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音响工程设计举例--礼堂2

发布日期:2020-08-14 浏览量:201次
首先根据剧本设计的厅堂,属于机关内部厅堂,主要功能是平时开会用,有时也作为演出场所使用,所以选择扩声系统声学特性指标的GB 50371--2006(厅堂扩声系统设计规范)标准中的多功能内扩声系统声学指标第二级标准:最大声压级取≥98db,当然具体取什么样的标准还得跟甲方商量才能确定,如果选择第五章中举例的音箱,则可选用二分频全频带音箱。
该音箱各项技术指标如下:
频率范围(-10dB):55Hz~18kHz;
频率响应(-3dB):78Hz~14kHz;
水平覆盖角(-6dB):85°,500Hz~16kHz,平均;
垂直覆盖角(-6dB)85°,500Hz~16kHz,平均;
指向性因素Q:9.9,500Hz~16kHz,平均;
指向性指数DI:10.0dB,500Hz~16kHz,平均;
系统灵敏度:98dB,1W,在1m(3.3ft)处;
额定最大声压级:129dB,在1m(3.3ft)处;
系统标称阻抗:8欧;
系统输入功率额定:300W,IEC;1200W峰值;
推荐功率放大器:400W;
分频点:1.6kHz;
换能器:低频单元:M222-8,300mm(12in)纸盆;高频单元:2418H,25mm(1in)喉部,钛膜;
输入连接器:2×NL4 Neutrik Speakon连接器;
尺寸:586mm×387mm×403mm(23.05in×15.25in×15.87in);
净重:22.7kg(59lb)。
从上面技术指标中可以看出该音箱的灵敏度是98db,额定功率是300W,一般实际使用时节目信号的有效值功率应该控制在额定功率的1/8以内,也就是降低9db使用,推荐降低10db使用,以保证节目信号的峰值因数大于等于4,达到高保真扩声要求,所以实际播放节目时的功率初步确定为30W电功率,现在计算在此电功率时距离扬声器系统一米处的声压级,按照式8-1计算。

上面已经得知满场混响半径为8.5米,按照式(8-2)计算
Lx=L-20IgX=(112.77-20×0.93)dB=(112.77-18.6)dB=94.17dB取整数为94dB
也就是在降低10db使用情况下,室内混响声场声压级可以达到94dB,考虑到扩声时主音箱不是一只,而是一对,即左右各有一只音箱,则实际的混响声压级约为97db,前排直达声场声压级大于混响声场声压级,以直达声场为主,后排混响声场声压级大与直达声声场声压级,以混响声场为主,所以室内的声压级已接近于确定的最大声压级98db的要求。况且GB 50371-2006中的最大声压级指的是测量用噪声信号的峰值因数在1.8-2.2之间,在测量后的RMS声压级基础上要加上峰值因数的db数,与数之2计算,要加上6db,所以在降低10db功率使用时,只要最大声压级达到98-6=92db即满足要求,因此不必再计算最大声压级是否能达到指标的问题,这里之所以以这款音箱为例,是因为前面讲解音箱知识是以这款音箱的技术指标来说明的,并不表明一定要选用类似技术指标的音箱才能满足要求。 
在图9-29中画出了几种音箱摆放情况,其中图9-29a是礼堂的顶视图。
第一种方案是只设置音箱a、b、c、d4只,其中音箱a、b为主音箱,音箱C、D为给前排主音箱覆盖不到的前几排观众补直达声,并且起到拉声像的作用,主音箱a、b放置在台唇上方,或者说台口前上方,这种方案的前提是此位置允许放置音箱,也就是建筑结构承重有保障,有便于安装与维修。这种方案属于最佳方案,音箱主声轴对准倒数第四排至第六排距地1.2-1.3米处,也就是那一排观众的耳朵高度具体在哪一排?要看观众厅的长度,这样设置角度的优点是直达声场比较均匀,因为音响辐射的直达声场以主声轴上为最强。以上面选择的音箱--MS112二分频全频带音箱为例,指标中垂直覆盖角为85度,以主声轴为中心,上下的有效覆盖角均为偏离主声轴42.5度,但是在同样半径的情况下,偏离主声轴42.5度的位置比主声轴位置的直达声声压级要低6db。如图9-29b所示,放置主音箱a、b时,前排中排后排听众离开主音箱的距离有差别,后排听众离开主音箱的距离远,按照直达声场的平方反比定律,直达声场声压级降低的比较多,但是处于直达声场最强的音箱主声轴附近,而前中排听众离开主音箱的距离近,直达声场声压级降低的比较少,但是处于直达声场比较小的偏离音箱主声轴的位置,并且前排比中排距离音箱相近,但是前排比中排偏离主轴角度大,所以总体上前后排听众处的直达声场声压级相对比较均匀。音箱C、D可放置在台口两侧,显然音箱C、D比主音箱a、b离前排观众近,所以音箱C、D的声音要比主音箱a、b的声音先到达前排观众处,根据哈斯效应,听众的主观感觉会认为声音就是从拉声像的音箱C、D处传来的,达到拉声像的目的。
当台口上方不允许放置主音箱时,可以考虑第二种方案,将主音箱放置在台口两侧,根据第一种方案的同样原理,音箱高度应该放置在高一些的高度,以利于声场均匀,此时最好能将音箱埋置在墙面外,表面装饰钢网加音箱布,颜色最好与墙面相同,放置的俯角也要合适才行。

如果对厅堂扩声系统的声学性能要求比较高,则无论第一种方案或第二种方案中的主音箱可以不用全频带音箱,而改用由低频音箱加中高频音箱组成,甚至由低频音箱、中频音箱加恒指向高音高筒组成,并且可以每边用两只恒指向高音号筒,一只恒指向高音号筒投向近处,观众席称为进投,另一只恒指向高音号筒投向远处观众席,称为远投,以便指向性强的高频的直达声场更均匀,但是此时组成一路扬声器系统的低频音箱,中频音箱,恒指向高音号筒必须是经过严格选择的,不是任意拿三种音箱就能组成性能良好的系统的,最好选择厂家产品目录中推荐组合的配套产品,并且根据厂家推荐的分频点来分频,这种方案应该在主音箱通路中加电子分频器。
假设厅堂的后面设有眺台,如图9-29c所示,则应该考虑是否需要为一层后排,也就是眺台下的观众席增加补声音箱的问题,如果主音箱辐射到后排的中高频直达声会被眺台阻挡,在后排观众席处形成缺少中高频直达声的身影区,则应该在侧墙的靠后适当位置加挂补声音箱,如图9-29a所示中的音箱E、F,还可以考虑为眺台上观众席增加补声音箱,列如图9-29c所示中的音箱G、H。所有补声音箱由于离开相应服务的观众席的距离比较近,所以音箱辐射的声压级不必太高,可以选择额定功率相对比较小的音箱,相应的音箱的体积也会比较小,当然所有补声音箱的通路中都应该增加延时器,以便补偿主音箱与补声音箱到观众席的声程差。
所有音箱的安装必须牢固,高度不能太低,以免伤及观众,并且应该考虑相对比较美观,最后不要忘了给舞台上的演员配置返送音箱。
本文节选自音响工程设计与音响调音技术
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