多功能厅音响系统设计方案进口音频设备顶级服务本科学位论文.docx

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多功能厅音响系统设计方案进口音频设备顶级服务本科学位论文

多功能厅扩声系统

设

计

方

案

目录

一、概述3

二、需求分析3

三、功能定位4

1、使用功能定位4

2、系统功能定位4

四、设计内容5

五、扩声产品的选择6

六、扩声系统设计说明7

1、设计依据7

2、设计指标8

3、扩声声场设计9

4、扩声系统功能简介9

5、扩声系统的构成设计10

5.1、扬声器10

5.2、控制系统13

5.3、周边设备19

5.4、传声器和重放设备21

七、相关专业配合要求24

1、扩声系统供电要求24

2、控制室要求25

一、概述

XX多功能厅（报告厅），主要是为全体职工提供一个综合性的服务场所，同时可对外营业或出租，具备中小型文娱表演、会议、报告等的功能。

整个扩声系统的设计主要是保证观众席内具有足够的声压级、良好的语言清晰度、均匀的声场，以及宽频带的还原特性以适应更多样化的使用功能。

本设计方案针对XX多功能厅（报告厅）的主要功能定位，寻求最佳扩声形式和系统配置，同时兼顾系统对多种使用功能模式的适应能力和管理使用的简便。

二、需求分析

整个多功能厅的池座面积约为xxm²，舞台面积约xxm²。

作为一个多功能用途的场所，其声学主观标准是：

语言清晰可靠，音乐有良好的明晰度，人声与伴奏都要有足够的响度和平衡感。

为此，扩声系统具备如下的基本功能：

Ø改善语言清晰度和音乐明晰度（弥补建声条件的不足）

Ø提高响度，扩展动态范围（声源功率不大时）

Ø应具有良好的声还原特性（在使用时应不能明显感觉到“电声”的存在）

Ø背景音乐播放

Ø应具有良好的声像关联度（声像一致性）

Ø可根据艺术创作要求对人声和音乐进行修饰或产生特定效果

Ø可将部份节目信号存储和预置程序以简化操作

Ø可对现场节目进行拾音、记录以及为广播电视转播提供现场音频信号。

我司经认真理解其使用要求后，以全面响应功能使用要求为首要原则，在设计的过程中经过仔细的考虑和分析，并参照国内外相关工程扩声系统布局方案，结合本项目功能定位与使用范围，最终形成了一套最适合该项目的扩声系统方案，下面就对该扩声系统方案进行详细的说明。

三、功能定位

多功能厅的扩声系统以科学、先进、实用、符合国情并能与国际接轨为原则，采用先进的技术，选用优良的设备，确保重要活动的举办。

其扩声系统必须安全可靠，而且有良好的扩展性和兼容性,应该是高质量、高水平、满足各项使用功能的系统。

因此，扩声系统的基本功能定位如下：

1、使用功能定位

Ø满足中小型文艺演出的扩声要求；

Ø满足会议的扩声要求；

Ø满足各类综艺表演的扩声要求；

Ø满足系统扩展的要求；

Ø满足各类经营性的要求；

Ø满足各类安全规范的要求。

2、系统功能定位

根据前述的功能需求及使用功能定位，因此，本方案的设计将在追求性能优越，经济实用的前提下，本着严谨、谨慎的态度，从系统标准、技术措施、设备选型、系统应用、技术服务和实施过程等方面综合进行系统的总体设计，以确保“系统设计一流”的真实体现，同时保证系统的经济性。

本音响系统具备以下性能：

先进性：

能够实现多模式切换，扬声器系统的精确控制声场能力，整个系统既有灵活的系统控制又要有较好的声场覆盖，在满足现场高质量音色的前提下，充分满足扩声声压级、声场均匀度要求。

整个音响系统高要求高起点，确保本系统在未来一定时期内保持先进；同时系统也有很高的实用性。

可靠性：

考虑到该系统的频繁使用，要求系统的可靠性高，所以本系统采用高品质、高可靠性音箱设备，在保证音质的前提下，保证系统的可靠性和耐用性。

各种设备能够信任长时间稳定工作，系统设备安装须满足消防安全要求。

追求先进性的同时考虑新技术的风险以及技术的成熟性。

通用性：

系统采用标准和开放的模块化设计,从实际使用功能出发，做到简洁，不夸张；其各种音频设备除了应满足系统的功能需求外，在线路工艺设计及系统设备选型上充分考虑其兼容性和扩展能力。

四、设计内容

根据该多功能厅的功能定位，结合其实际的需求，参考《厅堂扩声系统设计规范》（GB/T50371-2006）中多用途类扩声一级指标。

本设计方案主要包括以下内容：

Ø观众席区扩声系统；

Ø舞台扩声系统；

演出所需设备：

型号

座位

IN.LINEN60

IN.LINEN90

IN.LINEN120

ID1.108-66

66

ID2.112-66

66

ID2.112-96

800以上

4

4

4

看需求

看需求

2

500

0

0

0

0

看需求

2

300

0

0

0

0

看需求

2

型号

座位

ID3.115-

64

ID3.115

96

AC66

SA288

FM850-R

SM12-1

HS50M

800以上

3

5

0

0

4

0

3

500

6

6

看需求

4

0

4

3

300

0

6

看需求

4

0

4

3

五、扩声产品的选择

由于电子技术的发展，扩声系统中电子设备的频率响应与相位响应上的处理已达到很高的水平，影响扩声系统还原性能的主要瓶颈是换能器的失真，因此扬声器的选择是决定扩声系统音质的最重要因素。

在扩声系统设计的扬声器选用上，严格遵循以下几个重要原则：

Ø体积小、功率大、频率宽；

Ø频率及相位响应平坦，音质优美；

Ø指向性强、Q值高、束宽特性平坦，有良好的声场覆盖；

Ø具有良好的国际品牌认同度。

在扬声器选用时，结合采用的扩声形式，根据扬声器的频率响应，指向特性、功率等客观指标，以及国际文化交流中品牌的美誉度和认同度，最终在设计方案中采用了美国McCauley。

因此，在系统中我们主要选用McCauley线阵列、ID系列扬声器。

ID系列专为固定安装及职业音乐人日常使用而设计。

由于它超小的体积、多变的组合方式和高输出功率使得ID满足多种多样的产品应用需求。

对于租赁公司、音乐人、音频工程商来说，ID系列扬声器产品性能稳定、操作简单，功能多样，具有传统扩声系统的功放与扬声器所无法比拟的表现力和简洁性。

ID系列为高清晰度语言扩声及其它音频应用提供了实用的解决方案，包括补声或延时、录音制作室、展览、带超低或不带超低的高功率音乐扩声等等。

对于每日使用的音频系统来说，一个关键的要求是能够“即插即用”，而在音质和便携性上也不会妥协。

ID系列也提供了全面的安装配件，来满足不同的系统配置方式；系统设置简易方便，让我们重新认识了便携式扩声系统的高品质。

六、扩声系统设计说明

1、设计依据

根据多功能厅的基本使用功能和定位并参照国家相关的标准和规范：

ØGB/T50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》；

ØGB4959-95《厅堂扩声特性测量方法》；

ØGBJ76-84《厅堂混响时间测量方法》；

ØSJ2112-82《厅堂扩声系统设备互连的优选电气配接值》；

ØJGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》；

ØGB/T14476-93《客观评价厅堂语言可懂度的“RASTI”法》；

ØGB/T14197-93《声系统设备互连的优选配接值》。

ØAES3供数字伴音工程线性表示数字伴音数据的串行传输格式；

ØAES11供数字伴音工程在演播中使用的数字伴音设备的同步规格；

Ø平衡式模拟音频格式及相关的接口及电气特性要求；

Ø国家关于电器设备使用的其他有关标准。

通用的规范和标准：

ØGBJ16-92（95年修订）《建筑设计防火规范》

ØGB/T50314-2000《智能建筑设计标准》

ØGB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》

ØGB/T50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》

ØGB50259-96《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》

ØGB50169-92《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》

ØGBJ232《电气装置安装工程施工及验收规范》

ØGB50300《建筑工程施工质量验收统一标准》

ØGB50303《建筑电气安装工程施工质量验收规范》

ØGB50057《建筑物防雷设计规范》

ØGB/T14549/93电能质量、公用电网谐波

ØGB/T126661/6/90电缆的耐燃性考核标准

ØGB50217/94电缆设计规范

ØGB50258/96电缆敷设规范

2、设计指标

为了使设计的目标具有“可度量性”，在设计过程中提出较为具体的指标是设备选型与电声计算的一个主要参考依据。

该多功能厅的扩声系统声学特性指标以GB50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》中多用途类扩声系统声学特性指标一级标准，列表如下。

项目

GB50371-2006多用途类扩声系统一级指标

最大声压级（dB）

额定通带内：

大于或等于103dB

传输频率特性

以100～6300Hz的平均声压级为0dB，

在此频带内允许范围：

+4～-4dB；

50～100Hz和6300～12500Hz的允许范围见图4.2.2-1

传声增益（dB）

125～6300Hz的平均值大于或等于-8dB

稳态声场不均匀度（dB）

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）（dB）

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

设计完成后的扩声系统应能够满足以下几点：

Ø具有清晰的听闻条件，良好的声场均匀度；

Ø观众区应有足够的响度；

Ø系统应有足够的功率余量，稳定性好、传声增益高；

Ø减少由声音的反射而造成场回声对语言清晰度的影响；

Ø系统操作简便，使用灵活；

3、扩声声场设计

根据该多功能厅的实际需要，本方案采用左、中、右的扩声形式。

左右每个声道均可以独立覆盖全场观众区，中央声道可以更大覆盖观众区。

每个声道均可以独立控制。

观众厅的扩声系统可满足各种表演形式的需要。

同时，虽然全频扬声器内具备了低频系统，但是还不能彻底满足各种表演艺术形式的需要，为了能够更好的达到节目的艺术感染力和整体音响效果的震撼力，配置了具备独立控制通道的超低频扬声器，扩展系统的低频，增强震撼力。

为了使舞台上的主持人、表演者得到一个真实、自然、声压足够的声场，让其更好地树立自信，表现更佳的状态，系统配置了流动返送扬声器作为舞台的扩声。

4、扩声系统功能简介

针对多功能厅的多用途的功能定位，考虑到现代商业演出的模式的特点，系统具备如下功能：

Ø优化音质。

系统采用世界知名的高端品牌McCauley的扬声器系统，确保声音的高保真还原，为观众营造“真”，“自然”的听觉享受。

Ø稳定性。

系统配备世界知名的A&H模拟调音台，其优异的性能、直观的界面、简约的结构，可以有效的减少演出时的误操作，有效的保证了系统的稳定性。

Ø简便性。

系统针对会议模式，专门配置了会议混音系统，简化工作人员的工作量；同时，系统处理器可以预存多种不同的表演模式，方便系统的管理使用。

Ø灵活性。

系统主要的设备均进入跳线盘，充分考虑系统的兼容性和扩展性，可以根据实际的需要实现现场录音、转播的功能。

Ø实用性。

系统根据多功能厅功能的多样性配备足够的话筒、音源重放设备，充分保证不同剧目下的音源重放和录制。

系统信号简要流程图如下：

5、扩声系统的构成设计

5.1、扬声器

舞台左右声道扩声800座以上各选用了6只线阵列扬声器。

其中包括2只窄角度远程线阵列扬声器N60，良好的指向性用来覆盖远区观众席。

N90为90度，覆盖中场，N120为宽角度线阵全频，负责近场观众席。

三个型号的音箱，外观尺寸一致，但内部投射范围各有不同，灵活搭配，打造出完美无缝的波面，细腻的音质;500座各选用了2只ID系列的两分频全频扬声器ID3.115-96和2只ID3.115-64；300座各选用了2只ID系列的两分频全频扬声器ID.115-96，吊挂于台口两侧（离舞台面高2米），800座以上和500座选用4只双18寸的超低频扬声器SA288；而300座就相对较少配置2只双18的超低频扬声器SA288，摆放在台口两侧的地面，扩展系统的低频；同时，800座舞台配置4只监听扬声器FM850-R作为流动返听，2只ID2..112-96舞台固定返送；500座和300座舞台配置4只SM12-1为流动返送音箱。

还有专门的控制室有源监听HS50M，摆放在控制室内进行监听全场情况。

布置图见相应的摆位图。

音箱具体的参数如下：

线阵列N60、N90、N120

频率响应

60-18kHz

最大声压级

127dB

覆盖角度

60°、90°、120°

单元

低频2×18"

额定功率

LF：

400WHF：

60W

尺寸（H×W×D）

693.42mmx258.32mmx457.2mm

重量

28.14kg

ID3.115-XX两分频全频扬声器

频率响应

45-18kHz

最大声压级

133dB

覆盖角度

60°×40°、90°×60°

单元

高频1.4″＋低频15″

额定功率

450W

尺寸（H×W×D）

472.44mmx769.37mmx588.77mm

重量

34.01kg

SA288超低频扬声器

频率响应

37-150Hz

最大声压级

130.553dB

单元

低频2x18″

额定功率

LF

（1）：

900WLF

（2）：

900W

尺寸（H×W×D）

1149.35mmx511.3mmx762mm

重量

74.83kg

FM850-R舞台流动返听扬声器

频率响应

60-17kHz

最大声压级

LF：

127dBHF：

132dB

覆盖角度

70º×55°

单元

高频1.4″＋低频15″

额定功率

LF：

400WHF：

110W

尺寸（H×W×D）

690.88mmx347.98mmx469.9mm

重量

25.4kg

ID2.112-96舞台固定返听扬声器

频率响应

60-18kHz

最大声压级

131dB

覆盖角度

90°×60°

单元

高频1.4″＋低频12″

额定功率

350W

尺寸（H×W×D）

384.56mmx698.5mmx506.48mm

重量

32.2kg

SM12-1舞台流动返听扬声器

频率响应

80-16kHz

最大声压级

122.5dB

覆盖角度

60º×60°

单元

高频1″＋低频12″

额定功率

LF：

350WHF：

100W

尺寸（H×W×D）

406.4mmx711.2mmx352.81mm

重量

29.22kg

HS50M监听室有源扬声器

频率响应

30Hz-180kHz

单元

高频0.75″＋低频5″

额定功率

LF：

45WHF：

25W

尺寸（H×W×D）

165×268×222mm

重量

12.5kg

5.2、控制系统

5.2.1、调音台

一个系统中，最重要的除了最终还音的扬声器系统，其次就是调音台，调音台是联系音源与扬声器之间的枢纽，其重要性不言而喻，而且调音台作为调音师展现自我，表现艺术的一个平台，其要求主要体现在：

一、强大的功能；

二、拥有足够的输入输出通道，这是作为主扩调音台最基本的要求；

三、主流产品，上手简单，这关系到调音师能不能熟练的表现艺术。

除了要满足使用要求，我司还对调音台的选择经过详尽考虑，最终为500座或300座的时候多功能厅的系统配置美国A&HGL2800模拟调音台，则800座的时候首先选VENUESC48，A&HGL2800备用。

GL系列家庭中的全新双功能调音台GL2800，与大型GL3800性能相近，适合应用在场地空间有限的地方。

GL2800对每个工程师来说都是性价比高、操作直观、人性化的调音设备。

拥有这款一体化小型VENUE调音台，你将获得完美音质和磐石般的可靠性。

VENUESC48是一套全能的现场扩声系统，它将所有I/O、数字信号处理和触觉型控制功能集成到一个单一调音台中，堪称迄今为止价格最平易、最易携带的VENUE系统。

调音台悉数保留了VENUE最盛名的所有优点，包括录音级插件的支持、ProTools的无缝对接、超强的演出文件便携性，另外还引入多个创新的工作流程，大大简化了混音操作，让您专注于混音制作，不会因调音台的操作而分心。

A&HGL2800 

GL2800是结构紧凑型的双功能调音台，拥有左右通道输出、中央通道输出、8编组输出、10个辅助输出、12×4矩阵的调音台。

规格可以从24到56通道，包含两组立体声通道输出。

参数：

•24,32,40,48及56通道结构；

左右信道/主信道输出；

8个编组输出可声像定位及接入到左右通道与中央通道；

带有电平控制及声像定位的10个辅助通道专用立体声发送通道；

分别配备有话筒与立体声输入的2个多功能立体声信道；

2个额外的立体声输入，提供4个叠加或独立式立体声返回通道；

全功能的12×4矩阵；

可通过输出通道直接输出接口进行录音；

中央通道能被用作中央/低音左右叠加调音师喇叭监听通道；

立体声通道的话筒输入可以用交换跳线到矩阵以传送背景声音；

100Hz高通滤波器；

广角发光二极管输入通道及主输出电平表；

专用立体声监听电平表；

每个通道有灵活而无限制的推子前/后辅助输出选择开关；

内部跳线器，可选EQ前/后辅助输出、直接输出与其它选项；

所有推子均带有静音控制；

对系统可以连接到所有输出接口的可分配式内部联络电路，包括一个通话麦克风的开关；

可外接输出式1kHz正弦/粉红噪声发生器；

录音返回监听可接入到左右通道和监听通道；

3个耳机及耳塞插座及本地监听输出；

+26dBu余量的电子平衡式XLR输出电路；

前置输入放大器可接受高至+34dBu的话筒或线路输入电平；

超低噪声的前级混合放大器设计；

使用高性能的RPS11外置线性调整电源；

内置备用电源混合器，可配用备用电源；

螺丝紧固电位器式的电路板分离安装工艺；

备有供添加副调音台用的Sys-LinkV2调音台输入链路接口；

可插ALLEN&HEATH4针XLR灯座发光二极管照明灯。

VENUESC48

VENUESC48将所有I/O、数字信号处理和混音控制集成到单个单元中，构成紧凑型调音台，为音质、体积及性价比树立了新标杆。

该系统功能齐全，让您轻装上阵，无论何种活动，VENUE都将为您带来前所未有的音质体验和独特的创造力

参数：

∙全面整合的调音台，提供内置式I/O用于舞台和辅助源、DSP以及触感控制，携带极为便利

∙身材小巧，适合中小型俱乐部、教堂、剧院以及企业活动等场合使用

∙一流的VENUE音质，任何环境下都能获得完美清澈的音质

∙支持专业音频插件，轻松打造录音棚级现场混音效果

∙凭借内置的ProToolsFireWire接口及附带软件，可录制并回放多达32轨道

∙VENUE软件，业界操作最简单、功能最全面的控制软件

∙48路模拟麦克风／线路XLR输入，16路模拟线路输出（可扩展至32路）

∙一个输出扩展插槽，可增加输出数，亦可增添A-Net连接头

∙16路辅助发送，8个组群，外加8个单声道矩阵（最多可连接4个立体声矩阵）

∙左右声道选择，外加单声道或者左-中-右主控总线配置

∙26个触感电动推子：

16路输入，8路输出主控、1路自由通道（FlexChannel）和1个主控

∙带有多频段LED指示灯的16个可分配的按钮开关旋转编码器可让你迅速找到主要参数

∙其他I/O，包括对讲、模拟和数字2声道、GPI、MIDI以及字时钟

5.2.2、信号处理设备

随着计算机和电子技术的飞速发展和成熟，数字音频处理系统在扩声系统中得到了广泛的应用，并得到了广大操作人员的认同。

传统的模拟处理设备，由于要求设备多，连线复杂，使得信噪比不高，在高档应用场合已较少采用，而多台的数字化处理器，一个系统中可能需要经过多次A/D和D/A转换，累积量化失真劣化了音质，在高档应用场合也较少采用。

应用较多的是一体化的数字音频处理器。

一体化的DSP数字音频处理器将均衡器、滤波器、延时器、压缩限幅器、分频器等处理控制器集成在一台机器内，集成度高，信噪比也很高，利用自带的面板或电脑软件设置参数。

在配置系统的处理设备时主要基于以下几个考虑：

Ø处理设备具有良好的品质，不能对扩声系统的声音还原造成音质劣化；

Ø处理设备具有友好的操作界面，方便系统的调节和模式切换；

Ø基于灵活性和可靠性考虑，必须简化操作者的工作量。

综合考虑后，为扩声系统800座以上配置3台McCauley的3输入6输出音频处理器M306；500座配置3台LAAUDIO的2输入6输出数字控制器DLX260；而300座的配置了2台LAAUDIO的2输入6输出数字控制器DLX260作为系统的处理设备。

M306是一款三进六出数字扬声器管理系统，专门设计用于流动演出和固定安装用途。

数字处理器的内核技术采用当今绝对领先的A/D、D/A转换方式及强大的数字处理工具：

提供24bit/96kHz高解析度的杰出的音质，除此之外，所有处理都采用40比特浮点运算和96kHz采样频率以及24比特采样精度，在每一个输入通道上还具有一个31段图示均衡器和一个压缩器，同时在每一个输出通道上都具有线性相位FIR滤波处理和峰值限制功能。

三进六出的信号路由分配可根据系统流程的需要而方便地设置。

DLX260是一款二进六出数字扬声器管理系统，DLX200系列处理器的操作界面直观简单，是控制声音的最优选择。

6段参数、2段EQ以及高通滤波器（位于每个输出输入口）就可以控制一切所需要考虑到的细节，从微妙的调整到全方位的声音雕刻。

由于其拥有400ms的输入和80ms的输出延迟，因此，就算最庞大的系统（从延迟塔到舞台前的距离有36m）也能够实现精确的时间调整。

所有处理都采用40比特浮点运算和96kHz采样频率以及24比特采样精度。

考虑到多功能厅用于颁奖典礼、会议的功能，为了简化工作人员的工作量，减少误操作，加强系统的稳定性和简约化的管理，系统配置1台专门用于会议混音的CLOCKAUDIO混音系统MR88。

MR88八路数字智能混音器采用了先进的DSP技术。

完美的设计使其具有杰出的性能和便利性。

同时保持了设置和使用的简洁性。

8个传声器和线路电平输入通道完全可调，可被设置到2个或其中一个输出。

正在运行的输入通道可以被自动检测到。

每个输入通道可设置为多级优先级系统