背景音樂及廣播系統(tǒng)方案

1、第1章 背景音樂及廣播系統(tǒng)1.1 系統(tǒng)概述廣播系統(tǒng)是學校重要的硬件基礎設施，通過學校廣播可進行德育教育和外語教學、自辦節(jié)目等，學校廣播也是執(zhí)行、維護教學秩序的重要工具。可以說學校日常工作的每一天都離不開廣播系統(tǒng)。隨著技術的飛速發(fā)展，校園廣播系統(tǒng)已經經歷了單分區(qū)系統(tǒng)、手動控制多分區(qū)系統(tǒng)，再到目前最先進的微機控制全自動多分區(qū)系統(tǒng)等幾個發(fā)展階段。全自動多分區(qū)系統(tǒng)因為可以獨立控制播放的各個多區(qū)，如操場、教室、宿舍等，對不同區(qū)域在不同時間播放不同節(jié)目；全自動控制器可以自動控制分區(qū)的切換，無需人工去打開或關閉等優(yōu)點，正逐漸成為校園廣播系統(tǒng)的主流和首選。 按照國際流行趨勢，公共廣播系統(tǒng)將背景音樂廣播系統(tǒng)和消

2、防緊急廣播系統(tǒng)合二為一。正常情況下，公共廣播系統(tǒng)除了具有播放背景音樂、廣播通知等背景音樂廣播系統(tǒng)功能以外，在遇到消防報警時，能對出事區(qū)域實現(xiàn)自動選區(qū)或手動選區(qū)進行緊急廣播。按照中國消防系統(tǒng)規(guī)范要求，消防廣播系統(tǒng)的廣播分區(qū)必須與消防分區(qū)一一對應。為此，我們在設計*大學新校區(qū)的公共廣播系統(tǒng)時，也必須遵照有關規(guī)定消防分區(qū)進行廣播分區(qū)。*大學新校區(qū)為消防重要防范場所，因此，公共廣播系統(tǒng)內部有必要設置緊急狀態(tài)聯(lián)動控制器，從而實現(xiàn)在廣播系統(tǒng)處于待機狀態(tài)時，遇到緊急情況，整個系統(tǒng)能夠立即自動進入工作狀態(tài)，進行緊急廣播。1.2 設計原則方案的設計要求要求遵循“實用性、經濟性、標準性、可靠性、安全性、擴展性”的

3、原則。標準性：按照定壓有線傳輸系統(tǒng)的標準進行設計。實用性：系統(tǒng)要求方便使用，方便操作和控制?？煽啃裕合到y(tǒng)必須保證能夠長期安全運行，故障便于檢查，排除。擴展性：既要考慮一期建設的完整性，又要考慮與后續(xù)工程銜接。經濟性：系統(tǒng)性價比要好，做到投資少，效果好。1.3 用戶需求分析高校由于其特殊的育人任務，即為國家培養(yǎng)合格的社會主義建設人才，為此政治宣傳和教育是必須的，有效的宣傳離不開先進的手段，同時上萬人起居，學生應有一個統(tǒng)一的號令，因此廣播設備這一手段的建設就顯得尤為重要。根據(jù)*大學新校區(qū)的地理建筑情況，結合各功能區(qū)的特性，借鑒現(xiàn)在高校常用的有效校園廣播系統(tǒng)的建設模式和實現(xiàn)技術，對*大學新校區(qū)的校園

4、廣播系統(tǒng)進行長遠的規(guī)劃和設計。一個公共廣播系統(tǒng)通常劃分成若干個區(qū)域，分區(qū)是為了便于管理。凡是需要分別對待的部分，都應分割成不同的區(qū)。但每一個區(qū)內，廣播揚聲器的總功率不能太大，須同功放的容量相適應。根據(jù)招標圖紙，*大學新校區(qū)的背景音樂及消防廣播中心建議設在圖文信息中心大樓消防控制室。我們根據(jù)以往的工程經驗對真?zhèn)€某大學園區(qū)作如下廣播分區(qū)，設56個分區(qū)。廣播分布如下：樓宇名稱樓宇數(shù)量廣播分區(qū)喇叭數(shù)量學生宿舍20201440公共教學樓22180實驗、實訓樓22120行政中心1180圖文信息中心113180食堂2248體育場、禮堂2230科研樓22120專業(yè)教學樓1010800室外公共區(qū)域12120總計

5、51563118但是在具體需求還沒有進一步確定的情況下，我們建議將園區(qū)按照功能使用來進行分區(qū)，傳一路或者多路信號到分區(qū)內，功放前置，今后等需求定了之后再進行二次布線。在*大學新校區(qū)的廣播系統(tǒng)設計中，將背景音樂和消防緊急廣播合二為一，背景音樂分區(qū)嚴格按照消防分區(qū)劃分，消防中心只需向廣播中心提供消防分區(qū)的24V干接點信號，其余廣播由廣播中心完成。本廣播系統(tǒng)的揚聲器分布在*大學新校區(qū)各棟樓的公共區(qū)域以及室外區(qū)域，室外揚聲器外型包括假山型、蘑菇型等，與外部環(huán)境融為一體，在地下室區(qū)域布置防雨音柱，外形大方新穎。所有喇叭終端均不不影響原來環(huán)境布置，又能提供背景音樂以及消防緊急廣播。系統(tǒng)可實現(xiàn)播放背景音樂、

6、呼叫廣播、分區(qū)廣播、消防報警等功能。分布的區(qū)域廣,執(zhí)行的業(yè)務廣播頻繁，要求的功能完善，需要具有多種復雜功能的管理系統(tǒng)來進行控制。1.4 系統(tǒng)功能介紹按照國際流行趨勢，*大學新校區(qū)的公共廣播系統(tǒng)將背景音樂廣播和消防緊急廣播系統(tǒng)合二為一。正常情況下，公共廣播系統(tǒng)除了具有播放背景音樂、廣播通知等背景音樂廣播系統(tǒng)功能以外，在遇到消防報警時，能對出事區(qū)域實現(xiàn)自動選區(qū)或手動選區(qū)進行緊急廣播。按照中國消防系統(tǒng)規(guī)范要求，公共廣播系統(tǒng)必須遵照有關規(guī)定按消防分區(qū)進行廣播分區(qū)，因此，設計采用消防廣播與背景音樂合二為一，廣播喇叭及回路設置嚴格按照消防分區(qū)布放，切換部分由廣播系統(tǒng)完成。正常情況下，進行背景音樂廣播，但當

7、消防緊急狀態(tài)時，所有區(qū)域自動強行切入到消防廣播系統(tǒng)，優(yōu)先進行消防緊急廣播。根據(jù)*大學新校區(qū)的應用環(huán)境，各區(qū)域功能需求復雜。我公司根據(jù)以往豐富的廣播系統(tǒng)設計經驗，從用戶出發(fā)，控制主機采用旗勝的AM40系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以將一路或幾路音源有機地分配給指定區(qū)域，滿足學校要求同時對不同分區(qū)播放不同音樂的需求。系統(tǒng)設計具有自動開關電源，因此選擇了節(jié)目定時器，每臺節(jié)目定時器能控制4臺電源時序器，可設置80個開關時間事件，時鐘誤差為34秒/月，完全滿足廣播系統(tǒng)要求。電源時序器可為8臺設備供電，廣播系統(tǒng)中除AM 40主機和定時器直接24小時不間斷供電，其余均有電源時序器供電，這樣便于學校管理及節(jié)約能源。作為學校的

8、重要宣傳窗口，因此，學校宣傳部的課余自辦節(jié)目也比較重要。系統(tǒng)設計有自辦節(jié)目系統(tǒng)，如CD、卡座、調音臺等。自辦節(jié)目可由學校在指定時間在指定區(qū)域播出。如，當下午5點時，系統(tǒng)會自動將自辦節(jié)目設備電源打開，并指定路由。此時，自辦節(jié)目即可播出。為了整個校園廣播系統(tǒng)有一個比較好的音響效果，所有廣播終端均配置了全頻喇叭或全頻音箱，室外草坪音箱的喇叭單元采用了同軸喇叭單元。當然，音源質量的好壞決定著整個系統(tǒng)音響效果，有了好的音源必須有著好的播放設備。系統(tǒng)在音源部分選擇了在音響界有較好口碑的日本產JVC雙卡座、CD機和數(shù)字調諧調頻器等音源設備。通過在機房播放磁帶和碟片，可進行背景音樂播放。當然也可通過計算機進行

9、背景音樂播放。1.5 系統(tǒng)設計1. 系統(tǒng)原理不管哪一種廣播音響系統(tǒng)，都基本可分四個部分：節(jié)目設備、信號的放大和處理設備、傳輸線路和揚聲器系統(tǒng)。節(jié)目源設備：節(jié)目源通常為FM調諧機、激光唱機和錄音卡座等設備提供，此外還有傳聲器、電子樂器等。信號放大和處理設備：包括調音臺、前置放大器、功率放大器和各種控制器及音響加工設備等。這部分設備的首要任務是信號放大，其次是信號的選擇。調音臺和前置放大器作用和地位相似（當然調音臺的功能和性能指標更高），它們的基本功能是完成信號的選擇和前置放大，此外還擔負音量和音響效果進行各種調整和控制。有時為了更好地進行頻率均衡和音色美化，還另外單獨投入圖示均衡器。這部分是廣播

10、音響系統(tǒng)的“前奏”。廣播主機則是整個廣播系統(tǒng)的“心臟”，處理音頻信號的分配、接受報警信號等功能。功率放大器則將廣播主機送來的信號進行功率放大，再通過傳輸線去推動揚聲器放聲。輸線路雖然簡單，但隨著系統(tǒng)和傳輸方式的不同而有不同的要求。對體育場、禮堂等，由于功率放大器與揚聲器的距離不遠，一般采用低阻大電流的直接饋送方式，傳輸線要求用專用喇叭線，而對公共廣播系統(tǒng)，由于服務區(qū)域廣，距離長，為了減少傳輸線路引起的損耗，往往采用高壓傳輸方式，由于傳輸電流小，故對傳輸線要求相對不高，但是，為避免平行干擾，須和其他弱電系統(tǒng)分開鋪設電纜。揚聲器系統(tǒng)：揚聲器系統(tǒng)要求整個系統(tǒng)要匹配，同時其位置的選擇也要切合實際。定壓

11、廣播系統(tǒng)是我國最早的一種廣播系統(tǒng)，經過數(shù)十年的發(fā)展，其設備更加完善，性能更加可靠，定壓廣播系統(tǒng)的主要的優(yōu)點是：信號穩(wěn)定，音質較好。此系統(tǒng)的前端設備主要由音源、功放、全自動分區(qū)控制器、監(jiān)聽音箱等設備組成，接收設備為定壓音箱。整個系統(tǒng)由音源、聲音前級處理放大及矩陣控制部分、定壓功放、傳輸部分、揚聲器組成。前級音源經處理輸出100V定壓信號，驅動終端揚聲器。2. 控制部分旗勝的AM40報警廣播系統(tǒng)采用微處理機控制的擴音管理系統(tǒng)，管理中心采用一體化結構，插入互連功能不僅可以精確地滿足用戶當前的需要，也可以滿足用戶今后修改和擴展的需要。旗勝的AM40報警廣播系統(tǒng)最多可對64個區(qū)進行廣播，在本方案中按照消

12、防分區(qū)將把*大學新校區(qū)分為56個區(qū)來進行分區(qū)廣播。消防廣播作為*大學新校區(qū)廣播的一個必須的功能項目，旗勝的AM40報警廣播系統(tǒng)可提供完全符合消防緊急廣播的功能，當*大學新校區(qū)的某一區(qū)發(fā)生火災報警時，可自動觸發(fā)語音系統(tǒng)對發(fā)生火災的這一區(qū)及左右鄰近區(qū)進行語音提示，并可人工廣播來進行事故處理。背景音樂和緊急廣播控制系統(tǒng)應共用揚聲器，所有廣播區(qū)域平時播放背景音樂，一旦被某區(qū)內的火警信號觸發(fā)（或按其它信號試驗性觸發(fā)），廣播主機應自動控制相關區(qū)內的所有揚聲器播發(fā)緊急消息。作為*大學新校區(qū)的一個必須的功能項目，班麗系統(tǒng)可提供完全符合消防緊急廣播的功能，當某一區(qū)發(fā)生火災報警時，可自動觸發(fā)語音系統(tǒng)對發(fā)生火災的這

13、一區(qū)或鄰近區(qū)或所有區(qū)進行語音提示，并可人工廣播來進行事故處理。在控制中心配置電源時序器和兩臺UPS，在停電應急的時候由電源時序器啟動UPS只對鈴聲等特殊情況下打開系統(tǒng)供電。3. 功放部分由于*大學新校區(qū)面積較大，揚聲器的數(shù)量也比較多，而且廣播系統(tǒng)均為長時間工作，考慮到功率放大器散熱問題和系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，在功率放大器的選型上，通常采用結構上為風扇前后通風降溫方式的功放，而不選用自然降溫方式的功放。目前用于廣播系統(tǒng)的功率放大器有二種，一種是定阻式輸出，比如輸出端電阻為250，要求連接多個負載揚聲器時，必須通過阻抗變換器計算、搭配，來保證多個負載揚聲器并聯(lián)以后阻抗等于或接近250，以達到最佳匹配。

14、另一種是定壓式輸出，國際通用標準為輸出100V或70V，國內某些產品輸出為120V。由于每只廣播用揚聲器都已配備了根據(jù)自身功率大小而確定的變壓器，因此使用定壓式輸出功率放大器連接多個負載揚聲器，只需像安裝照明燈泡那樣，一一并聯(lián)，連接方便，故而已成為廣播系統(tǒng)設備配置的定式。廣播功放不同于HI-FI功放。其最主要的特征是具有70V 和100V恒壓輸出端子。這是由于廣播線路通常都相當長，須用高壓傳輸才能減小線路損耗。廣播功放的最重要指標是額定輸出功率。應選用多大的額定輸出功率，須視廣播揚聲器的總功率而定。對于廣播系統(tǒng)來說，只要廣播揚聲器的總功率小于或等于功放的額定功率，而且電壓參數(shù)相同，即可隨意配接

15、，但考慮到線路損耗、老化等因素，應適當留有功率余量，功率足夠所有音箱同時滿負荷使用。l 系統(tǒng)輸出功率的計算根據(jù)系統(tǒng)設計方案所確定的揚聲器數(shù)量以及每只揚聲器的分配功率，可以計算出所有揚聲器的損耗功率（揚聲器損耗功率是指電信號在揚聲器上轉換為聲信號所消耗掉的功率）。確定系統(tǒng)所需的輸出功率是在計算出揚聲器損耗功率后，再加上線路傳輸損耗功率。在工程應用中，要準確地計算出線路傳輸損耗功率往往比較困難，通常根據(jù)實際使用廣播電纜長度選擇一個線路傳輸損耗系數(shù)，來計算系統(tǒng)的輸出功率。系統(tǒng)輸出功率 = 線路傳輸損耗系數(shù)×揚聲器損耗功率線路傳輸損耗系數(shù)通常根據(jù)下列參數(shù)來確定：每臺功放實際使用廣播電纜長度（

16、米）線路傳輸損耗系數(shù)2001.1200-8001.2800-12001.31200-15001.415001.5功率放大器的數(shù)量：根據(jù)揚聲器所需總功率，按照所配備的功率放大器的輸出功率，可以推算出系統(tǒng)所需配備功率放大器的數(shù)量，考慮到合理的功率匹配及功率儲備，實際配置的數(shù)量應根據(jù)整個系統(tǒng)配置功率放大器的數(shù)量多1-2臺。廣播傳輸電纜的選擇：在公共廣播系統(tǒng)工程施工過程中，人們往往將注意力集中在相關的器材配套上面，而忽略了對廣播傳輸電纜的選擇。其實，對于一個公共廣播系統(tǒng)工程來說，要獲得令人滿意的音響效果，除了應配備高質量的廣播器材（功率放大器、揚聲器等）以外，廣播傳輸電纜的好壞在一定程度上也影響著聲音

17、的質量。由于平行喇叭線存在著線間寄生電容，因而不適宜遠距離傳輸廣播信號，否則將衰減聲音的高頻部分，容易造成高音不清晰、發(fā)悶等現(xiàn)象的發(fā)生。雙絞線可以有效地克服線間寄生電容，遠距離傳輸廣播信號應選用雙絞護套線。帶屏蔽的雙絞護套傳輸電纜，由于屏蔽網的作用，能有效地防止廣播電纜對同管敷設的其他電纜的輻射影響，更能加強電纜的抗拉伸性能，尤其適用于垂直主干布放以及室外長距離敷設。廣播傳輸電纜除了應選用雙絞線以外，對線徑也有一定要求。理論上講，線徑愈粗，線路傳輸損耗愈小，但是隨之而來的問題是，工程造價上去了，施工難度加大了。權衡利弊，綜合考慮性能價格比，廣播傳輸電纜可以參照下列標準選擇：廣播傳輸電纜類型電纜

18、參數(shù)應用場合電纜名稱雙絞護套線截面積0.5-0.75 mm2樓層水平分布廣播電纜終端電纜雙絞護套線截面積0.75-1.0 mm2樓層水平分布廣播電纜支干電纜屏蔽雙絞護套線截面積1.5-2.5 mm2樓層垂直分布廣播電纜主干電纜八芯雙絞護套線截面積0.75 mm2樓層水平分布客房廣播電纜終端電纜八芯雙絞護套線截面積1.0 mm2樓層垂直分布客房廣播電纜 支干電纜4. 音箱配置揚聲器的數(shù)量：嚴格地說，有關背景音樂系統(tǒng)中的揚聲器數(shù)量的配置，有一整套公式可以推導計算。但是，由于牽涉到的參數(shù)較多，各式各樣的裝修又存在著許多不確定因素，導致計算結果差異較大。為此，在實際工程方案設計時，往往避繁就簡，采用較

19、為通俗的方法來進行揚聲器數(shù)量的配置。廣播揚聲器原則上以均勻、分散的原則配置于廣播服務區(qū)。其分散的程度應保證服務區(qū)內的信噪比不小于15dB。通常，室內的本底噪聲約為4863 dB，室外的本底噪聲約7075dB?？紤]到發(fā)生事故時，現(xiàn)場可能十分混亂，因此為了緊急廣播的需要，即使廣播服務區(qū)是辦公室內，也不應把本底噪聲估計得太低。據(jù)此，作為一般考慮，除了繁華熱鬧的場所，不妨大致把本底噪聲視為6570dB（特殊情況除外）。照此推算，廣播覆蓋區(qū)的聲壓級宜在8085dB以上。鑒于廣播揚聲器通常是分散配置的，所以廣播覆蓋區(qū)的聲壓級可以近似地認為是單個廣播揚聲器的貢獻。根據(jù)有關的電聲學理論，揚聲器覆蓋區(qū)的聲壓級S

20、PL同揚聲器的靈敏度級LM、饋給揚聲器的電功率P、聽音點與揚聲器的距離r等有如下關系：SPL=LM+10 1g P -20 1g r dB (1)天花揚聲器的靈敏度級在8893dB之間；額定功率為310W。以90dB/8W匡算，在離揚聲器8m處的聲壓級約為81dB。以上匡算未考慮早期反射聲群的貢獻。在室內，早期反射聲群和鄰近揚聲器貢獻可使聲壓級增加23dB左右。根據(jù)以上近似計算，在天花板不高于3m的場館內，天花揚聲器大體可以互相距離58m均勻配置。如果僅考慮背景音樂而不考慮緊急廣播，則該距離可以增大至812m。另外，適用于國家火災事故廣播設計安裝規(guī)范（以下簡稱規(guī)范）有以下一些硬性規(guī)定：“走道、大廳、餐廳等公眾場所，揚聲器的配置數(shù)量，應能保證從本層任何部位到最近一個揚聲器的步行距離不超過15m。在走道交叉處、各拐彎處均應設揚聲器。走道末端最后一個揚聲器距墻不大于8m”。室外場所基本上沒有早期反射聲群，單個廣播揚聲器的有效覆蓋范圍只能取上文匡算的下限。由于該下限所對應的距離很短，所以原則上應使用由多個揚聲器組成的音柱。饋給揚聲器群組（例如音柱）的信號電功率，每增加一倍（前提是該群組能夠接受），聲壓級可提升3dB。請注意“一倍”的含義。由1增至2是一倍；而由2須增至4才是一倍。另外，距離每增加1倍，聲壓級將下降6dB。根據(jù)上述規(guī)則不難推算室外音柱的配置 距離。例如