公共广播系统设计安装

广播系统设计安装手册

随着城市建设的发展，城市内的高层建筑及大、中型民用建筑像雨后春笋纷纷拔地而起，成为现代化城市的一个象征。不断兴建的现代化旅游宾馆、大型商场、车站、机场、码头、体育场馆等公共场所，越来越多地需要与之配套的公共广播系统。

设计和施工优良的广播系统，不仅可以给人们带来轻松愉快舒适的艺术享受，而且，在建筑物发生紧急情况(如火灾、地震等等)下，还可完成及时指导人员疏散，统一指挥救灾工作，避免重大人员伤亡事故发生的重要作用。在本文中仅就如何正确地设计及安装音乐及广播系统以及有关问题进行初步的探讨。

公共广播系统是专用于远距离传输音乐节目信号的音频系统。可用于宾馆、办公楼及中大型会场、体育场等公共场所的广播系统。

公共广播系统能够提供呼叫、留言、背景音乐、以及警报功能，提醒住在同栋或不同栋建筑，或远端人员注意。公共广播系统可以满足多种不同的使用需求。但是不论使用目地为何，音讯的清晰以及广播的效果均是最重要的。为此，了解公共广播系统的基本架构显得格外重要。本手册将以简单易懂的文字帮助您计划属于您的公共广播系统，以及帮助您架设适用的扩大机及扬声器，使其功能能够发挥到最佳。

一般公共广播系统的设备多为组合功能设备，如：前置放大器、功率放大器、扬声设备等等。可按用途要求组合成不同系统，也可单件独立使用，或者不同公司类似标准产品组合使用。

公共广播系统设备包括；信号源、输入处理设备、功率放大设备、扬声器、输出切换单元、线路接口单元、电源、结构安装总成等。现将各部分产品作一简要介绍。

音源设备

音源设备指为系统提供最初的电声信号的设备，一般有；录音机、唱机、调谐器等等。通常音源设备的输出信号电平都很低，需要加设放大器将电平和功率放大才能驱动扬声器发出声音。

一、磁带卡座

磁带录音机是大多数音响系统中的常用设备，它能提供质量不错的录音音频信号。用录音机可以方便地录制和编辑节目，以便在不同时间内进行播送。

双卡磁带座

目前广泛采用盒式磁带录音机，盒式磁带录音机的音质好、耐用、经济、操作简单，可以自编自录节目，被各种广播系统普遍采用。广播系统中普遍采用双速，双磁带盒式录音卡座。比较高级的系统，也有采用开盘式录音机或数字式（DATA）录音机的，后两种录音机录音质量都相当好，可以进行剪辑复制录音。但是价格高，可用软件少是它们的缺点。

选择录音机时，应注意录音机本身的质量和与其他设备的要求配合。录音机的频率响应要宽一些。录音机本身的失真度要小，而信号杂音比则希望大一些。输入和输出的电平和阻抗应与其他有关广播设备相适应。

电调4接收调谐器

广播系统中采用的录音机最好是双磁带卡座式录音机，最好具备自动翻带及选曲功能，以便播音过程中编辑工作。

二、调谐器

收音调谐器是常用的信号源设备，由于电台连续播音且没有使用唱片和磁带那样的麻烦费钱，而且电台节目通常是十分精彩和质量相当不错的，因此作为信号源，调谐器十分合适。

通常在一个较为完善的背景音乐系统中，同时有可同时工作的两个收音通道(AM、FM)。由于短波波段音质不佳，通常不在考虑作为广播系统音源。而且，有些沿海地区AM收音也有这个问题。因此也有采用一台调谐器工作的系统。

选择调谐器最好使用带节目存储功能的电调谐式接收机，因为你会在使用的过程中，发现它会比手动调谐式的机器为你带来更多的方便。通常经过预调后，转换节目只须按压相应的存储按钮，就可以在瞬间无噪音地完成。并且，一般电调谐式的接收机也比手动式调谐的机器高档，播音质量及机器性能也会好一些。

三、电唱机

自从1913年留声机被发明以来，很长一段时间内，刻上了声槽的唱片都是我们唯一最理想保存及播放声频资料的手段。直到今天，密纹唱片的音质仍然受到相当一部分人的钟爱。好的唱片和播放系统能还原出相当优秀的节目素材，素质并不亚于近年新开发的其它播放媒

体。它的播放的音乐动态范围和信噪比较一般的录音机高，并且与现代的激光唱机还原的音色相比，也有其不可代替的特点。但刻纹唱片播放时的磨损、保存时的老化变形。使得与其它播放媒体比较起来使用较为不便。有一些早期的节目素材都是用刻纹唱片方式发行的，所以，如果有不少这样的刻纹唱片不妨准备一个电唱机。

电唱机的放音质量很大程度处决于唱头。唱头通常有两种类型：压电型唱头和电磁型唱头，压电型唱头输出电信号较强，但音质稍差。较为高级的电唱机都采用电磁式唱头，这种类型的唱头能做到相当好的质量，但由于输出信号弱，频响曲线需要矫正，因此，如果电唱机不带均衡放大器，需要加一级均衡放大器放大才能正常工作。

四、激光唱机

数字式的激光唱片出现以来，高素质的音乐欣赏已不再是费钱的高级享受。现在有音乐爱好的人不用花费太多的钱就能满足自己的爱好要求，这一切都得益于激光唱片的发明。由于激光唱片采用数字式的记录录音方式，所以可以还原出极为真实的音频信号。

激光唱机

理论上激光唱片可还原出的音乐信号。激光唱机整机的频率响应范围为20~20000Hz，非线性失真小于0.05％，信噪比、动态范围、立体声分立度都大于90dB。所有的指标均高于传统媒体的水平。因此，在不长的时间内激光唱机及唱片的普及如此之迅速，也就不足为奇了。

由于迅速普及带来的大量的应市软件，同时唱片成本下降使市场进一步繁荣，所以，现在几乎所有的高质量节目素材都能找到激光唱片版本。因此，激光唱机以成为所有音乐系统中必不可少的音源之一。

通常广播系统中都会有一台以上激光唱机，带有编程和随机播放功能的激光唱机，可使播放自动随机选取播放，保持音乐播放的多样化。

话筒(麦克风)

一、话筒的种类；

话筒按其结构不同，一般分为动圈式、晶体式、炭粒式、铝带式和电容式等数种，其中最常用的是动圈式话筒和电容式话筒，前者耐用、便宜，后者娇嫩、价格高、但特性优良。

动圈式话筒构造

动圈式话筒话筒

动圈式话筒是通过振膜感应声波造成的空气压力变化，带动置于磁场中的线圈切割磁力线产生与声压强度变化相应的微弱电流信号。

通常动圈话筒噪音低，无需馈送电源，使用简便，性能稳定可靠。

电容话筒；

电容话筒的核心是一个电容传感器。电容的两极被窄空气隙隔开，空气隙就形成电容器的介质。在电容的两极间加上电压时，声振动引起电容变化，电路中电流也产生变化，将这信号放大输出，就可得到质量相当好的音频信号。

另外有一种驻级体式电容话筒，采用了驻级体材料制作话筒振膜电极，不需要外加极化电压即可工作，简化了结构，因此这种话筒非常小巧廉价，同时还具有电容话筒的特点，被广泛应用在各种音频设备和拾音环境中。

电容话筒的灵敏度高，频率响应好，音质好。

二、话筒的主要技术特性

1、灵敏度：

心形指向性话筒的灵敏度曲线

在1KHz的频率下，0.1Pa规定声压从话筒正面0°主轴上输入时，话筒的输出端开路输出电压，单位为10mV/Pa。灵敏度与输出阻抗有关。有时以分贝表示，并规定10V/Pa为0dB，因话筒输出一般为毫伏级，所以，其灵敏度的分贝值始终为负值。

2、频响特性：

话筒0°主轴上灵敏度随频率而变化的特性。要求有合适的频响范围，且该范围内的特性曲线要尽量平滑，以改善音质和抑制声反馈。同样的声压，而频率不同的声音施加在话筒上时的灵敏度就不一样，频响特性通常用通频带范围内的灵敏度相差的分贝数来表示。通频带范围愈宽，相差的分贝数愈少，表示话筒的频响特性愈好，也就是话筒的频率失真小。

3、指向性：

话筒对于不同方向来的声音灵敏度会有所不同，这称为话筒的方向性。方向性与频率有关，频率越高则指向性越强。为了保证音质，要求传声器在频响范围内应有比较一致的方向性。方向性用传声器正面0°方向和背面180°方向上的灵敏度的差值来表示，差值大于15dB 者称为强方向性话筒。产品说明书上常常给出主要频率的方向极座标响应曲线图案，一般的类型有：单方向性“心形”；双方向性“8字型”；和无方向性“圆形”；以及单指向性“超心型”。话筒灵敏度的方向性是选择话筒的一项重要因素。有的话筒是单方向性的，有的则是全方向性的，也有一些是介于二者之间，其方向性是心形的。

全方向性话筒从各个方向拾取声音的性能一致。当说话者要来回走动时采用此类话筒较为合适，但在环境噪声大的条件下不宜采用。

心形指向话筒的灵敏度在水平方向呈心脏形，正面灵敏度最大侧面稍小，背面最小。这种话筒在多种扩音系统中都有优秀的表现。

单指向性话筒又称为超心形指向性话筒，它的指向性比心形话筒更尖锐，正面灵敏度极高，其它方向灵敏度急剧衰减，特别适用于高噪音的环境。

4、输出阻抗：

从话筒的引线两端看进去的话筒本身的阻抗称为输出阻抗。

目前常见的话筒有高阻抗与低阻抗之分。高阻抗的数值约1000～20000欧姆，它可直接和放大器相接；面低阻抗型为50～1000欧姆，要经过变压器匹配后，才能和放大器相接。高组抗的输出电压略高，但引线电容所起的旁路作用较大，使高频下降，同时也易受外界的电磁场干扰，所以，话筒引线不宜太长，一般以10～20米为宜。低阻抗输出无此缺陷，所以噪音水平较低，传声器引线可相应的加长，有的扩音设备所带的低阻抗传声器引线可达100米。如果距离更长，就应加前级放大器。

三、话筒的使用技巧

公共广播系统通常使用可靠性高、动态大的低中阻型心型指向动圈话筒。

指向性电容式麦克风灵敏度极高，能够清楚的重现声音。前方接收的声音，增益最大。可以过滤来自四周的杂音，极适合在背景杂音多的环境使用。我们可以了解指向性麦克风在各方向的增益都不同，前方最大，两侧渐减，后方最小。在电气规格上，我们称它有较高的Fr比（FronttoRandomresponseindex）。为使麦克风的使用效果达到最佳，必须先了解一些麦克风使用技巧。

1、演说者距离麦克风的最佳位置是15~40公分。

如果距离太近，演说者的低音部分会因音量过大而失真。如果距离太近，会产生“近场效应”其表现是增加了过多的低音，讲话含混不清，严重的则完全听不清。但如果背景杂音太大，有时不得不靠近话筒讲话。此时可选用可衰减低音的话筒，较好的麦克风设计有内藏低音衰减装置，能够减低因太贴近麦克风所产生的失真困扰。如果没有这种话筒，在放大器上压缩低音也很有帮助。

如果演说者必须以较远距离讲话，则麦克风会同时收录空间里的其他声音，因而影响演说的清晰度。如果麦克风与扬声器同在一室，则扬声器所传出的声音会被麦克风收入之后并重复放大，情况则更为糟糕，最后可能会出现回声啸叫。

2、麦克风应该对准嘴部，至一直线。

由于指向性麦克风接收来自直线方向的声音灵敏度最大，所以演说者在说话时最好将麦克风对准嘴部，至一直线，以避免音效变差。

3、说话时尽量保持一定音量。

在公共广播系统中，亦可采用音量限制器，以保护扩大器。音量限制器可以帮助使用者控制麦克风输出音量，避免突然地音量失控，吓坏了听众，或损及音响设备。

音量限制器的功用不在「校正」演说者因抑扬顿挫，而是在帮助演说者以清楚而且平缓的音调，传达所要传达的信息。

扩音放大器

一、公共广播系统放大器的种类

放大器主要作用是将各种方式产生的弱音频输入电压信号加以放大，然后送至各用户设备。放大器主要是由前级放大器和功率放大器两大类组成。有些放大器是将这两大部分合装

在一台设备中，而另一些是将这两个部分分装成两件设备。前级放大器是将输入的微弱音频信号进行初步放大，使放大的信号能满足功率放大对输入电平的要求。功率放大器是将前级放大器取得的信号更进一步放大，以达到有线广播线路上所需要功率。

前置放大器

1、前置放大器

话筒、调谐器、磁带卡座、激光唱机等音源设备，都属于低电平输出设备，不能直接推动功放级，需增设前置放大器将不同的音源信号放大到足够电平。

而前置放大器主要用于将弱电平信号,如话筒、线路输入等，放大到足够电平，以推动后级放大器。一般前置放大器的输出电平是可调的。

2、功率放大器

功率放大器是广播系统的重要设备之一。功率放大器的输出功率可以从几瓦一直到几千瓦。在设计中是根据扩声系统的音质标准和所需容量来选择相应等级和规格的产品。国内外的放大器产品繁多，但基本上都已形成系列，可以满足各种环境对音质和容量的要求。

常见的功率放大器输出功率有：45、60、90、120、180、240、360、450、600瓦特几种规格

按输出方式分，功率放大器有定阻抗式和定电压式两种。定阻抗式是老产品，目前新产品基本都是定压式。

定阻输出的功率放大器：这类放大器要求负载的阻抗恒定。输入信号一定时，输出电压随负荷改变而变化很大。在公共广播系统中由于负载的变化较大，因此不适合采用这种类型放大器。

定压输出的功率放大器：由于放大器内采用了较深的负反馈装置，这种深负返馈量一般在10~20dB以上，因此，放大器的输出阻抗较低，负荷在一定范围内变化时，其输出电压仍能保持一定值，音质也可保持不变。定压输出的扩音机常应用于有线广播系统，使用方便，能允许负荷在一定范围内增减。

混合放大器

定压式功率放大器定压式功率放大器包括：混合式放大器以及纯功率放大器两种类型

各种广播设备的输入、输出电平

1）混合式放大器，是将前置放大器与定压式功率放大器合并在一起。可直接放大话筒，线路输入等弱电平信号。

2）纯功率放大器仅仅只是包含功率放大部分。通常用于系统的末级功率驱动和线路的接力放大。

二、放大器的输入形式：

放大器的输入信号源有话筒、电唱机、收录机和"线路输入"等，信号输入连接应考虑阻抗匹。

三、公共广播放大器的输出电压

由于通常情况下公共广播音响系统的传输距离较长、线路阻抗高、损耗较大。为了减少线路损耗，一般采用提高传输电压的方法来解决。为了能够连接扬声器与扩大机，公共广播系统采用所谓高压传送的方式。内置在扩大机内的变压器将扩大机输出电压从低电压增加至100伏特。接着，内置在扬声器内的变压器将电压减至扬声器可以接受的低电压。

线路常用的标称电压有50V，70V，100V几种。国际常用的为70V，100V两种。大多数公共广播系统采用100V线路电压推动扬声器，

这种设计有很多优点，特别是传输距离较长时。升高放大器的输出电压可降低传输的电流量，降低线路损耗。同时，也无需采用粗大笨重的低阻电缆，可使信号传输距离更长。

这种工作原理适合用于公共广播系统的原因是：

1．由于扩大机的输出电压增加，缆线上的损失可忽略不计。这表示，使用高输出功率的扩大机，电压损失极小，因此不必使用特殊缆线。

2．由于电压损失极低，因此缆线使用长度可以增加。这一点对于安装上来说十分重要。

3．所有的扬声器可以并联安装。

4．只要扩大机所输出的电功率高于扬声器所消耗的总电功率，那么，扬声器的使用数量没有限制。换句话说，无论是1个或150个扬声器与扩大机接连，都是可以接受的。

100伏高压传送方式与一般家用电源供应方式类似。简单来说，一般家用的电源，使用者仅需将插头插入主干线插座即可取得电源。至于插入主干线的插头数目则没有一定限制，只要所消耗的总电力（瓦特数）低于主干线的总电源供应量即可。

每一组内置在扩大机内的变压器均配备分接（taps）装置，可以产生100V，70V或50V 的电压，由位于扩大机后面板上的通用Mate－N－Lok连接。

当变压器调至100V的分接点（tap）时，扬声器的输出比变压器调至70V分接点时高出一倍。而当变压器调至50V的分接点时，扬声器的输出仅及变压器调至100V分接点时的1/4。

由上述内容可以了解，可以利用改变变压器之分接点，用以改变全部或部分扬声器与扩大机的输出功率。

除此之外，扬声器的音量也可以经由调整分接点的方式作控制。例如，如果同一个扩大机同时连接数个同类型的扬声器，而使用者希望其中一个扬声器的音量能较其他扬声器低，那么，使用者可以将变压器调整至1/2或1/4分接点或加装音量控制开关，如此一来，可以分别减低扬声器的音量3分贝及6分贝。

正确的扬声器接线：扬声器之接线须正确，不可将其极性接反。否则，当扬声器与扬声器间距离太近时，声波有可能会因反相的结果，造成输出声压降低。

四、公共广播放大器的负载量

功率放大器的额定功率容量主要由其所驱动的负载情况而定

P=KPo(瓦)

式中P-扩音机输出功率(瓦)

Po-扬声设备总额定功率(瓦)

K-线路衰减补偿系数(K=1.5-2)

由于采用定压式功率放大器推动，所有的扬声器都可以并联工作。只要不超载，可以接入任何数量的扬声器。例如一个120W的功率放大器可以推动6~8个12W音柱。与扬声器匹配的变压器有几个抽头（一般有3个），所以每个扬声器都可以全、半或1/4额定功率输出，则可接入的扬声器的数量是全功率接入时数量的4倍。功率放大器设备的选择主要由设备额定功率决定。

请记住！所有扬声器实用功率的总和绝对不应超过放大器的输出功率。

供电电源

公共广播系统的设备供电电源一般采用交流市电220V供电，同时也有直流24V、12V及少数48V的三种标准值外接供电电压。有直流供电时特别适合使用在无法保证市电供应，以及不许可工作中断的场所，如：流动广播系统、宾馆、大型商场、车站、机场、码头、体育场馆等公共场所背景音乐广播系统；建筑消防紧急报警广播系统等等。

公共广播音响系统所使用的功放与一般专业或家庭用放大器不一样。由于它要长时间工作在额定负荷状态，不仅要求失真度、频响等保真度指标。在热可靠性、抗过载及抗冲击保护功能方面要求更为严格。

由以上可知，公共广播系统定压式放大器不同于一般放大器。不能用同样功率指标的其它种类放大器代用！

音调及均衡

公共广播系统常用均衡器或飞利浦SM40公共广播管理系统的讯号处理卡（SignaIProcessingCard，SPC），主要的功能是能够校正室内音响及扬声器的不稳定性。当这些器材与扩大器同时使用，就可校正扬声器的表现。不同种类的扬声器可能会为满足特种需求而在同一室内同时使用。例如，多种不同的吸顶式扬声器可能就适合在狭小不规则的室内同时使用。

不同的扬声器有不同的特性，接用的扩大机机种也因使用场所不同而有所差异。使用者应视情况不同做不同的调配。

相同的扬声器在不同的室内空间使用所产生的音响效果不同。举例来说，在一间回音情况较重，以及一间装有吸音设施的空间，所产生的音响效果有相当大的差异。在这种情况下，就可透过均衡器或音调控制卡的帮助，调整音效。

一般人所熟悉的高低音控制的方式，基本上是在特定频率波段中作放大或衰减。它的功能如下：

1．将声音讯号输入音控回路

2．如果将音质调整钮调在「0」或「flat」位置，则不作任何音质控制的功能。

3．反之，如果将低频调整钮调向右边（顺时钟），增益增加，则在低频中的增益会增加，拉高该低频波段的音效均衡。

均衡器

4．如果将低频调整钮调向左边（反时钟），则低频波段的增益会衰减，造成音效均衡减弱。这一点，可以用于改善在大型空间中经常出现的低频回音困扰。也可以有助改善标准音柱型扬声器声音的方向性。

5．高音控制器的运作方式也相当类似。较高的高音频率有助在．嘈杂的环境里清晰传送讲话的内容。

在前面的章节里，我们曾经提及号角型扬声器。号角型扬声器由于受到设计的限制，所以传送高低音频率的效果较差。但是如果利用高低音控制回路，则可以大大改善声音品质。

图片说明

上述是有关高低音控回路的基本应用说明，适合控制较少的频率波段。至于若要将控制特定波段作较小频率的调整时，我们建议使用多频段控制的均衡器。

均衡器可以协助我们在极小频率的波段范围下，选择或改变频率波段的宽度及幅度。为使均衡器的使用效果达到最佳，最好利用声波的相关量测仪器作辅助，以达到事半功倍之效。

扬声器

一、扬声器的种类；

扬声器是电声系统中最重要的部分之一，从原理上来讲，扬声器可分为电动式、静电式、电磁式和离子式等数种。

其中电动式扬声器应用最广；电动式扬声器可分为纸盆式扬声器和号筒扬声器。

纸盆式扬声器

1、纸盆式扬声器

纸盆式扬声器是最传统和常用的一种扬声器形式。常用的口径尺寸约为40~400mm，有效频率范围约在40Hz~16kHz，标称功率从0.05~200W。纸盆式扬声器价格便宜，频响较宽，但发声效率低，一般在0.5~2％左右。它的发音辐射角很宽，一般达90°~100°。适合语音和音乐广播用途，有很宽的频率响应，但产生的声压不及号角式扬声器高，纸盆式扬声器应用面很广。在音箱、音柱、天花板扬声器、强指向性扬声器中都是安装的纸盆式扬声器。

飞利浦LBC3003/00 防水型扬声器

纸盆型扬声器能够产生广角度音束，但是必须装设在合适的音箱或盒子里，最佳传声效果才能显现。因纸盆扬声器能够成功重现不同频率的音乐，但是纸盆型扬声器的声压不如号角型扬声器，使其无法使用在周围环境嘈杂，或在距离听众较远的位置使用。

下述是纸盆型扬声器的几种基本的运用形式。

标准箱式扬声器：

基本上，标准的扬声器外箱是密封的，内装一只纸盆型扬声器，能够用较广的辐射角放音。由于外箱造型方正，可以挂在墙或柱上。也可以从天花板悬吊而下，散放出广角水平的音效。

圆柱形扬声器：

强指向性扬声器

这组产品将扬声器内藏在圆柱形ABS塑胶外壳内，其有防水功能，因此室内外安装皆宜。这种扬声器还可以并一直线排列，以获得较多的声压及较大的涵盖范围。飞利浦制造的型号LBB3003/00型扬声器属于此类扬声器。

强指向性扬声器：

强指向性扬声器的特点是将纸盆扬声器装入腔状外罩，一般用于长廊、过道中，某些型号有防水功能，可用在工业环境、游泳池购物中心及其它露天场所，

双向强指向性扬声器是将两个纸盆扬声器背靠背装入腔体。

心形指向音柱：

在音柱的箱体上开一道声学滤波隙缝，能获得卓越的声束定位。心形指向音柱改善了低频的还原性，因此增加了语音的可懂性。心形指向音柱推荐应用在声学条件不好，需要加强低频的指向性以改善清晰度的地方。

球形扬声器：

球形扬声器是一种变形，球形心形指向扬声器是将纸盆扬声器

装入球形外壳，外壳上开槽式滤声隙，适于播音讲话，虽然普通纸

盆扬声器的低频束角轮廓分明，高频束角稍窄，但加了球形外壳和

滤声器后，所有的发声束角都有整齐的轮廓。由于它们小巧，安装

方便（用电缆悬挂）并有良好的方向性，所以有广泛的用途。

飞利浦推出的球形扬声器（LBC3002/XX），配备球形ABS塑料

外壳，专为演讲场合设计。内置的音效过滤槽，能够修正一般球形

扬声器无法正确掌握高低频率的缺点，保证原音重现。

天花板扬声器

球形扬声器体积小巧，可以挂装或以缆线悬吊，与其他扬声器相比较，安装更为随意简便，且外型美观。

吸顶式天花板扬声器：

吸顶式扬声器是属于纸盆型扬声器的一种，安装在天花板或墙壁凹处，由於间隔距离一致，所以音效涵盖范围相当平均。在办公室、商场、学校等场所中使用的公共广播系统，天花板扬声器不失为一种方便的选择。可嵌入天花板，或将障板式天花板扬声器简单地放在天花板的龙骨上。它们都能达到很好的声覆盖效果。如果存在环境噪声问题，扬声器不宜装得太高。也不宜装在硬质墙面回声过大的房间。

注意：

1．如果扬声器安装在距离地面5公尺以上天花板处，或环境嘈杂处，必须格外注意，因为音波由于距离及声压之衰减，声音有可能无法有效传达听众。

2．如果室内混响情形严重，持续长达2秒钟，此种现象可能无法使听众清楚地分辨播出之语音，我们将在稍后章节讨论，或请教专家意见。

音箱

2、音箱

音箱是将纸盆式扬声器用箱体封闭起来，这样除了起机械保护作用，还提高了音质。音箱内还可装入匹配变压器、音量控制器和接插头。高质量的音箱一般装有高音扬声器和低音扬声器并加有网络分频电路。

当需要较大声压输出时，可以在箱体内装入多只纸盆式扬声器。一般音柱是在垂直方向顺序装入4~10只纸盆式扬声器。这种安排造成垂直方向很强的方向性，高频的指向性表现得更加突出。音柱特别适合用在回声较大的建筑物，如教堂、大型车间等。

音柱声柱指向性示意图

声柱是多只扬声器经排列组合并同相连接而成的。声柱的指向特性在水平方向与单只扬声器差不多，但在垂直方向则有很大改善。它在水平方向象扇子那样铺开，但在垂直方向上出现较强的指向特性，形成近薄远厚的“盘子”状立体辐射效果。将声柱安装在舞台台口附近，将这个“声盘”指向听众，声束以很强的声能辐射至观众厅后排，前排则因扬声器的竖向距离不同引起的相位差而互相削弱，可能比起单只扬声器在此处的声压更低，这就使得音场的直射声分布趋于均匀。声柱的水平方向不应“聚束”，应该有较大的水平辐射角，以使得音场在左右方向能比较均匀。

音柱型扬声器通常指的是4~10只纸盆扬声器成一直线排列组合在一起。特色是在传送水平方向的声音时，扬声器的放射角与一个扬声器的放射角相同，而在传送垂直方向的声音时，扬声器的放射角则随扬声器的组合而加大，尤其在高频率声音时，音束能够呈一定方向传出。

音柱型扬声器垂直控制声音的效果相当有效。在混响情形较为严重的环境里，音柱型扬声器可以将声音有效集中传给听众，减低传到墙壁之后反弹的情形发生。

声柱的特点就是它在垂直方向上有较强的指向特性、声柱越长，声束越窄，能量越集中，指向性越强。当声柱长度固定时，频率越高，则声束越窄，指向性越强。

声柱按不同结构可以形成多种规格。"声盘"面积越小，则聚束效果越强，指向性越尖锐，轴上的灵敏度也就比单只扬声器高很多。声柱在主轴上的声轴效率比单只扬声器高。一般说来，组成声柱的扬声器数量越多，主轴上的灵敏度就越高，声辐射的距离就越远。

合理控制声柱的悬挂高度和俯角，可以使得声场比较均匀清晰。由于声柱的总额定功率是单只扬声器的好几倍，同时由于声轴方向的聚焦作用，使灵敏度成倍提高，对远距离扩声更为有效。

声柱的低频辐射效率与单只扬声器相比大为提高，从而增加了低频响应，丰富了音色。利用声柱的指向特性，将传声器放在主声束以外（即沿声柱两端的上下方向发声最轻），声压最弱的位置上，可以改善啸叫现象，提高了传声增益。在混响时间较长的场所，使用声柱可以大大提高声音的清晰度。

声柱的指向性随频率的降低而削弱。亦即低频时的指向性很差。因此，应改善声柱的垂直指向性，即使得高频时的指向性削弱，而增加低频时的指向性。通常可将声柱分成高低频段，接以分频网络，使长声柱发低频声，短声柱发高频声以改善其频率响应。或者是采用一些重要会场常用的方法，在lkHz以上的频段用一只高频号筒扬声器分开来发声，以改善高频指向性和高频段的音色。利用声学滤波器原理，在声柱面板上覆上一层厚度逐渐变化的吸音材料(如超细玻璃棉)，利用它对中、高频吸音大，而且厚度越大吸音效果越好的特点，在声柱两端加厚，中间渐薄，这样构成的声柱，它的有效长度就与频率有关，随着频率的升高而变短，从而改善声柱的频率响应。将声柱的形状改成凹曲形或凸曲形，使高频主声束散开，外形曲率半径越小则散开角度越大，通常取曲率半径R=2L，这种改变声柱几何形状的方法最简单，采用较多。

但是不幸的是，低音频率不象高音频率那样直线前进，而又扩散角度较广。在混响环境较为严重的空间里，低音频率的较广扩散角度可能造成声音相互干扰，而声音清晰度变差。当麦克风与扬声器同置一室时，也可能会产生回授啸叫的情形。

声柱除了垂直方向的指向性上存在一些缺陷需采用上述方法加以改善外，在水平指向性上也同样存在着。

这些困扰可以借助音调控制器或均衡器的帮助而获得解决。以降低低音频率的音量，帮助演说声音清晰，但是对于音乐重现则有负面的影响。

使用飞利浦制造的改善型音柱扬声器则是另一个较佳的选择。在上述环境，这组产品能够改善低音频率，即便环境嘈杂，仍能获得最佳的音效。

号角扬声器

单只扬声器上各个扬声器的安装角度，也可以根据声波绕射原理，将声柱箱面板上的扬声器孔开成矩形狭缝，以改善高频段的水平指向。

如上所述，声柱作为重要的扬声设备至令仍在不少场合得到广泛应用。

3、号角式扬声器

号角型扬声器与纸盆型扬声器不同在于，声音在振动薄膜片之后，经由号角状外壳放送出来。所产生的声音强而有力，集中传达至远距离听众。由于号角型扬声器材质能够防水，适合户外使用，在特别需求的场所，可以扬声器组合的方式组合而成。

号角式扬声器的声束也是锥形的，但其辐射角比纸盆扬声器小（一般是40~50°），由于声束窄，因而具有更大的声压和传声效率，传声距离更远。大部分号角式扬声器是防雨的，因此适用于各种室外场所，如工业、运动场、交通、货场等。同时也适用于车辆船舶上。

号角式扬声器的常用功率为5~25W。发声效率可达5~20％左右。其中折叠式号筒扬声器，高频响应差，高频端频率至5kHz左右。高频号筒扬声器的高频响应较好，可达10kHz以上，但这种扬声器不适合于800Hz以下的低频声音，输入低频信号时，将因振幅过大而损坏扬声器，因此高频号筒扬声器不能单独使用，必须通过分频器才能与低频扬声器联用。号筒扬声器可以根据不同的指向特性要求设计出不同形状的号筒，一般来说号筒扬声器的灵敏度较高，水平指向性好，音质较好。

多号角式扬声器应用

在体育场等空旷场所，可将扬声器设计成为多组式安装，保证全部观众席得到覆盖。号角式扬声器频响较窄，所以不适合高质量播放音乐的要求。但在有腐蚀性或抗损坏要求高的环境中，它们的作用是腔体扬声器无法代替的。

由于号角型扬声器的频率范围相当有限，不利于传送高低音，故不适合传送音乐。但是如果与纸盆型扬声器共用，或搭配均衡器与音调控制器使用，则可以弥补上述缺点。

二、扬声器的主要技术特性

1、标称功率：

标称功率为可长期安全工作的功率（W或VA）。其短时过载能力为标称功率的1.5~2倍（有些产品更高）。

2、阻抗：

扬声器输入端的测量阻抗，它随输入信号的频率而变化。一般扬声器上标印的是指在400Hz时的测定阻抗。小口径扬声器的阻抗一般大约为音圈直流电阻的1.05~1.1倍，大口径扬声器为1.1~1.5倍。

3、频率响应及有效频率范围：

输入不同频率的规定电压时，扬声器发出的声压或声强的变化称为扬声器的频响特性。在频响曲线上，不均匀度15dB之间的频响宽度称为有效频率范围，它是扬声器重放工作时的主要频率范围。为了使重放声音的频率失真小，有效频率范围应宽，其间曲线越平滑，则重放声音的声调和音色就越接近原音的声调和音色。

4、平均特性灵敏度：

扬声器在规定功率输入时，在0°轴l米处的声压值称为灵敏度，灵敏度与频率有关，通常取有效频率范围内的算术平均值，以平均声压(Pa)或平均声压级(dB)表示，即产品说明书绘出的平均特性灵敏度。

各种声音的分贝数

5、失真度：

一般指非线性谐波失真，扬声器的标注失真度一般是指额定功率下的最大失真度，因为扬声器对声音的各种频率谐波的失真程度是不同的。一般100mm以上的纸盆扬声器的失真度＜7％，折叠式高音号筒扬声器的失真度＜15％。

6、指向特性：

扬声器发声时空间各点声压级与声音辐射方向的关系特性，亦称幅射指向性。指向特性是以辐射角的大小来标志的，辐射角是指在指向性曲线图案中，声压级比主轴降低6dB时的角度，即所谓的6dB辐射角。

扬声器的指向特性与频率关系甚大，频率越高，辐射角越小，即指向性越强。一般小于250~300Hz时指向性就不明显了。

扬声器在各种频率下的辐射角取决于扬声器的直径。相同频率时，直径大的扬声器的指向性比直径小的扬声器的指向性更强。

三、扬声器的选择标准

选择合适的扬声器要考虑多种因素，如：用于室内还是露天，播放讲话还是音乐，应用场所的声学条件，输出功率多大等等。扬声器的选择主要决定因素是其使用功能和安装环境。

用于语音广播的扬声器和用于音乐还原的扬声器要求有所不同，主要在于讲话的频谱在500~5000Hz，而音乐的频谱在高低频都要宽得多，一般是100~16000Hz，在选择扬声器时一定要考虑这项技术指标。但如果仅仅是需要背景音乐，频带稍窄也问题不大。

一般在远距离传输广播系统中都采用较高的传输电压，因此其配套的扬声器必须使用匹配的变压器，将电压降低使用。许多扬声器自带有匹配的变压器，其初级有抽头，可选择不同的功率输出。

低阻抗扬声器不需要用变压器，但使用中一定要注意阻抗匹配的问题。

1．扬声器的功率处理能力是以瓦特（watts，W）计算。最大功率6瓦的扬声器能够承受来自扩大机6瓦的输出。

2．扬声器的灵敏度称之为声压（SPL）。声压的计算是以一公尺为距，当扬声器承受1瓦，1000Hz的声音时所测得之值。

3．如先前所言，声压的单位是以分贝来表示。

4．每当扬声器的输入功率加倍，声压值会增加3分贝。因此，如果知道扬声器的灵敏度，则可推算在任何输入功率下的声压。也就是说，如果扬声器的灵敏度是99分贝（1W／1m），那么增加1瓦输入功率，声压值就会增加3分贝，达到102分贝。当输入功率增加为4瓦时，声压即增为105分贝。当输入功率增加为8瓦时，声压会增为108分贝。以此类推，直到达到最高输入功率为止。

5．如果两个扬声器并排靠放，并接收相同输入讯号，则听众所接听到的声压会较从单一扬声器所接收的声压高出6分贝。这种现象不受扬声器的输出功率大小影响，也就是说，只要扬声器的数量加倍，则声压就会增加6分贝。

6．如果相同输出功率的扬声器以相距一公尺以上距离间隔放置，则声音到达听众处会有相位的差异，且扬声器的数量加倍时，声压仅会增加3分贝。

7．由上述情况可以了解，假设距离扬声器1公尺处所接收的声压是112分贝，则距离2公尺处的声压是106分贝，减少6分贝。4公尺处为100分贝，以此类推。意即距离扬声器愈远，声压愈低。而与扬声器的距离一旦加倍，声压就降低6dB。此处假设的情况是直接的声音，并未将反射声音计算在内。

8．至今，扬声器的量测仍是以1000KHz为测试音．在极坐标图上，我们可以发现，在扬声器正面（0L）声压值受频率的影响。

9．一般而言，演说声音的频宽介于500－5KHz之间，而音乐的频宽则介于100－10KHz 之间。由于频宽会影响涵盖范围的计算以及扬声器的选择，所以必须加以了解。

10．在播出演说内容时，4KHz八音度带影响声音的清晰程度。由于通常我们计算扬声器的涵盖范围时，都是以扬声器在4KHz的轴射角作为我们计算的参考。

11．我们在计算声音声压涵盖范围时，通常都是以离地1.2米的高度为基准（一般人耳朵的高度）。舒适的交谈声压平均在65分贝，而背景噪音须非常地低。但是，大多数的场所背景噪音都非常嘈杂。

12．在环境较为嘈杂的地点，例如工厂或机场，声压值的计算必须将背景杂音计算在内。

a．在较为嘈杂的环境中，有经验的设计人员会将声压值调至高于背景杂音10~15分贝处。

b．如果播音员因情况需要，必须来回移动，无法和麦克风保持一定距离，则声压计算应调至高于背景杂音35分贝处，以弥补声音大小的不定变化，造成声音的不清晰。

13．在计算声压值时，一般我们都是以直接音为考虑。但是，在计算室内声压值时，就必须将反射自墙壁、天花板或其他室内硬体设备的反射音加入计算。有关这一部份，将在以下章节继续讨论。因为，太多的反射音及残响，将会对声音的清晰度造成严重地影响。距离音源愈远，直直达音成份愈低。

唯有在反射音的声压高过直接音的声压时，反射音与直接音才会到达残响区，所表现出声音的感觉是没有往何方向感。

公共广播的系统选型