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广播喇叭的功率和面积的关系

2020-9-1 11:28:15

公共广播系统喇叭原则上以均匀、分散的原则配置于广播服务区,其分散的程度应保证服务区内的信噪比不小于15DB。通常,高级写字楼走廊的本底噪声约为48~52DB,商场的本底噪声约58~63DB,繁华路段的本底噪声约为70~75DB。考虑到发生事故时,现场可能十分混乱,因此为了紧急广播的需要,即使广播服务区是写字楼,也不要把本底噪声估计得太低。椐此,作为一般考虑,除了繁华热闹的场所,不妨大致把本底噪声视为65~70DB(特殊情况除外)。照此推算,广播覆盖区的声压级宜在80~85DB以上。

鉴于广播喇叭通常是分散配置的,所以广播覆盖区的声压级可以近似地认为是单个广播喇叭的贡献。根据有关的电声学理论,喇叭覆盖区的声压级SPL同喇叭的灵敏度级LM、馈给喇叭的电功率P、听音点与喇叭的距离R等有如下关系:

SPL=LM+10LgP-20LgRdb(1

天花喇叭的灵敏度级在88~93DB之间:额定功率为3~10W。以90DB/8W算,在离喇叭8M处的声压级约为81DB

以上算未考虑早期反射声群的贡献。在室内,早期反射声群和邻近喇叭的贡献可使声压级增加2~3DB左右。

根据以上近似计算,在天花板不高于3M的场馆内,天花喇叭大体可以互相距离5~8M均匀配置。如果仅考虑背景音乐而不考虑紧急广播,则该距离可以增大至8~12M。另外,适用于中国大陆的火灾事故广播设计安装规范(以下简称“规范:)有以下一些硬性规定:“走道、大厅、餐厅等公众场所,喇叭的配置数量,应能保证从本层任何部位到最近一个喇叭的步行距离不超过15M。在走道交叉处、拐弯处均应设喇叭。走道末端最后一个喇叭距墙不大于8M”。

室外场所基本上没有早期反射声群,单个广播喇叭的有效覆盖范围只能取上文匡算的下限。由于该下限所对应的距离很短,所以原则上应使用由多个喇叭组成的音柱。馈给喇叭群组(例如音柱)的信号电功率每增加一倍(前提是该群组能够接受),声压级可提升3DB。请注意“一倍”的含义。由1增至2是一倍,而由2须增至4才是一倍。另外,距离每增加1倍,声压级将下降6DB。根据上述规则不难推算室外音柱的配置距离。例如,以40W室外音柱为例,其额定功率为40W,是单个天花喇叭的4倍以上。因此,其有效的覆盖距离大于单个天花喇叭的2倍。事实上,这个距离还可以大一些。因为音柱的灵敏度比单个天花喇叭要高(约高3~6DB),而每增加6DB,距离就可再加倍。也就是说40W音柱的覆盖距离可以达20M以上,但音柱的辐射角比较窄,仅在其正前方约60~90度(水平角)左右有效。具体计算可用式(1)。

公共广播系统功放的选用广播功放不同于HI-FI功放,其最主要的特征是具有70V100V恒压输出端子,这是由于广播线路通常都相当长,须用高压传输才能减少线路损耗。广播功放的最重要指标是额定输出功率,应选用多大的额定输出功率,须视广播喇叭的总功率而定。

对于广播系统来说,只要广播喇叭的总功率小于或等于功放的额定功率,而且电压参数相同,即可随意配接,但考虑到线路损耗、老化等因素,应适当留有功率余量。按照“规范”的要求,功放设备的容量(相当于额定输出功率)一般应按下式计算:

P=K1.K2.P0∑(2)

P-功放设备输出总电功率(W)

P0-每一分路(相当于分区)同时广播时最大电功率

P0=Ki·PiPi-第i分区扬声器额定容量

Ki-第1分区同时需要系数:服务性广播客房节目,取0.20.4;背景音乐系统,取0.50.6;业务性广播,取0.70.8;火灾事故广播,取1.0K1;线路衰耗补偿系数:1.261.58K2-老化系数:1.21.4

据此,如果是背景音乐系统,广播功放的额定输出功率应是广播喇叭总功率的1.3倍左右。

但是,所有公共广播系统原则上应能进行灾害事故紧急广播。因此,系统须设置紧急广播功放。根据“规范”要求,紧急广播功放的额定输出功率应是广播喇叭容量最大的三个分区中中喇叭容量总和的1.5倍广播分区一个公共广播系统通常划分成若干个区域,由管理人员(或预编程序)决定那些区域须发布广播、那些区域须暂停广播、那些区域须紧急广播等等。

分区方案原则上取决客户的需要。通常可参考下列规则:

1、大厦通常以楼层分区,商场、游乐场通常以部门分区,运动场馆通常以看台分区,住宅小区,度假村通常按物业管理分区,等等。

2、管理部门与公众场所宜分别设区。

3、重要部门或广播扬声器音量有必要由现场人员任意调节的宜单独设区。

总之,分区是为了便于管理。凡是需要分别对待的部分,都应分割或不同的区。但每一个区内,广播喇叭的总功率不能太大,须同分区器和功放的容量相适应。