公共广播系统概述、组成设计及选配

    包括：传声增益、语言清晰度、最大升压级。

    1）传声增益

    工程业主也许首先会问扩声系统能开到多响？用什么技术参数来衡量呢？这个问题在欧美各国用声音增益来表达（EASE或其他声学设计软件都采用此参数）。在我国和原苏联采用传声增益来表达。

    扩声系统的传声增益（或声音增益）受声反馈因素限制，不能开到扬声器能够达到的最大声压级。

   扩声系统的接通时，逐渐增大系统放大器的增益，当增益递增大到某一位置时，扬声器放出的部分声音通过空间传播回收到话筒输入端，此时话筒输出端产生一个信号，其振幅大小等于或大于原输入信号的一个周期或是它的整数倍时，这个过程可以自己维持下去，即不需要外面的输入信号也会产生输出，系统进入反馈状态（产生系统啸叫）。扩声系统进入啸叫的临界状态时，虽然还示听到刺耳的啸叫声，但系统的频率特性出现极不规则的变化，声音发生很大畸变。要使系统正常运行，系统的增益应留有6dB的余量，使它远离系统啸叫（系统自激）的临界状态。于是我们可得到传声增益的定义为：

    传声增益：扩声系统达到最高可用增益时（临界增益减去6dB增益余量），在指定的各听众位置上测得的平均声压级与话筒处声压级的dB数差值。

    声音增益：系统打开并增大到最高可用增益时，在指定的各听众位置上测得的平均声压级（dB）减去系统关闭时在相同听众位置上测得的平均声压级dB的差值。,

    上述两种定义表达同一个声反馈物理现象，它们的区别仅在于测量方法的不同和表达方法不同而已。声音增益的概念明确，容量理解，说明观众区使用扩声系统和不使用扩声系统可获得提高的声压级数值。但在实际测量中，如果测量点离原始声源较远，环境噪声又较大时，很难正确测出系统关闭时声源到达测点的声压级。传声增益表示观众区的平均的平均声压级与话筒处声声压级的差值（dB），如果我们知道了话筒处的声压，那么马上就可算出观众区的平均声压级了，例如；通常演讲人的嘴巴离话筒0.5m时,话筒处的声压级约为70dB，如果系统的传声增益为-6dB，那么可求得观众区的平均声压级为70dB-6dB=64dB,如果还要提高观众区的声压级，则可把话筒靠近讲话人的嘴巴，例如把这个距离从0.5m减小到0.125m(125mm)那么话筒处的声压级可提高到82dB（距离缩短4倍声压级可提高12dB）此时观众区的平均声压级也可提高到76dB，注意：声音增益是+dB数值；传声增益则是-dB的数值，实际能做到最高的传声增益为-6Db。

    系统最大可用的声音增益Gmax可用下式计算式

    Gmax=20lgD0-20lgDS+20lgD2-b(dB)

    式中0为讲话人到听众间的距离，单位为m；

    Ds讲话人到话筒间的距离，单位为m；

    D1为扬声器到话筒的距离，单位为m；

    D2为扬声器到听众之间的距离，单位为m；

    声反馈（单个脉冲信号产生一串脉冲）

    从上式中可得出以下结论：

    1、声音增益或传声增益不依赖讲话人的声压级；

    2、缩短讲话人与话筒之间的距离DS，可有效提高声音增益；

    3、增加话筒和扬声器之间的距离D1，可增加声音增益；

    4、利用强指向性和指向性优良的扬声器系统可提高传声增益。

   心形话筒不是可提高更多的声音增益吗？在实际工作过多的依赖指向性话筒和指向性扬声器来提高系统的声音增益是不明智的，原因是话筒和扬声器的指向特性是随频率的变化而变化的，在低频时接近无指向性特性。因此大多数设计师利用它们的指向特性可获得的声音增益提高不大于6dB。

    室内扩声系统的声音增益除受式

    （4）条件限制和话筒、扬声器指向物性的影响外，还受房间建声条件。此外在电声系统中可采用反馈自动抑制器把反射最强烈的频率和振幅最大的房间共振频率吸收掉，但是吸收的频率点不超过5~6个点频。

    2）声音清晰度

    声音清晰度是扩声系统的重要技术指标。语言清晰度是评价系统可懂度的一种方法。影响语言清晰度的主要因素有：

    1、声压级与背景噪声声压级的比率2

    良好的声音清晰度要求语言声压级大于背景噪声声压级25dB。如果这个比例在10～15dB时，清晰度指标会相应降低，但还是在允许范围。背景噪声来源于室内外的环境噪声、空调通风噪声和人群发出的噪声等。

    2、混响时间

    讲话速度中等的人，每秒种可以出3～4个音节，因此1.5秒更短一些的混响时间，对语言清晰度的影响不大。

    3、直达声与混响时间的声能比

    混响时间超过1.5秒时，语言清晰度是混响时间和直达声与混响声声能比的函数关系。

    3）最大声压级

    扩声系统在最高可用增益状态下，馈入扬声器系统的电压相当于设计使用功率（或所声器额定功率）的电压值，在系统要求的频率范围内，各测量点上测出的各个1/3倍频程带内的声压级的平均值.然后再加上6dB的信号峰值因子就可得到最大的声压级。测试信号源为粉红色噪声+1/3倍频程带通滤波器。

    d定义：厅堂内声场稳态时的最大声压级:

    以技术参数说明系统最大声压级的压潜力。为防止测试时间过长损坏扬声器系统，扬声器系统的馈入功率可1/n取（n=2～１０），每测点的最大声压级可用下式计算：

    式中：Li为第一个1/3倍频程频带的声压级

    N为传输频率范围内1/3倍频程的频带数。