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公共广播系统的应备声压级

2011-6-23

公共广播系统的应备声压级
——兼论不应以声压级高低排档次
公共广播国家标准编制组组长 钟恭良
【摘要】本文介绍了即将颁布的公共广播国家标准《公共广播系统工程技术规范》中关于“应备声压级”的规定。进而针对电声学界的争议,论述了不应以声压级高低排质量档次的主张。
【关键词】扩声系统;公共广播; 最大声压级; 应备声压级
Ensured Sound Level of Public Address System
Sound Pressure Level is not the Only Standard to Evaluate Project Quality
ZHONG Gong-liang
(Guangzhou DSPPA Audio Co., Ltd., Guangzhou 510440, China)
Abstract】The ensured sound level in the pending national standard, the technical specifications in public address system, is introduced. The standard to evaluate the project quality is elaborated.
Key words】sound reinforcement system; public address; maximum sound pressure level; ensured sound level
一 概述
在几款著名的扩声系统工程标准中,都为系统的“最大声压级”进行了规范。其规则大致是:
1、定义 不同标准有不同的具体定义,但大致上是指系统在服务区产生的平均最高稳态声压级。
2、指标 多数要求等于或大于100dB,最高的达112dB或以上;工程的等级/档次越高,“最大声压级”也要求越大。
正在报批的公共广播国家标准《公共广播系统工程技术规范》,没有提出“最大声压级”的概念,而代之以“应备声压级”。
“应备声压级”定义为——公共广播系统在广播服务区内,应能达到的稳态有效值广播声压级的平均值。其指标见表1。
表1
业务广播
背景广播
紧急广播
一级
二级
三级
一级
二级
三级
一级
二级
三级
应备声压级
≥83dB
≥80dB
≥86dB*
声场不均匀度(室内)
≤10dB
≤12dB
≤10dB
≤12dB
*现场信噪比等于或大于12dB
二 “应备声压级”的特点及其根据
由表1可见,同其他类似标准相比较,《公共广播系统工程技术规范》(草案)中关于“应备声压级”的规定有三个特点:
l 指标量值不大,比其他扩声系统规定的最大声压级小多了;
l 不以声压级高低排系统质量档次;一、二、三级系统的指标都相同(等级高低由其他指标界定,本文从略)。
l 在室外,没有声压级均匀的要求。
为什么要这样界定?主要考虑有如下几点:
1、 公共广播系统的用途同其他扩声系统的用途不同,尤其是不同于迪厅,所以声压级不必太高。
2、 声压级够用就可以了,80dB声压级相当于电影中的对白,所以80~83dB应属“够用”。
l 严格地说,为使听众听清楚扩声,首先须保证12dB左右的信噪比(这是一般意义的必要条件,本文不打算讨论其他条件)。普通工程操作者可以这样来想象:在双声道立体声系统中,两声道的声压级相差15dB时,声像就完全定位于声压级高的一侧。就是说15dB的声级差,足以完全掩蔽另一个声道的声音。
l 公共广播主要是语声广播,对于有常规含义的语句(不是单字)来说,听辨对信噪比的要求还可以低一些。我国城市的环境噪声约在70~75dB左右,所以下限83dB是“够用”的。
l 为什么不直接界定信噪比,而界定“应备声压级”呢?这是因为公共广播服务区现场背景不像厅堂那样规范,给出一个“应备声压级”数据更便于设计和鉴定。但紧急广播涉及人身安全,且事故现场本底噪声可能很大,所以要求设计者必须进行估算,保证满足不小于12dB 信噪比的要求。
3、 声压级不是越高越好,没有理由认为声音大的系统就是好的扩声系统;相反,我们不应以声压级高低排档次,引导人们追求高声压级。理由如次:
l 声压级太高,有损听觉健康。有人认为,我们国人的听觉已经普遍受到MP3播放器和喜欢大吵大闹的习惯所损害,国际助听器厂商已经据此开始瞄准中国市场。我国的集市、餐厅特别嘈吵,原因之一就是大众的听力不良,必须大声说话。
l 声压级太高,会对周边环境造成声污染,侵犯别人合法的私人空间。
l 提高声压级是要消耗能源和增加成本的,片面追求过高的声压级,不符合节约资源的根本原则。大家知道,声压级每增加3dB,功率就需加倍。假如为保证声压级是90 dB需要1000W电声功率的话,则93dB须2000W,96 dB就需4000W,可见能耗的代价惊人!本例数据大体接近室外听音点距扬声器30m远的实际情况,并非随便拼凑。
l 有人说,提高声压级不必加大电声功率,只须提高扬声器的灵敏度。理论上确实如此。但扬声器的灵敏度是可以随便提高的吗?当然可以选购高灵敏度的扬声器,但必须付高价钱,而且不是想要多高就有多高。
l 也有认为缩窄频带可以节省电声功率。这个意见值得商榷。适当限制语声信号频带可以在背景噪声(尤其是混响环境)的干扰下提高语言清晰度,但由于功率放大器的输出是受其标称输出电压的准峰值而不是平均值限制的,所以在不提高功率放大器标称输出的条件下,不能用缩窄有用信号频带的办法提高声压级。不过这个意见从另一个角度说明,为了提高扩声质量,并不一定需要很高的声压级和很大的电声功率,还有其他更节约、更合理的办法。
l 公共广播系统常常有许多室外服务区。在室外,由于基本上没有反射声群的贡献(近似自由场),保障重放声场具有较高的声压级不是轻而易举的事,所以更需要精打细算。众所周知,在上述条件下,听音点的声压级可按下式估算:
SPL = L + 10lg P– 20lg r 1
式中SPL 扬声器轴线上听音点的声压级 dB
L 扬声器的灵敏度级 dB(1W/1m)
P 馈给扬声器的电声功率 W
r 听音点与扬声器之间的距离 m
以某款知名进口品牌室外广播扬声器为例,该广播扬声器由2个4寸中低音单元和一个1寸高音单元组成,其灵敏度级为89 dB、额定功率30W。代入式(1)可立即算出,仅5m开外,声压级即小于90 dB。就是说,假如我们要求声压级等于或大于90 dB,则每5m 须安装一只这样的扬声器。当然,如果90 dB的规定是适当的,我们也得这样办;又如果不惜工本选用优质线阵列扬声器系统,我们也可以摆脱式(1)的束缚。问题是这样做是否适当。
本例选用了一款有2只4寸中低音单元和一只高音单元的知名进口品牌,是为了使一般读者不至于怀疑笔者故意选用劣质扬声器来支持自己的观点。实际上,同档次国产品牌的指标同它相似,目前国内外一般广播音柱的灵敏度级,很少超过93 dB。
4、在室外,要求声场均匀(即处处具有相近的声压级)不一定是合理的。例如一个占地几十公顷的体育中心,其周边通道可能是一个统一管理的广播区,长度接近十公里。在门口附近人流密集,背景噪声较大,设计者应赋予该地段较大的应备声压级(尤其是紧急广播);而远离门口的地段,显然不需要同样大的声压级。如果一定追求“均匀”,肯定做成资源极度浪费。其实,这也是避免片面追求高声压级理念的体现。
三、结论
l 尽管《公共广播系统工程技术规范》(草案)中关于“应备声压级”的规定看似要求太低,但应属“实用”。
l 在扩声系统中,不应片面追求高声压级。
l 用声压级高低来区分扩声系统的质量档次是不合理的,而且是有害的。
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