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             声响技术篇        
        专业音响工程是随着社会的发展,人们物质文化生活的不断提高,从而形成的对文艺演出、娱乐休闲形式的不断要求而逐渐发展起来的新兴行业。通常所谓的专业音响工程主要是包括专业舞台音响灯光系统、实用音响灯光视频系统、商业广播会议系统等在内的一种系统工。具体在工程技术上,它集建筑、电子、电工技术于一体,是包含了声学、光学、音频、视频等多项理论的一门综合性工程技术。它要求工程商根据用户不同的实际需要,认真研究,全面融入设计者的设计思想,精心设计和施工;同时还要得到建筑装饰、电力供应部门的密切配合才能完成。可见,专业音响工程的意义非常重要,相应地工程技术的重要性也显得十分突出。                 

        一个声、光、像效果俱佳的工程,必定是一个技术力量雄厚,管理规范的工程公司认真努力的成果;反之,一个没有经过严格、规范、科学设计施工的工程,它的系统效果和设备稳定性就可想而知了。尤其是现在专业音响工程行业还不太规范,各种公司一哄而上的时候,专业工程技术就尤显匮乏。

        2、专业音响工程的技术术语和相关标准 :
        所有和工程有关的专业标准和术语是工程工作的基础,是设计施工的依据和参照,是中心。

        2-1声压级:
指实际声压和基准声压之比的20倍对数值,单位是分贝。这是它的数学表达式。它的重要性就在于:所有的音响系统的发声情况,所有的扩声场所的声学质量,都需要有这项指标,在后面的设计计算中它还是一个计算基准。

        2-2、传声增益:
        扩声系统在使用话筒时,对话筒拾取的声音的放大量,是考察扩声反馈叫程度的重要指标,传声增益越高,声反馈啸叫越小(少),话筒声音的放大量越大,计算方法是将话筒音量开到最大(不能有声反馈现象),在话筒前放一个声源,同时测量声场中和放筒前的声压级,用声场中声压级减去话筒前声压级,即得到了该扩声系统的传声增益 。

        2-3、传输频率特性:
        扩声系统的频率响应特性,为房间和音响设备共同的频响特性,考察系统是否能够将各频率声音音量比例真实再现,即对各个频率的信号放大量一致,优秀的扩声系统,不应该出现某些频率声音过强、某些频率声音不足的现象。获得良好的传输频率特性的主要方法有:合理的建声设计、粉红噪声频谱分析仪法调整均衡器以及采用频率响应特性好的音箱放音等。
传输频率特性定义为:扩声系统在稳定工作状态下,厅堂内各听众席处稳态声压级的平均值相对于扩声设备输入端的电平的幅频响应,单位是db。

        2-4、声场不均匀度:
        厅堂内(由扩声时)各测量点的稳态声压级的差值,单位是db。

        2-5、声反馈:扩声系统中的扬声器系统放出的部分声能反馈到传声器的效应。

        2-6、系统总噪声:扩声系统在最大可用增益工作状态下,厅堂内各听众席处扩声系统所能产生的各频带的噪声声压级(扣除环境背景噪声影响)的平均值。以NR-曲线评价。

        2-7、早后期声竜比:扬声器系统发出猝发声衰变过程中,厅堂内各测量点80毫秒内声能与80毫秒以后声能的比值取以10为底的对数再乘以10,单位是db。

        2-8、频响范围:
        频响范围由频率范围与频率响应组成:频率范围指电子设备最低有效重放信号频率与最高有效重放信号频率之间的范围,一般采用图表形式表示音箱的相对幅度和频率的函数关系(频率响应图)。上图是某音箱理想的频率范围: 60Hz~20KHz@-3dB;
        频率响应指将一个恒压输出的音频信号与系统相连接时,音箱产生的声压随频率变化而发生增大或衰减,相位随频率发生变化的现象,这种声压,相位,频率的相关变化关系称为频率响应,单位为分贝(dB)。
        声压与相位滞后随频率变化的曲线称为频率特性。这是考察音箱性能优劣的一个重要指标,它与音箱的性价有着直接的关系,其分贝值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。人耳可分辨的频响不平坦程度因人及节目内容而异,大多数人对同一节目的频响变化如果小于 2~4dB就不易觉察。
        选择音箱时应是频响范围越大越好,但也必须是平坦的,两端衰减量不大于 3dB才有意义。

        2-8、声压Sound Pressure:
        有声波产生时,传播媒质中的压力与静压的差值。单位为帕斯卡,简称帕(Pa)。

        2-9、 声功率:
        单位时间内通过某一面积的声能,单位为W(瓦)。

        2-10、声压级Sound Pressure Level:
        声压与基准声压的比值以10为底的对数乘以20,通常以分贝(dB)为单位,基准声压必须指明。
        基准声压一般取值为0.00002 Pa,人耳的可闻域值为0.00002 Pa,疼域值为200 Pa,分别对应声压级约为0 dB及120 dB。

        2-11、音箱的灵敏度:
        给音箱输入1W/1KHz信号时,在距音箱喇叭平面垂直中轴前方一米的地方所测得的声压级。灵敏度的单位为分贝dB。

        2-12、音箱的指向性:
        声波中心是在发声器上或附近的一个点,在远处观测时,类似从该点发出的球面发散声波。音箱的指向性是指音箱辐射声压的强弱随方向不同而产生变化的特性,也称为覆盖范围,一般用声压级SPL相对于轴线处下降6dB的夹角来定义。指向性受频率的影响很大,频率越高,指向性越窄,频率越低,指向性越宽。

        3、 音质设计的目标和内容

        音质是建筑环境质量优劣的一个组成部分 , 即使是普通的住宅居室 , 也有其特定的音质。随着家庭影院和听音室的日益普及 , 以及多媒体技术进入千家万户 , 对居室的音质要求也将越来越高。对于一些音质要求的建筑 , 如剧院、音乐厅、电影院、会堂、录音室、电视演播室等 , 则必须做专门声学设计 , 否则将影响建筑物正常使用 , 甚至无法使用。室内音质设计 , 特别是对观众厅音质设计的目标主要包括以下方面:
        1) 在混响感 (丰满度) 和清晰度之间有适当的平衡;
        2) 具有适当的响度 ;
        3) 具有一定的空间感 ;
        4) 具有良好的音色 , 即低、中、高音适度平衡 ;
        5) 无噪声干扰 , 无回声、多重回声、声聚焦、声影等音质缺陷。
        达到上述目标 , 可使大厅具有满意的音质。上述主观听音要求用可测量的物理指标表示 , 则音质设计目标又可表述为:
        1) 具有合适的混响时间及其频率特性 ;
        2) 具有合适的声压级 ;
        3) 具有较大的侧向能量因子 (LEF) 或较小的双耳互相关系数 (LACC);
        4) 具有丰富的早期反射声 ;
        5) 对整个大厅来说 , 要求声场分布均匀 ;
        6) 背景噪声低 , 元回声、多重回声、声聚焦、声影等音质缺陷。
        音质设计是整个建筑设计的一部分 , 涉及建筑设计的各个方面。音质设计不是靠声学工程师或建筑师单独所能完成的。通常 , 声学工程师除了掌握足够的声学技术外 , 更重要的是必须同建筑业主及整个建筑设计小组的成员密切合作、相互协调 , 使声学设计意图在工程上得到实施。一个音质良好的大厅一定是集体合作的结晶。音质设计的内容决不是像某些人认为的那样 , 待建筑主体结构建成后再在室内做一下声学装修即可 , 而是在建筑设计一开始就应该有音质方面的考虑。音质设计的内容包括以下几个方面 :
        1) 选址、建筑总图设计和各种房间的合理配置 , 目的是防止外界噪声和附属房间对主要听音房间的噪声干扰。
        2) 在满足使用要求的前提下 , 确定经济合理的房间容积和每座容积。
        3) 通过体型设计 , 充分利用有效声能 , 使反射声在时间和空间上合理分布 , 并防止出现声学缺陷。
        4) 根据使用要求 , 确定合适的混响时间及其频率特性 , 计算大厅吸声量 , 选择吸声材料与结构 , 确定其构造做法 。
        5) 根据房间情况及声源声功率大小计算室内声压级大小 , 并决定是否采用电声系统( 对于音乐厅 , 演出交响乐时仅用自然声 ) 。
        6) 确定室内允许噪声标准 , 计算室内背景声压级 , 确定采用哪些噪声控制措施。
        7) 在大厅主体结构完工之后 , 室内装修进行之前 , 进行声学测试 , 如有问题进行设计调整。
        8) 工程完成后进行音质测量和评价。
        9) 对于重要的厅堂 , 必要时应用计算机仿真及缩尺模型技术配合进行音质设计。
音质设计一般都是针对自然声进行的 , 但是观演建筑大厅往往都配有扩声系统 ,因此,有时尚必须配合电声工程师进行扩声设计。对自然声有利的建声条件对于扩声系统也同样有利。































   
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