公共广播系统调试

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公共广播系统调试一、广播音响系统的类型与基本组成
1、广播音响系统的类型与特点
公共广播系统是专用于远距离传输音乐节目信号的音频系统。公共广播系统能够提供呼叫、留言、背景音乐、以及警报功能，提醒住在同栋或不同栋建筑，或远端人员注意。公共广播系统可以满足多种不同的使用需求。但是不论使用目地为何，音讯的清晰以及广播的效果均是最重要的。
在建筑工程设计中，广播系统可分为以下几类：
（1）面向公众区（商场、车站、码头、商场、餐厅、走廊、教室等）和停车场等的公共广播系统。这种系统主要用于语音广播，因此清晰度是首要的。而且，这种系统往往平时进行背景音乐广播，在出现灾害或紧急情况时，又可转换为紧急广播。
（2）面向宾馆客房的广播音响系统。这种系统包括客房音响广播和紧急广播，常由设在客房中的床头柜放送，客房广播含有多个可供自由选择的波段，在紧急广播时，客房广播即自动中断，自动切换为紧急广播。
（3）以礼堂、剧场、体育馆为代表的厅堂扩声系统。这是专业性较强的扩声系统，它不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题。两者都要统筹兼顾，不可偏废，这类广播系统往往有综合性多用途的要求，不仅可供会场语言扩声使用，还常用于文艺演出等，对于大型现场演出的音响系统，电功率少则几万，多的达数十万瓦，故要用大功率的扬声器和功率放大器，在系统的配置和器材选用方面有一定的要求，同时应注意电力线路的负荷问题。
（4）面向会议室、报告厅等的广播音响系统。这类系统一般也是设置成公共广播提供的背景音乐和紧急广播两用的系统，但因其特殊性故也常在会议室和报告厅单独设置会议广播系统。对要求较高或国际会议厅，还需另行设计诸如同声传译系统，会议表决系统以及大屏幕投影电视等的专用视听系统。
2、广播音响系统的组成
广播音响系统可以基本分为四个部分：节目源设备、信号的放大和处理设备、传输线路和扬声器系统。
3、广播系统设备
公共广播系统设备包括：信号源、输入处理设备、功率放大设备、扬声器、输出切换单元、线路接口单元、电源、结构安装总成等。
二、扩声系统
1、扩声系统的分类
（1）按工作分类
A、扩声系统：话筒和扬声器处在同一声场内，存在声反馈自激的条件，传声增益受到限制。
B、放声系统：只有卡座、光盘机等声源，不存在声反馈条件，是扩声系统的一种特例。
（2）按用途分类
A、室外扩声系统：体育场、艺术广场、音乐喷泉、大型流动演出等。
特点：空间宽广、服务区大、背景噪声大、受周围建筑物体反射影响。以直达声为主，无混响声，反射声延时超过50ms（17m）时会出现重声或回声，影响声音清晰度和声像定位。音响效果（尤其是音乐喷泉）还受气候条件、向和环境干扰等影响。
B、室内扩声系统：各类影剧院、体育馆和歌舞厅等。
特点：专业性很强，使用功能不同系统配置也不同，建声条件对音响效果影响很大。
C、流动演出系统：常用于大型演出，临时安装的系统。
特点：音响设备必须结构紧凑，便于运输和安装、使用环境苛刻。系统投资较大。
D、公共广播系统（PA）：车站、机场、地铁、港口、学校、宾馆作广播节目和背景音乐并兼做消防紧急广播。
特点：使用功能很多，音响效果要求不苛刻，传输距离远，采用定电压传输。
E、会议系统：会议中心、电话会议、电视会议和数字会议系统。
特点：提高会议效率，声音清晰、不嘈杂、功能多（会议讨论系统、投票表决系统和同声传译系统等，包括视像同步摄录和会议代表身份识别等）。
2、扬声器的布置方式
布置扬声器的布置方法主要有以下几种：
（1）音箱集中布置在舞台两侧。
　　 优点：方便实用、连接简单、用线少、声向定位准、扩声自然。
　　 缺点：容易引发啸叫、话筒音量开不大。
　　 应用场所：室内文艺演出、小型歌舞厅、俱乐部、多功能厅。
（2）分散式布置：
　　 采用分散式的方式将若干吸顶音箱安装在天花板上，或将若干音箱安装在墙壁、座椅背后等方式分散布置。注意！音箱应选用指向性尖锐些的，并应限制它的分布范围。使用吸顶音箱时希望天花板低些为好。
　　 优点：提高直达声比率、声压分布均匀、不易引发啸叫。
　　 缺点：声向感差。
　　 应用场所：语音重放、厅堂扩声、广场扩声、操场扩声、多功能厅语言扩声。
（3）集中～分散式布置：
　　 以集中式为主，分散式为辅的方式布置。音乐、影院等需要声向准确的声音用集中式放音，语言扩声由分散式放音。
　　 优点：集集中式与分散式的优点于一身。
　　 缺点：系统复杂、造价高。
　　 应用场所：适用于所有场合。
（4）线性阵列：
　　 线性阵列音箱是为室外大型演出而设计的。它的特点是指向性尖锐，每只音箱垂直辐射角度只有10～30度且音箱角度可精确调整，每倍距程衰减小到3dB。它适用于要求较高的大型会议多功能厅。
3、扩声系统的特性要求
音响系统整体技术指标性能的优劣，取决于每一个单元自身性能的好坏，如果系统中的每一个单元的技术指标都较高，那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项：频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。
（1）频率响应：
所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考，并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。 音响系统的总体频率响应理论上要求为20~20000Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因，往往不能够达到该要求，但一般至少要达到32~18000Hz。
（2）信噪比：
所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值，其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。
（3）动态范围：
动态范围是指音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出功率之比的对数值，单位为分贝(dB)。一般性能较好的音响系统的动态范围在100(dB)以上。
（4）失真：
失真是指音响系统对音源信号进行重放后，使原音源信号的某些部分（波形、频率等等）发生了变化。音响系统的失真主要有以下几种：
A、谐波失真：所谓谐波失真是指音响系统重放后的声音比原有信号源多出许多额外的谐波成分。此额外的谐波成分信号是信号源频率的倍频或分频，它是由负反馈网络或放大器的非线性特性引起的。高保真音响系统的谐波失真应小于1%。
B、互调失真：互调失真也是一种非线性失真，它是两个以上的频率分量按一定比例混合，各个频率信号之间互相调制，通过放音设备后产生新增加的非线性信号，该信号包括各个信号之间的和及差的信号。
C、瞬态失真：瞬态失真又称瞬态响应，它的产生主要是当较大的瞬态信号突然加到放大器时由于放大器的反映较慢，从而使信号产生失真。一般以输入方波信号通过放音设备后，观察放大器输出信号的包络波形是否输入的方波波形相似来表达放大器对瞬态信号的跟随能力。
（5）立体声分离度：
立体声分离度表示立体声音响系统中左、右两个声道之间的隔离度，它实际上反映了左、右两个声道相互串扰的程度。如果两个声道之间串扰较大，那么重放声音的立体感将减弱。（6）立体声平衡度：
立体声平衡度表示立体放音系统中左、右声道增益的差别，如果不平衡度过大，重放的立体声的声像定位将产生偏移。一般高品质音响系统的立体声平衡度应小于1dB。
三、扩声系统的音箱布置
1、音箱布置的原则：
使声场均匀。
视听方向一致。
有得克服回输，提高传声增益。
线路简单，便于维修。
音箱发出的声音要比自然声延迟5-30MS（毫秒）
音箱的覆盖角要包括全部观众席。
2、立体声的音箱布置
环绕式摆放。这种摆放方式，一般用于环绕立体声系统中；在环绕立体声系统中，有前置、中置、后置和低音等四类音箱。前置音箱的声音要求保真度高，摆放在听音区的前方左右两侧，最好左右各一只，每侧多只音箱会影响立体声声像定位，使声音成像变虚；中置音箱摆放在正前方前置音箱中央，主要播放人声，其作用是保证偏离房间中心轴线时的视听一致性，有单中置和双中置(左中、右中)两种情况；后置音箱摆放在后方，提供环境声，如果房间较大，可以将多只沿后墙及侧后墙在同一水平高度上布置；低音音箱用于补偿超低音，应尽量放在前方中央位置，因为低音如果偏离中央轴线太多时人们是完全可以感觉到的。
整个扩声系统中，扬声器系统（音箱）的布置最重要。布置的好坏直接影响整个扩声系统的效果。
四、扩声控制室
1、扩声控制室的设置
（1）扩声控制室的位置应能通过观察窗直接观察到舞台活动区(或主席台)和大部分观众席，宜设在以下位置：
A、 剧院类建筑，宜设在观众厅后部。
B、体育场、馆类建筑，宜设在主席台侧。
C、会议厅、报告厅类建筑宜设在厅的后部。
    若采用电视监视系统时均不受此限制。
（2） 扩声控制室不应与电气设备机房(包括灯光控制室)，特别是设有可控硅设备的机房毗邻或上、下层重叠设置。
2、扩声控制室设备布置
扩声控制室内的设备布置宜符合下列规定：
    A、控制台宜与观察窗垂直布置。
B、 功放设备较少时，宜布置在控制台的操作人员能直接监视到部位，功放设备较多时，应设置功放设备室，并将有关信号送到控制台或其他便于监视的部位。
3、扩声控制室线路敷设
（1）扩声系统的扬声器系统应采取分频控制。其分频控制方式宜按下列要求处理:
    A、一般情况下，可选用内带无源电子分频器的组合式扬声器箱的后期分频控制。
    B、 要求较高的分单元式扬声器系统，可采用前期分频控制方式，有源电子分频器应接在控制台与功放设备间。
    C、 分频频率的选取可参照产品生产厂家的各类扬声器推荐值。
（2） 扩声系统的功率馈送宜符合下列规定：
    A、厅堂类建筑采用定阻输出。
    B、 体育场、广场类建筑，当传输距离较远时，采用定压输出。
    C、 馈电线宜采用聚氯乙烯绝缘双芯绞合的多股铜芯导线穿管敷设。自功放设备输出端至最远扬声器(或扬声器系统)的导线衰耗不应大于0.5db(1000Hz时)
（3）扩声系统的功放单元应根据需要合理配置,宜符合下列规定:
    A、 对前期分频控制的扩声系统,其分频功率输出馈送线路应分别单独分路配线
    B、同一供声范围的不同分路扬声器(或扬声器系统)不应接至同一功率单元，避免功放设备故障时造成大范围失声。
（4）采用可控硅调光设备场所，扩声线路的敷设应采取下列防干扰措施。
    A、 传声器线路宜采用四芯金属屏蔽绞线，对角线对并接穿钢管敷设。
    B、 调音台(或前级控制台)的进出线均应采用屏蔽线。
（5）扩声系统兼作火灾事故广播或与火灾事故广播联网时，其分路应满足火灾事故广播和分区广播的控制要求。
4、 扩声控制室电源要求
为了保证控制室供电系统的安全可靠，以减少经电源途径带来的电气串扰，应采用三套供电系统。一套供电系统作为会议室照明用电；第二套供电系统作为整个终端设备、控制室设备的供电、并采用不中断电源系统（UPS）；第三套供电系统用于空调的设备的供电。
电源负荷要求：扩声系统交流电源的负荷应符合中华人民共和国行业标准《民用建筑电器设计规范》JGJ/T16-92中第3.1.1.1条所规定的负荷标准。扩声系统电源应从变配电所内的低压配电箱（柜）供给二路独立电源，与扩声控制室配电箱（柜）内互投。配电箱（柜）对扩声用苏州设备采用单相三线制（L+N+PE）放射式供电。
扩声设备的电源应由不带可控硅调光负荷的照明变压器供电。当照明变压器带有可控硅调查光设备时，应根据情况采取下列防干扰措施：1可控硅调光设备自身具备抑制干扰波的输出措施，使干扰程度限制在扩声系统设备允许范围内。2引至控制室的供电电源干线不应穿越可控硅调查光设备的辐射干涉区。3引至调音台或前级控制台的电源应插接单相隔离变压器。
5、扩声控制室接地要求
接地是电源系统中比较重要的问题。控制室或机房、会议室所需的地线，宜在控制室或机房设置的接地汇流排上引接。如果是单独设置接地体，接地电阻不应大于4欧姆；设置单独接地体有困难时，也可与其它接地系统合用接地体，接地电阻不应大于0.3欧姆。
6、机柜设备的安装：一般按照信号的流向自上而下安装。信号源设备在最上面，然后是声音处理设备，最下边是功率放大器。安装要求牢固，确保通风散热，输出输入插口正确。
五、扩声系统的安装
1、常用的配接插头、插座有如下几种。
（1）两芯或三芯插头插座
    有直径φ2.5mm、ф3.5mm和ф6.3mm三种，一般用于话筒输入、外接扬声器输出或耳机输出等。两芯的用于单声道或不平衡接法，三芯的用于立体声或平衡接法。
（2）TX型同心插头插座
    又称莲花插头，或称电唱盘插头，因最早用于电唱头输出线而得名，目前应用很广，除了电唱盘外，还可供CD机、VCD机、卡座机和其他音响设备等作输入、输出使用。总之，主要用于音频电平在1V左右的各种音响设备输入、输出的连接。
（3）YC型五芯插头插座
    又称德国DIN标准的插头插座，一般用于盒式录音机与放大器之间的配接，作录音机的线路输入输出使用。
（4）卡侬插头插座
    多用在调音台及其周边设备、功放的输入输出连接。通常卡侬插头插座多用于平衡接法，其各脚的接法是：1（地）为屏蔽接地，2（+）为信号正端，3（-）为信号负端。如果将卡侬插头接成不平衡接法，则可将3端和1端短接即可。
    一般的插头插座的接线还是比较简单的。在调音台的插入（INSERT）插头比较特殊，为了将多加的效果设备通过插头插座接插到调音台输入通道，使用Y型分支插头接线方式（即调音台的INS采用Φ6.3mm两芯一地插头，效果设备的输入、输出采用Φ6.3mm一芯一地插头。效果设备的输入接两芯一地的环和地，输出接两芯一地的头和地）。
2、传输线与连线
关于配接用连线，除了功放与音箱之间的喇叭线可用一般没有屏蔽层的塑料线外，其他各种信号连线都应采用单芯、双芯或多芯屏蔽线，以避免串入交流声或其他高频干扰。五芯DIN插头用的屏蔽线是一种专用的五芯屏蔽线，如果没有的话可用两根有屏蔽的双芯线代替。
喇叭线(扬声器连接线)属于大信号的功率线，在要求不高的场合虽然一般可用多股(最好是20股以上)塑料线；但在高保真放声场合，喇叭线对音质的影响不可忽视，因此应采用专用的喇叭线，以便获得最佳的音响效果。由于现代功放的输出内阻一般都很小，只有0.05～0.2Ω，因而扬声器接线电阻对阻尼系数有很明显的影响，所以一般要求喇叭线粗而短，以减少接线电阻
3、电源要求
扩声系统电源应有电源净化、稳定功能，以防舞台机械与灯光系统用电的干扰。
4、扩声系统的接地
除系统（机壳、调音台）正确接地外，各设备还应有独立接地
5、音箱的安装
整个扩声系统的布置也非常重要，布置的好坏，直接关系到整个系统的扩声质量。
（1）扬声器的布置原则
扬声器的布置，一般要遵循如下原则：
A、使大厅声场均匀；
B、视听方向一致，声音亲切自然；
C、有利克服反馈，提高传声增益；
D、线路简单，便于维修，调整覆盖角；
E、扬声器发出的声音，要比自然声源延迟5~30ms；
F、按扬声器覆盖角（4kHz，8kHz为轴线下降6dB）覆盖全部观众席。
（2）扬声器的布置方式
扬声器布置应根据建筑功能、体型、空间高度及观众席设置等因素确定，一般分为：分散布置、集中布置、混合布置。
A、集中式
下列情况，扬声器（或扬声器系统）宜采用集中式布置；设置舞台并要求视听效果一致者；受建筑、体型限制不宜分散布置者。
集中布置时，能使听众区的直达声较均匀，并尽量减少声反馈。集中式系统用单个扬声器或一组扬声器集中安装。例如有舞台形厅堂，扬声器系统靠近自然声源，通常放置在台口上方或台框两侧。这种布置的优点是声音来自舞台方向，观从视听的方向感一致，听觉比较自然。缺点是对形状复杂（如眺台过深）或大型厅堂，声场不易均匀，甚至后座的声级可能偏低，另外，集中式布置因扬声器靠近台上的传声器，容易引起反馈的啸叫。
应选择单方向性强的扬声器或声柱，有利于克服声反馈。当扬声器布置在台口上方时，从克服声反馈的效果看比布置在台口两侧好。对于空间高度越高的场合，存在的较明显的问题是前排的听众会感到声音来自头顶上，为了克服这种缺陷，可以在台口增设辅助扬声器（扬声器的功率要分配小些），使前排声场均匀，使声响下移。当扬声器布置在台两侧，声反馈的问题比较突出，因为如扬声器及声柱，它们在水平方向的指向性比较差，简单地将两个同功率的扬声器挂在台口两侧，对大厅中央座席听众会产生双声源干扰，听众很不舒服，解决问题的办法是把扬声器尽可能挂得高些，适当增加辅助扬声器。其他又如四面均有观众的厅堂，如体育馆，扬声器布置在比赛大厅中央的上空。放置传声器的表演区，应注意控制扬声器的指向性。由于厅堂的体形复杂而多样化，集中式系统可以采用许多扬声器装在一起，按不同形状的曲线配置。
B、分散式
下列情况扬声器（或扬声器系统）宜分散布置：
建筑物内的大厅净高较高，纵向距离长或者大厅可能被分隔成几部分使用，不宜采用集中布置的；厅内混响时间长，不宜集中布置者。
分散布置时，应控制靠近讲台处第一排扬声器的功率，尽量减少声反馈，应防止听众区产生双重声现象，必要时可在不同通路内采取适当的相对时间延迟措施。扬声器组常装在天棚上或四周墙上。噪声级较高并且不作计时演用的休息厅，也可以采用成组分布的扬声器系统，体育馆内一般采用均匀分布在吊环上的扬声器系统。
C、混合式
下列情况扬声器（或扬声器系统）宜采用混合布置方式：眺台过深或设接座的剧院等，宜在被遮挡的部分布置辅助扬声器系统；对大型或纵向距离较长的建筑大厅，除集中设置扬声器系统外，宜分散布置辅助扬声器系统；各方向均有观众的视听大厅。
解决控制声程差和限制声级的问题，在需要时应加延时措施避免双重声现象。对于大型或较长厅堂，扬声器常采用混合式布置，每组扬声器服务一个区域。优点是，扬声器离听众的距离比集中式大为缩短，能增大观众直接发声能和重放声压级，所需功率比集中式布置的情况要小，但应注意的是：在不同延时的情况下，前后相邻的两组扬声器之间距离最好在10~12m，最大不应超过15m，否则后座的听众容易听到双重声。靠近台前的一组扬声器，其供声范围应考虑小些，这对克服声反馈有利。
（3）声柱的应用
在会场内使用声柱放音，整个会场内的声音比较均匀清晰，把一声柱略为倾斜地挂在一定高度就可以使会场前后的声音均匀，从而克服了声音总是近处强远处弱的缺点，至于会场内左右的声音，因声间的水平辐射角较大，基本上也能保持均匀。若厅堂较长，只使用一个声柱，就应把声柱做得长一些，使其方向性更强，同时也要尽可能挂得高些，这样就可改善前强后弱的现象，并且声柱的方向性也减轻了混响干扰，使听众听到的直达声相对于厅堂的混响度的增大，从而提高了声音的清晰度，声柱放音也使声反馈减小；从声柱的方向来看，沿声两端的上下方向发音最轻，是发音的死角。若把高挂声柱的底部对着传声器，则反馈到传声器的声音大大减弱，反馈减小，扩音机的输出量可以更大，充分利用扩音的效果。
声柱的布置要根据厅堂的具体情况而定，使用时可参照下表给出的经验数据，在布置时，声柱的布置和方向必须仔细调试，才能获得满意的效果。
（4）厅堂布置
A、放映电影时的扬声器位置
当厅堂的宽、长、高的尺寸比例符合标准时，把扬声器倾斜使其声轴的延长线接触到厅内中间数排座位的后半部（大约是长度的2/3处），可得到良好的效果。此外，两侧扬声器的相对位置应偏转到使它们的声轴相交在观众场的中线上。
B、运动场
在运动场内，常常要用扩声系统向看台上的观众报告场内比赛的情况，由于场观众区的大小和造型的不同，用一个声柱不可能得到令人满意的声级和应能达到的范围。因此，需要把适当的扬声器安装在运动场周围，各扬声器之间保持适当的距离，以便在水平面得到均匀的响度。
考虑扩音设备所需要声级时，应按最拥挤的噪声级来决定。虽然有时会用足够大的声功率来淹没运动场上的噪声级，因此在很吵闹的情况下，功率应当能产生80dB的声级，其中主要的问题是选择扩音设备，它能满足在所考虑的距离和面积内送出的所需声级的要求。
近年来运动场也使用集中式系统。例如，一个6万人的体育场使用集中式扬声器组可获得110dB的声压级，扬声器组包括16只多格喇叭和四只装有喇叭的低频扬声器，分频点频率选在350Hz。

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学习了，发现静下心来学习是一件很享受的事情。

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