某学院会议系统设计方案.docx
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某学院会议系统设计方案
第4章多媒体会议系统
4.1项目概述
随着信息化社会的发展，人类进行经济、社会活动的区域日益扩大，活动范围往往城市化和国际化。
在本项目中，我们从业主的需求、多功能大会议厅、多功能厅等厅堂的建筑结构入手，结合以往类似工程的经验，在产品选型、模拟分析、技术实施等方面做好工作。
作为多年从事综合楼类会议系统建设与维护的集成公司，我们将根据以往在AV系统领域多年来积累的丰富经验，提供适合学院的AV会议系统的完整解决方案。
充分为用户着想，提供良好的设备和优质的售后服务。
如今智能化会议室遍布的市场形势下，提供一套带有智能化性质的，高服务内涵的单体会议室系统并不困难。
而如何将多个会议室“有区别”，“呈系统”同时又“有质量”的进行高效地集成建设，这将是对一个有资历和成功施工经验的公司的考验。
4.2系统设计依据和标准
依据现有的国家标准、规范，并参照国际上通用的规范进行。
基本技术依据的概念，在此为参照和等同。
（包括特性参数要求标准、特性参数测量方法规范标准、电气设计规范、安全要求等）
Ø业主提供的图纸；
Ø《厅堂扩声系统声学特性指标》GYJ25-86
Ø《会议系统及音频的性能要求》GB/T15381-94
Ø《视听系统设备互连用连接器的应用》GB/T15644-95
Ø《视听、视频和电视系统中设备互连的优选配接值》GB/T15859-1995
Ø《歌舞厅扩声系统的声学特性指标与测量方法》WH0303-93
Ø《厅堂扩声特性测量方法》GB/T4959-1995
Ø《声系统设备互连的优选配接值》GB14197-93
Ø《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》GB/T14476-93
Ø《厅堂混响时间测量规范》GBJ76-84
Ø《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92；
Ø《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90，92
Ø《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
Ø《智能建筑设计规范》GB/T50314-2000
Ø《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》GB50259-92
Ø《低压配电设计规范》GB50054-95
Ø《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》GB/T50311-2000
Ø《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000
Ø《电影影视听环境技术标准》GB/T3557-94；
Ø《Electricalandaudiorequirementsoftheconferencessystems》IEC914
4.3系统设计范围
此次项目工程的会议AV系统的设计包含以下范围：
a、三层多功能大会议厅：
Ø扩声系统：
会议、多媒体扩声系统、数字音频处理、矩阵切换、回声消除等内容。
Ø会议发言系统：
自动混音会议发言系统
Ø视频显示系统：
包括3套大屏幕投影系统、后台矩阵切换等。
Ø自动跟踪摄像系统；
Ø主席台灯光照明系统；
Ø智能控制系统：
包括扩声系统的场景控制、视频显示系统的信号切换、及自动切换等功能。
b、三层多功能厅：
Ø扩声系统：
娱乐、歌舞扩声系统、数字音频处理、矩阵切换等内容；
Ø视频显示系统：
包括1套大屏幕正投投影系统、后台矩阵切换等；
Ø舞池、舞台娱乐灯光系统；
c、八层电子会议室：
Ø扩声系统：
会议、多媒体扩声系统、数字音频处理、矩阵切换、回声消除等内容。
Ø会议发言系统：
数字会议系统
Ø视频显示系统：
包括大屏幕显示系统、后台矩阵切换等。
Ø自动跟踪摄像系统。
Ø智能控制系统：
包括扩声系统的场景控制、视频显示系统的信号切换、及自动切换等功能。
d、九层院务会议室、小会议室
Ø扩声系统：
小型扩声系统。
。
Ø视频显示系统
e、七层大教室（3间）、多媒体教室（1间）、八层计算机教室（1间）
Ø扩声系统：
小型扩声系统。
。
Ø视频显示系统
f、八层讨论室（2间）、七层讨论室（1间）
Ø扩声系统：
小型扩声系统。
。
Ø视频显示系统
4.4系统设计特点
在整个系统中，我们将按以下的思想进行本项目的方案设计：
4.4.1实用性和可靠性：
从实际需求出发，可靠实用。
采用先进成熟的技术，尽量选用主流的工业产品，以降低开发和应用过程中的风险，并具有完整的文档资料和相对便宜的价格。
软件系统必须经严格测试，并有成功的应用经验。
优选实力雄厚的先进厂商的名牌产品，以求长远的用户支持。
4.4.2开放性和扩展性：
系统具有可扩展性，兼容流行技术趋势。
具有开放的数据通信媒介接口，支持多媒体技术，便于系统的智能集成，适应未来技术的发展，不断提供增值服务。
4.4.3先进性和灵活性：
在可能的工程预算范围内优先考虑采用国内外成熟的先进技术和产品，以适应不断创新的技术发展趋势，并利于向更高水准的系统平台升级。
4.4.4易操作性和易维护性：
根据不同的实际使用情况，针对一般用户操作人员的非专业水平的实际情况，采用自动化程度较高的自动混音扩声系统，配合良好的用户图形界面，采用诸如菜单、按钮等直观的操作手段和面向目标的管理技术，为用户提供方便和灵活的操作和管理界面。
4.5三层多功能大会议厅设计说明
三层多功能大会厅，宽17米，深度约20米，装修后高度预计在6米左右。
三层多功能大会议厅提供高质量的音频扩声功能、音频信号传输功能、音频信号记录功能、图像信息重放功能、图像信息传输功能、图像信息记录功能、计算机多媒体处理功能、模拟信息与数字信息转换使用兼顾共享的功能、会议伺服与控制功能。
依照这一使用要求，我们设计的子系统涉及：
✧会议、电影还声扩声系统
✧视频系统
✧会议发言系统
✧灯光照明系统
✧智能集中控制系统
✧视音频矩阵切换系统
下面，我们将按照上述的子系统进行有关的设计阐述：
4.5.1扩声系统
1）需求分析
◆场的均匀度与清晰度
解决声场均匀度和清晰度问题，实际就是做好扬声器的选型与安装，如何在既定的建声条件下选择适合的音箱和安装的位置成了解决这一问题的关键。
在会议使用模式时，首先要考虑的是语言的清晰度。
所以，如何解决开会时的语言清晰度问题是整个扩声系统设计的关键！
在音乐以及多媒体演示时，由于大多数是使用预录的视频伴奏音乐，也就是说是在纯电声的使用状态下工作，所以，对扩声系统除应具有较好的声像一致性外还应有足够的声压，以满足多媒体音乐的需求。
综合上述使用分析，本会议室音箱的选择方向就明确了：
✧具有足够声压，满足多媒体动态演示的需要
✧采用成熟可靠的技术手段有效解决声场均匀度问题
✧具有大家认可的主观音色。
◆声场模式转换
对于固定安装的系统，声场模式的转换实际就是改变处理设备的控制参数和信号路由。
要解决这一问题，中央处理的方式与设备的选型至为重要。
在具有控制参数存储功能的处理设备中，模拟设备极少，主要是数字处理设备，如果需要所有的控制参数都能随使用模式而变化，只能选用数字综合电声处理设备。
1）系统功能与特性指标确定
清楚地了解了系统的需求，就可以根据这些需求来确定系统特性指标，即对系统的性能与功能作准确的定位。
参考《扩声系统声学特性指标》GYJ25-86，本项目应达到音乐兼语言扩声一级标准。
《扩声系统声学特性指标》GYJ25-86其各项指标如下：
最大粉红噪声声压级
（空场稳态准峰值总声压级）
250HZ-4KHZ范围内平均声压级≥98dB
传输频率特性
100HZ-6.3KHZ以250-4KHZ的平均声压级为0dB，允许+4--12dB，且在250HZ-4KHZ内允许≤±4dB
传声增益（Db）
250HZ-4KHZ的平均值-12dB
声场不均匀度（dB）
1KHZ和4KHZ≤10dB
总噪声级
≤NR30
2）设计构思
✧主扬声器采用典型的立体声（StereoSystem）扬声器布置方式，加上壁挂辅助扬声器作为辅助性的语言扩声系统。
✧注重系统参数的同时更注重主观音色。
✧选用媒体矩阵作为系统的处理设备，提高系统的整体性能。
利用声场预设功能可以方便地在各种使用模式中快速切换。
3）系统设计阐述
确定了本项目的设计概念与构思后，下面逐一对各部分的设计作详细的说明。
扩声方式
一般厅堂的扩声有两种方式：
单声道（Mono）、立体声（Stereo）。
两种方式适合不同的场所应用，根据多功能大会议厅的特点，参考以往此类厅堂的设计，拟选用立体声+壁挂辅助音箱的扩声方式。
扬声器的选型与分析
扬声器的选型与布局是整个扩声系统设计的重要一环，因为声学特性指标中的几项重要指标和最终的音质效果都直接与此有关。
（1）使听众席既满足语言扩声的清晰度，又满足音乐扩声丰满度的音质要求，除充分利用扬声器的指向性对听众席直达声有良好覆盖外，听众席得到的直达声能与混响声能比值（声学比）要有一合适的比值和余量。
（2）由于混响声能有利于减少声场的不均匀度和提高音乐的丰满度等积极因素，但过大会降低清晰度。
混响半径公式：
Dm=0.141
，式中：
Dm：
混响半径
Q：
扬声器的指向性因数
由公式可以看出，增大扬声器指向性因数（Q值），Dm也相应增大，由此直达声声能覆盖距离也得到了增大，远离主扬声器组的观众席才可以获得较高的语言清晰度。
（3）通过对三层多功能会议厅的建筑尺寸计算，大屏幕两侧位置距后区观众席约18米，声音的物理传输衰减约25dB。
按照所定的设计目标，要求观众席平均声压级≥98dB，主扬声器的最大输出声压应至少大于123dB。
（4）由于本扩声系统要满足音乐扩声或重放，在扬声器选型上除指标参数应达到要求外，对扬声器的音色要求更应该重视，这也充分体现了厅堂中《主观音质评价标准》的要求，这在以往的相关工程中往往被忽略。
扬声器的确定
在三层多功能会议厅模型上通过计算机辅助设计（CAD），对选定扬声器的：
✧扬声器的指向特性、扬声器之间的干涉效应；
✧各安装位置上扬声器的水平角度、垂直角度和旋转角度；
✧全部扬声器的输入功率分配及均衡；
……
进行了仔细的分析、计算和验证，最终本设计方案选用了世界知名的美国Apogee品牌音箱。
Apogee是一家专注于生产高端音箱产品的品牌，具有浓厚的严谨、稳重、优质等德国产品特点，定制的扬声器单元、WIMA（威马）MKP电容、硕大的无氧铜电感、坚固的无音染箱体结构，这些都是天价发烧级音箱制品必备元件，也是组成Apogee音箱的基本元件，因此，Apogee音箱的音色是我们不用担心的问题
AFI系列音箱的特点：
✧所有单元采用最高级别的钕磁磁铁
✧最佳的灵明度与音色平衡
✧高可靠性
✧多角度选择
✧高Q值
AFI-4全频音箱
我们配置的AFI-4音箱的主要参数如下：
✧驱动器：
低音1x12''；高音1x1.75''，加载号角,
✧阻抗/指向：
8Ohms;/90°x45°;
✧功率：
200W@RMS;400WProgram;
✧灵敏度：
99dB（1W/1m）;>127dB（Peak）;
✧频响：
58Hz–20kHz,+/-3dB;
配置的AFI-118音箱的主要参数如下：
✧驱动器：
低音1x18''；
✧阻抗/指向：
8Ohms;
✧功率：
600W@RMS;1200WProgram;
✧灵敏度：
98dB（1W/1m）;>131dB（Peak）;
✧频响：
35Hz–70Hz,+/-3dB;
Apogee音箱以其特有的Hi-Fi音色及其语言之清晰、高音之明亮、透彻，低音之深厚、有力，保真度高、声压级大、声音定位好，等特点，被国内外许多新闻发布厅、会议室、多功能厅广泛选用。
扬声器的布置
本扩声系统的扬声器布局采用Stereo方式布置，并遵照如下原则：
Ø业主提供的图纸；
Ø扬声器的重量、体积符合安装要求；
Ø扩声应该得到自然的声像（保持声像一致性）；
Ø扬声器的位置在建筑上是合理的、美观的；
Ø扬声器的安放应避免声反馈和产生回声干扰并提高传声增益；
Ø扬声器的布置保证利用扬声器的指向特性来覆盖听众席，所有的听众都能接收到均匀的声能。
a〉左、中、右主扬声器组的组成
（1）在主席台口两侧以及台口上方共布置了4只AFI-4W全频音箱，分成3组，两侧左右声道各一只，中置有2只音箱构成。
（2）每组AFI-4W都覆盖全场。
（3）两只AFI118低音音箱与AFI-4W构成左右两侧主扬声器组！
b〉环绕/辅助音箱的扩声（壁挂扬声器）
（1）QE-25W音箱采用二分音全频系统，除体积小、功率大外，最突出的特点是采用高指向设计。
（2）每只QE-25W的最大输出声压为113dB，强劲的输出声压意味着可以使用较小数量的扬声器就可达到需要的全场声压。
（3）6只QE-25W均匀布置在侧墙以及后墙上，离地面约为2.2米处安装！
（QE-25W全音域音箱）
c〉语言返回（舞台返送音箱）
为了使主席台上的演说人/歌唱者清晰地听到自己的原声效果，配置了2只QE-P1M（最大声压级127dB）专业舞台反送音箱，2只监听音箱分作为一个独立可控通道。
功放的匹配
有了优质音箱是不够的，还要有高可靠性、失真小的功率放大器给音箱提供不失真信号输入，因此，功放采用来自日本的YAMAHA品牌P系列功放，P系列功放是Apogee公司认定，被誉为与AFI系列音箱是“黄金组合”，有效的发挥了AFI系列音箱性能。
P系列具有大功率、高瞬态、高转换速率和输入输出电平保护、直流输出保护等强大功能，所有P系列的功放均采用独立双电源设计。
YAMAHAP系列功放的特点：
✧功率放大器可提供具有超高音频品质的高功率输出、低失真的线性
✧功率输出、计算机控制和多种功能。
✧可配置的网络兼容性与ACU一16联用，提供了计算机摇控及更多功能。
✧新一代EEEngine（引擎）技术可提供超高效能，而耗能极低。
✧双配置散热片和双配置可变速风扇可获得很高的冷却效率和可靠性。
✧由XLR，Euro—Block，andSpeakon（tm）连接器提供的多功能输入／输出连接。
✧31档定位电平控制可获得高精度标定。
10个指示灯仪表可获得高精度监视。
✧安全盖可避免外来破坏，AC电源插头锁扣可保证电源电缆锁定到位。
✧2U尺寸和高效冷却特性可确保紧凑的安装。
✧优异的性价比可使您的投资发挥更大的效力。
为使系统有足够的动态余量，功放功率基本上是按扬声器的节目功率（ProgramPower，为额定功率的2倍）进行配置。
音频信号处理（DSP）
在整个扩声系统的设计中，从话筒到扬声器，一直都十分注意系统的性能，如失真、动态率、信噪比等，尽量避免在某一环节中出现瓶颈。
在一个复杂的电声处理系统中，如果采用模拟设备，将是非常庞大的系统，势必使系统的本底噪音增加，增加系统的失真，降低信噪比。
采用高质量的数字处理系统，系统的这些性能能得到较好的保障。
三层多功能会议厅做不同的使用时要求的声场效果不一样，即电声处理设备的参数设置不一样。
如果使用模拟设备只能在使用前进行调整，这样的工作并非一个普通的音响师可以完成，还需要用仪器辅助，这无疑给业主的业余设备操作人员提出了一个苛刻的要求。
而如果只设置一种折衷用于各种使用场合的效果，这实际上就是每种使用场合都得不到最好的使用效果。
数字处理设备通常具有预设功能，能将每种声场效果进行记忆，在使用时快速调用，真正解决这种多功能使用的声场处理问题。
结论：
采用音频信号的全数字化处理（DSP）是解决音频信号处理的最佳方案。
正如主扩声设计前言中所述，电声系统的处理和控制就像汽车中的变速箱和点火控制装置，它的重要地位不言而喻。
扩声系统也需要自动波、ABS、安全气囊，来使扩声系统的声音控制理想化、安全化、自动化！
不论采用何种型号的扬声器或怎样的布置方式，尽量减轻系统操作的复杂性、增加系统运行的自动处理装置是我们首先考虑的问题，若采用传统的模拟扩声器材无法实现自动处理、模式转换、音效控制等功能。
因此，要在多种模式的应用中，使全场取得较为一致的声场和稳态的声音，全面的数字化电声处理控制系统是必不可少的。
美国Peavey（百威）电子公司推出Digitool™集音频处理、音频矩阵、多媒体控制功能（简称媒体矩阵系统）的设备解决了这些难题，PeaveyDigitool™是一套集音频处理、控制于一身的先进数码产品；在音频处理方面，它具有市面上传统音频处理设备的功能，而且，系统中还有传统设备不具备的各种逻辑控制器，可根据内、外部不同的条件设定，来实现自动完成音频处理的调整，和同步控制其他视频、机电、灯光等系统。
远距离的控制方式为我们提供了更高级的功能。
方案与实施：
电声处理控制系统采用Digitool™组成的8×8音频处理矩阵、1套Crestron™智能化集中控制组成的控制界面和Shure™DFR-11EQ动态反馈抑制处理器等构成。
主要的电声处理由Digitool™和Shure™DFR-11EQ完成，Shure™DFR-11EQ可实时的对扩声系统状态进行监测，一旦发现有反馈（话筒啸叫）现象即可自动的抑制，保证系统在稳定的状态下工作。
而Digitool™负责所有电声的处理：
Digitool™是一台具有广泛的多种用途的数字式可编程媒体矩阵。
Digitool™有一个8×8的音频矩阵，它可以把8个输入音频信号经过不同的特定音频处理后矩阵输出到8个不同的端口。
在一个19寸小巧的机壳体内，Digitool™具有大量的信号处理功能，如压缩、限幅、均衡和信号延迟。
一切经过编辑的音频线路结构和参数可以作为记忆预设贮存起来。
在任何特殊情况下这些预设很容易调出来，这一属性使得Digitool™在不同应用环境下（如报告模式、讨论模式、ABC分区整合……等）能迅速地进行变换。
Digitool™是一台数字设备。
其内部控制及信号处理功能是完全数字化的，并以高科技的DSP（数字信号处理）技术为基础。
由于使用了DSP技术，Digitool™能选择多种信号处理方式,全部可编程,并具有各种逻辑控制器和远程遥控能力。
标准的和开放的控制接口协议非常方便的与Crestron™等智能控制系统实现互连。
在控制方面，主要的控制界面和设备由Crestron™智能控制系统实现，提供的控制界面是一台移动使用的无线彩色触摸屏，用户在手指触摸图形界面时，Digitool™电声处理中心就会做出相应的动作；并反馈一个信号给Crestron™智能控制系统，在触摸屏上会有一个提示用户命令已接收并动作！
详细的说明请见下一节的智能控制系统部分。
通过数字音频系统的的设计，利用与中控之间的联系，操作者可以根据不同的使用情况来设定不同的声场模式，并将之储存起来，如报告会模式、会议讨论模式、音乐模式等，使用时便可快速调用，无需再去调整器材和更改连线，并可将切换键通过通讯接口制作在中央集成控制的触摸屏上。
另外，还可以控制比如音乐音量、话筒音量、总音量，而且还可设置多种声频均衡曲线可适应不同的应用模式和不同的声音特点的讲演者，可提供多组音量控制、多个预设模式。
DigiTOOL-MX产品特点:
✧8路平衡模拟LINE/MIC输入
✧支持幻像供电
✧8路平衡模拟线路输出
✧24位模拟/数字和数字/模拟转换
✧高达96kHz采样频率
✧8路输入及8路输出前面板双重色彩LED指示
✧3个前面板参数控制旋钮
✧大型64×128像素LED显示
✧32位并行处理
✧便于安装操作的RS-232接口
✧有遥控串行功能的RS-485接口
✧4个0～10VDC控制电压输入
✧主机内部自带DSP音频处理芯片，有强大的音频处理功能。
✧内部自带A/DD/A（模拟/数字数字/模拟）转换器，无需外加转换接口机，输入、输出均为模拟信号。
✧主机共有8路输入/8路输出通道。
✧可实现多点对多点的信号交换，内部的数字化路由器可实现各个音频通道根据不同需要任意组合。
✧各输出通道可以根据不同需要播放粉红噪音和检测信号。
✧每个输入通道可选择输入信号类型（MIC信号或LINE信号），可对电容话筒进行幻像供电。
✧每个输入通道有独立的四段参数均衡、噪声门、滤波器、压缩器，EQ参数曲线可以在屏幕上非常直观的显示出来。
✧每个输出通道有独立的七段参数均衡、噪声门、滤波器、压缩器，EQ参数曲线可以在屏幕上非常直观的显示出来。
✧每个输入通道可以根据需要选取灵敏度（30dBu、24dBu、18dBu、12dBu）。
✧每个输入通道可以独立调节电平。
✧每个输出通道有独立的七段参数均衡、压缩器，延时器和输出比例调节，EQ参数曲线可以在屏幕上非常直观的显示出来。
✧每个输出通道可以对输出信号进行相位调换。
✧所有功能可以用电脑通过RS-232和主机连接进行调节，也可以通过主
✧机前面板的多功能数据轮进行调节。
✧主机可以保存8个预设，可根据不同需要灵活的调出使用。
也可以把调节好的信息保存在电脑上。
✧主机可以加密码，没有权限不可以对其进行操作。
✧可外接4个电位控制器。
其他电声设备的配置
音响系统工程设计被称之为音响链锁，每一个设备环节都是关键。
根据报告厅功能使用对设备的要求，结合报告厅的实际情况，遵守严格认真负责的设备选型原则，坚持实用性与适用性相结合，保持设备档次性能的一致性原则，在配置设备时主要表现在：
✧选系统：
系统性能配套、性能价格比合理，具有时代水平。
✧选产品：
设备性能易配接、可靠性高、安全性好。
✧在可靠性高的条件下，选用功能强的产品。
✧选用有信誉，售后服务好的厂家或代理商的名牌产品。
音源设备:
按照需求别配置了日本TASCAM的CD/卡座一体机，Pioneer的可刻录DVD等，能播放记录（录制）当前普遍使用的模拟、数字音频媒体节目信号。
可满足世界上多种节目源的重放和现场信号的录音需要。
反馈抑制处理器:
反馈抑制器是一种自动拉馈点的设备，当出现声反馈时，它会立即发现和计算出其频率、衰减量，并按照计算结果执行抑制声反馈的命令。
4.5.2发言系统分析
发言系统即会议用的话筒拾音系统，由于会议使用的话筒一般数量都比较多，而且都是针对语言，所以它与一般的舞台拾音有着较大的差别。
常用的会议发言系统有两种：
菊花链电子会议发言系统（即俗称“手拉手”会议系统）和自动混音发言系统，两者比较各有优缺点。
电子会议系统最突出的特点是：
Ø功能强大：
包含有发言管理、电子报到、电子表决、同声传译等多种功能。
Ø线路简单：
采用手拉手的联线方式，布线简单，连接快捷。
在大型讨论系统或移动系统中更能体现这种优势。
Ø扩展容易：
只要不超出主机的规定，通过手拉手的方式扩展，可以轻易扩展成几十位甚至几百位的会议讨论系统。
Ø管理功能完善：
由于话筒较多，电子会议系统通常配有完善的话筒管理和表决管理功能。
电子会议虽然有众多的优点，但也存在一些普遍的缺陷：
电子会议系统在混音技术处理上较为简单，主要是通过控制打开话筒的数量来控制系统的增益，话筒打开多少直接会影响系统的增益，当话筒打开过多时会应起系统啸叫，所以电子会议系统一般应用于小型会议室当中，当然其语言清晰度是不能够与自动混音系统相比较的。
自动混音会议系统的主要特点在：
自动混音会议系统虽然在管理功能上远不如电子会议系统，但它的电声解决方案更为先进合理，确实是电子会议系统无法比拟的。
自动混音器之所以很受欢迎的原因之一就是它可以协助消除声音回授。
声音回授是指一个系统的声能又被发送回同一系统，而自动混音器有一种功能叫NOM，以此来减少由于激活未被使用的话筒通道产生的额外增益而导致的回授。
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