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專業音響-體育場館擴聲聲學問題簡析
    體育場館中,為體育活動和群眾集會服務的擴聲系統只是諸多設備系統中的一個必要配套項目。擴聲系統的建設應力求達到服務區內聽聞良好、設備系統穩定可靠、操作方便,并盡可能地節約投資。隨著技術水平和設備性能的提高,擴聲系統的組成可有多種選擇即可能數字設備為主,也可是模擬設備;可以是網絡傳輸方式,也可是傳統的傳輸方式;可以是進口設備,也可以是國產設備。達到良好的聽聞條件是組成擴聲系統的前提和歸宿。為此,必須理解體育場館內特殊的聲學條件,以便在擴聲系統設計中充分考慮并采取對策。
    一、 在混響時間較長的體育館擴聲系統設計中應注意的問題:
    近年設計的一些大型體育館的容積很大,數萬立方米到10多萬立方米的優育館已不是個別現象。有的達30多萬立方米(相當每座容積在30立方米以上)。這是聲學設計不希望的,但又往往無法改變。在這種大體積的體育館中,擴聲系統面臨混響時間長,以及容易產生長延時的強反射聲學問題。顯然,這是可能影響擴聲清晰的重要因素。在爭取盡可能降低館內混響時間的同時,擴聲設計應合理布置揚聲器系統并控制揚聲器系統的指向性特性,把主要擴聲直達聲投向服務區和觀眾席,以其達到良好的直達聲能與混響聲能之比,并盡可能控制強反射聲,改善擴聲清晰度。曾有過用分散式布置揚聲器系統,控制揚聲器系統的中頻指向性因素(10左右),較好地解決了體積為30多萬立方米,混響時間長達3-3.5g特大型體育館中的擴聲清晰問題。在設計過程中,曾試圖應用業內熟知的計算輔音清晰度損失的方法估算語言清晰度,但在如何處理多聲源及建聲條件對混響聲能的影響問題上難以定量處理,也就只作為了定性指導。實踐證明,控制揚聲器系統的指向性,尤其是對語言清晰影響大的中高頻指向性,并合理布置,以達到良好的直達(近次)聲能與混響聲能比,在混響時間較長的體育館擴聲系統設計中是個重要的問題。
     二、長延時,高強度反射聲干擾對體育館擴聲系統設計的影響;
    在體育場中,無論是采用集中式或分散式擴聲系統,都可能出現長延時、高強度的反射聲干擾,尤其是使用集中式揚聲器擴聲系統,看臺上觀眾較少時,反射聲干擾更為嚴重。顯然這是不可能從根本上消除的缺陷。在以往建設的體育場擴聲系統中,幾乎無一例外地存在這個問題。擴聲系統只能通過分區控制覆蓋,以便關閉覆蓋無觀眾區域的揚聲器系統來減少聲反射,但這也不完全消除上述聲缺陷。好在這種缺陷在看臺坐滿觀眾時基本消失,且當看臺人少時多為不是重要的活動或體育賽事。這大概也是這些擴聲系統長期使用又沒有嚴重不良反應的原因。
     三、場內信噪比對體育館擴聲系統設計的要求;
    場館內觀眾噪聲較高即使并非全場歡呼鼓掌,觀眾噪聲也可達到80dB左右,全場鼓掌時,可達90dB以上。擴聲系統能達到的最大聲壓級應與此相適應,即在正常觀眾超聲級時,場內信噪比仍然滿足擴聲語言聽清的要求。標準JGJ/T131-2000中規定的最大聲壓級即是基于上述及其實現可能性的考慮而確定的數值。為了適應體育場館內噪聲變化,有的擴聲系統在場內設置背景噪聲拾取傳聲器,根據場內噪聲級高低,手動或自動調節擴聲系統的增益,以便在最大聲壓級限制之下達到合適的信噪比。這對不受聲反饋制約的"廣播系統"是可行的。系統最大增益受電聲反饋制約的擴聲系統,只能提高聲源聲壓級來改善信噪比,當然系統的動態范圍必須滿足高聲源聲壓級的需要。有的擴聲系統中設信號處理器,提高對語言清晰度有貢獻大頻段的聲能比例,以便在背景噪聲較高時,不增加總功率,提高對語言清晰度較有貢獻的頻段的信噪比,改善擴聲清晰度。
 
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