多功能廳改變了以往單一的“會堂式”布置格局，功能應(yīng)用的多元化，也就對音響、燈光等系統(tǒng)的配置有了新的要求。本文結(jié)合一定的建筑聲學(xué)知識，合理配置各個音響設(shè)備，給多功能廳設(shè)計此擴(kuò)聲系統(tǒng)，具有一定的實用價值。

　　多功能廳以其功能的多樣性，特別適合我國國情需要，并在這幾年的時間得到迅速普及應(yīng)用。為了滿足各個方面的需求，特別是針對音質(zhì)方面的需要，一般都使用電聲擴(kuò)聲系統(tǒng)。因此，對音質(zhì)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)以適于電聲擴(kuò)聲系統(tǒng)為主要原則，即通過墻面及吊頂安裝吸聲材料使室內(nèi)混響時間較短，同時設(shè)置一套功率足夠、聲場分布較為均勻的電聲系統(tǒng)。根據(jù)國標(biāo)GB28049-2011T《廳堂、體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的設(shè)計》要求，筆者通過EASE4軟件建模進(jìn)行擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計，并對聲場覆蓋進(jìn)行了模擬計算。EASE4聲學(xué)模擬軟件可以借助AUTOCAD軟件來建立三維模型，進(jìn)行設(shè)計和修改方案。

　　一、室內(nèi)混響時間的選取

　　一般來講，混響時間短可提高語言的清晰度，混響時間稍長可提高語音的豐滿度，但混響時間過長也會嚴(yán)重干擾視聽，使語言清晰度大大降低。筆者認(rèn)為，應(yīng)首先保證語言的清晰度。只有在特定的混響時間條件下對系統(tǒng)進(jìn)行聲學(xué)特性指標(biāo)的設(shè)計方案才是準(zhǔn)確的、科學(xué)的，這也是此次設(shè)計考慮的。故而在進(jìn)行擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計之前須以特定的混響時間為基礎(chǔ)。因此，混響時間的變化范圍可以在1～2s?；祉憰r間T60可用賽賓(Sabin)公式算出：

　　[T60=0.16V/αST]

　　混響時間和以下因素有關(guān)。①大廳空間的體積：一般來說，室內(nèi)體積越大，則混響時間越長。②聲音的平均吸聲系數(shù)：由于高頻聲音的反射和衍射能力比低頻聲音差，所以高頻聲音的混響時間比低頻聲音短。吸聲系數(shù)的大小除取決于材料的性能和結(jié)構(gòu)外，對于同一種材料而言，還與聲波的入射頻率、入射方向有關(guān)。一般材料的吸聲系數(shù)在0～1之間，吸聲系數(shù)α越大，表明材料的吸聲性能越好。③房間內(nèi)壁材質(zhì)的平均反射面積：如果內(nèi)壁是高系數(shù)別的吸聲性能材料，那么混響時間就會短些，如果內(nèi)壁是低系數(shù)別的反射性材料，那么混響時間會長些。房間的內(nèi)壁是指天花板面、觀眾區(qū)的三個墻壁面、地板面，還包括多功能廳內(nèi)部放置的可影響聲音傳播的障礙物表面，特別是座椅(加裝有軟墊布料面的座椅就會縮短混響時間)。

　　經(jīng)現(xiàn)場測量多功能廳的工程數(shù)據(jù)：體積約為(長×寬×高)2 700m2，面積約為(長×寬)300m2，T60的計算結(jié)果平均數(shù)約為0.8。使用內(nèi)壁聲學(xué)吸聲材料可以適應(yīng)這個變化范圍，也可以打開實心墻面以擴(kuò)展結(jié)構(gòu)面積，但考慮這樣可能會需要的反射波，而且這種反射波能夠增加先前到達(dá)的聲波的聲。所以，設(shè)計為觀眾區(qū)墻面用吸聲材料覆蓋，天花板上加裝反射板，呈45°俯角向觀眾區(qū)后方傾斜。由計算機軟件模擬計算的結(jié)果，如圖1所示。

　　由圖1可知：此結(jié)果可以滿足會議、音樂會、演出、電影放映的基本要求。在計算機上建立了系統(tǒng)方案的實際模型，以有關(guān)室內(nèi)系統(tǒng)方案的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對該多功能廳方案采用固定混響時間，并以此作為進(jìn)行電聲設(shè)計的環(huán)境基礎(chǔ)。

　　二、多功能廳室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)的音響功能

　　擴(kuò)聲系統(tǒng)的音響設(shè)備組成通常來看，主要是由音源設(shè)備(包括拾音器)、調(diào)音臺設(shè)備、擴(kuò)音設(shè)備以及周邊輔助設(shè)備組成。

　　1、音源設(shè)備

　　音源設(shè)備是擴(kuò)聲系統(tǒng)能夠運行的基礎(chǔ)，是聲音傳輸?shù)膩碓础Ｒ虼?，音源設(shè)備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)高一些，好用別的設(shè)備。在該多功能廳的擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計中，可使用指向性為心形的全頻段電容話筒來提高拾音質(zhì)量。

　　2、調(diào)音臺設(shè)備

　　在該系統(tǒng)設(shè)計中，可使用調(diào)音臺及一臺帶聲卡的安裝軟件均衡器的電腦進(jìn)行音質(zhì)處理，調(diào)音臺的立體聲左右兩個輸出信號送入電腦聲卡由軟件均衡器進(jìn)行均衡處理后送往下設(shè)備，以實現(xiàn)擴(kuò)音效果。

　　3、擴(kuò)音設(shè)備

　　擴(kuò)音設(shè)備是將聲音終傳播出去的設(shè)備，主要就是功放器和揚聲器。在該系統(tǒng)設(shè)計中使用了線陣列音箱，揚聲器的布局方式在下文中會展開敘述。

　　4、周邊設(shè)備

　　周邊設(shè)備就是一些必要的輔助設(shè)備，比如反饋抑制器、延時器等。這些設(shè)備可以根據(jù)需要選擇安裝。一般來講，為防止話筒在拾音過程中由于碰撞或者強氣流產(chǎn)生脈沖干擾音，可采用在拾音器后加抑制器的方式將此干擾音濾除掉。在實際的擴(kuò)聲系統(tǒng)運行中，會受到外界噪音的影響，為了減少噪音的影響，故而要采取一些處理措施。

　　5、各個設(shè)備之間的連接與安裝

　　連接與安裝這個環(huán)節(jié)，主要的設(shè)計考慮是連接線的屏蔽與衰減以及接口的匹配與卡接到位問題。特別是設(shè)備之間的相互連接問題，遵循“小信號短距離，大信號長距離”的原則;從傳聲器到功率放大器的所有設(shè)備都采用具有屏蔽層的音頻雙絞線進(jìn)行連接，由于這些設(shè)備之間的電信號都是小信號，容易被干擾，所以要進(jìn)行屏蔽保護(hù)，而且各個設(shè)備之間的連線長度控制在2m以內(nèi)。至于功率放大器到音箱設(shè)備之間的連接情況，因此環(huán)節(jié)的電信號較大，可以忽略電磁干擾的問題，連接線的長度為音控間到舞臺擴(kuò)聲音箱的距離，約為30m。在安裝設(shè)備中，考慮到設(shè)備的相互影響以及設(shè)備本身的熱噪性，須將各個接頭安裝牢固，保證各個設(shè)備可靠接地。另外，還需要為日常的使用和維護(hù)便利留出一定的裕量。

　　三、揚聲器的布局

　　揚聲器的合理布局在該多功能廳擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲場設(shè)計中，根據(jù)實際的需求及前文論述的混響時間結(jié)果，考慮到影響擴(kuò)聲系統(tǒng)運行效果的因素主要有揚聲器的頻響性能、輸出功率、揚聲器的位置以及設(shè)備之間的安裝連接等，因此本文在這幾方面展開論述。①揚聲器的頻率特性標(biāo)準(zhǔn)為其頻響曲線盡可能平直②揚聲器的輸出功率，在確定多功能廳內(nèi)的響度后，為了使觀眾區(qū)的各個位置達(dá)到期望的響度效果，需要使揚聲器的額定功率小于功率放大器的額定功率，以保證音質(zhì)效果豐富飽滿，具有立體感。③揚聲器的位置選擇以利于觀眾區(qū)內(nèi)的響度均勻為標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)有些位置聲音太大而有些位置聲音太小的情況出現(xiàn)。因此，此設(shè)計方案中選擇了線陣列音箱，并以這些因素為參考，代入EASE4設(shè)計軟件進(jìn)行仿真設(shè)計。

　　EASE4利用內(nèi)置的可聽化模擬軟件模塊，使用模擬計算的脈沖響應(yīng)與音樂信號響應(yīng)，通過外耳傳輸函數(shù)，使設(shè)計者能夠聽到實際的音響效果。作為一個系統(tǒng)問題，擴(kuò)聲系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計中必須綜合考慮可得到的語言擴(kuò)聲效果聲音模糊不清、反饋嘯叫的干擾使聲音無法開大、音樂重放時音質(zhì)變調(diào)聽之乏味等問題。在選擇性能良好的電聲設(shè)備基礎(chǔ)上，要通過周密的系統(tǒng)設(shè)計、仔細(xì)的系統(tǒng)調(diào)試和良好的建聲條件，才能達(dá)到悅耳、自然的音響效果。

　　本擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)具備的功能如下：①應(yīng)滿足舉行會議、音樂會、電影放映、學(xué)術(shù)講座以及綜合演出功能;②系統(tǒng)采用LR立體聲擴(kuò)聲方式，必須能夠完整地覆蓋整個觀眾區(qū)這就要求聲場的覆蓋效果滿足聲壓是均勻分布的;③擴(kuò)聲系統(tǒng)須維持一定的穩(wěn)定性，利于在正常使用過程中工作人員的操控便利，同時確保設(shè)備運行時的電氣安全，不要導(dǎo)致事故發(fā)生;④擴(kuò)聲系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備安裝、線纜鋪設(shè)、各種接頭連接，均應(yīng)符合發(fā)布的施工安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范;⑤擴(kuò)聲系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備采購價格符合預(yù)算要求，在合理價格范圍內(nèi)追求高性價比。