国标分析

厅堂会议类扩声系统声学特性指标

最大声压级

当扩声系统处于最高可用增益时，在观众席上测得最高稳态声压级称为最大声压级。

传声增益

125Hz~4000Hz的平均值大于或等于 -10dB意思是指，从麦克风拾音到音箱放大出来最少要放大10dB

基础理论计算

衰减分贝

按照平凡反比定律，距离每增加一倍，衰减6dB，公式计算如下：

$$衰减分贝 = 20\log_{10}{(距离)}$$

有时候我们计算厅堂的大小所需要的声压级可以反推，如厅堂长度30米，计算所需要的音箱声压级是多少？

解：

$$衰减分贝 = 20\log_{10}{(30)} = 29.54(dB)$$

衰减分贝为29.54dB，按照厅堂多用途类扩声系统一级要求，需要大于103dB。

则103dB+29.54dB=132.54dB，132.54dB就是我们音箱所需要的声压级。

调音台放大信号

$$数字调音台 \begin{array}{l} \left\{\begin{matrix} 差分放大器(信号在最小至最大值的范围内才会被放大) \\ 门限放大器(达到门限值才会被放大) \end{matrix}\right. \end{array}$$

国外的一些数字调音台在门限放大器中的门限会做的比较低，一般会在-90dB~80dB，而国产的门限放大器一般在-70dB~65dB，在这种情况下，如果输入信号不够大，会导致放大的信号不够大或者说放大的信号不够稳定，但也有个好处，当话筒输入的增益够大时，底噪比较小，门限放大器可以抑制噪声(环境声)从而降低底噪的放大。

增益架构不正确导致沙沙/嘶嘶底噪

一般的放大信号链路：

拾音麦克风 ==> 调音台 ==> 处理器 ==> 功放 ==> 音箱

当拾音麦克风(话筒主机)的增益调的比较小或者不够大时，调音台和后级处理会收到比较小的信号，这时后面的链路会将信号放得更大，从而保证现场声压级足够，但这时候很容易出现底噪的问题，因为放大的信号的同时也会将底噪放大，从而听到音箱的沙沙声。

解决办法：将前级增益尽可能给大一点，将麦克风输入的信号尽可能给到适中或者大一些，如果麦克风接入音频矩阵，也可以适当调大一点音频矩阵的增益，这样后级收到信号足够的时候，就不会再放大更大的信号了，同时在给功放和音箱做功率设计匹配的时候，也要考虑功放的转化率以及留有动态余量，一般D/TD级电能功率转化率在80%。

会议室话音箱摆放问题

全频四角朝中间打（错误）

有时候我们设计系统可能会遇到一个容易犯错的设计方式就是设计四个音箱都朝中间打，

1. 放在四个角落
2. 或者两边左右朝中间
3. 或者上下两端朝中间

这种音箱点位布置都容易引起声音干扰，导致中间这部分声压级小或者声音听不清楚了，原因就是四个音箱发出的声音到达中间的时候，声音互相干涉了，或者抵消掉了，变得浑浊或者尖锐了，声波的扩散时间在不同频段不一样，就是不同频率传播的速度不一样，可能调整高音或者低音的增益，声音得不到你想要的效果。

可以设想声波的传输方式和水面的涟漪一样，你将两滴水滴到水面，水面波纹碰撞在一起，就会形成干扰了

四个全频音箱正确摆放（分散式扩声）

四个音箱的摆放都朝一个方向，这样可以减少出现声音之间互相干扰的情况，当左边的音箱声波到达中间的音箱时，再让中间音箱声音发声（做延时处理），这样就可以做到四个音箱声音叠加的效果，减少声音之间互相干扰了。声音之间减少干扰，就可以让声音变得更干净了。

可以假设两滴水，先滴下在一滴在水面，泛起涟漪，紧随着水波纹继续滴下一滴水，只要你滴下的瞬间控制得好，这两滴水的涟漪就可以重合在一起，形成一时扩散，就不会存在干扰了。

体育场馆，一般允许吊挂的话，我们一般都朝舞台方向打，如果不能吊挂，就选择分散式扩声，只要朝向一致，不管怎么放，只要做延时，就可以解决声学上的缺陷。

2专业音箱+4吸顶

吸顶位置可能会把吸顶的声音拾取，形成反馈。有可能是传声增益过高或者过低引起。

解决方案一：2专业音箱+2吸顶

或者可以将设计方案改成2专业音箱+2吸顶，将主扩靠桌子一点，吸顶喇叭放在正中心，这样就不会直面吸取喇叭的声音。

解决方案二：6个吸顶喇叭

喇叭和麦克风一样，都是有正轴响应和偏轴响应，在偏轴响应中(覆盖范围之外)会以6dB的形式快速衰减，再往窄一点的衰减，可能是3dB衰减，所以在设计的时候，喇叭的摆放数量需要考量一下。

多个专业音箱

EASE模拟

4个专业音箱

可以看到在中间有个十字架的阻隔带的干扰，这是还没加延时的情况，如果加延时效果会更好，这个阻隔带会更浅一点

分散式扩声(同一朝向)

还没做延时补偿的情况下，可以看到中间有一条细细的干扰，没有了之前一条很粗的阻隔带。如果给喇叭做延时补偿，这个细细的干扰可以降到更低。

上面这个布局参考下面这个分散式扩声

早后期声能比

可以看到中间的长桌，衰减的很平均，不会衰减得急速，这样可以让在座的人声压级很平均。

做延时补偿

给喇叭做延时补偿后，可以看到声场更加均匀了。

2专业音箱+8个吸顶

可以看到，还是有一条条细细的干扰，但不明显，如果做了延时补偿，这个细细的干扰，基本上可以消除大部分。

早后期声能比

可以看到声场几乎很均衡了，在中心的长桌，衰减的也不会很快

做延时补偿

声场几乎很均衡了，衰减得很慢。

最大声压级

这是最大声压级的覆盖图，在最大声压级中，几乎看不出来声场不均衡的情况，其实挺有迷惑性的，如果对于甲方来看，看这个图，可能会觉得效果比较好，但我们作为工程师，设计方案时，主要看的还是直达声压级，直达声压级是最好表现现场的实际情况的，只要我们把直达声压级模拟好了，现场的情况也大差不差。

直达声压级

在不同频率，衰减的情况，以及干扰的情况也不一样

麦克风

麦克风拾音距离

不同频率在麦克风的拾取声音距离都不一样

影响音箱系统效果的原因

模拟调音台辅助输出

在模拟调音台中，辅助输出的推子，在旋钮在12点钟方向，对应推子大概在0dB位置，如果旋钮拧到大于12点钟，可能会产生失真的情况，那这时候可能就会出现底噪了，调音台的辅助旋钮再拧大一点，功放和处理器增益给大一点，这样底噪就很大了。

总结：前级造成了失真信号，后级又放大信号，导致底噪放大了，就出现很大的底噪原因。

功放的噪声

功放的左右声道有一边有噪声，有可能是焊线的问题，重新焊线可能就好了。有可能是焊锡的时候，焊锡老化了，会导线信号传输不好出现底噪，焊锡的时候，保证铜丝不会接触到其他通道。

噪声的三种来源

1. 是元器件产生的固有噪声
2. 第二种噪声来源于电路本身的设计失误或者安装工艺上的缺陷
3. 第三种噪声则是非常广泛的，感应电流叠加噪声，电气设备串扰噪声，传输噪声

噪声的表现

• 嗡声：这是变压器声，器材工艺设计不合理、连接线缆屏蔽能力差都会引发。有时供电电压过低导致也会导致这种噪声。
• 火花声或放电：器材内部集尘或过多的粉尘会导致这种噪声(静电引起)。元器件超过或邻近寿命也会产生放电声。
• 流水声：接近白噪声的哗哗声，但是噪声很大，这是放大电路的高频自激的现象，电源的地电阻和电路设计不良都会造成。
• 电流声：典型的0低频自激或接地不良，应该马上关闭的系统电源，检査电源是否有漏电情况，并检査器材之间的连接是否有误。
• 不定时出现的电流声：交流供电线路的串扰，当交流电的供电质量非常糟糕的时候会出现这种情况。

尽可能保证整个扩声系统取电同一个电箱，这样可以保证每个设备的电位一致，不然会存在电位差就会出现接地环路噪音

tips：

• 笔记本充电接入扩声系统可能会带来低噪

失真度

失真度是用一个未经放大器放大前的信号与经过放大器放大后的信号作比较，被放大过的信号与原信号之比的差别，我们称之为失真度，其单位为百分比。
信号系统失真有多种：谐波失真、互调失真、相位失真等等。我们通常所说的失真度的技术术语为总谐波失真。

总谐波失真(THD)

音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。

一般说来，500Hz或1KHz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标，但总谐波失真与频率有关，标准的总谐波失应该在20~20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8Ω扬声器、总谐波失真小于1%条件下测定。

相位失真

相位失真是指信号由放大器输入端至输出端所产生的时间差(相位差)导致的失真，不同领率的信号经过处理器后，由于时延各不相同，从而导致相位失真:相位失真在扬声器系统中最为常见，相位的失真会带来极大的听感差异，但相位失真是可以通过移相和同步时域进行修正的。

同一段频率之间，在声波相遇，相位不一样，会导致声压叠加或削弱，这就导致了声音可能会变大或者变小。

动态范围

动态范围是指音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出功率之比的对数值，最大与最小的有用输出电平的比例。单位为分贝(dB)。一般性能较好的音响系统的动态范围在100(dB)以上。动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广。
动态范围大可以在短时间内响度更大，音乐能够让一般的听众感觉声音更为好听。

灵敏度

• 对放大器来说，灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小，因此也称为输入灵敏度

• 对音箱来说，灵敏度是指给音箱施加1W的输入功率，在喇叭有效频率范围内，正前方1米远处能产生多少分贝的声压值。

• 对话题来说，灵敏度是指1Pa输入声压在话筒有效频率范围内，600Q负载带来的1mW功率输出定义为0dB

从话筒开始输入级从毫伏级开始放大，中间会接受几十倍的信号放大，扬声器电压和相对的信号电压相比而言，又会存在几十倍的甚至于与上百倍的电压差，放大功率越大，电压差越大。

同时如果前端设备的信噪比和失真度较差，过多的放大量会放大底噪并加大失真；

如果在输入级放大到一个程度，在到后级进行几十倍的线性功率放大，并由扬声器还原出来，你的失真度和噪声级也是会被对等放大的。

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