公共广播系统方案设计基础.docx
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公共广播系统方案设计基础.docx
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公共广播系统方案设计基础
一、概述
1.声音的定义
声音在人类生活中具有重要意义,人们就是用声音传递语言、交流思想。
声音来源于物体的振动。
例如:
人的发声是由声带振动引起;扬声器是由扬声器膜片振东而发声;锣、鼓是靠锣面、鼓面的振动发声;弦乐器是靠弦的振动发声……正在发出声音的振动物体叫做声源,也是声音传播的必要条件。
2.声波的定义
声音不仅能在气体中传播,也在固体和液体中传播。
当声源在空气中振动,使邻近的空气随之产生振动并以波动的方式向四周传播叫做声波。
传至人耳将引起耳膜振动,最后通过听觉神经产生声音的感觉。
3、次声波的定义
次声波又称亚声波,它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波。
次声波的频率范围大致为:
10.4Hz~20KHz。
次声波产生的声源是相当广泛的,现在人们已经知道的次声源有:
动物的声纳、火山爆发、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风、等等。
利用人工的方法也能产生次声波,例如核爆炸、火箭发射等等。
4、声波的反射、吸收和透射
声波在传播过程中,除传入人耳引起声音大小、音调高低的感觉外,遇到障碍物如孔洞等还将产生声波的反射、吸收、透射、绕射以及在室内由于多次反射所引起的混响等现象。
反射:
当声波在传输过程中遇到物体时,会产生一部分声波被反射回来,这种现象称为声波反射;
吸收:
当声波在传输过程中遇到物体时,会有一部分声波会被物体吸收,这种现象称为声波吸收;
透射:
当声波在传输过程中遇到物体时,会有一部分声波穿过物体继续向前传播,这种现象称为声波透射;
绕射:
一切声波都能发生绕射,其程度与波长、障碍物的大小有关。
在通常条件下,有的声波会发生明显的绕射现象,有的表现为直线传播。
我们能听到的声波,波长在17cm—17m的范围内,是可以与一般障碍物如:
墙角、柱子等建筑部件相比。
所以能绕过物体,使我们听到物体另一侧的声音,声源的频率越低,绕射现象越明显。
5、声波的干涉
在剧院或会场内,通常会出现声波干涉现象。
例如:
从声源发出的直射声波和来自墙壁或天花板顶面的反射声波在空间各点要相互干涉。
有些地方声波会加强,有些地方声波会减弱,甚至抵消而形成“死点”。
声波入射到建筑构件(如墙、板等)时,声能一般分为四个部分:
一部分能量被反射,一部分能量被吸收,一部分能量透射,一部分能量被绕射。
在小室内,如录音、播音、监听等小空间内需特别注意这一问题。
6、公共广播的定义:
公共广播系统(PublicAddressSystem简称PA)公共广播是在有限的范围内为公众服务的广播,属于扩声音响系统中的一个分支。
扩声音响系统又称专业音响系统涉及电声、建声和乐声三种学科的边缘科学。
所以公共广播系统最终效果涉及合理、正确的电声系统设计和调试,良好的声音传播环境(建声条件)和精确的现场调音三者最佳的结合,三者相辅相成缺一不可。
公共广播作为一个系统问题,在系统设计中必须综合考虑上述问题。
在选择性能良的电声设备基础上,通过周密的系统设计,仔细的系统调试和良好的建声条件上,达致电声悦耳、自然的音响效果。
在常规情况下,公共广播信号通过布设在广播服务区内的广播线路传输,是一种单向的(下传的)有线广播。
通常设置在公园、小区、办公大楼、机关、部队、企业、学校、大厦、绿地广场、超市及各种场馆之内,用于提供背景音乐播放、人工广播业务和强行插入灾害性事故的紧急广播,同时具有发布新闻和内部信息、发布作息信号等等。
因而成为城乡及现代都市中各种公共场所不可或缺的组成部分。
公共广播也有用无线传输的,但不是主流。
7.建筑声学和电声学
7.1、建筑声学
建筑声学是研究建筑中声学环境问题的学科。
它主要研究室内音质和建筑环境的噪声的控制。
7.1.1.建筑声学的基本任务是:
研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法,以保证室内具有良好听闻条件;研究控制建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。
7.1.2室内声学的研究方法有:
几何声学法、统计声学法和波动声学法。
当室内几何尺寸比声波波长大得多时,可用几何声学方法研究早期反射声分布以加强直达声,提高声场的均匀性,避免音质缺陷。
统计声学法是从声能的角度研究,在连续声源激发下声能密度的增长、稳定和衰减过程(即混响过程),并给混响时间以确切的定义,以主观评价标准和声学客观量结合起来,为室内声学设计提供科学依据;
当室内几何尺寸与声波波长可比时,易出现共振现象,可用波动声学法研究室内声的振动方式和产生条件,以提高小空间内声场的均匀性和频谱特性。
室内声学设计内容包括:
体型和容积的选择、最佳混响时间及其频率特性的选择和确定、吸音材料的组合布置、设计适当的反射面,以合理、有效组织反射声等。
室内音质的处理方法:
一方面要了解室内空间体型、所选用的材料对声场的影响;还要考虑室内声场声学参数与主观听闻效果的关系,即音质的主观评价。
可以说确定室内音质的好坏,最终还在于听众的主观感受。
由于听众的个人感受和鉴赏力的不同,在主观评价方面的非一致性是这门学科的特点之一;
因此,探索和测量建筑声学的参数与听众主观感觉的相关性、以及室内声信号与室内音质标准相互关系,是室内声学的一个重要内容。
控制建筑环境噪声,保证建筑物内部达到一定的安静标准,也是建筑声学的另一个重要方面。
7.2、电声学
电声学是研究声音和电能相互转换的原理和技术,以及声音信号的存储、加工、传递、测量和利用的学科。
它所涉及的频率范围从极低频率的次声一直延伸到几十亿赫兹的特超声。
不过通常所指的是电声,都属于可听声范围。
7.2.1电声技术
电声技术是电声领域中发展得比较快的一个分支,在政治、军事、文化各个领域内有着广泛的应用。
例如,应用于有线或无线通信系统,有线或无线广播系统以及会场、剧院的扩声;录音棚、高保真录放系统等;
此外还应用于发展中的声控、语控技术;以及语言识别和声测等新技术。
总之,它主要包括录放声技术、扩声技术以及与它们有关的电声仪器和电声测试技术等。
7.2.2录放声技术
录放声技术是指把自然声音经过一系列技术设备(如传声器、录音机、拾声器等)进行接收、放大、传送、存储、记录和复制加工,然后再重放出来供人聆听的声音的技术。
它研究的主要问题是:
如何保持自然声的优良的音质,即在各个环节以及整个系统,都具有逼真地保持声音信号原来面貌,包括对声音信号进行必要的美化和加工。
7.2.3声频放声装置可分成四个部分:
2.3.1输入端CD、DVD及收音头把希望的节目作为电信号提取出来;
2.3.2前级控制台(包括前置放大器等)主要作调音用;
2.3.3功率放大器是将前级输出信号增强到能够推动扬声器发声。
2.3.4这一部分是将电信号转换成声信号。
社会的发展和生产的需要,对电声学提出了大量的实际和理论问题。
因此电声学总的发展趋势是:
电声器件和电声设备往高保真、立体声、高抗噪能力、高效率、高通话容量的方向发展;还要进行音质评价的研究,改善录放技术以及声音加工技术;新的换能机理的研究以及新材料的开发;提高检测声信号的能力仍是声测技术的主攻方向。
总之,只要发声过程和听感(知觉)过程以及与二者之间互相联系的物理和生理上的规律不断为人们所掌握,电声学便会不断有新的发展,所以电声学是蕴藏着巨大生命力的学科。
8.公共广播系统介绍
由于自然声源(如演讲、演唱、乐器演奏、声音重放等等)发出的声音能量十分有限,其声压级随传播距离的增大而衰减,加上环境噪声的影响,使声源的传播距离受到限制,因此在公众活动场所必须用电子技术——扩声音响系统进行扩声,将声源信号放大,提高听众区的声压级,保证每位听众能获得适当的声压级。
公共广播系统是一项系统工程,它需要电子技术、电声技术、建声技术和声学艺术等多种学科的密切配合,公共广播系统的音响效果不仅与电声系统的综合性能有关,还与声音的传播环境建筑声学和现场调音使用密切相关,所以公共广播系统最终效果需要正确合理的电声系统设计和调试、良好的声音传播条件和正确的现场调音技术三者最佳的配合,三者相辅相成缺一不可。
在系统设计中必须综合考虑上述问题,在选择性能良好的电声设备基础上,通过周密的系统设计,仔细的系统调试和良好的建声条件,达到电声悦耳、自然的音响效果。
9.公共广播系统特点
9.1.紧急广播系统
⑴火灾事故广播扬声器的设置应符合下列要求:
·紧急广播扬声器设置在走道、大厅、餐厅等公共场所,其数量应能保证从本楼层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不超过25米。
在走道交叉处、拐弯处均应设置扬声器。
走道末端最后一个扬声距墙不大于12米。
每个扬声器额定功率不应小于3W。
·客房内扬声器功率不应小于1W。
·设在空调机房、通风机房、洗衣房、文娱场所和停车库等处有背景噪声的扬声器,在其播放范围内最远的播放声压级应高于背景噪声15dB,并以此确定扬声器的功率。
⑵火灾事故广播馈线电压不宜大于100V。
各楼层设置馈线隔离电压器以保证当任一分路有故障时,不应影响其他分路的正常广播。
⑶火灾事故广播输出分路应按疏散顺序控制,播放疏散指令的楼层控制程序如下:
·N层及N层以上楼层的发生火灾,应先接通火灾层极其相邻的上、下层。
·首层发生火灾,应先接通本层、2层及地下各层。
·地下室发生火灾,应先接通地下各层及首层。
⑷火灾事故广播与服务性广播或业务性广播合用时,应满足下列要求:
·火灾时应能在消防控制室将火灾疏散层的扬声器及对应功放强制转入火灾事故广播状态。
·消防控制室应能监控火灾事故广播功放的工作状态。
·客房床头柜内设置扬声器,应具有火灾广播功能。
·如果火灾事故广播与服务性广播或业务性广播合用的扬声器设有音量开关时,系统应采用三线制配线强制打开火灾故广播。
公共广播是在有限的范围内为公众服务的广播。
在常规情况下,公共广播信号通过布设在广播服务区内的广播线路传输,是一种单向的(下传的)有线广播。
通常设置在社区、机关、部队、企业、学校、大厦、超市及各种场馆之内,用于发布新闻和内部信息、发布作息信号、提供背景音乐以及用于寻呼和强行插入灾害性事故紧急广播等等。
因而成为城乡及现代都市中各种公共场所不可或缺的组成部分。
相信在震惊世界的9.11事件中,世贸大厦倒塌之前,其公共广播系统必定在拯救生命的过程中发挥着重要的作用。
9.2.背景音乐
Backgroundmusic简称BGM),它的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的气氛,听的人若不专心听,就不能辨别其声源位置,音量较小,是一种创造轻松愉快环境气氛的音乐。
因此,背景音乐的效果有两个,一是心理上掩盖环境噪声,二是创造与室内环境相适应的气氛。
公共广播系统包括背景音乐和紧急广播功能,通常结合在一起,它的对象为公共场所,在走廊、电梯门口、电梯轿厢、大厅、商场、餐厅、酒吧、宴会厅、小区花园等处装设组合式声柱或分散式扬声器箱,平时播放背景音乐,当发生紧急事件时,强切为紧急广播,用它来指挥疏散人群。
控制功能
公共广播系统的控制功能较多,如选区广播与全呼广播功能、强制切换功能和优先广播功能等。
公共广播系统扬声器负载多而分散、传输线路长。
为减少传输线路损耗,一般都采用70V或100V定电压高阻抗输送。
声压要求不高,音质以中音和中高音为主。
这种系统中广播用的话筒与向公众广播的扬声器一般不处同一房间内,故无声反馈的问题。
10.公共广播系统分类:
10.1.公共广播系统按照传输、信号处理方式可分为以下几类:
10.1.1传统公共广播系统
是通过音频线把模拟功率信号传输到终端扬声器上,以机房的功率放大器到扬声器是采用高电平传输的,一般为100V或70V,其优点是线路损耗少、负载联接方便,只是把带降压变压器的扬声器并接在线路上即可。
10.1.2数字可寻址公共广播系统
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