unit8第八章智能樓宇的聲頻應(yīng)用技術(shù)課件

樓宇智能化技術(shù)第八章智能樓宇的聲頻應(yīng)用技術(shù)第一節(jié)擴(kuò)聲系統(tǒng)第二節(jié)智能樓宇的公共廣播系統(tǒng)第三節(jié)智能樓宇的會議系統(tǒng)第四節(jié)智能樓宇的網(wǎng)絡(luò)聲頻技術(shù)第一節(jié)擴(kuò)聲系統(tǒng)一、室內(nèi)聲學(xué)基礎(chǔ)二、擴(kuò)聲系統(tǒng)的基本組成三、擴(kuò)聲系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)四、音質(zhì)評價(jià)簡介五、擴(kuò)聲系統(tǒng)的主要設(shè)備六、智能樓宇擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)七、會議室擴(kuò)聲系統(tǒng)八、廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)(1)直達(dá)聲直達(dá)聲是由聲源直接到接收點(diǎn)的聲音。在傳播過程中，這部分聲音不受室內(nèi)界面的影響，直達(dá)聲的聲強(qiáng)基本上按照與聲源距離的平方成反比而衰減。(2)近次反射聲

近次反射聲一般是指在直達(dá)聲之后相對延遲時(shí)間為50ms內(nèi)到達(dá)的反射聲。這些短延時(shí)的反射聲主要是經(jīng)由室內(nèi)界面一次、二次以及少數(shù)三次等反射后到達(dá)接收點(diǎn)的聲音，故稱近次反射聲。(3)混響聲在近次反射聲后陸續(xù)到達(dá)的、經(jīng)過多次反射的聲音統(tǒng)稱為混響聲。在遠(yuǎn)場，混響聲的聲強(qiáng)，對于該接收點(diǎn)的聲音強(qiáng)度起決定作用，而且其衰減率的大小對音質(zhì)有重要影響。（二）聲音的計(jì)量1．

聲功率W為了直接表示聲源發(fā)生能量的大小，可以引入聲功率的概念。聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)以聲波的形式輻射出去的總能量，用W表示，單位為W（瓦）。聲源聲功率是指在某個(gè)有限頻率范圍所輻射的聲功率。（注：聲功率應(yīng)與聲源的電功率相區(qū)分，電功率是聲源的輸入功率，而聲功率是聲源的輸出功率。）2．

聲強(qiáng)I聲強(qiáng)是衡量聲波在傳播過程中聲音強(qiáng)弱的物理量。聲場中某一點(diǎn)的聲強(qiáng)，即在單位時(shí)間內(nèi)，垂直于聲波傳播方向的單位面積上所通過的聲能，記為I，單位是W/m2。3．聲壓P聲波在傳播過程中，由于傳播介質(zhì)受到壓縮，使介質(zhì)在原有壓強(qiáng)的基礎(chǔ)上又疊加了一個(gè)壓強(qiáng)，這個(gè)疊加的壓強(qiáng)就稱為聲壓，記為p，單位是帕斯卡。任一點(diǎn)的聲壓都是隨時(shí)間而不斷變化的，每一瞬時(shí)的聲壓稱為瞬時(shí)聲壓；某段時(shí)間內(nèi)起伏的聲壓的均方根值稱為有效聲壓。4．聲功率級LW

為了直接表示聲源發(fā)聲能量的大小，引用聲功率級的概念。聲功率級的定義為：式中，Lw

為聲功率級，dB；W為聲功率，W；W0為聲功率的參考標(biāo)準(zhǔn)，國際上規(guī)定選用10-12W。

二、擴(kuò)聲系統(tǒng)的基本組成擴(kuò)聲系統(tǒng)的作用是把自然聲源（如唱歌、演奏、演講等）的聲音信號加以增強(qiáng)，提高聽眾區(qū)的聲壓級，使遠(yuǎn)離聲源的聽眾也能清晰地聽到聲源發(fā)出的聲音,如圖所示。擴(kuò)聲系統(tǒng)包括音源及聲學(xué)環(huán)境、調(diào)音臺、功率放大器、揚(yáng)聲器及其聲學(xué)環(huán)境等四部分。三、擴(kuò)聲系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)1.最大聲壓級Lpm2.傳聲增益G3.聲場不均勻度4.傳輸頻率特性5.總噪聲6.系統(tǒng)失真7.語言清晰度四、音質(zhì)評價(jià)簡介音質(zhì)評價(jià)的術(shù)語很多，這里簡單介紹幾項(xiàng)對音質(zhì)綜合評價(jià)的術(shù)語。（1）立體感即聲音有層次、有方位、有空間感和距離感、且失真小、動態(tài)范圍大。（2）豐滿即聲音厚實(shí)、圓潤、有足夠的響度和亮度、中高頻不缺、低頻及中頻能量充足，混響聲適中，失真小，瞬態(tài)響應(yīng)好。（3）噪聲水平噪聲水平低，能提高樂聲和語言和清晰度、擴(kuò)大聲音的動態(tài)范圍，是保真度的重要指標(biāo)之一。（4）親切感即響應(yīng)合適，混響適度、音域?qū)拸V、失真小、噪聲低、聲音清晰、自然流暢。聽音感覺親切、自然、有如身臨其境。這一術(shù)語是對音質(zhì)相當(dāng)高的綜合評價(jià)。六、智能樓宇擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)設(shè)備的配套考慮2.各類室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)揚(yáng)聲器的布置3．選定擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)備方案4．揚(yáng)聲器總功率的計(jì)算5．功率放大器輸出功率的確定6.緊急廣播分區(qū)切換器的設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)設(shè)備的配套考慮系統(tǒng)的主要設(shè)備；接線分配箱和分區(qū)切換器；樓層分線箱、音量調(diào)節(jié)器和揚(yáng)聲器；連接導(dǎo)線.(1)系統(tǒng)主要設(shè)備系統(tǒng)主要設(shè)備指的是AM/FM調(diào)諧器、話筒、話筒放大器、前置放大器、節(jié)目選擇器、線路放大器、監(jiān)聽器以及自動循環(huán)卡座等，是廣播音響系統(tǒng)的核心部分。對這些設(shè)備的配套選擇原則為：產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)(規(guī)格)；采用同一專業(yè)生產(chǎn)廠商的套配產(chǎn)品。(2)接線分配箱和緊急廣播分區(qū)切換器：這種設(shè)備主要由簡單的電路和開關(guān)、接線端子組成，只要求選用質(zhì)量好的零件就能夠滿足系統(tǒng)要求。(3)樓層分線箱、音量調(diào)節(jié)器以及揚(yáng)聲器，滿足系統(tǒng)的功能要求即可。(4)聯(lián)接電纜可分為從接線分配箱到各樓層分線箱及各個(gè)負(fù)載喇叭的信號電纜和控制電

纜二類。為了減少噪聲的干擾、從話筒、CD唱機(jī)等信號源送到前級增音機(jī)的連接線、前級增音機(jī)與擴(kuò)音機(jī)之間的連接線等。0dB以下的低電平線路應(yīng)該采用屏蔽線。擴(kuò)音機(jī)至揚(yáng)聲器之間的連接線可以不考慮屏蔽，采用多股銅芯塑料護(hù)套軟線。室內(nèi)揚(yáng)聲器布置方式a）

集中式b）

分散式c）

集中+輔助揚(yáng)聲器式

④為了提高系統(tǒng)的傳聲增益，建議舞臺上方和臺口兩側(cè)的揚(yáng)聲器與傳聲器的相對位置，在廳堂的縱向垂直距離不少于lm。3．選定擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)備方案5.功率放大器輸出功率的確定

若按最大聲壓級計(jì)算出的揚(yáng)聲器功率，則功放的輸出功率應(yīng)較揚(yáng)聲器的電功率增加（15～50）%作功率儲備，對語言擴(kuò)聲時(shí)取下限，對大型管弦樂擴(kuò)聲時(shí)取上限，一般音樂擴(kuò)聲取中值。當(dāng)按平均聲壓級計(jì)算揚(yáng)聲器功率時(shí)，則功放所對應(yīng)的功率儲備，在作語言擴(kuò)聲時(shí)應(yīng)為3倍以上，作音樂擴(kuò)聲時(shí)應(yīng)為10倍以上（對大型管弦樂的擴(kuò)聲以不少于15倍為宜）。擴(kuò)聲系統(tǒng)功放設(shè)置備用單元，其數(shù)量應(yīng)該視重要程度而定。在與火災(zāi)事故廣播兼容的公共廣播系統(tǒng)中，備用功放容量不應(yīng)小于火災(zāi)事故廣播揚(yáng)聲器容量最大的3層中揚(yáng)聲器容量總和的1.5倍。在多功能國際會議廳應(yīng)增加一臺與主聲道相同的功率放大器作備份。

6．緊急廣播分區(qū)切換器的設(shè)計(jì)

緊急廣播分區(qū)切換界是由切換開關(guān)和相應(yīng)的電路組成。當(dāng)按下相應(yīng)的開關(guān)時(shí)，切換器立即向相應(yīng)的樓層分線箱發(fā)送出控制信號，使功率放大器的輸出不必再經(jīng)過音響調(diào)節(jié)器而直接加到揚(yáng)聲器，使之全功率發(fā)聲以滿足緊急廣播的需要。(1)因?yàn)榍袚Q器與廣播分區(qū)有密切的關(guān)系，所以要求切換器的切換開關(guān)必須與廣播分區(qū)號相對應(yīng)，當(dāng)按下相應(yīng)的開關(guān)時(shí)，能夠?qū)ο鄬?yīng)的廣播分區(qū)進(jìn)行緊急廣播，并使相應(yīng)的指示燈發(fā)光。(2)切換器向相應(yīng)樓層分線箱送出的控制信息不必經(jīng)音量調(diào)節(jié)器。(3)電梯轎廂中所使用的揚(yáng)聲器直接與功率放大器連接，不必經(jīng)過樓層的分線箱。

七、會議室擴(kuò)聲系統(tǒng)1.會議擴(kuò)聲系統(tǒng)的特點(diǎn)在智能樓宇中，會議室擴(kuò)聲系統(tǒng)往往是最常見的。在設(shè)計(jì)該類型擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí)必須首先明確其功能要求、體型和席位布置特點(diǎn)：1）會議室主要是進(jìn)行語言擴(kuò)聲的，高的傳聲增益和語言清晰度以及小的聲場不均勻度是其最主要的技術(shù)要求；2）會議室的體型及會議室內(nèi)席位布置往往是多種多樣的，例如大型會議室有主席臺，聽眾席一致朝向主席臺；中、小型會議有的主席臺在中間，兩邊/兩頭布置席位；有的沒設(shè)主席臺，四周圍繞中間布置席位等等。

八、廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)1.低背景噪聲2.合理的混響時(shí)間3.室內(nèi)聲場具有均勻合理的聲壓級4.擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)能保證一定的清晰度和語言可懂度5.系統(tǒng)能穩(wěn)定工作6.聲象與視象的基本一致7.良好的傳輸頻率特性和較低的失真度

廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)

各類歌廳、舞廳和歌舞廳擴(kuò)聲系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

一、公共廣播系統(tǒng)的特點(diǎn)及其組成1.智能樓宇的公共廣播2.公共廣播系統(tǒng)傳輸特點(diǎn)3.公共廣播系統(tǒng)的組成4.公共廣播系統(tǒng)中的功率容量計(jì)算與揚(yáng)聲器的選用基本公共廣播系統(tǒng)原理圖

二、多功能公共廣播系統(tǒng)圖為背景音樂、業(yè)務(wù)和消防自動報(bào)警多功能廣播系統(tǒng)原理框圖

三、智能公共廣播系統(tǒng)1.控制系統(tǒng) （1）中央主控站 （2）棟別基礎(chǔ)站 （3）樓內(nèi)緊急分控站 （4）區(qū)域呼叫站用多功遙控器2．應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制和管理，實(shí)現(xiàn)智能化 （1）1~3級工作站間通過設(shè)備內(nèi)置CPU及外部計(jì)算機(jī)組網(wǎng)控制，1~3級工作站間由RS-233C，RS-422數(shù)據(jù)傳輸，使控制線與音頻功率輸送線分開，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的集中控制。 （2）系統(tǒng)1~2級通過RS-233C與計(jì)算機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制和管理 （3）系統(tǒng)內(nèi)部由CPU實(shí)現(xiàn)智能化控制和管理（4）系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面。第三節(jié)智能樓宇的會議系統(tǒng)一、基本會議聲頻系統(tǒng)二、同聲傳譯系統(tǒng)三、智能會議系統(tǒng)一、基本會議聲頻系統(tǒng)如圖是最簡單的會議討論系統(tǒng)，簡稱會議系統(tǒng)。它由主席機(jī)（含話筒和控制器），控制主機(jī)和若干部代表機(jī)（含話筒和登記申請發(fā)言按鍵）組成。

二、同聲傳譯系統(tǒng)在需要將一種語言同時(shí)翻譯成兩種或兩種以上語言的會議廳，應(yīng)設(shè)置同聲傳譯系統(tǒng)。在這種情況下，同聲傳譯系統(tǒng)是會議系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，通常從信號輸送方式考慮可分為有線和無線兩種，從語言和傳譯方式考慮又可分為直接和二次傳譯兩種。1．有線同聲傳譯系統(tǒng)2．紅外線同聲傳譯系統(tǒng)紅外線同聲傳譯系統(tǒng)是無線輸送方式之一，圖為紅外線同聲傳譯系統(tǒng)示意圖，圖中只畫出紅外線發(fā)射、傳輸和接收部分。三、智能會議系統(tǒng)1．系統(tǒng)功能與配置系統(tǒng)的配置是：主席臺上每個(gè)人配備彩色液晶電視機(jī)、話筒、通道選擇器、帶LCD的表決顯示盤、面板式揚(yáng)聲器和耳機(jī)；每位代表配有通道選擇器、表決控制盤、耳機(jī)和話筒。2．?dāng)?shù)字會議網(wǎng)（DCN）本系統(tǒng)的聲頻設(shè)備都是數(shù)字式的，信號的傳送和處理應(yīng)用了數(shù)字聲頻技術(shù)，在傳輸過程中，信號的質(zhì)量和幅度都不會衰減，從而保證了優(yōu)美的音質(zhì)。系統(tǒng)由數(shù)字會議網(wǎng)（DCN）構(gòu)成。第四節(jié)智能樓宇的網(wǎng)絡(luò)聲頻技術(shù)一、網(wǎng)絡(luò)聲頻系統(tǒng)的特點(diǎn)二、網(wǎng)絡(luò)聲頻系統(tǒng)解決方案一、網(wǎng)絡(luò)聲頻系統(tǒng)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)聲頻系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字聲頻的特點(diǎn)，其主要表現(xiàn)在：1.聲頻數(shù)字信號在網(wǎng)絡(luò)上以標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)包的形式傳遞，因而其動態(tài)范圍、信噪比、失真系數(shù)、頻率響應(yīng)和抗干擾能力等技術(shù)指標(biāo)均大大高于傳統(tǒng)的模擬傳輸方式。也正因此，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，一般情況下，直接傳輸可達(dá)100m，加中繼后的傳輸可達(dá)幾十千米；2.對于大型的擴(kuò)聲系統(tǒng)與公共廣播系統(tǒng)，由于在網(wǎng)上可同時(shí)傳輸多路聲頻信號，大大節(jié)省了傳統(tǒng)的管線工程成本；3.配合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可使傳輸?shù)亩嗦仿曨l信號的傳輸路徑更加靈活，從而實(shí)現(xiàn)聲頻信號的靈活分配方式。此外，借助于糾錯(cuò)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)對傳輸?shù)男盘柧?/p>