多功能厅--5.1声道.doc

电影系统设计说明1、 影院音响系统设计的技术要求1.1、 足够的响度（声压级）影院观众厅内，在没有噪声干扰情况下，观众听到的重放声应既不感到费力，又不感到震耳。通常要求有85dB的平均声压级，考虑到音乐高潮的不失真重放，可再留有10dB余量，SR系统应有15-20dB余量，数字立体声系统应有20-30dB动态余量。1.2、 均匀的声场分布 声场分布均匀，可保证整个厅堂内各点声能分布均匀，各区域内观众听到的响度基本一致。通常，均匀的声场分布应保证整个厅堂内最大声压级和最小压级之间不超过6dB，最大声压级（或最小地质压级）与平均声压级之间不超过3dB。1.3、 合适的混响时间混响时间是影响影院观众厅音质的一个重要参数，混响时间控制合适就能提高语言清晰度和音色丰满度，有助声像定位，同时增加响度和声扩散。对于电影立体声所要求的观众厅最佳混响时间，可按其实际容积V（单位：立方米）由公式求得，亦可由图10中查得（均以500-1000Hz为基准）：1.4、 具有良好过渡特性的频率特性厅堂内声场频率特性可以两个方面评价，一个是混响时间频率行性，另一个是声场特性的频率特性。混响时间频率特性是指厅堂内所要求考核的各频段在各个频率的不均匀性，通常要求厅堂混响时间频率特性具有平滑的过渡，没有较大的起伏，并且允许低频混响时间稍有提高，高频混响时间稍有降低。对于电影立体声要求的混响时频率特性的允差范围可参见表和图。观众厅内所要求的混响时间与其容积的对应关系1.5、 频率响应和有效频率范围频率响应是指在馈给扬声器电压（一般为1/10额定噪声功率电压）不变情况下，扬声器在参考轴上距参考点为一定距离时输出声压随频率变化特性，它反映了扬声器对不同频率声波的幅射能力。频率响应通常用扬声器输出声压级随频率变化曲线表示，称为频率响应曲线，如图5所示。在频率响应曲线中找出声压级最大区域取一个倍频程带宽，测得声压级并下降10dB划一平行于横坐标直线，与频响曲线的高低两端分别交于f1和f2两点，f1和f2对应频率间隔为有效频率范围。对于各值频率宽度小于1/8倍频程部分，不计算在内。频率（Hz）631252505001k2k4k8k1.0-1.51.0-1.21.0-1.11.01.00.8-1.00.7-1.006-0.9混响时间倍频程段频率特性混响时间倍频程段频率特性表声场特性频率特性，是指各声道在厅堂内的各个区域、各个频段内声级的不均匀度，理想的这一频率特性应为一条平直直线，实际上由于受到厅堂声学条件和设备条理影响，不可能完全平直，但只能有3dB容差。对于电影立体声系统，其频率特性应符合IS2969X曲线要求（见图），各声道的具体要求在第2节说明。IS2969X特性曲线1.6、 信噪比应满足要求噪声对正常听觉会产生干扰和掩蔽作用，影院内噪声应低于42dB(A)，或符合NC35噪声曲线要求，SR型立体声影院内噪声应低于38dB（A），或符合NC30噪声曲线要求，数字立体声影院内噪声低于35dB(A)，或符合NC25噪声曲线要求。以保证重放信号在最小声压级位置上应大于30dB的信噪比。1.7、 最大供声距离为了保证电影还音直达声的主导作用，最大供声距离应为临界距离的34倍。式中：Q为扬声器的指向性因数，R为观众厅内的房间常数。1.8、 消除音质缺陷回声、颤动回声、声聚焦、强前次，长延迟反射声等音质缺陷会破坏电影重放的音质，应予以消除。2、 观众厅电声技术特性2.1、 主声道主声道宜采用电子分频网络主声道的峰值声压级为103dB，宜留有3dB的功率裕量。主声道的频率特性应符合表。下表倍频程中心频率f频率特性要求允差50Hz以下-6dB/倍频程3dB50Hz2KHz平直2KHz10KHz-3dB/倍频程10KHz16KHz-6dB/倍频程主声道的频率特性2.1.1、 环绕声道左、右两边环绕声道的峰值声压级均为100dB，并均宜留3dB功率裕量。环绕声道的频率特性应符合下表。倍频程中心频率f频率特性要求允差100Hz以下-4dB/倍频程3dB100Hz-4KHz平直4KHz-8KHz-4dB/倍频程8KHz以上-9dB/倍频程环绕声道的频率特性2.1.2、 次低频声道次低频的峰值声压级为113dB。次低频的频率范围为20-120Hz2.1.3、 影院音响系统的总体设计根据上述要求，可对影院音响系统进行总体设计，其内容包括声源总功率的估算，设备选型，系统连接等方面内容。2.1.4、 总功率的估算实用声压级的计算，可近似表述为：其中：Lp：电影厅内距离r处声场声压级Ls:扬声器的灵敏度W：扬声器的驱动功率r：测试距离，对于主声道与次低频声道r可取放映距离的2/3，对于环绕声道，r可取电影厅的宽度R：房间常数n：放声扬声器的数量式是在各声道距离r处轴向测试的声压级，倘偏离轴向角度，则应为：其中，D(）为扬声器的指向性函数，20lgD()为偏离轴向角度后的声压级衰减量，实际应用中，电影厅内各声道的指向性覆盖必须保证均匀到位，因此只要在具有恒定指向性扬声器的覆盖范围内，其衰减量也必定在6dB之内。根据式验算各声道峰值声压级的具体步骤为：根据电影厅的容积，按“标准”要求进行该电影厅的建声设计，求出电影厅的平均吸声系数。吸声量S，同时计算出房间常数R。由电影厅的放映距离，选择合适的主扬声器，次低频扬声器、环绕声扬声器及相应数量，并查出对应扬声器的灵敏度，功率及指向性因数等项技术参数，同时选择与之相匹配的功率放大器。对于采用多数量扬声器的声场，应将其数量n统计上，如果采用多台功率放大器驱动，则其驱动功率也应乘以n倍。对于偏离轴向的声场，应将其指向性函数值（即偏离轴向倾斜角的衰减dB值）一并计入。由公式或可以计算出各声道扬声器的峰值声压级，然后对照“标准”验证，只要有3dB的余量就足够了。计算时须注意，主扬声器的左、中、右三路均分别覆盖整个电影厅声场，应单独进行计算，环绕声扬声器由多台构成左、右（或左后、右后）声道，可按各声道分别计算，次低频扬声器可由多台构成，并由多台功率放大器分别驱动，计算时应考虑互耦效应。实际工程中,往往是知道了电影厅的几何尺寸与混响时间，如何根据标准中所规定的各声道声压级，去进行定性分析与定量估算，进而选择对应功率值的扬声器与功率放大器。为估算方便，可对式进行如下简化，设定扬声器为恒定指向性，其指向性有度为水平90，垂直40，根据Mlly公式可以计算出：Q=12.8。略去4/R，视混响声场为直达声场，将略去部分作为功率余量的一部分测试点在各声道的轴线上，与声源相距r，将Q/4的比值近似为1。由上述简化原则，式可变为：为求出所需功率数值，式可变为例如，电影厅内所型主扬声器的灵敏度为100dB，测量点距主扬声器距离为24m，求出获得85dB的平均声压级所需要驱动功率（WP）与达到103dB的最大声压级所需要驱动功率（WD）。根据上述功率要求，可以确定主扬声器系统的功率要求，选择合适的功率放大器。同样也可以根据次低频扬声器和环绕声扬声器的声场声级要求，采用同样计算方法可以先选定次低频扬声器和环绕声扬声器的型号和数量。由扬声器系统总的功率数量以及分布状况，选用合适的功率放大器，确定放大器的功率及数量（包括备用数量）。在确定了扬声器与功率放大器的型号、数量后，选定了控制机柜，最后作出各声道扬声器声场分部设计和以扬声器位置及管线分布为主的施工工艺图。2.1.5、 设备选型一个优良的音响系统，应由优良的硬件音响设备来支撑，下面简要介绍影院音响系统的设备选型原则。2.1.5.1、 主扬声器指向性恒定，指向性为水平90，垂直40。根据观众厅的大小以及所采用的立体声制式可选用200w/400w-600w/1200w功率的不同类型扬声器频率响应平直，频响范围为50-16KHz。失直度小于2%。2.1.5.2、 次低频扬声器低频谐振频率在20Hz左右。可选用300W/600W-600W/1200W功率的不同类型扬声器根据观众厅的大小以及所采用的立体声制试，须选用28台相对应功率的扬声器，利用扬声器的互耦效应，提高其功率承受能力。2.1.5.3、 环绕声扬声器指向性以100度100度为佳。频率响应应达到70-12.5KHz。根据观众厅状况可选用6-32台，分数路控制。2.1.5.4、 功率放大器与功率分配。根据立体声处理器是器的输出要求，功率放大器的输入灵敏度以0dB+4dB为佳，输入阻抗须大于10k。用于单声道影院的功率放大器而应配置前置放大器，前置放大器的闭环增益应不低于60dB。功率放大器的输出功率应大于扬声器的实际使用最大功率。其它技术指标应符合国家一级机的标准，其输出阻抗适应性要强。有过载和短路保护装置，保证机器的性能稳定，安全可靠。机架与接插件符合IEC标准，确保与标准19英寸机架配合。六声道立体声有左、中、右、左环、右环、次低频六路输出，由于环绕声与次低频扬声器还需分组驱动，须留有一定备用数量。理想状况下，至少需配备48台功率放大器，采用电子分频的系统应配有612台功率放大器。3、 电影厅声场设计3.1.1、 主扬声器系统三组主扬声器置于银幕后构成阵面型立体声重放系统，使观众既有明确的方向感，又能随画面影像移动而感到声像称动，克服声像空洞现象。三组扬声器的电声性能应基本一致。即：相位特性与频率特性应一致，经调整后声级相同，通道串音串减应大于30dB。主扬声器系统的声场设计要点为：主扬声器的间距应尽可能大，为了扩大立体声声强平衡区，主扬声器间距至少应大于5m，对于小型立体声影厅，其间距也不得小于3.5m。扬声器的安装高度应以其高音号筒中心定位，其位置基本处于银幕的2/3高度处，扬声器应靠近银幕，但不触及银幕。高音的俯仰角调整应以在观众厅内获得均匀的声扩散为原则，这就要借助扬声器和垂直指向特性去控制。例如：EP-PH2311型恒定图13高音垂直覆盖角调整图指向性号筒，当偏离中心轴为130时，其衰减为-3dB；偏高20度时，衰减-6dB；偏离30度时，衰减-9dB。设计时，可将扬声器中心辐射轴对准观众席最远区，利用“平方反比定律”使得扬声器的距离衰减差值与偏轴衰减差值几乎接近，从而保证均匀的声场覆盖，如图13所示。通常在影院中，可将扬声器辐射轴线对准后墙中下部，注意到垂直辐射角外沿对观众厅前区的声覆盖，这可通过作图法和实际声场测量调整到最佳位置。左（右）路扬声器的水平覆盖范围调整原则为：水平覆盖角外沿（-6dB）应能包含第一排右（左）侧座位；侧墙对主扬声器辐射声波的反射要小。调整前可根据观众厅中心线间距离AR以及A点到扬声器辐射轴线与中心线交点的距离AB，由下式计算出扬声器水平面与厅堂水平线的夹角=arctg（AR/AB）计算和调整水平覆盖角时，应尽量使扬声器水平覆盖角外沿与侧墙平行，避免反射和回声出现。3.1.2、 次低频扬声器次低频扬声器担负20200Hz频段还音，由于人耳听觉特性对低频特别不灵敏，低频主扬声器水平覆盖范围调整图扬声器的效率又十分低，设计中应充分考虑。可根据影院大小及对低频效果声的要求，将二台、四台甚至八台扬声器组合在一块，用对应数台功放分别驱动，利用互耦效应，成倍地提高系统效率。扬声器可以集中置于银幕后舞台中心或中路扬声器一侧，有条件时也可利用障板固定连接，以使低频幅声能尽可能地向前辐射，减少声波的后辐射，造成不必要的声能损失。扬声器可以直接放在舞台地面，利用舞台地面，利用地面反射声加重次低频。3.1.3、 环绕扬声器环绕声扬声器与主扬声器系统构成波阵面型平面环绕立体声系统。环绕声扬声器系统的良好设计可配合主扬声器的声像定位，增强整个电影立体声信息的空间感、分布感和方位感。环绕声扬声器系统的声场设计应要求：在观众厅内有均匀的声波覆盖，要有足够的功率余量，其位置确定，应保证主扬声器声场对环绕声声场的“优先效应”。具体可从以下两个方面考虑：3.1.4、 布置环绕声扬声器的布置应根据影院观众厅的大小（长度、宽度和高度）来具体确定，即由观众厅中放映距离确定银幕前第一只扬声器的位置以及各个扬声器之间距离，由观众厅的宽度和高度确定扬声器的悬挂高度和倾斜角度。水平位置确定：水平位置确定首先要确定第一只扬声器的安装位置，一般考虑以下两个条件：a)与银幕要有一定距离，避免前区扬声器产生“环绕声从前方发出”效应，b)前区第一只扬声器与后墙扬声器间距的声延迟，应尽量控制在“优先效应”所规定的时域内，以利在整个环绕声声场中，主扬声器声场“优先效应”的调整。鉴于“优先效应”，环绕声扬声器的前后位置如果超过18m，其前后声场的延时将超过50ms，这对主扬声器与环绕声扬声器的声场调整十分不利。安装高度调整：扬声器的安装高度应选取适当，通常较高的扬声器安装有利于扩大立体声聆听范围，而且易于形成空间感。扬声器的安装高度定量计算，可按下式：式中：H扬声器距地面高度(m)，D观众厅宽度(m)，a边走道宽度（若无边走道可取1m1.2m）。.倾斜角度确定：扬声器的声场均匀特性可以利用扬声器的距离衰减差值（符合1/r2定律）和偏轴衰减差值（指向特性）去相互补偿获得。通常侧墙扬声器对称悬挂，只要安装高度符合式，其倾斜角度值计算也十分方便arctg(H/D)对于悬挂在观众厅后墙上的扬声器，其倾斜角度也可以按式进行计算，只是在取H值时还要考虑观众厅后部起坡高度，D值可取观众厅后墙距银幕距离2/3处。有时为了安装方便，只要知道扬声器的高度L，利用计算出扬声器上部距墙宽度T，以宽度T去确定扬声器的倾斜角度。扬声器间距确定：扬声器应等距安装，为了保证若干只扬声器声束交迭，而创造均匀、宽阔的环绕声声场覆盖范围，应根据扬声器的指向性，按图16所确定的它们-6dB点重合相交位置，然后由式计算出扬声器的间距L。式中：y观众耳朵高度，取y=1.1m。对于侧墙扬声器Z=2atg对于后墙扬声器Z=2btga、b分别为侧墙和后墙走道宽度，通常可取a=1m1.2m，b=1m1.5m。为置于H高度扬声器指向性角度，通对于100度*100度指向性扬声器，可取=80度*85度。3.1.5、 匹配环绕声扬声器可根据影院观众厅的体积以及扬声器的功率，灵敏度而适当选取，并串成若干组与功放配接，其选取原则为合适的功率容量与声压级，恰当的并串方式。功率匹配：功率匹配是指当选取一定数量扬声器后，如何根据声场条件去选用合适的功放。功放的匹配功率可由式求得。声级匹配：银幕后主扬声器直达声场，在较完善设计的厅堂中，一般前区的声级要高于后区约23dB，为了使环绕声声场与主扬声器声场在观众厅各部位声级基本一致，建议将环绕声道分成两路，分别由两路功率驱动，一路覆盖观众厅前区，一路覆盖观众厅后区，对应于主扬声器声道的直达声场，环绕声扬声器前区声级可经略高于后区的23dB。阻抗匹配：当多台扬声器与功放输出连接时，必须注意多台扬声器并串后的最终阻抗是否能和功放的输出阻抗相匹配。扬声器并串后的最终阻抗应控制在416，应注意过低阻抗将会使功放过载并失真，温升增高，可靠性下降，过高阻抗将使输出功率下降，不能获得正常额定功率，均为设计所不能允许。为了达到阻抗匹配要求，扬声器可按表7所给连接方式进行配接，然后分一路或二路或三路去与功放馈接，表7中推荐采用先并后串方式的好处在于，当一台扬声器工作不正常时，整路扬声器仍可正常工作。阻尼匹配：作为高保真重放系统，还应注意扬声器连接线阻抗对阻尼系数的降低，最低应保证阻尼系数值大于10，因此，环绕声扬声器的边接导线应选择线路较大的多股导线（BVR系列），选择要求为引线阻抗应不大于扬声器额定阻抗的1/10。单台阻抗台数连接方式最终阻抗在250W功率驱动下每台扬声器承受功率442并2串462.5W62并3串642W82并4串831.2W93并3串428W102并5串1025W123并4串5.320.8W164并4串415.6W842并2串862.5W62并3串1242W63并2串5.342W84并2串431.2W93并3串828W123并4串10.620.8W124并3串620.8W164并4串815.6W4、 设备的配置根据电影厅的容积、设计要求、所确定的立体声制式和所选用设备的技术性能，可以作一个比较合理的设备配置，下表为根据该多功厅设计的配置。序号品牌/国别型号说明数量单位1Community/美国VERIS8电影系统主音箱组（左、中、右）3只2Community/美国VERIS212S系统超低音1只3Community/美国VERIS6电影系统环绕音箱组（左、右）2只4乐富豪/英国DW1600电影系统主音箱功率放大器1台5乐富豪/英国DW1600电影系统中置音箱功率放大器1台6乐富豪/英国DW800电影系统环绕音箱功率放大器1台7乐富豪/英国DW1600电影系统超低音功率放大器1台8IPS/台湾LSP8180电影系统音响处理器1台9DENON/日本DN-A71005.1声道解码器1台4.1.1、 音箱技术资料Community公司自1968年创立以来，一直都致力于扬声器技术的研发与革新。Community公司以其独特的方式，解决了许多原本没有更好解决方案的问题。长久以来，我们先进的技术与方法在专业音响行业都久负盛名。而诸如碳纤膜压缩驱动器的发展仍然在行业竞赛中遥遥领先。Community公司的主要成就包括：第一次成功使用玻璃纤维中、高频和大型低音号角；第一次将压缩负载中音号角用于巡演系统-LMF；第一次使用suspension-less diaphragm高频驱动器-VHF100；第一次使用中音、全频（200Hz-2kHz）大功率压缩驱动器-M4；第一次使用碳纤膜压缩驱动器-M4, EM280, EM282；第一次使用铁磁流体制冷专业低音扬声器-VBS系列；首批带铁磁流体制冷驱动器的系列产品；第一次将空气制冷扬声器用于巡演系统-AirForce；第一次使用三分音影院扬声器系统-Paramount Executive Studio Theatre（剧院）, 华纳兄弟Screening theatre（银幕剧场）和dubbing rooms（配音室）；第一次使用电子声学系统均衡气动报警器的声压级；首次为整个国家提供扬声器覆盖系统-丹麦应急系统。首批综合的、校准数据获取音响扩声产品；第一次使用整体信号对准三分音扩声系统-RS系列；第一家拥有英特网网站的音频公司；首批号角负载，高保真，耐侯性扬声器-R2系列。秉承完美与创新的传统，community的每个产品都严格按照工序生产，确保生产优质产品。community以其独特设计，精湛技术，专利材料和传感器，为成千上万的专业音响工程师，演奏者和终端使用者提供最完美的音频产品。VERIS8产品主要性能：二分频全频音箱；频响：90Hz-18kHz；指向：90H70V；一只8寸低频单元，一只3/4寸高频驱动器；功率：150W RMS/375W PGM；8欧姆，灵敏度91dB；最大声压级113dB；高433宽287深297mm，9.8kg,标配全钢支架，钢质前面网，DYNA-TECH驱动器保护电路VERIS6产品主要性能：二分频全频音箱；频响：100Hz-18kHz；指向：90H70V；一只6寸低频单元，一只3/4寸高频驱动器；功率：100W RMS/250W PGM；8欧姆，灵敏度90dB；最大声压级110dB；高395宽249深258mm，7.5kg,标配全钢支架，钢质前面网，DYNA-TECH驱动器保护电路VERIS212S产品主要性能：双12超低频音箱;频响：37Hz-500Hz,50Hz-150Hz(3dB);两只12寸磁液冷却低频单元; 功率：300W RMS/750W PGM;4欧姆，灵敏度98Db；最大声压级123dB,高354宽912深455mm，30.6kg,钢制前面网4.1.2、 音箱控制器在新世纪的第一年，由多位资深专业音频应用工程师组建了君明科技有限公司。公司自创立以来，注重技术的创新和研发投入，长期致力于音频设备的数字化、智能化的研制工作，陆续推出了KARAOKE前级、音箱管理、数字混音台等IPS音频数字处理系列产品。该系列产品的开发以实际应用为导向，采用技术新颖先进，产品架构简捷实用，具有性价比好、智能度高、应用范围广、操作简便等特点。产品应用逐步涉及了KARAOKE、会议系统、公共广播、以及中央控制系统等领域，赢得了广大消费者的信赖和支持。产品特点 24bitA/D、D/A转换器，44.1kHz取样频率； 八路线路输入，3.81mm接线端子，八路线路输出，3.81mm接线端子； 八个输入通道均具有31段图示