解决方案Solution

100平米会议室音频方案

2015/5/8 18:03:09

一、系统概述

会议室主要用以语言音乐扩声的工程,由于语言信号主要集中在中频段,这里的等响曲线的曲度相差较小,所以基准声压级可以取95-100dB,同时为系统的扩声留下12-8dB的峰值余量及1-3dB的环境噪音余量。扩声系统既要满足一定的声压级,最主要的是其混响时间不能过长,而且还要满足音乐扩声时的丰满度、明亮度及方向感(声像定位)。我们进行扩声设计时,不仅要考虑音响设备对建筑声场的要求,也要考虑到项目的工程预算,音箱和建筑装修的搭配。为了使系统的音频系统按照设计方案达到最佳效果,整个系统的设计应该人音源拾音和还音输出两个方面来考虑。从各厅室的功能和使用角度上对这两个方面的要求是进行系统设计的根本依据。我方根据图纸规定的技术指标及各项功能要求,参照相关国家标准,对声学的特性指标进行了大量模拟实验和严格计算,精心设计了方案。在建声条件满足的情况下,将会完全达到专业扩声系统的所有标准。

二、系统架构

2.1 扩声配置标准

多功能厅扩声系统采用多功能扩声标准配置,其内大部分区域的扩声系统声学设计指标为:

(1) 最大声压级:≥103 dB

(2) 传输频率特性:250-4000 Hz,+4~-6 dB

(3) 声场不均匀度:1 000 HZ和4000 Hz 10 dB

(4) 传声增益:≥-12 dB

(5) 系统噪声:扩声系统不产生明显可察觉的噪声干扰

(6) 语言传输指数STI PA:≥0.60

2.2扩声音箱配置

主扩音箱:

作为音频系统质量最直接表现者,音箱起着重要的作用。作为扩声主音箱,要求音色甜美,高音单元和低音单元覆盖范围几乎一样,可确保整个观众席前排和后排接受的声场声压均匀。因此,可以设计了2只10寸或者12寸主扩音箱嵌入或吊挂安装在主席台两侧,作为大会议室全场主扩声使用,用于声像定位及整场扩声。

吸顶补声音箱:

由于会议室为圆桌会议室,在偏后位置的与会人员的听感将不适用于壁挂音箱扩声的方式。据此我们深化设计了4只吸顶音箱,在与会人员的上方进行吸顶嵌入安装,针对主扬声器覆盖较差的区域进行扩声,提升整个房间的语言和音乐清晰度。(亦可不需要主扩音箱,全部采用吸顶音箱的扩声方式)

功放配置:

在功放的选择上,我们遵循阻抗匹配原理,再根据每只音箱的具体功率大小,选取合适的功放来提供电功率,功放的频响曲线要适应音箱的频响曲线才能让音箱达到最好的效果,这里我们同样配置了PEAVEY品牌的功放,卓越的性能,稳定的质量让音箱在使用过程中不仅在效果上最优,还能保证可持续性的工作状态,这在演出中,是不容有失的。

2.3周边处理配置

调音台

它的主要作用是将来自各种音源(传声器、CD机、LD录音座等)、各种电声乐器(电子琴、合成器、电吉他、低音吉他等)、各种周边设备的音频信号按要求进行混合处理;对各路声信号进行一定的修饰、补偿;按要求将声信号分成多组输出。调音台的技术指标和调试的好坏直接关系到声音的质量和系统的噪声。

调音台要具有操作直观方便,音色优美,稳定可靠等优点,它适用于固定安装,现场演出,录音制作和播出。

调音台是一个音响系统的心脏部分,它不单只是最脆弱的一个环节,而且是整个系统的枢纽位置。一个音响系统,从话筒至音箱,整个信号路程,设备都有某种程度上的备份,但调音台仅仅只有一台,其可靠性足以影响整个系统的大局。一个良好的音响系统,所有产品必须要同档次达到某一个水平。因为,整个系统的表现将会受制于最差的一个环节。

若在工程完成安装后才发觉某些周边器材性能表现欠佳,影响了系统指标,需要更换某些器材也相对容易。若需要更换的是调音台,那就糟糕了。

数字音频处理器

有了前级的“源”与后级的终端部分,还需要强大而可靠的中央处理部分才能实现上述各个功能,传统的处理中心在以上系统将会变得庞大而且繁琐,这不单单会给系统的运行带来很多的问题,而且在工作人员的操作上也会变得繁琐。随着数字技术的发展,音频技术也日渐的往数字方向发展,当然,这个仅限于处理中心这一环节。所以,在系统我们将会采用目前世界上最为先进的、功能强大的Peavey小型媒体矩阵作为处理中心。

在智能控制部分我们采用Digitool® MX16媒体矩阵,一台Digitool® MX16对整个剧场音频信号进行控制处理。Digitool® MX16把调音台,均衡器,压限器,分频器,延时器和音频矩阵融为一体,用它可实现可做远程视频会议,可接受中控控制和接受外置控制面板的功能。它具有8路平衡输入(线路麦克可选择),支持幻相电源;8路平衡输入;8路平衡输出;

XLR输入输出;24位数模的转换,96KHz采样频率;8个0-10V DC电压控制输入、485串行外部控制输入、LAN网络控制接口;DSP音频处理芯片,可实现多点对多点的数字交换,数字路由;输入通道4段参数均衡、噪声门、压限器,输出通道7段参数均衡、噪声门、压限器、延时器,可以设置密码,外接中控设备等强大的功能,真正为您省去繁琐的周边设备,其次它专为建筑音响设计,可以很快捷的设置和操作,具有极高的性价比。


DIGITOOL® MX16媒体矩阵功能图示:

均衡器

针对返听音箱,可以按需配置了1台31段图示均衡器, 2/3倍频程滤波器组;20Hz-20KHz有效均衡范围;恒Q值滤波;这样的配置可以让现场音响师及时反映,应对舞台返听音箱的啸叫情况,同时,根据表演者的自我听感,对音色进行修饰,让他们能更好的把握节奏进行表演。

反馈抑制器

前面我们已经知道,会议室的声音信号主要集中在中频段,也就是人声发言的频率会比较多。可能需要多只话筒同时开启使用,这就是的啸叫发生的可能性成倍的增加。为了减少和抑制啸叫所带来的危害,配置一台反馈抑制器,它将自动检索啸叫频率,进行限波衰减,从而保证在突发啸叫情况下,会议的正常进行。

2.4音源及发言系统

在发言部分,配备会议鹅颈话筒并配套自动混音器,满足会议时候主席台发言。另外配备了手持无线话筒,满足会议流动发言拾音。同时还需配置DVD机,实现多媒体文件及音视频的播放。

三、系统功能:

足够的声压级

选用扬声器功率大、灵敏度高,与之匹配的功放具有足够的功率储备,系统有足够动态余量,以适应还原大动态的节目信号;

良好的声场均匀度

严格按照国标要求建设,项目建设结合工程实际情况特点进行专业设计、合理安排施工工艺。

高保真的系统

总谐波失真应都小于0.1%。可以预见,根据本方案设计的扩声系统经合理调试后,将提供高保真的扩声系统;

平滑的传输频率特性

扬声器布置合理,所选用的扬声器均采用恒定指向号角,-6dB角外的声能衰减迅速;另外,选用的传声器均为心型指向、超心型指向。因此,系统的传声增益要达到设计目标是有保障的。


3.1设计过程

声学设计规范中要求座位区的音质主要是足够声压级,语言清晰、可懂度高,其次是丰满度,厅内各处要有合适的响度和均匀度,观众区的任何位置不得出现回声和声聚焦等声学缺陷,并无来自观众厅内设备、外界环境噪声的干扰,这些指标形成室内音质设计的综合效果。


3.2语言清晰度

(a)、语言可懂度的影响因素有:1、音响系语言听闻条件的最后评定指标,是对语言能够听清楚的程度,即语言清晰度。它可以通过一定测验程序获得。即在室内,由一位讲者根据预先规定的字表,念出一系列无连贯意义的单音节拍音,然后由许多正常听力的听者,将器听到的语音尽可能正确地用汉语拼音记下,器听得到的正确音节百分数称之为。即:

音节清晰度S=听众正确听到的音节数×100%

测定用全部音节数

由于语言有连贯意义,所发音节清晰度S在60%以上就可认为很满意,引起可懂度已接近满分。当音节清晰度在35%以下,则感到费力难懂;在35%左右,听众需要注意力集中才能听懂。

室内要达到满意的语言清晰度,通常要考虑到下列四个因素

1、讲者的语声是否足够响,否则必须采用扩声系统。

2、室内不受噪声和过分混响的干扰。

3、室内形体设计中不出现回声和声聚焦,并使全听有均匀分布的声场。

4、在不用扩声条件下,讲者必须朝向听众发声,或者朝着发射面把言语声能有效地发射给听众。


3.3语言可懂度的设计

1、扬声器系统的带度和频率响应;2、响度和信噪比、3、室内混响时间;房间体积、尺寸和场地形状;4、从聆听者到扬声器的距离;5、扬声器的因素;6、投入运行的扬声器数量;7、直达声与混响声之比;8、讲话内容的传送速率;9、听众的分辨能力。

(b)、 语言可懂度设计的原理

由于讲话覆盖频率范围为100Hz~8KHz,最大语音功率出现在250HZ和500Hz频段,在高频处迅速跌落,较低频率相应于无音,而稍高频率则为辅音,以2KHz为中心的倍频程段对可懂度影响约30%,在4KHz和1KHz分别为25%和20%,这表明延伸高频响应具有重要意义,应保证2~4KHZ的可懂度重要频段具有适当的信噪比。

(c)、语言可懂度的设计

1、 选用优质、合理的扬声器

2、合理选用电子周边设备,对局部频段进行调整,提高2~4KHZ频段的可懂度,使得在10KHZ范围内可懂度能有效改善。

A:根据以上要求并仔细审阅了图纸,对系统方案内建筑数据

*建造体型形状(关系到声学缺陷的产生,反射声的分布)

*系统方案体积(确定混响时间)

*室内墙面、顶棚、地板、座椅等材料吸声系数

*座位数和他们的排列。

做了充分了解后,结合建筑体型和建筑声学特点,从满足使用功能角度出发,精心设计出一套能够符合功能要求、满足声学特性指标要求的扩声系统方案。

B: 并以电声为主、建筑声学为提供的音质设计指导思想。首先对该多功能厅系统方案内的建声特性进行分析研究(主要是吸声处理、吸声材料的选择、混响时间的确定和近次反射声的分布)。在对以上建声特性指标有了充分的了解并确定后,进而是扩声系统的声场设计。因为只有对声场深入仔细了解后,才能给出准确的电声设计指标,获得最佳的音质效果。

C:室内的声学系统是由建声、电声以及形成室内空间的建筑要素组成的一个系统工程,在系统思想的指导下,以追求使用功能的整体效果最优为目的。


3.4扩声系统对建筑声学的要求

随着科技的进步技术的发展,特别是数字技术在音频领域中得以应用,使得声信号的记录、传输和重放的音质有了很大的改善,但是决定音质的好坏不仅与设备有关,还与声学环境和入耳的听觉特性有关。在同样设备的条件下后者显得更为重要。

所以系统方案扩声系统设计的根本问题是声学问题,不是简单的设备选型与组套,系统方案内的最终音质效果是电声与建声综合设计效果的体现,扩声系统设计首先要研究指定空间的声场,这一点非常重要。只有对要设计的场所进行深入的了解、并进行仔细的研究后,进而对场馆进行建声设计、处理和电声系统设计,并使二者完美结合,才能给出准确的“设计”,并获得最佳的音响效果。


混响时间的确定

一般来讲,混响时间短可提供语言的清晰度,混响时间稍长可提高语音的丰满度,但混响时间过长也会严重干扰视听,使语言清晰度大大的降低。我们认为,应首先保证语言清晰度为主要目的。所以在进行扩声系统之前必须以特定的混响时间为基础,只有在特定的混响时间条件下对系统方案的声学特性指标的设计才是科学的、准确的,这也是我们电声设计考虑的重点。

混响时间的表达式为:

式中 —房间的平均吸声系数,可以用下式计算:

式中T60--------混响时间

V-----------闭室的容积,

Si——某个材料面的面积

ai—该材料的吸声系数

混响时间和以下因素有关:

(1) 房间的体积:通常体积越大,混响时间越长;

(2) 房间内壁的材质:如果内壁是粗糙柔软的吸声材质,那么混响时间会短些,如果内壁是坚硬光滑的反射材质,那么混响时间会长些,房间的内壁指的是墙壁、天花板、地板,以及音乐厅内一切影响声音传播的障碍物,特别是坐椅,增加有软垫的坐椅数量会缩短混响时间;

(3) 声音的频率:由于高频声音的反射和衍射能力比低频声音差,所以高频声音的混响时间比低频声音短。

遵照上述原则,我们在计算机上建立了系统方案的实际立体模型,以国内各有关于剧场系统方案的标准和规范对该多功能厅方案采用固定混响,并以此作为我们进行电声设计的听音环境基础。

四、系统拓补图

100平米圆桌会议室系统连接图

100平米圆桌会议室布位图

 

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