况及吊挂点承载的要求；

②在任何情况下，扬声器的布置应该保证所有听众接收到均匀的声能，即有良好的声场均匀度；

2确定扩声形式及扬声器布局：

结合体育馆的实际情况，综合考虑两种扬声器布置方式的优缺点，我方决定在此体育馆不用单纯的分散式或集中式扩声，而采用一种既分散又相对集中的新的扬声器布置方式。

此种布局是通过不同扬声器（组）对观众席和比赛场地进行覆盖，然后对每组扬声器进行准确的延时设计，减少延时回声，使观众席上保证有足够的声压级和良好的语言清晰度。

具体安装方式如下：

※比赛场地扬声器组及北主席台扬声器组

通过8只PanasonicWS-AT300（40°Hx60°VRMS200瓦/连续输入功率400瓦），频响：

70HZ-18kHZ，最大输出：

126分贝）和四只PanasonicWS-AT350（功率容量400W,频响：

30HZ–1.4kHZ），组合成两组全频阵列扬声器，给全场放音乐用，公布比赛结果，配合大屏使用，和举行各类文体活动等用途．配置四只PanasonicWS-AT300（40°Hx60°VRMS200瓦/连续输入功率400瓦），频响：

70HZ-18kHZ，最大输出：

126分贝）,作为舞台的返听用。

另外配置两只PanasonicWS-AT80（60°Hx60°VRMS80瓦/连续输入功率1600瓦，频响：

70HZ-20kHZ）,作为控制室的监听扬声器

※东、西、南、东南、西南看台扬声器组

通过东、西看台18只PanasonicWS-AT300（40°Hx60°VRMS200瓦/连续输入功率400瓦），频响：

70HZ-18kHZ，最大输出：

126分贝）扬声器均匀覆盖观众区，分为6组，每组三只，组成线性列阵，扬声器安装于马道下方。

具体位置见下图所示：

东西看台扬声器垂直辐射（红线覆盖角）

南、东南、西南通过6只PanasonicWS-AT300（40°Hx60°VRMS200瓦/连续输入功率400瓦），频响：

70HZ-18kHZ，最大输出：

126分贝）扬声器均匀覆盖观众区，分为3组，每组二只，组成线性列阵，扬声器安装于马道下方。

具体位置见下图所示：

南看台扬声器垂直辐射（红线覆盖角）

观众区扬声器水平布置图

EASE软件中听众区域音箱的分布和指向角度图

以上扩声系统的布置方式有如下优点：

✧直达声强，语言清晰度高；

✧声场压差小；

✧易分区控制；

✧减少了声外溢，避免了对周围环境造成“噪声污染”；

✧全频扬声器总连续输入功率为14400W，完全满足体育馆扩声系统声压级需求。

2.4.2.4听众席指向性分析

从上图可以看出扬声器可以覆盖了听众席区域

2.4.2.5声场特殊考虑

为提高扩声系统的稳定性，防止声反馈，提高系统的传声增益，同时，考虑到本体育馆扩声系统使用需求的特殊性和多功能性，本设计对所有区域扬声器系统进行单独控制，包括调节音量、均衡处理、延时处理，以便调节各区域声场；同时不影响全场扩声区域的声场特性。

2.4.2.6观众席声场的分析

分析条件：

湿度50%，温度20%，大气压1013Hpa，

1000HZ（1/3倍频层带宽）时声场分析

上图蓝点为观众席音箱放置的位置

4000HZ（1/3倍频层带宽）时声场分析

上图蓝点为观众席音箱放置的位置

超过体育场馆二级要求

各频点的声场分析详见附件（图）

2.4.2.7观众席语言清晰度分析

500HZ　分析

1000HZ分析

2000HZ分析

由上图可见语言清晰度良好.

2.4.2.8体育场监听和场外音量的调节

配置了两只PanasonicWS-AT80扬声器与控制内，便于监听场外的扬声器的音量，当场外人声或一些其他声音过大的时候，可以通过调音台对音量进行适当的增加。

2.4.3传声器和音源

4.3.1配置

根据使用功能的要求配置了能适应各种用途的传声器和无线传声器：

●2只PanasonicWX-4220手持式无线话筒，

●4只SHUREPG58有线话筒；

●2只鹅颈话筒给主席台发言用；

●音源的配置选用了日本的Panasonic的专业DVD和SONY的MD和CD播放器。

4.3.2传声器安装

在传声器和音箱安装上面，为避免声反馈（当音箱和话筒正面相对时，容易产生声反馈），我们在安装和使用时：

●设计返听扬声器与话筒是同方向，不容易产生声反馈；

●大屏扬声器与话筒立体面错开，亦不容易产生声反馈；

●同时采用了数字多功能调音台，也可以有效抑制声音的反馈。

4.3.3传声增益

从图纸上计算得出话筒与返听音箱之间的距离约为20到30米之间，返听扬声器（输入200W时）到主席台上面声压级别，根据电声软件可以算出到达此处声压级别为95db到98db之间，设计中每个扬声器功率都是调节，在调试过程中可以满足传声增益的要求。

2.4.4信号加工处理设备的选型

2.4.4.1数字多功能调音台

在体育场的现场演出中，由于演出类型复杂多样，对系统的动态要求非常大，同时要求噪声非常低，调音台的选择是关键。

它是扩声系统进行信号加工混合的重要一环，是调音师对节目进行艺术加工的关键工具。

本系统的主扩声调音台选用Panaso