本次擴聲系統設計主要包括音源與拾音、調音臺與音頻處理系統、揚聲器功放系統、輔材和電源管理系統。
二、設計理念
1、主系統從拾音到還音只需經過一次A/D、D/A轉換,減少因多次數模轉換引起的信號失真,降低音頻信號在傳輸中的損耗和干擾,有效的提高信號的保真度。
2、針對聽音區聲場覆蓋均勻度的要求,經過軟件模擬布局以選用滿足要求的角度和指向性揚聲器。
3、在演出時,滿足聲壓級具有足夠的動態范圍,保證中、低頻有足夠的余量。
4、擴聲系統采用的功放系統需具有環保節能的特點,功率轉換效率高,系統長期運行可以節省大量用電成本。成熟產品),技術先進、功能實用性強,系統更考慮到今后的擴展需要。
三、設計依據及標準
設計依據
本設計的設計依據包括以下內容:
1、甲方對該項目的目標需求;
2、建筑設計圖紙反建筑聲學設計文件;
3、相關技術參考標準依據:
國家標準GBT28049-2011《廳堂、體育場館擴聲系統設計規范》;
國家標準GB/T28048-2011《廳堂,體育場館擴聲系統驗收規范》
國家標準GB/T28047-2011《廳堂,體育場館擴聲系統聽音評價方法》
國家標準GB/T15644-95《視聽系統中設備連接器的應用》
國家標準GB/T10240-1988《電聲產品聲音質量主觀評價用節目源編輯制作規范》
國家標準GB/T14476-93《客觀評價廳堂語言可懂度的“RASTI”法》;
國家標準GB/T14197-93《聲系統設備互連的優選配接值》。
平衡式模擬音頻格式及相關的接口及電氣特性要求;
其它相關的通用的規范和標準:
國家標準GB50016-2006《建筑設計防火規范》
國家標準GB/T50311-2007《建筑與建筑群綜合布線項目設計規范》
國家標準GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》
國家標準GB/T126661/6/90《電纜的耐燃性考核標準》
進口設備所遵循的標準和要求:
此外各種進口設備要符合上述國家標準外,同時要符合以下國際標準,符合ISO(國際標準化組織)和IEC(國際電工協會)制定的國際通行標準規范。
UL(美國)
CUL(加拿大)
CE(歐洲)
TUV(德國)
BS(英國)
JIS(日本)
CISPR(國際無線電干擾)
設計指標:
主擴聲系統在觀眾廳內的聲學技術指標,以GBT28049-2011中規定的音樂擴聲一級指標為參考。其中:
最大聲壓級:平均聲壓級≥l06dB;
傳輸頻率特性:以80–8000Hz的平均值為0dB,在此頻帶內±4dB;
傳聲增益:100-8000Hz內平均值≥-8dB;
聲場不均勻度;l000Hz≤6dB;6300Hz≤8dB;l00Hz≤l0dB;
主觀音質評價;清晰、音質良好。
四、報告廳設計難點及解決方案
1、報告廳的混響時間長,為了獲得高語言清晰度,足夠的聲壓級,聲場分布均勻,較高的傳聲增益,無噪聲干擾和音質缺陷,因此采用Community的ENTASYS線性音柱,專為獲得高聲壓級、優秀聲質和優秀的語音清晰度而設計,適用于放在專業級別的音響系統中使用。
ENTASYS線性音柱是柱面波傳播的方式,能夠巧妙的了避開對天花的聲投射,減少墻壁對觀眾席的反射聲,減少了增加聲反饋和聲干涉的機會,提高了聲能的利用率。多只ENTASYS線性音柱組合的方式,提供可控制的、全面集中覆蓋角,增強直達聲的覆蓋,提高語言可懂度,能夠在報告廳混響時間長的情況下,也能有優秀的語言清晰度。
2、報告廳裝潢典雅,對揚聲器的外觀要求高。采用ENTASYS線性音柱,箱體體積緊湊、風格內斂,安裝后不顯突兀,箱體顏色還可根據客戶的需要定制。
五、聲場設計及揚聲器配置
按照報告廳建聲為主,擴聲為輔的原則,報告廳設置左右主擴揚聲器、超低頻揚聲器組、舞臺固定返送和流動返送揚聲器。
1.左聲道
位置:壁掛安裝。
型號數量:Community高性能線性音柱ENT-FR共6只。
組合形式:3只一組,3只至下而上的疊放方式組合。觀眾廳寬度約24.6米,為了滿足全場觀眾的覆蓋采用寬角度線性音柱,ENT-FR覆蓋角水平覆蓋角120H×12~6V。第一排觀眾到最后一排觀眾的高度為約7米,為了更好的控制垂直覆蓋并能覆蓋后排觀眾區,因此用3只揚聲器至下而上疊放。
特點:全場覆蓋觀眾區,用于某些需要額外突出或加強的樂器聲音、音樂重放、主持人串場或講話等其他目。
2.右聲道
右聲道與左聲道呈對稱性,其他的與左聲道一致,在此不再重復
左右聲道揚聲器覆蓋圖:
左右揚聲器平面覆蓋圖

3.左右聲道揚聲器選型亮點:
ENT-FR全頻音柱是一個三分頻揚聲器系統,包括6只3.5"低頻單元,18只2.35"中頻單元,和42只1"高頻單元。高頻單元共有7組,每組都是由6個平面耦合的CompactRibbonEmulatorTM器件。這些高輸出、低失真的高頻器件使得ENTASYS能夠輻射出一個非常窄的波束到典型人類聽覺的最后八度(在垂直離軸衰減波束形成之前)。這有助于集中聲音將其指向所需要的地方,最小化來自墻壁和其它表面的反射。特性:
(1)擁有較強指向控制,特別適用于高混響的空間——聲音直接指向觀眾區域,不會觸動其它高反射表面。
(2)模塊化設計,將全頻和低頻單元模塊組合到一起形成一個整體,帶來全功能覆蓋,避免了不需要的波瓣;
(3)寬頻范圍和高輸出電平;
(4)驅動保護,獨有的DYNA-TECHTM保護電路進行保護。DYNA-TECH保護電路的功能就像一個限制器,能夠確保對驅動器的可靠保護;
(5)外觀精美,風格內斂,安裝后不顯突兀,標準的黑或白色可選。
主要參數:
頻響范圍:200Hzto20kHz;
指向角度:水平:120°(1kHz-16kHz);垂直:12°或6°(用戶配置);
靈敏度:Curved(12°V):93dBSPL;Straight(6°V):95dBSPL;
最大聲壓級:(1個單元)Curved(12°V)120dB;SPLStraight(6°V):122dBSPL;
標稱阻抗:12歐姆;
使用功率:600WRMS,1500WPGM;
尺寸(高x寬x深):1129×140×187mm;
音箱單位重量:17.4kg;
4.超低頻揚聲器
位置:舞臺左右側兩側支架安裝。詳見報告廳揚聲器布局圖。
型號數量:選用Community的超低頻揚聲器V2-215SB共2只,左右各1只。
特點:增強節目的低頻動態效果,擴展低頻下限水平和動態余量。
5.超低頻揚聲器選型亮點
V2-215SB是雙15英寸、擁有“大容量”箱體的超低音音箱。它專為要求超低頻率和輪廓纖細的應用而設計,它的尺寸僅為10.2英寸高,21.75英寸寬,21.75英寸深。V2-215SB的頻率響應低至40Hz(-3dB),運行范圍至30Hz(-10dB),1000W節目V2-215SB帶來極低的功率。它的低速端口設計延伸了響應,同時也消除了穿過重型16-規格鋼制有孔網罩的空氣噪音。
特性:
(1)低調設計、小尺寸;
(2)設計為傳統的超低音音箱或可操縱低音陣列;
(3)適合用于墻面、舞臺下和其他“隱蔽”的地方;
主要參數:
頻響范圍:40Hz至200Hz(±3dB);標稱-6dB波束寬:360°Hx180°V;
靈敏度(1W/1m):93dBSPL;
最大聲壓級:126dBSPL(峰值);
六、報告廳EASE聲場分析報告
(一)計算機模擬聲場分析
為了使方案設計更好地符合實際的效果,運用當代先進的計算機模擬技術,根據實際尺寸建立計算機建筑模型,對方案設計的音響效果進行計算機模擬驗證,以確認設計的合理性,及是否能滿足技術要求,達到預期效果。
設計運用的是著名的聲場分析軟件——EASE4.3。
但在做次方案的時候,貴方并未提供詳細完整的CAD圖紙給到我方,以下的模擬是我們做過的類似廳堂,用我們為本項目做的音箱進項模擬,旨在觀察改系統設計能否滿足系統聲壓級的需求,以及聲場覆蓋均勻度和語言清晰度等指標。
EASE4.3電腦設計系統簡介:
EASE作為準確預測音響系統聲場的有效工具,它融合了該公司多年在建筑聲學、語言聲學、心理聲學方面的研究心得。該軟件是根據建筑物藍圖的幾何尺寸與所采用的裝修材料,在計算機內建立立體聲學模型(即建筑模型),再根據設計方案準確地將揚聲器放置于設立好的建模中。計算機可以準確地計算出場內的直接聲場、混響聲場以及多次反射聲,此外,EASE采用計算方法,可以在場內任何一個位置預測語言清晰度,這在大型場館的設計中有用。而所有這些計算僅須在數秒鐘內就能完成。
1.揚聲器布局圖
報告廳揚聲器布局平面圖
報告廳揚聲器布局側視圖
報告廳揚聲器布局前視圖

報告廳揚聲器三維布局圖2
2.報告廳揚聲器系統直達聲壓級仿真圖


報告廳揚聲器系統直達聲壓級100HZ-10000HZdBA

報告廳揚聲器系統直達聲壓級500Hz-2000HzdB

報告廳揚聲器系統直達聲壓級1000Hz-4000HzdB
報告廳揚聲器系統直達聲壓級1000HzdB

報告廳揚聲器系統直達聲壓級2000HzdB
七、功放系統
本次擴聲系統中,功率放大器的選型主要考慮以下幾點:
1、功率放大器應具有夠大的功率來推動所有的揚聲器,以及提供足夠的動態范圍。
2、功率放大器通道數匹配。
3、功率放大器集成化程度。包括功放內具有DSP處理,pfc功率因數校正功能,功率轉換效率高,系統長期運行可以節省大量用電成本,遠程監控的功能,以太網連接實現全面控制和監控,實時掌握系統狀況便于維護管理。連接及控制界面簡便。
4、可連接低阻抗:對于系統搭建來說具有更多的揚聲器所需的功率放大器可以更少。
5、阻抗匹配:能補償因長距離傳輸而損耗的阻抗。
基于以上幾點的考慮,本設計采用Powersoft品牌數字功放。
功放選型:
左右聲道揚聲器功放:選用Powersoft的2通道數字功放K10一臺,每個通道推動3只ENT-FR。
超低頻揚聲器功放:選用Powersoft的2通道數字功放M20D兩臺,每個通道推動2只V2-215SB。
舞臺固定返送揚聲器功放:選用Powersoft的4通道數字功放M28D一臺,每個通道推動1只MX10。
功放優勢:
Powersoft不僅能夠滿足前面我們考慮的幾點,同時還具有以下優勢:
(1)電源適應能力強:在中國傳統的功放通常適用的電源電壓范圍是190V-240V左右,而POWERSOFT可以適應的電源電壓范圍為90V-265V,這樣的優勢尤其在大型系統中,由于有燈光或機械設備時,當有大功耗設備運行時,環境電壓會瞬間降低,傳統的功放將有可能不能正常工作,而POWERSOFT則完全可以正常工作。
(2)可連接最低阻抗:傳統模擬功放可連接的最低阻抗為2歐姆,二數字功放可以連接1歐姆的阻抗負載。這樣對于系統搭建來說具有更多的揚聲器所需的功率放大器可以更少。
(3)阻抗匹配:能補償因長距離傳輸而損耗的阻抗。
(4)系統保護:傳統功放采用模擬信號傳輸,在使用過程中完全有可能會因為機器長時間工作機器發熱而導致系統保護而無聲音信號,而數字功放可以在環境溫度高達45攝氏度的環境中工作且正常的輸出。
(5)機器體積小、重量輕:傳統模擬功放往往有2U-3U的機架高度,重量也往往在40千克左右,而數字功放只有1U的機架高度,重量只有10Kg左右,方便運輸,而且減少對空間占有。
八、調音及音頻處理系統
1、調音臺:配置緊湊型數字調音臺A&H的GLD80chrome和調音臺接口箱AR2412,滿足報告廳實際使用的需要。
GLD80chrome特性:
GLD80chrome擁有光亮全新的外觀風格、AMM自動話筒混音、新的嵌入式插件FX所有通道上提供新的壓縮器;
dSNAKECat5數字蛇——網線可長達120米;
8.4英寸彩色觸摸屏,可全面自定義的布局上分布著20個推子,4個層,80個通道條;
所有輸入上有全面的處理功能,包括微調、極性、高通濾波器、斷點插入、門限、4段參量均衡、壓縮器和延時;所有輸出上有全面的處理功能,包括斷點插入、參量均衡、圖示均衡、壓縮器與延時;
DEEP深度處理嵌入式插件包括圖示均衡和壓縮器;
USB立體聲錄音與重放;
16個DCA編組/靜音編組;
內置對講器、實時頻譜儀(RTA)和信號發生器;
輸入/輸出模塊選項,用于主擴/監聽分離,多軌錄音,連接至iLive或其他設備;
MIDI輸入/輸出和以太網網絡端口;
兼容ME個人混音系統;
高端的話筒/線路前置放大器具有1dB的微調量;
單聲道舞臺監聽和立體聲耳內監聽推子條;
輸入、輸出和斷點插入的軟跳線架;
混音和參數可快速復制、粘貼和重置;
存儲庫、場景和Show記憶可通過USB傳輸;
場景過濾器、淡入淡出和自動調用;
可通過模板Show快速啟動;
尺寸(高×寬×深):159x730x577mm;
重量:16.5kg;
AR2412特性:24路XLR話筒或線路輸入;12路XLR線路輸出;dSNAKE端口通過120米CAT5可連接調音臺GLD80chrome。
2、音頻處理器:

3、音箱管理器:
選用與揚聲器同品牌Community的dSPEC226AN,dSPEC?,是具有聯網功能的高端音箱處理器,具有多種均衡器、延時、限幅和信號路由能力。除此之外,dSPEC擁有CONEQ聲功率校正技術。CONEQ?提供了1024段低延遲FIR均衡,它可使所選的Community音箱的聲功率響應變平坦,從而實現高度精確的聲音效果,卓越表現顯而易見。dSPEC也提供了一個獨特的放大器校準功能,它可精確地設置dSPEC限幅器的三個階段(峰值、節目與長期),以實現高度精確的驅動保護。
九、音源及拾音設備
音源及拾音設備是整個音響系統中關鍵的一環,其選用的好壞,最終會影響系統的音質、音色。
音源設備:選用DENON的DN-501C,可直接播放便攜式音頻設備,配有USB接口,USB支持媒體重放及控制,支持RS-232c,及IR控制;標準RCA非平衡,專業數字I/O口和平衡XLR模擬輸出口;支持播放WAV,AIFF,MP3&AAC格式的媒體文件;支持Professional’sfreePitchKeyApp。
拾音設備:選用有線話筒和無線話筒。
考慮到演出使用要求,設計選用4套無線手持話筒SHURE的SLX24/SM58、2套無線頭戴話筒SHURE的SLX-14/30、2套無線領夾話筒SHURE的SLX-14/93、2支8字形型電容話筒sennheiser的MKH800P48,2支心形話筒sennheiser的MKH8040,2支全向話筒sennheiser的MKH8020。保證演出現場的靈活使用。
無線傳聲器系統具有多頻點選擇,多套傳聲器在同一場地同時使用時不產生干擾,具有較好的外控干涉功能,并配有有源天線接收及放大分配系統。詳細配置見清單。
十、電源管理系統
由于報告廳的實際功能需求,其系統必須擁有足夠的安全性,使用帶電源凈化功能的電源時序器FURMAN的CN-3600SE,可以保護設備,其浪涌保護技術可在設備開關瞬間保護設備及電力系統的穩定,極高電壓關斷保護可保護設備安全。
十一、ENTASYS線性音柱應用案例
ENTASYS線性音柱以柱狀波的形式輻射,特別適用于高混響的空間。柱狀波的輻射方式讓聲音能夠直接指向觀眾區域,有效的避開高反射面,能夠在聲學環境比較困難的場所中也可以得到優秀的音質表現和高的語言清晰度。以下是ENTASYS線性音柱在高混響時間的廳堂中的應用案例:
馬里蘭州StJohnth教堂
美國海軍學院教堂
阿斯彭音樂節
