第七章 聲頻系統(tǒng)

第七章聲頻系統(tǒng)第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月教學基本要求：掌握擴聲系統(tǒng)的相關內容；理解公共廣播、會議聲頻等系統(tǒng)的有關內容。

第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)擴聲音響系統(tǒng)的類型與基本組成

一、擴聲音響系統(tǒng)的類型與特點

擴聲音響系統(tǒng)，或稱電聲系統(tǒng)，其基本功能是對聲音進行處理、放大和重放，涉及面很廣，應用廣泛，從工廠、學校、賓館、醫(yī)院、車站、碼頭、廣場，到會場、影劇院、體育館、歌舞廳等，無不與之有著密切的關系。根據(jù)聲源的性質分類語言系統(tǒng)：要求語言重放時的清晰度最為重要,需要足夠的聲壓。音樂系統(tǒng)：要求音樂重放時有較寬的頻帶和較高的音質要求。第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.

根據(jù)擴音、音響系統(tǒng)工程分類（一）面向公眾區(qū)和停車場等的公共廣播系統(tǒng)：如廣場、車站、碼頭、商場、餐廳、走廊、教室等，這種系統(tǒng)主要用于語言廣播，因此清晰度是首要問題。而且這種系統(tǒng)往往平時進行背景音樂廣播，在出現(xiàn)災害或緊急情況時，又可切換成緊急廣播。2.根據(jù)工作環(huán)境分類室內系統(tǒng)擴聲質量由于受房間的建筑聲學影響，有反射聲的混響干擾，且對音質要求很高。室外系統(tǒng)擴聲區(qū)域大、條件復雜、噪聲較大，故要求音響設備有足夠的功率。此系統(tǒng)對音質的要求相對較低。第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）以禮堂、劇場、體育場館為代表的廳堂擴聲系統(tǒng)：這是專業(yè)性較強的廳堂擴聲系統(tǒng)，它不僅要考慮電聲技術問題，還要涉及建筑聲學問題，兩者須統(tǒng)籌兼顧，不可偏廢。這類廳堂往往有綜合性多用途的要求，不僅可供會場語言擴聲使用，還常作文藝演出等。對于大型現(xiàn)場演出的音響系統(tǒng)，電功率少則幾萬瓦，多則數(shù)十萬瓦，故要用大功率的揚聲器系統(tǒng)和功率放大器，在系統(tǒng)的配置和器材選用方面有一定的要求，還應注意電力線路的負荷問題。（三）面向歌舞廳、宴會廳、卡拉OK等的音響系統(tǒng)：這類場所與前一類相似，但屬專業(yè)音響系統(tǒng)，且多為綜合性的多用途群眾娛樂場所。因其人流多，雜聲或噪聲較大，故要求音響設備有足夠的功率，較高檔次的還要求有很好的重音效果，應配置專業(yè)音響器材。并且因為使用歌手和樂隊，故要配置適當?shù)姆德犜O備，以便讓歌手和樂手能聽到自己的音響，找準感覺。對于歌舞廳和卡拉OK廳，還要配置相應的視頻圖像系統(tǒng)。第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）面向會議室、報告廳等的專業(yè)會議系統(tǒng)：具有公共廣播系統(tǒng)和專業(yè)音響系統(tǒng)所不同的功能，有其特殊性，常在會議室和報告廳（或會場）單獨設置會議廣播系統(tǒng)。對要求高或國際會議廳，還需另行設計諸如同聲傳譯系統(tǒng)、會議討論表決系統(tǒng)以及大屏幕投影電視等的專用視聽系統(tǒng)。二、擴聲音響系統(tǒng)的組成

不管哪一種廣播音響系統(tǒng)，基本可分為四個部分：節(jié)目源部分、信號的放大和處理、傳輸線路和揚聲器系統(tǒng)。節(jié)目源設備放大和處理設備傳輸線路揚聲器系統(tǒng)廣播音響系統(tǒng)組成方框圖第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

放大和信號處理設備：包括調音臺、前置放大器和各種控制器及音響加工設備等。其首要任務是信號的放大—電壓和功率放大，其次是信號的選擇，即通過選擇開關選擇所需要的節(jié)目信號。調音臺和前置放大器作用和地位相似（當然調音臺的功能和性能指標更高），它們的基本功能是完成信號的選擇和前置放大，此外還擔負對重放聲音的音色、音量和音響效果進行各種調整和控制的任務。有時為了更好的進行頻率均衡和音色美化，還另外單獨接入均衡器?？傊?，這部分是整個廣播音響系統(tǒng)的“控制中心”。功率放大器則將前置放大器或調音臺送來的信號進行功率放大，通過傳輸線去推動揚聲器放聲。

節(jié)目源部分：節(jié)目源通常有無線電廣播（調頻、調幅）、普通唱片、激光唱片（CD）和盒式磁帶等，相應的節(jié)目源設備有FM/AM調諧器、電唱機、激光唱機和錄音卡座等。此外，還有傳聲器（話筒）、電視伴音（包括影碟機、錄像機的伴音）、電子樂器等。第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月傳輸線雖然簡單，但隨著系統(tǒng)和傳輸方式的不同而有不同的要求。對禮堂、劇場、歌舞廳、卡拉OK廳等，由于功率放大器與揚聲器的距離不遠，傳輸線即所謂喇叭線要求截面面積粗的多股線，由于這類系統(tǒng)對重放音質要求很高，故常用專用的喇叭線，乃至所謂“發(fā)燒線”。而對公共廣播系統(tǒng)，由于服務區(qū)域廣、距離長，為了減少傳輸線路引起的損耗，往往采用高壓傳輸方式，由于傳輸電流小，故對傳輸線要求不高，也不必很粗。在客房廣播系統(tǒng)中，有一種與賓館CATV共用的所謂載波傳輸系統(tǒng)，這時的傳輸線就使用CATV的視頻電纜，而不能用一般的音頻傳輸線了。具體地說，從音響設備構成方式來看，基本上有如下兩種類型的廣播音響系統(tǒng)：第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月大多數(shù)公共廣播屬于以前置放大器為中心的廣播音響系統(tǒng)，家庭放音系統(tǒng)和一些小型歌舞廳、俱樂部也使用這種系統(tǒng)。KTV包房、家庭影院系統(tǒng)等使用以AV放大器為中心的廣播音響系統(tǒng)。前置放大器卡座CDLD（VCD）功率放大器AVAALRTV以前置放大器為中心的廣播音響系統(tǒng)（一）以前置放大器（或AV放大器）為中心的廣播音響系統(tǒng)第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月AV放大器卡座CDLD（VCD）功率放大器AVAALRTV以AV放大器為中心的廣播音響系統(tǒng)V

放大器的作用是將各種節(jié)目源設備送來的信號進行電壓放大和各種功能處理，包括均衡和節(jié)目源信號的選擇、音調控制、響度控制、音量控制、平衡控制和濾波器等，其輸出的信號送往后續(xù)功率放大器進行功率放大。第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）以調音臺為中心的專業(yè)音響系統(tǒng)調音臺卡座（VCD、VTR）VATV以調音臺為中心的廣播音響系統(tǒng)調諧器CDLD壓限器激勵器均衡器功放均衡器功放效果器V主揚聲器返聽···第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

調音臺與前置放大器的地位和功能相當，但其結構復雜，是調節(jié)聲音的控制臺，屬專業(yè)音響系統(tǒng)中重要的設備之一。它將各種聲源的多路信號饋入輸入端，經電平調節(jié)、音調調節(jié)或加以音質處理后，進行混合、平衡、定位等加工生產不同的效果，分配到各輸出通道。

音響設備擴聲過程中，不同音源、不同時刻，其信號強度不同，動態(tài)范圍很大，需根據(jù)輸入電平來進行調節(jié)，當輸入信號太弱時，增加放大倍數(shù)，以免輸出電平不足；當輸入信號太強時，減小放大倍數(shù)，以免強音時產生失真。壓限器的功能就是對聲源信號進行自動調節(jié)，使其工作在正常的范圍內。

激勵器能根據(jù)聲音內容的不同自動產生相應的諧波成分，從而美化聲音、提高清晰度、增加穿透力。

均衡器能對音頻信號的不同頻段進行提升或衰減，以補償信號拾取、處理過程中的頻率失真，是常用的聲音處理設備之一。

功率放大器是將前置放大器或調音臺送來的音頻信號進行功率放大，去推動后級揚聲系統(tǒng)，實現(xiàn)電聲轉換。第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)廳堂擴聲系統(tǒng)一、廳堂擴聲的作用和種類廳堂擴聲的作用首先是用來增強觀眾席的聲音響度，這里主要指的是“直達聲”。換句話說，擴聲系統(tǒng)是為了提高觀眾席直達聲的聲壓級來改善聽聞。只有節(jié)目信號的聲壓級高于背景噪聲10dB以上才能獲得較高的清晰度，高于15dB以上才能獲得較好的音質。此外，若直達聲過弱還會被混響聲所掩蔽，這時不僅會降低了聽聞的清晰度，而且聲響定位也將發(fā)生困難。自然聲源的聲功率是有限的，因此在室內聲學條件不能滿足時，經常借助于擴聲系統(tǒng)。第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月擴聲系統(tǒng)的種類很多，可以按照它的工作環(huán)境、聲源性質、工作原理、揚聲器布置方式等來分類。其次，通過電聲系統(tǒng)來改善廳堂音質也是一項重要措施。人們借助于擴聲系統(tǒng)可以在一定范圍內彌補廳堂建筑聲學可能存在的缺陷。利用擴聲系統(tǒng)可以增加直達聲的聲壓級。近年來，還借助電聲系統(tǒng)來改變或控制廳堂的聲場特性，以適應多功能廳堂的音質需要。此外，根據(jù)文藝演出的需要，還往往借助擴聲系統(tǒng)來完成對演員音色的美化或加工，完成情節(jié)的美化和氣氛的渲染等。總之，在建筑中擴聲系統(tǒng)設計已成為廳堂音質設計中的一個重要的組成部分。第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）按工作環(huán)境分類：可分為室外擴聲系統(tǒng)和室內擴聲系統(tǒng)兩大類。前者的特點是反射聲少，有回聲干擾，擴聲區(qū)域大，條件復雜，干擾聲強，音質受氣候條件影響比較嚴重等。后者的特點是對音質要求高，有混響干擾，擴聲質量受房間的建筑聲學條件音響較大。（二）按工作原理分類：可分為單通道系統(tǒng)、雙通道立體聲系統(tǒng)、多通道擴聲系統(tǒng)。（三）按聲源性質和使用要求分類：可分為語言擴聲系統(tǒng)、音樂擴聲系統(tǒng)、語言和音樂兼用的擴聲系統(tǒng)。第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二、廳堂擴聲系統(tǒng)的特性要求對于室內廳堂擴聲而言，人們通過電聲設計來控制和改善房間的音質。但不少人常常把傳聲器——調音臺——功率放大器——揚聲器系統(tǒng)這樣一套擴聲設備混同于擴聲系統(tǒng)，這是不全面的。擴聲系統(tǒng)的聲源和最后擴聲用的揚聲器處于同一聲場之內，經過放大了的信號由揚聲器輻射的聲音會反饋到傳聲器，存在聲反饋問題。因而嚴格地說擴聲系統(tǒng)包括：聲源及傳聲器所處的聲學環(huán)境，傳聲器至揚聲器這套擴聲設備，揚聲器和聽眾區(qū)的聲學環(huán)境（即聲場）三個部分。作為室內廳堂擴聲系統(tǒng)的基本要求，無論是用于語言擴聲還是用于文藝演出擴聲，觀眾席應有合適的響度（主要指直達聲）。觀眾廳內合理的聲壓級：對于語言，平均值為65～70dB左右；對于音樂為80～85dB左右。當然還要考慮到它們的動態(tài)上限和有觀眾時的背景噪聲級。第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月擴聲系統(tǒng)應具有充分的穩(wěn)定性。如前所述，擴聲系統(tǒng)是個“聲音閉環(huán)系統(tǒng)”，存在著聲反饋問題。這里所謂的穩(wěn)定性不僅指擴聲系統(tǒng)不能發(fā)生“自激”（即由聲反饋引起的嘯叫），而且要留有穩(wěn)定余量。擴聲系統(tǒng)在臨界情況下工作，會給聲音帶來嚴重失真，這是人們所熟知的，但是從“自激”到“穩(wěn)定”這段過渡范圍，由于聲反饋的存在，已經給聲音帶來的“染色效應”卻往往被人們所忽視，這是影響擴聲系統(tǒng)聲音質量的一個重要因素。擴聲系統(tǒng)還要求有良好的聲音自然度或真實感，自然或真實常是借助聽音評價所作的概括性的描述。廳堂擴聲系統(tǒng)要獲得良好的聲音自然度，不是一件容易的事，但是十分重要。特別是通俗唱法文藝唱法，一般自然聲能很弱，多借助于擴聲系統(tǒng)，這時聲音的自然度尤為重要（有時還需要加入延時、混響等效果）。所謂真實感可以概括為兩個方面：一是聲像的一致性；二是聲音信號的真實重放，要求排除可能出現(xiàn)的各種信號畸變。第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三、揚聲器的布置方式在室內如何布置揚聲器，是電聲系統(tǒng)設計的重要問題，它與建筑處理的關系也最密切。室內揚聲器布置的要求是：（1）使全部觀眾席上的聲壓分布均勻。（2）多數(shù)觀眾席上的聲源方向感良好，即觀眾聽到的揚聲器的聲音與看到的講演者、演員在方向上一致。（3）控制聲反饋和避免產生回聲干擾。揚聲器的布置方式，大體上可分集中式與分散式以及將兩個方式混合并用的三種方式。第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）集中布置方式在觀眾席的前方或前上方（一般是在臺口上部或兩側）設置有適當指向性的揚聲器或揚聲器組合（一般是聲柱或揚聲器組合，在音質要求不高的廳中也可以是喇叭式揚聲器），將揚聲器的主軸指向觀眾的中、后部，這是劇場、禮堂及體育館等常用布置方式。優(yōu)點是方向感好，觀眾的聽覺和視覺一致，射向天花、墻面的聲能較少，直達聲較強，清晰度高。集中式布置例子如圖所示。揚聲器的集中式布置示意第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）分散布置方式在面積較大、天花板很低的廳，用集中式布置無法使聲壓均勻時，將許多個單個揚聲器（一般是直射式揚聲器）分散布置在頂棚上。這種方式可以使聲壓在室內均勻分布，但聽眾首先聽到的是距自己最近的揚聲器發(fā)出的聲音，所以方向感不佳。為此必須嚴格控制各個揚聲器的音量與指向性。這增加了此種方式布置的難度。揚聲器的分散式布置示意第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）混合布置方式在觀眾廳中，采用集中與分散并用方式有以下幾種情況：（1）集中布置時，揚聲器在臺口上部，由于臺口較高，靠近舞臺的觀眾感到聲音是來自頭頂，方向感不佳。在這種情況下，常在舞臺兩側低處或舞臺前緣布置揚聲器。（2）廳的規(guī)模較大，前面的揚聲器不能使廳的后部有足夠的音量。特別是由于有較深的眺臺遮擋，下部得不到臺口上部揚聲器的直達聲。在這種情況下，常在眺臺下頂棚上分散布置輔助揚聲器，為了維持正常的方向感，輔助揚聲器前加延時器。（3）在集中式布置之外，在觀眾廳頂棚、側墻以至地面上分散布置揚聲器。這些揚聲器用于提供電影、戲劇演出時的效果聲或接混音響，增加廳內的混響感。第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)會議系統(tǒng)的組成與種類會議系統(tǒng)（ConferenceSystems）是比較特殊的一種音響系統(tǒng)。它與前面的廳堂擴聲等系統(tǒng)不同，雖然像大禮堂聽報告的會議，與廳堂擴聲類似，但像討論式的會議、帶表決的討論會議和有翻譯的國際會議，則有其特殊性。作為會議室的排列，通常有兩種形式：1、圓桌會議形式：代表們圍著一張桌子或一組桌子就坐，全體代表都能參加會議。2、講臺講演形式：講演者在房間前面的一個講臺或桌子前講話，那里通常還有一張為主席而設的桌子或操縱臺，代表或聽眾面向講臺就座。發(fā)言者與在座的主席、委員及代表能連續(xù)參加討論，聽眾能在一定限度內提問和討論。第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月會議系統(tǒng)主要有如下幾種：1、會議討論系統(tǒng)（ConferenceDiscussionSystems）會議討論系統(tǒng)是一個可供會議主席和代表自動或集中手動控制傳聲器的單通路聲系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，所有參加討論的人，都能在其座位上方便地使用傳聲器，通常是分散擴聲的，由一些發(fā)出低聲級的揚聲器組成，置于距代表大于1m處。也可以使用集中的擴聲，同時應為旁聽者提供擴聲。會議討論系統(tǒng)●●●●●●擴聲系統(tǒng)輔助設備第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月在這系統(tǒng)中，通常還設有主席“優(yōu)先權”控制功能，主席通過運用“優(yōu)先權”（用開關控制），可將與會者的傳聲器全部關閉，這便于會議主席控制發(fā)言次序，掌握會場氣氛，并有利于減少噪聲及聲反饋的干擾。與會者經過主席“允許”（也用開關控制），即可在自己的位置上發(fā)言。系統(tǒng)還應具有供錄音和接入擴聲系統(tǒng)輸出的功能。會議討論系統(tǒng)按自動化程度不同可有以下三種控制方式：（1）手動控制：主席單元和代表單元通過母線連接起來，當某一代表需要發(fā)言時，可把自己面前的轉換開關扳到“發(fā)言”位置，他的話筒即進入工作狀態(tài)，而其揚聲器則同時被切斷，以減少聲反饋干擾。發(fā)言者的話音經過放大器送入母線，使其他代表單元的揚聲器都能放出聲音。代表發(fā)言結束后，將轉換開關扳到“收聽”位置，使話筒關閉，同時其揚聲器進入工作狀態(tài)。第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）半自動控制：這種方式也稱為聲音控制方式，它具有收發(fā)自動衰耗、背景噪聲抑制和自動電平控制等功能。當與會者對著某一個代表單元的話筒講話時，該單元的接收通路（包括接收放大器和揚聲器）自動關斷；講話停止后，該單元的發(fā)言通路（包括話筒和話筒放大器）會自動關斷。這種半自動工作方式同樣具有主席優(yōu)先的控制功能。因這種控制方式的結構不太復雜，操作又比較方便，故適于中、小型會議室。（3）全自動控制：國外生產的大型會議系統(tǒng)多屬此種方式，其自動化程度最高，而且往往兼有同聲傳譯和表決功能。發(fā)言者可采取即席提出“請求”，經主席允許后發(fā)言；也可采取先申請“排隊”，然后由計算機控制，按“先入先出”的原則逐個等候發(fā)言。此時整個會議程序均交由計算機控制。第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2、會議同聲傳譯系統(tǒng)同聲傳譯系統(tǒng)是在使用不同國家語言的會議等場合，將發(fā)言者的語言（原語）同時由譯員翻譯，并傳送給聽眾的設備系統(tǒng)。通常包括四個組成部分：①由話筒拾取發(fā)言者原語的拾音部分；②用揚聲器將發(fā)言者聲音如實地在廳內放送的部分；譯語傳輸線路講演者會議廳擴聲譯員室譯語選擇音量調節(jié)中德英法俄同聲傳譯系統(tǒng)③譯員由耳機收聽由控制臺送來的發(fā)言者的原語，同時進行翻譯并用話筒將譯語送至控制臺的部分；④譯語由發(fā)射機向廳內發(fā)送及聽眾用耳機接受的部分。此外，還有上述各部分的控制系統(tǒng)等。第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）按譯語的傳輸方式來分：同聲傳譯系統(tǒng)可分為有線式和無線式兩類，而無線式又可分為感應天線式和紅外線式兩種，其中以紅外線式較為先進。（2）按翻譯過程來分：同聲傳譯系統(tǒng)又分直接翻譯和二次翻譯兩種形式。對于直接翻譯系統(tǒng)，在使用多種語言的會議系統(tǒng)中，要求譯音員懂多種語言。例如，在會議使用漢語、英語、法語、俄語四種語言時，要求譯音員能聽懂四國語言，這對譯音員的要求非常嚴格。二次翻譯的同聲傳譯系統(tǒng)。會議發(fā)言者的講話先經第一譯音員翻譯成各個譯音員（二次譯音員）都熟悉的一種語言，然后由二次譯音員再傳譯另一種語言。由此可見，二次翻譯系統(tǒng)對譯音員的要求低一些，二次譯音員僅需要懂得兩種語言即可，但它與直接翻譯相比，譯出時間稍遲，并且翻譯質量會有所降低。第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月講演者二次翻譯的同聲傳譯系統(tǒng)第一次翻譯1234譯員室（二次翻譯）第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3、會議表決系統(tǒng)（ConferenceVotingSystem）