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    多媒體會議室擴聲系統的設計與要求
     
     

    在多媒體會議室中,大屏幕顯示系統解決了我們眼睛看的問題,對于我們人類接受一個完整、立體的信息來說,還有一項很重要的手段,那就是語言或聲音。因此,在一個會議、培訓環境中,第二個要考慮的基本因素就是解決:所有與會者都能聽到一個清晰、洪亮、優質的聲音的問題。也就是我們所說的"擴聲系統"

        擴聲系統又稱專業音響系統,它最基本的設備,一般包括:功放、音箱、話筒、調音臺,以及一些周邊的聲音處理設備等。目前,社會上有一種誤解,認為擴聲系統非常簡單,只要把話筒(及其他聲源)、調音臺、功放和揚聲器箱連接在一起就能組成一項擴聲工程。這種理解造成許多業主投入了不少資金,可得到的語言擴聲效果卻是聲音模糊不清,反饋嘯叫的干擾使聲音無法開大,音樂重放時音質變調聽之無味。

        作為一個系統問題,擴聲系統在系統設計中必須綜合考慮上述各種問題。在選擇性能良好的電聲設備基礎上,要通過周密的系統設計、仔細的系統調試和良好的建聲條件,才能達到悅耳、自然的音響效果。

    擴聲系統的作用

        (1)用以增強觀眾席的響度,這里主要指的是直達聲。換句括說,擴聲系統是為了提高觀眾席直達聲的聲壓級來改善聽聞。如果直達聲過弱,會被混響聲所掩蔽,這時不僅會降低聽聞的清晰度,而且聲像定位也將發生困難。自然聲源的聲功率是有限的,因此在室內聲學條件不能滿足時,經常借助擴聲系統。

        (2)通過電聲系統來改善廳堂音質是一項重要措施。人們借助擴聲系統,可以在一定范圍內來彌補觀眾廳可能存在的聲缺陷,例如在許多觀眾廳的貴賓席區域,常常是直達聲不足并缺少近次反射聲,不僅帶來聽聞困難,音質也差(聲音小而干)。利用擴聲系統可以增加直達聲的聲壓級,也可以較方便地模擬建聲的近次反射聲。我們可以借助電聲系統(例如立體混響)來改變觀眾廳的聲學環境(如混響時間),適應多功能廳堂的音質需要。

        (3)表演藝術需要借助擴聲系統來完成對演員唱、念音色的美化或加工,完成情節的表達、氣氛的渲染等。我們常說舞臺藝術中的音響是直接為聽覺形象"服務的,它是與觀眾聯系的一種重要媒介。舞臺藝術中的音響最重要的是,完成好舞臺藝術聽覺形象中各部分比例關系的調整。總之,在觀演建筑中,電聲系統設計已成為廳堂音質設計中一個重要的組成部分。

    觀眾廳擴聲系統的基本要求

        (1)觀眾席要有合適的響度:無論是用于語言擴聲還是用于文藝演出擴聲,觀眾席應有合適的響度。觀眾廳內合理的聲壓級:語言平均值為65—70dB,音樂為8085dB。當然還要考慮到它們的動態上限和有觀眾時的背景噪聲級。

        (2)擴聲系統的穩定性:擴聲系統是個聲音閉環系統",存在著聲反饋問題。這里所說的穩定性不僅指擴聲系統要不自激”(即由聲反饋引起的嘯叫),而且要留有穩定裕量。擴聲系統在臨界情況下工作,會給聲音帶來嚴重失真,這是人們所熟知的。但是從自激穩定這段過渡范圍,由于聲反饋的存在,已經給聲音帶來的染色"效應卻常常被人們所忽視,這是影響擴聲系統聲音質量的一個重要因素。所以擴聲系統要有充分的穩定性。

        (3)擴聲系統要有良好的聲音自然度(或真實感):擴聲系統的聲音自然或真實,常借助聽音評價做概括性的描述。廳堂擴聲系統要獲得良好的聲音自然度,不是一件容易的事,但是十分重要。所謂真實感可以概括為兩個方面:一是聲像的一致性;二是聲音信號的真實重放。籠統地說,擴聲系統在設計與使用時要做到自然聲"擴聲的巧妙結合。雖然觀眾廳使用了擴聲,但聽眾感覺不到電聲的存在(有人稱電聲味"),這才是成功的。對于日益流行的通俗唱法演唱會,一般自然聲能很弱,更多的是借助擴聲系統,這時聲音的自然度尤為重要。就整個系統而言,應有足夠的動態裕量。

        需要指出的是,觀眾廳擴聲的聲音質量最后還取決于操作人員。作為舞臺藝術的音響師,不但要懂得藝術,對聲音有鑒別、鑒賞的水平和能力,而且對建聲、電聲也要有一定的專業知識。換句話說,音響師要能夠同時解決好藝術和技術上的問題。音響師只有科學地、合理地運用廳堂擴聲系統,才能充分發揮系統的效能,保證觀眾廳擴聲具有良好的音質。

    擴聲系統分類

        廣義的擴聲音響系統包含擴聲系統和放聲系統兩大類:

        1.擴聲系統:揚聲器與話筒處于同一聲場內,存在聲反饋和房間共振引起嘯叫、失真和振蕩現象。要保證系統穩定和正常運行,最高可用的系統增益比發生聲反饋自激的臨界增益低6dB

        2.放聲系統:系統中只有磁帶機、光盤機等聲源,沒有話筒,不存在聲反饋可能,聲反饋系數為0,是擴聲系統一個特例。

        擴聲音響系統按用途可分為以下幾類:

        1)室外擴聲系統

        室外擴聲系統主要用于體育場、車站、公園、藝術廣場、音樂噴泉等。它的特點是服務區域面積大、空間寬廣、背景噪聲大;聲音傳播以直達聲為主;要求的聲壓級高,如果周圍有高樓大廈等聲反射物體,揚聲器布局又不盡合理,聲波經多次反射而形成超過50ms以上的延遲,會引起雙重聲或多重聲,嚴重時會出現回聲等問題,影響聲音的清晰度和聲像定位。室外系統的音響效果還受氣候條件、風向和環境干擾等影響。

        2)室內擴聲系統

        室內擴聲系統是應用最廣泛的系統,包括各類影劇院、體育館、歌舞廳等。它的專業性很強,既能非語言擴聲、又能供各類文藝演出使用,對音質的要求很高。系統設計不僅要考慮電聲技術問題,還要涉及建筑聲學問題。房間的體形等因素對音質有較大影響。

        3)流動演出系統 

        擴聲系統除了固定安裝系統外還有流動系統。常用于各種大型場地[如體育場(館)、藝術廣播和大型宴會廳等]非文藝演出用臨時安裝的系統稱流動演出系統。流動演出的音響設備必須結構緊湊,便于攜帶、運輸和安裝,可靠性高并能適應各種苛刻的使用環境。大型流動系統的投資大,通常向專業音響公司租賃使用。

        4)公共廣播系統

        公共廣播系統為賓館、商廈、港口、機場、地鐵、學校提供背景音樂和廣播節目。近幾年來,公共廣播系統還兼做緊急廣播,可與消防報警系統聯動。公共廣播系統的控制功能較多,如選區廣播和全呼廣播功能、強制切換功能和優先廣播權功能等。揚聲器負載多而分散,傳輸線路長。為減少傳輸線路損耗,一般都采用70V100V定電壓高阻抗輸送。聲壓級要求不大高,音質以中音和中高音為主。

        5)會議系統

        隨著國內、國際交流的增多,近年來電話會議、電視電話會議和數字會議系統(DCN)發展很快。會議系統廣泛用于會議中心、賓館、集團和政府機關。

        會議系統包括會議討論系統、表決系統、同聲傳譯系統和電視電話會議系統。要求音、視頻(圖像)系統同步,全部采用電腦控制和儲存會議資料。

    多媒體會議室的擴聲要求

        多媒體會議音響以自然聲為主,要求擴散性良好,聲場分布均勻,響度合適,自然度好等要求。在此多媒體會議系統中可以利用擴聲系統提高聲源在聽眾席的聲壓級和清晰度的擴聲,通過電聲設計去控制和改善多媒體會議室的音質,達到了會議擴音系統的目的:提高響度和聲場分布的均勻度,改善會議室的音質和提高音響效果。多媒體會議系統除了必須滿足會議擴聲系統達到良好的音質的要求以外,還必須滿足整個音響系統聲學指標設計的基本要求:

        1.要求有低的背景噪音環境

        用作擴聲的會議室、廳堂必須要有低的背景噪音。噪音不僅可能來源于室外,而且也有可能來源于室內,如空調、通風設備、光設備運動時產生的噪音等等。噪音過高會造成電擴聲系統的清晰度、可懂度下降,難以使音響系統達到希望的音質,而提高設備輸出功率以提高輸出聲壓級時又可能導致聲反饋而使系統無法穩定工作。應該采取措施盡可能地降低聽音環境的噪音。

        2.保證均勻合理的聲壓級

        要求室內的聲壓級按照不同類型的擴聲達到一定的值。這就要求電擴聲系統應具備足夠的輸出功率和聲增益,室內聲場應均勻擴散,近次反射聲應得到充分,合理的利用,音箱的輻射特性和擺放位置要合理選定。

        3.保證聲音的清晰度

        擴聲系統應保證聲音的清晰度和語言的可懂度,這一要求對語言擴聲的場合尤為重要,一般認為允許的最大輔音清晰度損失率不可超過15%

    會議室擴聲系統的設計

        擴聲系統設計通常都從聲場開始,然后再向后推進到功率放大器、聲處理系統、調音臺、直至話筒和其他聲源。這種逐步向后推進的設計步驟是十分必然的。因為聲場設計是滿足系統功能和音響效果的基礎,它涉及揚聲器系統的選型、供聲方案和信號途徑等。只有確定揚聲器系統才能進行功率放大器驅動功率的計算和驅動信號途徑的確定,然后再根據驅動功率的分配方案進一步確定信號處理方案和調音臺的選型等。

        聲場設計是擴聲系統的基礎,涉及系統最終的音響效果,但也是非常復雜繁瑣的工作。由于計算機技術的飛躍發展,現在可采用利用聲學軟件工具進行計算,最終可獲得滿足預期要求的聲場效果,不過,聲場設計過程可能需要反復多次才能達到要求。

        根據不同會議的需要,可以配置帶表決的會議系統或同聲傳譯系統。

        在表決時,代表只需按下自己面前設備上的表決鍵,表決結果會顯示在主席機的LCD屏上,或通過CCUDCN軟件顯示在會議室的其它大屏顯示設備上。
        
    同聲傳譯一般最少采用1+3(一個母語種和三個受譯語種)語種的傳譯,除正式代表外還可根據需要增設旁聽的席位。
        
    語種分配可經采用有線或無線方式:
        
    有線語種分配利用DCN系統的電纜干線向會議參加者分配翻譯語種,正式代表通過接到裝有通道選擇器的發言設備上的耳機收聽翻譯語種,列席代表通過接到通道選擇器上的耳機收聽翻譯語種
        
    無線語種分配利用紅外系統實現無線傳送
        
    典型紅外系統由紅外發射機,輻射器,紅外個人接收機組成:
        -
    紅外發射機:為每個語種通道產生一個載波 
        -
    紅外輻射器:用于向整個會場分布紅外線信號。
        
    安裝輻射器時可以將它們嵌入墻面或天花板。正確調整輻射器的安裝位置,可達到最佳會場紅外線信號覆蓋。 
        -
    紅外接收機:最多可接收16個語種通道,具有高速換檔的通道選擇功能,LED顯示以及語音放大等功能。

    會議廳音質設計要求 

        1、合適的響度

      對于以語聲為主的廳堂,響度一般不低于60~65phon;對于有比較大的動態范圍的廳堂,如音樂廳,響度一般不低于40~80 phon。為了保證正常和聽音,干擾噪聲的聲壓級應低于聽要聽的聲音10dB以上。

      為了達到合適的響度,應考慮以下幾點。

      聲源的能量。

      觀眾廳的容積與擴散。

      房間的體型。

      廳堂自然混響時間。

      背景噪聲。

        2、聲能分布均勻

      整個廳堂內各點聲能分布均勻,即聲場分布均勻,可保證各區域內聽眾聽到的響度基本一致。聲場均勻的廳堂中,最大聲壓級與最小聲壓級之差不超過6dB, 最大聲壓級(或最小聲壓級)與平均聲壓級之差不超過3dB。在音質設計時,采取下列措施可使聲音得到充分擴散,聲能分布也就比較均勻。

      體型設計的擴散處理。

      裝置各種類型的擴散體。

      均勻布置吸聲材料。

        3、選擇合適的混響時間

      廳堂音質的好壞與混響時間關系很大。混響時間選擇得合適,能提高語言清晰度和音色豐滿度。近次反射聲有助于加強直達聲,特別是大廳內來自側墻的反射聲,對聲音的空間感和洪亮感起重要作用。在大型廳堂中,可利用近次反射聲使聲場均勻。

        4、避免出現音質缺陷

      廳堂的音質缺陷主要指回聲、顫動回聲、聲聚焦、聲染聲及聲陰影等聲學現象。要設計合理的混響時間,避免出現音質缺陷。下面進一步說明這五種明顯的音質缺陷。

       1)回聲(echo

      指強度和時間差大到足引起聽覺將它與直達聲區分開來的反射聲。從單一聲源產生的一連串可分辨的回聲則叫作多重回聲,當室內兩個界面之間距離大于一定數值,且吸聲量不足時,在其中間聲源發出的聲音就可能產生多重回聲。回聲會影響聽音注意力,影響聲音的清晰度,破壞立體聲聆聽的聲象定位效果,因此,回聲是 應該防止的。

       2)顫動回聲(flutter echo

        當聲源在平行界面或一平面與一凹面之間發生反射、界面間距離大于一定數值時會出現顫動回聲。發生顫動回聲時,聲音有連續的重疊聲,并有顫抖的感覺。顫動回聲會引起聽力疲勞,使人感到厭煩。 

       3)聲聚焦(Sound focusing 

      指凹面對聲波形成集中反射,使反射聲聚集于某個區域,造成聲音在該區域特別響的現象。聲聚焦造成聲能過分集中,使聲能匯聚點的聲音嘈雜,而其他區域聽音條件變差,擴大了聲場不均勻度,嚴重影響聽眾的聽音條件。中國建筑環境聲學網

       4)聲影區(Sound shadow area

        指由于障礙物或折射的原因,產生聲音輻射不到的區域。在聲影區內聲壓級很低,音量很輕。因此聲影區的存在也是聲壓不均勻的原因。

       5)聲染色(room coloration

      由于室內頻率響應的變化,使原始聲音被賦予外加的音色特點。容積小的聽音室,本征頻率在低頻端分布不夠密集連續,因此在低頻段易產生共振的音染現象。共振現象產生的聲染色效應,引起聲音信號的失真,產生主觀聽感上的厭惡情緒,嚴重影響聽音效果。

      綜上所述,前四種缺陷一般容易發生在大廳中,解決的方法是應用幾何聲學的有關規律予以消除,而第五種缺陷則多發生于小室,應從波動聲學的角度加以考慮,消除音質缺陷。 

      避免廳堂音質缺陷的方法,主要是從廳堂的體形設計和吸聲材料布置兩方面入手,消除產生音質缺陷的條件。例如,為了消除回聲,應在可能引起回聲的部位布置強吸聲材料,使反射聲減弱經;另一種方法是調整反射面角度,將后墻與頂棚交接處作成比較大的傾角,將聲音反射給后區觀眾,徹底消除回聲,取得化害為利的 效果。為了消除聲聚集現象,應盡量控制廳堂界的曲面弧度,采用凸形結構,并在弧面上布置合適的吸音材料。為了消除音質缺陷,可根據廳堂內聲源的位置。采用幾何作圖法,用聲線的分布找出各種聲缺陷的條件和部位,再采取必要的措施進行抑制。

     
     
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