厅堂语言清晰度电声和建声设计.doc

厅堂语言清晰度电声和建声设计 王强 陈建利 田宝国 中国通广电子公司 摘要：本文主要论述了在使用扩声系统的厅堂中，采用高Q值、数量N少的扬声器系统以及采用有效混响时间的建声设计可提高厅堂的语言清晰度。 关键词：语言清晰度 高Q值扬声器 有效混响时间 Hall Electro-acoustic and Acoustics Design of Speech Intelligibility Wang Qiang， Chen Jianli， Tian Baoguo China TONGGUANG Electronic Co.， Ltd. Abstract: The paper illustrates the viewpoint that it can improve the speech intelligibility in the hall, if it uses the loud speaker having higher Q and lower N and Efficient Reverberation Time. Keywords: Speech Intelligibility, Loud Speaker having High Q, Efficient Reverberation Time 厅堂、报告厅等场合的扩声系统，主要是进行会议语言扩声为主要使用功能的。所以无论从主观试听和客观技术指标要求，保证语言清晰度的设计都是第一位的。下面我们从电声和建声两个方面简要论述一下如何进行语言清晰度的设计。 1 扩声系统语言清晰度设计 厅堂、报告厅等场所电子会议系统中扩声系统的设计，其任务是为观众席提供足够大的声压级和语言清晰度。 早在1971年荷兰声学家Peutz历经十年研究出的辅音清晰度损失率百分比，是设计、预测厅堂语言清晰度的理论依据： STI＝0.9482－0.1845㏑ALcons% ——（1） ALcons%= ——（2） 上式中： STI是语言可懂度，可进行测量。 AL%是辅音清晰度损失率百分比，在设计阶段，依据图纸、方案可预测语言可懂度是否合格； D2是扬声器离最远观众席距离（米）； 是厅堂、报告厅的建声混响时间（秒）； N是扬声器的数量； Q是扬声器的指向性因子； V是厅堂容积（米3）； M是临界距离Dr的修正值，通常取1。 从（2）式可以看出，厅堂、报告厅的语言可懂度主要是两个物理量决定的：一是建筑声学混响时间，二是电声设备扬声器Q值，及其数量N之方案。其AL%越小，语言可懂度STI越高。 一般要求AL%≤15％，即STIPA≥0.45；较高要求AL%≤11％，即STIPA≥0.5。 从公式可见，AL%越小，STIPA越高。基本上有以下两种方法来降低AL%： （1）建声上，降低厅堂、报告厅混响时间； （2）电声上，选取高Q值（频带宽、灵敏度高、功率大）的扬声器和N少的扩声方案。 建声混响时间设计，其理论依据是赛宾的统计物理学理念，具体应按照GB/T 50356－2005《剧场、电影院和多用途礼堂建筑声学设计规范》进行，如图1。 容积V（m） 图1 会堂、报告厅和多用途礼堂对不同容积V的观众厅，在500~1000Hz时满场的合适混响时间T的范围 混响时间（500～1000Hz）有个范围，我们可要求建声混响时间设计取小的数值，但是混响时间达到高端数值也是可能的、合理的。这可从扬声器的指向性因数Q选高和扬声器数量N选小（如选线阵列扬声器系统），可予以补偿，以期达到语言可懂度和最大声压级的设计。 （3）在工程设计、草图、方案阶段就可依据建声混响时间；电声扬声器Q值和通道数N方案，利用声学设计软件EASE4.0（或相应声学设计软件）进行仿真模型设计，可预见到语言可懂度和最大声压级是否达到相应的级别标准。 如果达不到预期语言可懂度STIPA或AL%，可尽早重新选取扬声器系统，修改方案，以期达到语言可懂度和最大声压级两项技术指标，建议技术指标要求留有充分的余地。 2 扩声系统五项技术指标设计 五项技术指标的设计，其实质也是语言清晰度设计，是保证实现厅堂、报告厅语言清晰度的必要条件。 2.1 最大声压级 首先，明确是在重放情况下的测量，不是扩声。第二，只要扬声器至最远观众席距离直达声压级满足就行了。第三，宽频带粉红噪声的峰值因数一般取6dB。根据GB50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》最大声压级的定义：最大峰值声压级的平均值以峰值因数（1.8~2.2）限制的额定通带粉红噪声为信号源，其最大峰值声压级为RMS（有效值）声压级的长期平均值，加上峰值因数的以10为底的对数再乘以20，即： =+20lg（1.8~2.2） ≈+6dB 另外，必须考虑功放至扬声器之间线路损耗。 尽量选取传输电阻小，电流