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[设计] 扩声系统设计电路图大全!

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发表于 2020-7-8 20:34:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

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扩声系统设计电路图一:小型无线扩声系统


电路原理:
装置实际包括发射和接收放大两部分。发射部分电原理图如图1所示,它实质是一个高保真度、高灵敏度调频无线话筒。以前我们见过许多关于调频无线话简制作的文章,对于传声器的选择都使用的是小型电容式话简。但这种话简有频带窄、易产生反馈啸叫的缺点。为此,选用了动圈式话简其重放音质有明显改善。且不易啸叫。由于动圈话简比电容式话简输出阻抗低,故而在话简信号放大电路中采用了晶体管前置加IC放大电路,如图]所示。话筒MIC捡拾的信号经C1耦合到V1进行前置放大和IC1功率放大后作为振荡管V2的信号源。V2在接成常见的LC振荡电路,其稳定的工作点由R6取得。调制后的信号由C10送到V3进行缓冲放大,以减少人体对振荡稳定性的影响以及增大装置的工作范围。最后,信号经C11由天线发射出去。



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接收部分以IC2为核心组成(如图2)。IC2是一。块高集成度、高灵敏度调频接收集成电路,其所需外围元件少,调试简单。它的工作电压由R13降压后取得。接收后的信号经C26耦合至V4作前置放大及1C3功率放大后,由C31输出至扬声器SP。为了满足更大场合的扩声以及现场资料录音的需要,特在前置放大后设了一个线路输出插孔。此时,本装置便可作为一-监听器使用。接收机及放大部分的电源由IC4稳压后供给,或由备用电池组供给,以适应不同场合的需要。


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元件选择与制作:

MIC可用一正品的爱华导管耳塞,并套上海棉罩,以防止气流冲击声及灰尘地侵入。并在耳塞根部装。上一窗帘用的夹子,可方便地配夹在上衣领口处,以便解放出双手。MIC与机器的连接线应用较细的屏幕线(长度约为50厘米左右)。IC1为小功率功放集成块、各脚功能见图4。其特点是外围元件少、低噪声、高稳定性、高增益,基本参数为电源电压=1.4~2.2V,输入阻抗约8kQ,最大增益为72dB。在制作时,也可选用类似的集成块,如BA526、LM386等等。IC2为调频专用集成块TDA7021T。IC3为5脚单直塑封带散热器的功放集成块。引脚功能见图3。它具有短路、过热、电压反接、负载电压反冲以及地线偶然开路等保护功能,且谐波失真及交叉失真低。具体参数:Rom=10W,Vcc=14V,RL=22。IC4为9812型三端稳压块。L1用40.5mm的漆包线在$6mm的钻头上绕6匝脱胎而成:1.2用p0.35mm的细漆包线在150k0以,上的电阻上绕70匝;I.3、L4、L5是用中0.5mm漆包线在中6ttm的钻头上分别绕6、4、5匝而成。Kl为普逋拨动开关.K2为用于交、直流电源选择的单刀双掷开关。K3为带开关电位器。扬声器口径应大干200cm(82、8W),并自制一简易音箱,将所有元件和喇叭放置于内。发射天线可用50~60cn的软导线,接收天线应用电视机拉杆天线。发射机印刷板及接收和放大部分印板分别见图L5和图6。


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调试及使用:

发射机部分调节R5使ICI4脚电压为1.5V,调节R6使V2工作电流为6~7mA之间,调节R9使整机工作电流为15~17mA左右。若有异常,应断电检查。接收部分,调节RI3使IC2@)脚电压为2.5~3V,因接收部分采用了多块集成电路。所以无需太多调整即可使用。打开发射机,调节L1和C8,使IC2能接收到发射机信号,再用高频封腊将Ll、L3、L.4、L5及C8、C9、C18封固,以避免移动时跑频。整机音量由R15控制。如发射及接收机状态良好,此系统有效作用范围可达300米左右,非常实用。

扩声系统设计电路图二:多功能厅音频系统

设计过程
声学设计规范中要求座位区的音质主要是足够声压级,语言清晰、可懂度高,其次是丰满度,厅内各处要有合适的响度和均匀度,观众区的任何位置不得出现回声和声聚焦等声学缺陷,并无来自观众厅内设备、外界环境噪声的干扰,这些指标形成室内音质设计的综合效果。

语言清晰度
(a)、语言可懂度的影响因素有:1、音响系语言听闻条件的最后评定指标,是对语言能够听清楚的程度,即语言清晰度。它可以通过一定测验程序获得。即在室内,由一位讲者根据预先规定的字表,念出一系列无连贯意义的单音节拍音,然后由许多正常听力的听者,将器听到的语音尽可能正确地用汉语拼音记下,器听得到的正确音节百分数称之为。即:音节清晰度S=听众正确听到的音节数&TImes;100%

由于语言有连贯意义,所发音节清晰度S在60%以上就可认为很满意,引起可懂度已接近满分。当音节清晰度在35%以下,则感到费力难懂;在35%左右,听众需要注意力集中才能听懂。

室内要达到满意的语言清晰度,通常要考虑到下列四个因素
1、讲者的语声是否足够响,否则必须采用扩声系统。
2、室内不受噪声和过分混响的干扰。
3、室内形体设计中不出现回声和声聚焦,并使全听有均匀分布的声场。
4、在不用扩声条件下,讲者必须朝向听众发声,或者朝着发射面把言语声能有效地发射给听众。

语言可懂度的设计
1、扬声器系统的带度和频率响应;
2、响度和信噪比、
3、室内混响时间;房间体积、尺寸和场地形状;
4、从聆听者到扬声器的距离;
5、扬声器的因素;
6、投入运行的扬声器数量;
7、直达声与混响声之比;
8、讲话内容的传送速率;
9、听众的分辨能力。

(b)、 语言可懂度设计的原理
由于讲话覆盖频率范围为100Hz~8KHz,最大语音功率出现在250HZ和500Hz频段,在高频处迅速跌落,较低频率相应于无音,而稍高频率则为辅音,以2KHz为中心的倍频程段对可懂度影响约30%,在4KHz和1KHz分别为25%和20%,这表明延伸高频响应具有重要意义,应保证2~4KHZ的可懂度重要频段具有适当的信噪比。

(c)、语言可懂度的设计
1、选用优质、合理的扬声器。
2、合理选用电子周边设备,对局部频段进行调整,提高2~4KHZ频段的可懂度,使得在10KHZ范围内可懂度能有效改善。

A:根据以上要求并仔细审阅了图纸,对系统方案内建筑数据
*建造体型形状(关系到声学缺陷的产生,反射声的分布)
*系统方案体积(确定混响时间)
*室内墙面、顶棚、地板、座椅等材料吸声系数
*座位数和他们的排列。

做了充分了解后,结合建筑体型和建筑声学特点,从满足使用功能角度出发,精心设计出一套能够符合功能要求、满足声学特性指标要求的扩声系统方案。

B:并以电声为主、建筑声学为提供的音质设计指导思想。首先对该多功能厅系统方案内的建声特性进行分析研究(主要是吸声处理、吸声材料的选择、混响时间的确定和近次反射声的分布)。在对以上建声特性指标有了充分的了解并确定后,进而是扩声系统的声场设计。因为只有对声场深入仔细了解后,才能给出准确的电声设计指标,获得最佳的音质效果。

C:室内的声学系统是由建声、电声以及形成室内空间的建筑要素组成的一个系统工程,在系统思想的指导下,以追求使用功能的整体效果最优为目的。

扩声系统对建筑声学的要求
随着科技的进步技术的发展,特别是数字技术在音频领域中得以应用,使得声信号的记录、传输和重放的音质有了很大的改善,但是决定音质的好坏不仅与设备有关,还与声学环境和入耳的听觉特性有关。在同样设备的条件下后者显得更为重要。

所以系统方案扩声系统设计的根本问题是声学问题,不是简单的设备选型与组套,系统方案内的最终音质效果是电声与建声综合设计效果的体现,扩声系统设计首先要研究指定空间的声场,这一点非常重要。只有对要设计的场所进行深入的了解、并进行仔细的研究后,进而对场馆进行建声设计、处理和电声系统设计,并使二者完美结合,才能给出准确的“设计”,并获得最佳的音响效果。

混响时间的确定
一般来讲,混响时间短可提供语言的清晰度,混响时间稍长可提高语音的丰满度,但混响时间过长也会严重干扰视听,使语言清晰度大大的降低。我们认为,应首先保证语言清晰度为主要目的。所以在进行扩声系统之前必须以特定的混响时间为基础,只有在特定的混响时间条件下对系统方案的声学特性指标的设计才是科学的、准确的,这也是我们电声设计考虑的重点。

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式中T60--------混响时间
V-----------闭室的容积,
Si——某个材料面的面积
ai—该材料的吸声系数

混响时间和以下因素有关:
(1)房间的体积:通常体积越大,混响时间越长;

(2) 房间内壁的材质:如果内壁是粗糙柔软的吸声材质,那么混响时间会短些,如果内壁是坚硬光滑的反射材质,那么混响时间会长些,房间的内壁指的是墙壁、天花板、地板,以及音乐厅内一切影响声音传播的障碍物,特别是坐椅,增加有软垫的坐椅数量会缩短混响时间;

(3)遵照上述原则,我们在计算机上建立了系统方案的实际立体模型,以国内各有关于剧场系统方案的标准和规范对该多功能厅方案采用固定混响,并以此作为我们进行电声设计的听音环境基础。

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扩声系统设计电路图三:影剧院扩声系统
音箱的摆放

影剧院比较普遍的是使用Dolby5.1声道声频系统。其音箱的安置比较固定,左、右主音箱在银幕后左、右两侧,高度2m以上;中心声道在银幕后正中,高度2m以上;超低频系统。可放在银幕后中部,不需架高。环绕声道可使用6-12只小型音箱,分布在两侧,高度3m左右。后声部可使用2-4只小型音箱分布在后墙,高度3m左右的位置。

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设备的配置

Dolby5.1环声系统的配置比较典型,加上电影或视频投影机,配置方案如图所示。(图要改成5.1声道的)

用于舞台表演的扩音调音台,可以取2路立体声信号或6路环绕立体声信号送到电影声频系统上还音。音频传输预埋线可以按舞台的大小规模;在乐池和台上的左、中、右部位各设4-6路, 大幕后的吊架上还可安置几套自动升降式话筒架。

场内主功放系统的发音在舞台台口内几乎一点都听不到,所以剧院舞台的表演区通常都需使用监听系统。此处是声反馈的主要传输通道,为了使声反馈效应降到最低,最好是使用多只低功率音箱的分散供声方式。可以在所有的乐队演奏员脚下都放置一只音箱,舞台的台口可均匀分布多只音箱。另外,现在还出现了一种无线监听耳机,专门用于舞台表演场合的演员监听;这种耳机可以紧扣在耳廓上,气密性非常好。这样,台上就可以十分安静,声反馈几乎可以降到0.

影剧院音响系统的控制室安置首选方案为剧场后部的二楼,用以使调音师能直接听到场内的音响效果。如果控制室在台口内的边角位置,场内的放音状况就只能通过仪表指示来判断。此时,功放器应选择有音量指示(VU)功能的,必要时,还可在功放输入信号上并联一台频谱分析仪,用以监测场内放音频普分布。

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扩声系统设计电路图四:剧场扩声系统

剧场应该参照国家扩声标准——GB50371-2006《厅堂扩声系统声学特性指标》的文艺演出类扩声系统声学特性指标一级标准的要求,制定以下声学指标:

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一个剧场/礼堂应该为观众提供看得好和听得好两个功能。剧场/礼堂建筑声学设计、建声设计与扩声设计的配合极为重要,特别是剧场/厅堂的体型、结构和装饰材料都对声学效果有很大的影响。扩声设计与建声设计配合得好,可珠联璧合、相得益彰、否则事倍功半。

剧场礼堂扩声设备中除了主扩声设备以外,经常还包括背景音乐(BGM)系统;紧急呼叫系统;中继转播系统;录音放音系统;舞台监督系统等。

剧场按惯例都设在市中心区,对外界噪声带给剧场扩声的干扰必须采取相应的对策;剧场内空调和通风系统的噪声也要控制在允许范围之内。

在超始阶段,配合建筑和建声设计,根据用途、规模和投资限额提出扩声设计方案,包括扬声器箱的布置、系统设备的构成和预算以及声控室的位置,最重要的是提出建声方面的建议。

适用环境:企事业单位礼堂,剧场,大多功能厅
主要功能:专业歌舞演出、大型联欢会、大型报告会、大型音乐会
系统主要设备:传声器、跳线盘、调音台(带矩阵输出)、视频显示设备(工程用投影机或数字放映机)、专业音箱(包括效果声音箱及线阵列音箱)、音响周边处理设备(均衡器、压限器、反馈抑制延时器、音分器等或用数字音频处理器替用)、专业功放
注:如设计兼容电影院效果需加多声道杜比解码器


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来源:网络转载    编辑:刘明源


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