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音響工程中怎么合理分配音響功率?
音響工程中怎么合理分配音響功率?

1、主音響系統的功率分配

 

    擴聲用主音箱系統的功率分配應根據所確定的組合臺數,依照功率放大器不失真功率條件,選擇適當的臺數。對于音箱的驅動,可以采用前級分頻方式,也可以采用功率分頻方式。為了保證廳堂內音箱系統工作的合理性與可靠性,在功率分配的分組與布線技術上,須作專門處理。

    在大型廳堂,為了使音箱系統有較好的方位感,最好能使觀眾“看到”音箱,使視覺與聽覺方位基本一致,因為對于聽覺來說,水平方位感比較靈敏,而垂直方位感比較遲純。

    如果在主音箱系統中插入適當延遲,利用哈斯效應,使聲象下移,使音箱放聲系統與聲源的方位更加趨于一致,那么聆聽效果將更有所改善。

    主音箱系統以外的輔助音箱系統一般有不同的類型,例如走廊與休息室內要用吸頂音箱作背景音樂放聲用,小型貴賓會議室內要用組合音箱或小音柱等。

    此時應根據所選擇音箱的功率、阻抗(或電壓)、數量進行適當分組,并作必要的并聯與串聯處理后與功率分配板相聯接。根據總的功率分配情況,設計與功率放大器可切換的聯接電路,選擇備用放大系統,使得在擴聲控制室內能方便地控制與操作。此外,還需確定返聽系統和監聽系統的功率。


 



2、返聽系統及所需功率

 

    返聽系統是為了解決舞臺上演員與樂隊的聽感問題而專門建立的音響系統。演出時,演員與樂隊位于主聲場音箱的背后,如果他們不能聽清自己的發聲效果,就無法找準演出感覺,所以,對于劇院和歌舞廳的音響系統來說,除主聲場的音響系統外,返聽系統也是必不可少的。
  
    此外,當主聲場的音響系統出現故障時,返聽系統還可以作為應急音響系統使用,以避免出現冷場局面。在一般場合下,返聽系統功率取主聲場功率的20 %。例如,主聲場功率為2000w,那么,返聽系統功率應選的400w。
  
    在返聽系統中,為了使返聽響度適宜,效果清晰, 返聽放大器的功率應大于返聽音箱功率的1.3倍左右,在實際使用時,返聽放大器的輸出功率還要在現場進行調整。返聽系統功率過小,會使返聽系統失去意義,返聽系統功率過大,又會產生喧賓奪主,并且容易造成聲反饋的不良效果。因此,對于返聽系統音量和效果的調節應當特別加以注意。

3、監聽系統及所需功率

 

    監聽系統是為了解決控制室內音響操作人員的聽感問題而專門建立的音響系統。演出時,主音箱位于與控制室隔音的主聲場,音響操作人員不能直接聽清主音箱發聲效果和自己調音的情況,這樣就無法進行工作。
  
    因此,必須在控制室安裝一套與主聲場音響同步的監聽系統,幫助音響操作人員了解主聲場的音響效果,以便隨時進行調音。所以,對于各類廳堂的音響系統來說,監聽系統也是必不可少的。
 
    在一般場合下,監聽系統功率取主聲場功率的10 %即可。例如,主聲場功率為2000w,那么,監聽系統功率可選的200w。在監聽系統中,為了監聽到不失真的音響效果, 監聽放大器功率可等于監聽音箱的功率。
  
    在實際使用時,監聽放大器的輸出功率還要在現場進行調整。監聽系統功率過小,會使監聽系統失去意義;監聽系統功率過大,又會使控制室過于喧鬧,影響音響操作人員工作。因此,應在節目開始前,將監聽系統調整到合適的響度。
  
    超低音箱的總功率可取主音箱總功率的0.5~1.5倍。迪斯科舞池應取上限,多功能會堂可取下限;僅限于語言擴聲的場合,可不配置超低音箱。
  
    其他環繞聲音箱。后場音箱、反送音箱等,其功率可取主音箱的1/10至l/2(對于AC-3系統則要求環繞聲音箱與主音箱相同)。

 

4、系統的選型

 

  
    在擴聲音響系統中,音響質量的優劣完全依賴整個音響系統設備中每一個環節的良好工作狀態。設備性能的優劣是衡量整個系統能否優質和穩定工作的重要標志。因此音響系統的選型與聲場音質設計、擴聲系統設計一樣,十分關鍵。
  
    專業音響系統的擴音形式有單聲道擴聲、立體聲擴聲和環繞立體聲擴聲等幾種形式。只有擴聲形式選定后,才能進行音響系統的設備選型。

單聲道擴聲


    聲道擴聲是目前國內廳堂擴聲的主要形式。這種擴聲具有系統結構簡單,投資少,易于調控等優點。
  
    根據擴聲系統使用的具體情況,有時根本無需考慮具備立體聲擴音的功能,此時可以減少一半周邊設備,如房間均衡器、壓限器、延時器等都可只用一路(單聲道),這樣造價往往可以降低。這一方案在主要作語言擴聲的會場、禮堂,不失為一種經濟實用的設計。

 

立體聲擴聲形式


    立體聲擴聲形式的聲象統一性,以及清晰度、層次感都優于單聲道擴聲形式。在實際應用的電聲音響系統中,70mm影院多采用立體聲還音系統,以達到聲象與視象的高度統一,制造出逼真的立體感與空間感。
  
    但就國內的多數劇場、禮堂而言,目前僅有少數采用立體聲制式。因為在采用立體聲擴聲的劇場、禮堂中,并非在所在座位上都可聽到完美的立體聲效果。由于不少立體聲擴聲的劇院、禮堂中,某些座位上的音響效果往往會比采用單聲道時情況要更差一些。
  
    產生上述現象的原因是,雙聲道制式的立體聲方式的有效聽音區域并不大。在采用立體聲擴聲的廳堂中,為保證聽眾都能完整地享受到立體聲效果,座位數可能就要大為減少,廳堂的設計、音箱的布局、音控的操作將更加困難。
  
    在原設計未考慮到作立體聲擴聲的廳堂中去采用立體聲擴聲形式,其效果往往是適得其反。結果可能是:一少部分觀(聽)眾聽到了完善的立體聲效果,大部分聽眾根本沒有感受到立體聲的優越性。
  
    從音響設備角度來看,現代電聲設備一般都具備立體聲的基本功能。作為電聲系統的核心設備調音臺,一般都具備最基本的立體聲功能,具有“聲象(全景)”電位器,具有左、右兩路的立體聲輸出,因此其它設備、功放、音箱也都按左右兩路配置,可以進行立體聲擴音。
  
    一些老式廳堂的設計往往難以滿足立體聲擴聲的要求,通常的做法是將調音臺上的“聲象(全景)”置于中間位置,立體聲的設備降級為單聲道設備來使用。
  
    也就是說目前電擴聲音響系統的設計往往采用這樣的形式:在設備方面保證有立體聲擴聲的基本功能;但考慮到廳堂環境結構、座位布置的具體情況,為保證大面積的音響效果一般只作單聲道擴聲。大多數歌舞廳的電聲系統情況亦是如此。
  
    不少歌舞廳和多功能廳一般也采用上述方案,即在設備配置上保留立體聲功能,實際使用中僅作單聲道擴聲。由于歌舞廳,多功能廳的設計要求并沒有統一模式,采用的擴聲形式也應靈活。
  
    例如,采用立體聲和單聲道相結合的形式,在廳堂內的佳賓席,舞池等地采用立體聲方式擴聲,其他區域則采用單聲道擴聲。總的原則是:只要保證所有聽音區域都可聽到完整的節目信息,不要因為音箱過多,擺放位置不規則而產生聲波的相互干涉效應。

 

環繞立體聲


    在普通雙聲道立體聲的基礎上加強了聲象的立體感和空間感,是高級的擴聲形式。目前已在國內一些新建影院和劇場內安裝。

 

5、設備的選型


音箱


    音箱是整個音響系統的喉舌,因而應作為首要因素考慮。音箱選型要從音箱的靈敏度和額定功率著手,確定每個聲源的功率。由音箱的指向性去分析、控制廳堂聲場,確定每一個音箱位置、輸入阻抗和輸入功率,計算音箱與功率放大器間的匹配功率。
  

功率放大器


    為了保證擴聲系統總的音質效果,功率放大器要有足夠的功率余量,并能長期穩定地工作。同時所選擇的放大器在提高效率、減小失真、短路與空載保護、降低溫升等方面,均應有完善的技術措施。
  

調音臺與其它設備


    調音臺是整個音響系統的心臟部分。它應有良好的電氣性能,穩定的工作狀態,平直的頻率響應,極小的諧波失真,調音臺在功能方面差異很大,這就要根據整個系統的功能要求去選擇不同數量的輸入通道和輸出編組的調音臺。
  
    此外,還可以根據不同廳堂的聲學要求,去選擇合適的均衡器。延時器、混響器、壓縮限幅器、移頻器等設備組成一個正常、穩定、可靠的擴聲音響系統。
  

節目源設備


    節目源部分包括調頻調幅廣播的接收與轉播,唱片(含CD唱片)與磁帶的重放等器材和設備。由于節目源部分輸入電平低,因此,所有器件和設備都必須保證靈敏度高,信噪比大,失真度小,可靠性好。
 

 傳聲器的選用

 

    傳聲器是擴聲系統的第一級“入口”,自然聲源信號經過傳聲器聲——電轉換后的輸出電壓,經調音臺與功率放大器兩級信號處理與放大,饋給音箱系統,其放大倍數可達數萬。
  
    傳聲器性能優劣,直接影響系統的品質;傳聲器本身特性,直接影響系統的拾音與重放效果;傳聲器的安放位置正確與否,直接影響系統的傳輸增益;傳聲器的信號饋接,直接影響系統的信噪比。傳聲器的正確使用,是整個聲頻系統處于良好工作狀態的關鍵之一。

    傳聲器的選型必須與它所處的聲學環境,拾音對象相適應,需根據擴聲系統的總體要求,應用場合,拾音聲源,傳聲器本身的技術特性及廳堂的特點去權衡選擇。

 

6、管線設計


    固定安裝的音響系統一般要將舞臺上的傳聲器、電聲樂器的信號經線纜送入音響控制室,又要將功放輸出經線纜送至音箱系統,這些線纜都應穿管敷設。

 

 鐵管敷設


    這里要說明的是控制室外面的傳聲器輸入線與音箱輸出線的穿管敷設問題。雖然電聲工程中使用的信號線都采用金屬編織的屏蔽線,但作為固定設備的安裝,不論暗管敷設還是明管配線,最好用鐵管敷設。

 

    穿鐵管的好處是:
    ① 線纜受到鐵管的保護,可以防止受損;
    ② 防止空間電磁場的干擾,具有良好的屏蔽效果。
    ③ 可事先作好配管工程,最后穿線,十分方便,而且更換線組也較容易。在新建和改建的廳堂中,為了保證信號的不失真傳輸,管線設計亦十分重要。
  

管線設計要點


    為了降低傳輸過程中的感應噪聲,傳聲器輸入線往往采用雙芯屏蔽線,并且必須穿入金屬管內。對于特別長的傳輸路線,特別要注意走線要遠離電力傳輸電纜,并避免與之平行走線。
  
    同時管子接頭與過線接線盒的連接都要處理好,傳聲器的使用位置總是會有變化的,設計時,應預制多個數量的接線盒,每個接線盒上可裝入一定數量的卡儂插座,然后根據使用情況裝在適當的位置上,例如舞臺兩側墻內,前側或樂隊所處位置地板下,體育館的主席臺與裁判臺下部等,預埋下所有的接線盒,以方便使用。
  
    對于音箱連線,為了保證輸出功率及功放與音箱的阻尼匹配,只要選擇足夠粗的導線并穿管敷設即可。對于主音箱系統,為了保證可靠性、可以采用環形跳級方式來分組接線,這樣,當一組音箱間任何一處斷線,整個主音箱系統仍可全部正常工作。
  
    在擴聲控制室位置確定,傳聲器插座接線盒位置確定,音箱系統布置位置確定之后,就可以根據建筑物的結構,避開強電干擾,作出經濟合理的擴聲音響系統管線設計,并且繪出施工工程平面圖。

 

7、敷設管線工藝


    敷設管線應注意以下幾個問題:
    (1)燈光線與音頻線要分管敷設,并且保持一定的距離。在平行敷設時,間距應在1 m 以上。互相垂直交叉時,也應在O.5 m 以上的間里。最好要避免平行走線。

    (2)三根以上電纜穿一根管子,總的導線截面積不應超過鐵管內截面積的40%,兩根電纜穿同一鐵管時,鐵管的內截面積應大于線纜截面積的1.2倍。
    (3)為便于穿線,應該保證直管敷設時,長度不超過50m;一至兩個彎時,長度不超過 30m;三至四個彎時長度不超過15 m。如果超過上述長度,應在其間加設接線盒以便于逐段穿線。

 

    (4)敷設鐵管必須接地,否則會引干擾。所有的鐵管、接線盒都需連成一個整體并接地,這一點十分重要。

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