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声场设计概念

发布日期:2020-08-12 浏览量:353次
一、声场设计概念
作为一个音响工程的设计,首先就是声场的设计,因为如果声场情况很糟糕,那么所采用的设备再先进,再高级再全面也不能使重放音质达到优美的程度,严格来说,声场设计包括建筑声学设计和扩声声场设计。建筑声学设计包括房间结构设计,尺寸的设计,形状设计,装修设计等。这些主要应该由建筑设计师来完成,扩声设计主要是扬声器系统放置位置,角度的选择,扬声器系统型号数量的选择,目的是声场尽量均匀,直达声达到一定比例,以保证清晰度,可懂度达到要求,并且重放音质好,而这些应该由音响工程设计者负责,当然,在建筑声学存在先天不足时,为了使最后的扩声效果达到满意,音响工程设计者有必要在接触具体工程项目事先估计建筑声学设计是否已到位。如果发现存在重大缺陷时,应该对建筑声学缺陷的改良提出个可行的补救方案,包括一些吸音、扩散、隔声处理意见,有必要的话甚至可以提出增加早期反射声的可行方案,否则由于确实存在建筑声学缺陷,音响工程设计者没有发现,或者确实发现了但是没有主动提出补救措施,则最后的扩声质量就很难保证,到最后使用方表示不满意,音响工程设计者在提出存在建筑声学的缺陷作为扩声质量不满意的理由,就不能使人信服了!即便对建筑声学缺陷采取补救措施后提高了扩声音质,也说明音响工程设计人员的水平不高或对工作不负责任。
二、扩声声场设计内容
首先要明确设计的是什么性质的音响工程,是属于音乐厅、剧场、歌舞厅、卡拉ok厅等文艺场所,演播室、录制棚等节目制作的场所,或许是多功能厅、体育场,体育馆、公共广播等语言类为主的场所或者背景音乐等中的哪一类。然后再根据具体类别结合具体情况确定,要达到什么等级水平,也就是达到相应标准的什么等级,没有相应标准时则可根据常规要求来确定技术指标,例如最大声压级、传输频率特性、声场均匀度,传声增益等。至于混响时间,则主要根据用途来确定,相应标准中有明确规定的,则按照标准规定执行,如果没有明确规定的,则可根据一些原则来确定,如用于语言类时则混响时间不应太长,用于音乐类时混响时间稍微长一些。
在技术指标确定后,则可以开始声场设计,第一步先仔细察看建筑图样,搞清楚房间形状,具体尺寸,墙壁、天花、地板等各个界面的装修情况,根据以上资料可以初步估算出混响时间,如果发现估算出的混响时间明显超出根据标准或用途设定的混响时间范围。则应提出整改措施,或帮助修改装修材料的选用,或提出应该达到的混响时间要求,由其他方面的人员来设法达到回想时间范围要求,一般的情况下音响工程设计人员最好能帮助提出修改装修材料的具体意见供参考。
计算空场回响时间时应将观众席座椅的吸声系数考虑进去,计算满场混响时间时应将观众在座椅上的吸声系数考虑进去。如果计算得到的混响时间满足本工程的要求,则可以考虑下一步的声场设计工作。具体不同用途厅堂混响时间参考值见表9-1
当然,例如建设部的JGJ/T131-2099和J42-2000(体育馆声学设计及测量规程)标准中规定了具体的不同频率混响时间要求的,则应按照标准规定来取值。
声场设计的第一步是确定采用什么供电方式,实际上就是设计扬声器系统安放位置和选择扬声器系统。目前通常有集中供参分区供参分散供参三种,应该根据厅堂等扩声场所的使用要求和实际条件而定,对于会议厅,公共广播系统主要考虑语言的清晰度,可懂度,所以可以选择分散式扬声器系统。也就是分散共声方式。这种共生方式,以直达生产为主,直达生产均匀,清晰度高,不容易引起啸叫,但缺乏方位感!对于大多数用于演出的厅堂应优先考虑集中式扬声器系统,也就是集中共声方式。如对于剧场、音乐厅等均已将扬声器系统装在舞台口上方或台口两侧的集中式扬声器系统为好。这样使观众的听觉和视觉保持一致,对于四面有观众的大型厅堂,如体育馆等,一种方式是可以将扬声器系统吊装在大厅的中央,必要时可增设扬声器系统的自动升降装置,此时由于扬声器系统和吊架的重量较大,且集中在一起,所以应考虑场馆建筑的力负荷问题,要精确计算,确保在安全负荷以内,另一种方式是可以将扬声器系统分散开,每一组扬声器系统就近为一部分观众供声,这样供声,观众席处直达声场比例可以提高,声压级可以比较均匀,每一组扬声器系统声压级不必太高,尤其是在混响时间较长的体育馆中,清晰度能提高,回声影响减小。再根据最大声压级要求和扩声距离计算出离扬声器1m出应有的声压级,选定扬声器系统。根据扬声器系统的灵敏度算出要求的电功率,看该扬声器系统的额定电功率是否大于所计算出的电功率要求,在选择相应的功率放大器,这里要注意直达声场是按照平方反比定律计算。由于室内存在混响声场,在临界距离处直达声场和混响声场的声压级相等,此处的总声压级比由直达声场的情况高1dB,在两倍临界距离处,总声压级比只有混响声场情况高1dB,各距离处总声压级符合直达声场和混响声场能量相加的关系
这里再说明一下最大声压级的问题,最大声压级是扩声学特性指标之一,很多设计人员在考虑最大声压级时往往用直达声声压级来说明是否达到要求。实际上这样的说法是不准确的,因为在最远处的声场已经主要是混响声场了,直达声场声压级与混响声场声压级相加后非常接近混响声场声压级的数值,所以最大声压级基本取决于混响声场声压级。那么如何计算出混响声场声压级呢?那就是首先计算出混响半径,然后计算在混响半径处扬声器系统产生的直达声声压级。因为在这个距离上混响声场声压级及与直达生产声压级相等。所以这个计算出来的直达声场声压级及就是整个房间的混响声场声压级。
本文节选自音响工程设计与音响调音技术
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