报告厅声学音响设计问题探讨

2022-09-14河南广播电视台王冀

卫星电视与宽带多媒体 2022年16期

■河南广播电视台：王冀

1.报告厅混响时间和音质缺陷控制

河南广播电视台报告厅，室内面积为380㎡，高4.5m。工程设计采用短混响，所以选择强吸声结构。由于强吸音处理，除配置扩散结构外，控制音质缺陷的措施多采用强吸声，因为它可以同时控制混响时间。

关于报告厅的设计，采用装饰性：在125-4000HZ噪声范围内最高吸音系数达到0.9以上，要缩短调节混响时间，清除声音杂质，提高音响效果，改善语言的清晰度。选用具有装饰、保温、阻燃、环保、轻体、易加工、稳定、抗冲击、维护简便等特点产品成为室内装修首选的装饰吸音材料。真正意义上的多功能报告厅是指观众厅的混响时间必须是可变的，只有声学环境与使用目的相适应才能保证良好的音质效果。

2.报告厅低频吸声结构

控制报告厅声学设计内混响的难点在于低频混响时间。因观众席、坐席、地毯、门窗帘幕及大多数建筑材料，均能在中频范围内表现出较好的吸音性能。如果对低频不进行有效的吸声处理，就必然会导致低频混响过长，从而影响语言清晰度。所以在报告厅设计方案中，适用于报告厅的低频吸声结构目前分为以下三类：

（1）薄板共振吸音结构：与硬质墙面相隔100-200mm的木制护墙采用胶合板（5-7mm厚）作为吸音结构，是控制低频混响的有效措施，同时，装饰效果也很好，最适合于报告厅使用。但是要做防火处理。（2）共振吸声器，也就是亥氏共振器，这种结构可以把共振频率设计在所需控制的范围内，可以取得显著的效果。表面形式可以是穿孔板，也可以是共振吸声砌块。（3）大的腔体吸声结构，即在厚度较大的多孔吸声材料后面设置一个满足低频控制要求的腔体。

在本报告厅内音质设计的重点是，在不变更原结构形式和原装修风格的前提下，采用合理的吸声结构和吸声材料，保证达到中频1.0s的混响时间设计指标。

吊顶四周部分采用纸面石膏板吊顶(基本无吸声性能)；栅格吊顶上部加装一层经防火处理的穿孔五夹板吊顶(用以吸收低频)，孔径5mm，孔中—中间距20mm，穿孔率1.8%，五夹板后放25mm厚容重24Kg/m玻璃棉板；舞台地面采用架空实木地板(可少量吸收低频)；舞台部分天花吊顶采用纸面石膏板实贴矿棉吸音板(用以防止舞台天花和地板之间产生颤动回声)；舞台后墙采用25mm厚玻璃棉防火软包材料，后留空腔250mm(用以吸收中高频，控制混响时间，并防止颤动回声)；舞台两侧音控室墙面采用做防火处理的两层三夹板叠合，后留200mm空腔(用以吸收低频).两侧墙及报告厅后墙软包部分采用25mm厚玻璃棉防火软包材料，后留空腔250mm(用以吸收中高频，控制混响时间，并防止颤。

3.报告厅音箱选择

报告厅主要用于日常的会议、报告、培训以及演讲等场合。那么这些场合下的声音效果，就显得异常重要。

报告厅扩声系统：最大声压级：100～6300Hz范围内平均声压级大于或等于103dB。传输频率特性：以100～6300Hz的平均声压级为0dB，在此频带内允许-4dB～+4dB；50～100Hz和6300～12500Hz的允许范围；传声增益：125～6300Hz的平均值大于或等于-8dB；稳态声场不均匀度：1000Hz时小于或等于6dB；4000Hz时小于或等于+8dB；早后期声能比(可选项)：500～2000Hz内1/1倍频带分析的平均值大于或等于+3dB;系统总噪声级：NR-20。

首先看报告厅对声音效果的要求，整个会场里面以自然声为最佳，声音能均匀扩散到每个与会人员的耳朵里，响度也不要太大，免得听觉效果差。再有就是发声者话语的清晰，以及音响系统的良好穿属性和最低的失真度，再有就是正常使用过程中的系统稳定性！综述这些声音方面的声效要求，我们可以采用组合安装方式进行。

选择过程中的试音，在音响卖家视听室里面进行仔细聆听，亲身感受不同品牌厂家的优缺点以及音色效果。做到万里挑一，达到最佳的音质效果。比较音箱的材质和做工，最好选择原木音箱（原木音箱能在高分贝环境下不失真），还有就是箱体的整体做工，箱体、面罩以及连接处的螺钉是否完美吻合。不要大马拉小车或者是小马拉大车，根据我们多功能报告厅的空间大小，以及音箱的最大“分贝量”来进行最佳匹配选择，而不是过分追求高大上！

4.音响系统接口的配接原则

4.1 系统中相邻单元的电平配接

（1）传声器与调音台（或前置放大器）的配接，传声器的输出电压小，尤其是动圈式传声器，其灵敏度要比电容式传声器第20db左右。所以要求调音台传声器输入口要有足够高的灵敏度，一般要有-60db左右，对于电容式传声器要求调音台输入灵敏度在-40db左右。无线传声器接收机的音频输出电平一般在-10db左右，所以一般从调音台的线路输入口输入，也有个别型号的无线传声器接收机的音频输出电平只有-30db左右。对于这样的无线传声器，应该将接收机的音频输出加到调音台的传声器输入口。（2）音源设备（VCD DVD CD磁带机等)与调音台的配接，一般来说，这些设备之间应该是0db配接，但是实际上数字音频设备的输出信号大一些，如CD机可达+8db，卡座就低一些，在-10db左右，所以调音台线路输出口灵敏度在-10db就能满足要求，所以调音台线路输入口令，敏都在10db就能满足要求。（3）其他信号处理设备之间一般都是0db进、0db出，不少信号处理设备上有-20db、+4db输入、输出的选择，只要前后级之间选择一致即可配接。（4）功率放大器的灵敏度一般为0db或+4db，所以容易与级设备配接。

4.2 相邻单元间输出阻抗、输入阻抗的关系

在功率放大器输入口一般都看作是电压传输，而不是功率传输，所以从电压传输的角度考虑，前级设备的输出阻抗应低，后级设备的输入阻抗应高，这样电压传输系数才能大。所以在IEC268-15标准中规定，所有音频设备的线路输出端阻抗都应在50欧以下。线路输入端阻抗应在10k欧以上。目前音频设备的输出阻抗低，在技术上很难做到，而输入阻抗高，则受制于噪声电平。因为输入阻抗高，则往往噪声电平也容易高，设计精良的音频设备就表现出输入阻抗高，但噪声电平并不高。

由于传声器的输出信号电压很低，所以要求调音台有较大的电压放大倍数，若调音台的传声器输入通道输入阻抗过高，将会使调音台输入端感应的干扰信号增大，降低信噪比，所以调音台的传声器输入口的输入阻抗不易过大，一般在1.5-3k欧左右。河南广播电视台多功能报告厅，室内面积为380㎡，高4.5m.挑选灵敏度为98dB的音箱，按0.5W/m3速算，需求功率1000W。报告厅扩声系统选用德国SONIC-PRO，LA-208音箱。

表1 LA-208音箱技术参数

LA系列线性阵列音箱为高精度线性阵列扬声器系统，它具有较大的动态容量，能提供干净、连续、精确的高品质声音；LA系列线阵音箱在扩声中拥有出色表现，采用高功率扬声器单元和轻巧的箱体搭配，配备钕磁低频单元和钕磁高频单元，外壳采用高档桦木胶合板建造，在单个阵列中可高达12个机箱安装吊挂，且匹配复合式曲线号角，有效拓展了中高频的工作带宽，声场分布较均匀，避免因分频而导致的频率幅度失真和相位失真。同时优良的瞬态特性和相位特性使整个LA系列扬声器系统在解析度、还原度及声像定位方面均得以优化，整套清晰稳定的专业扩声系统，为报告厅提供可靠的设备及技术支持。LA系列线阵是一款设计紧凑轻便且功能强大的音箱，具有完善的系统保护功能，可提供高精准度的垂直和水平声能的控制，使扩声系统可根据场地尺寸、形状和声频吸收特性来选择覆盖极限，可保证现场扩声的高度一致性和均匀声压覆盖，且搭配简易灵活人性化设计的吊挂系统，满足扩声射程远、减小回声的需求。人耳感受声音的频率范围大约为20-20000Hz，在音乐展现上，这个范围包括了从敲打低音鼓时发出的最低音到猛击三角铁时发出的最高次泛音之间。LA智能音箱能在这个范围内音乐营能达到精确平衡，没有任何的刻意增强削弱，或是故意忽略，体现音乐的和谐自然

低音全部采用了SONIC-PRO音响的新材料技术，新材料喇叭具有效率高、频响宽、使用寿命长等特点，k系列低音全部采用进口镀银铝扁线音圈，结合新材料T铁，延伸了喇叭的频率响应，提高了效率，高音部分运用过流、过压保护技术，新材料驱动本身散热要比传统材料更好，同时结合铝合金盆架和精密的低频单元散热设计装置。SUB-218超重低音音箱：SUB音箱使用18mm多层俄罗斯桦木夹板材质，内部同时根据不同之强化处理使SUB音箱能够承受低频单元的更强冲击力。音箱表面涂有一层抗撞漆，音箱前面板用坚固的金属网格作为保护，箱体的两侧都设计有人工力学型把手设计，搬运更加方便。

SUB音箱单元采用专利的双音圈差分驱动技术和高峰值对峰值偏移支本，能展现出真正、完美的超低频声音，大型的环状散热设计使散热效能大大加强，保证了驱动单元的运行温度低，大大地提高了功率压缩的性能和减少诣波失真。SUB低频音箱能提供干净、深沉、具有爆发力的低频声音效果。

K系列音箱以人性化设计为起点，声音如同其外型，每个细节表现得自然洒脱而不拖泥带水，音色通透，空间感和声音质感非常出色。其俊美的外形以及出色的音质适合任何场合使用。K系列音箱具有丰富的固定安装和流动应用中吊挂和调节角度，并在音箱底部有一个35mm的支架孔座。箱体由15mm高密度板构成，表面为耐磨的黑色点纹防水环保水性油漆。两个与箱体平齐内嵌的把手安装在音箱两侧，方便搬运，后接线板两个并联的NL4MP芯插座方便连接，黑色内覆透声声学海绵结合穿孔铁网保护音箱单元，面网固定采用内六角平面螺丝整体美观大方。

表2 K系列音箱技术参数

音箱采用LA系列线性音箱加上k系列同轴音箱，功率放大器采用具有专利设计的系列，搭配人性化设计、简便直观设计界面的数字调音台(MATRIX24.8)，再加上一些周边设备(MATRIX808数字音频处理器、CS-10电源时序器、DGL-2408反馈抑制器)会议系统采用讨论型TL1000，可以满足报告厅讲座、报告、会议等需求。

中控系统：由于输入音源较多，特地选用CL-102主机、TL-WR886无线接收机、INFR-ONE红外发射棒、POWER-2.8电源控制器、CON-PGsoftware中控编程软件、FTK08混合无缝拼接矩阵。

本报告厅主要参考依据如下：《厅堂扩声系统设计规范》GB 50371-2006。《厅堂扩声系统的声学特性指标》GYJ-25。《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》GB/T50356-2005。《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-95。现场的建筑设计平面图及使用功能定位。