第一章項目概述

　　第一節(jié)項目建筑基本情況

　　成都高新區(qū)體育中心位于成都高新區(qū)中和片區(qū)，與陸肖TOD項目相鄰，總建筑面積達20.16萬平方米。其主體建筑多功能體育館為大型甲級體育館，規(guī)模為12376座;其中固定看臺9616座，活動看臺2760座?？蓾M足籃球、排球、手球、冰球等比賽要求。建成后，將成為四川省內最大的體育館，也是西南地區(qū)第二座達到舉行NBA季前賽標準的體育館。第31屆世界大學生運動會期間，多功能體育館將作為大運會乒乓球賽事場館，為市民提供精彩觀賽體驗。

　　第二節(jié) 主要使用功能分析

　　落成后功能定位：

　　* 量身打造的高端比賽場所：落成后的高新體育館將承辦第31屆世界大學生夏季運動會乒乓球比賽，同時在未來也將承辦其他國內外高級別賽事，因此對場館擴聲系統(tǒng)和其他配到設施的設計要求需達到國際一流專業(yè)體育館標準;

　　* 城市地標功能：籃球館比賽場地還可根據(jù)需求完成24小時制冰成為冰場，也可根據(jù)需求轉換為演唱會、文藝演出等活動場地，同時滿足文藝表演、會議會展等需求，帶動城市品質同步提升;

　　從以上功能定位可以看出，落成后的成都高新體育館可以用四個詞來形容：巨大、專業(yè)、高端。它們都會對我們后續(xù)的音頻擴聲系統(tǒng)設計帶來重要影響，因此，我們的設計過程也同樣重點關注了這三個詞語。

　　第三節(jié) 擴聲系統(tǒng)設計主要技術難點

　　* 考慮到高新體育館將承辦世界大學生運動會，大型賽事活動的政治意義濃重，對擴聲系統(tǒng)安全要求很高，一旦出現(xiàn)故障會帶來遠高于技術層面的壓力和后果。

　　* 長混響或聲衰變時間以及高底噪等相對不夠確定的建筑聲學指標對場內整體語言清晰度及可懂度的影響是巨大的。擴聲系統(tǒng)在設計時，需要考慮最大限度地保證賽時播報信號在場內清晰可懂。

　　* 高新體育館可容納觀眾人數(shù)達1.2萬人以上，聽音區(qū)域巨大，長距離投射及比賽時的高本底噪聲等原因使得系統(tǒng)對最終聲壓級和均勻度方面的要求很高。

　　* 高新體育館場館容積巨大，揚聲器安裝位置非常高，采用常規(guī)的設備布局方式，可能會使揚聲器線纜傳輸距離過長。揚聲器線纜長度與信號衰減量成正比關系，其對擴聲系統(tǒng)整體聲壓級和還音質量的影響很大。如何克服這一問題，對擴聲系統(tǒng)的設計提出了比較嚴苛的要求。

　　* 考慮到高新體育館未來除了承辦各項高級別體育賽事，還可能根據(jù)需求承接各類演唱會、文藝演出、會議會展等活動，因此擴聲系統(tǒng)在設計時對音質的定位不能僅滿足于“賽時語言信號播報”的功能，需要考慮“文體兼顧”的需求，滿足各類文藝演出活動對音質的需求。

　　* 擴聲系統(tǒng)的設備分布在體育館各個位置，設備使用維護以及故障判斷都很不容易實現(xiàn)。例如，揚聲器設備吊裝在體育館頂棚馬道下方，距離觀眾席非常遠，設備是否損壞，工作狀態(tài)的判斷需要工作人員一致一只的人工聽辨，難度大，準確性底;遠端設備電源的控制，需要采用人為形式實現(xiàn)開啟閉合，費時費力，且不易實時監(jiān)管控制。擴聲系統(tǒng)在設計時，需要考慮日后運維的便利度。

　　* 需要慎重考慮與其他系統(tǒng)(大屏、升旗、轉播OB以及消防廣播等)的關聯(lián)，并解決好由此大概率引入的噪聲、系統(tǒng)安全等問題。

　　* 音響系統(tǒng)通常耗電量大，但往往被設計人員所忽視。這其中，功放的耗電量占了整個系統(tǒng)85%以上。在能源極為緊缺的今天，擴聲系統(tǒng)在設計時也應積極考慮如何從自身的角度幫助場館綠色低碳的可持續(xù)運營，不能置身事外。

　　第二章音頻擴聲系統(tǒng)總體設計原則與具體思路

　　第一節(jié)：總體設計原則

　　* 高可靠性和高穩(wěn)定性為首的原則

　　本體育館需要滿足眾多高端國際專業(yè)體育比賽的應用，屆時眾多國家或組織的領導人將蒞臨現(xiàn)場觀賽或講話，因此，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是本設計的核心基礎。一方面，系統(tǒng)架構充分考慮各種應用場景下的主備切換，保證無單一故障節(jié)點，同時在系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)上，均選用國際著名產(chǎn)品，它已經(jīng)過了眾多類似的項目的長期實踐檢驗，具備高可靠性和高穩(wěn)定性，方便耐用。系統(tǒng)先進性和經(jīng)濟實用性的有機平衡。

　　本體育館地標意義濃重，必須保證足夠的先進性以彰顯行業(yè)標志性，并引領行業(yè)的發(fā)展方向，但同時，本體育館也將面臨真正的市場化運營壓力，因此，為使整個體育館在后期運營中獲得最佳的投入產(chǎn)出比，本設計將在系統(tǒng)先進性和經(jīng)濟實用性方面進行有機平衡。在以更好地滿足最終使用需求這個大目標的引導下，系統(tǒng)將合理配置，需要重點關注的環(huán)節(jié)(如系統(tǒng)安全可靠性、大聲壓級和高清晰度等方面)重點配置，而在其他環(huán)節(jié)則以穩(wěn)定性和實用性為主，在優(yōu)良性能的基礎上，充分兼顧了經(jīng)濟性和總體造價。

　　* 聲學設計優(yōu)良準確且可預期

　　鑒于本體育館建筑結構較為復雜，且聲學條件尚不明確，本次設計充分考慮了建筑結構對聲場的影響，運用多個先進的聲學分析工具，對各個聲場進行分析、推敲，并互相驗證。合理安排揚聲器，避免場內出現(xiàn)回聲、顫聲以及聲聚焦等現(xiàn)象，保證足夠的聲壓級、均勻度和語言清晰度要求，在滿足賽事擴聲主要目標的同時，盡可能再現(xiàn)優(yōu)美的音質，從而為大型演出等其他使用功能提供相對較好的基礎條件。

　　* 保證良好的系統(tǒng)易操作性

　　結合計算機及軟件控制技術的發(fā)展，針對性地打造專用控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備高智能化的聯(lián)動控制，可為操作人員以及管理用戶提供專業(yè)的性能和便捷的操作。系統(tǒng)具有良好的、人性化的、快捷簡易的用戶界面和管理接口，采用諸如菜單、按鈕等直觀的操作手段，掩蓋傳統(tǒng)軟硬件使用操作的復雜性。

　　* 系統(tǒng)的易維護性

　　一方面，主要設備均采用世界頂級品牌廠商的主流產(chǎn)品，相關設備均有良好的售后服務，相關的易耗品廠家均有常規(guī)供應渠道。另一方面上述專用控制界面的引入，將為系統(tǒng)提供全鏈路信號及主要系統(tǒng)設備工作狀態(tài)監(jiān)視、檢測，自動故障報警，信號自動補償?shù)缺姸嘀悄芑墓δ?，可以大大提升系統(tǒng)的易維護性。

　　* 系統(tǒng)的可擴展性和兼容性

　　系統(tǒng)產(chǎn)品都具備完備的數(shù)據(jù)及控制接口，為其他形式的控制或信號輸入輸出預留充分的擴展空間，可根據(jù)要求方便升級。

　　* 系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能性能

　　如此龐大的場所和系統(tǒng)，能量消耗巨大，因此，節(jié)能環(huán)保也是我們需要考慮的原則。本設計采用國際領先的數(shù)字音頻設備、高性能揚聲器和數(shù)字音頻功率放大器，設備性能優(yōu)良，效率高，節(jié)能省電，可以有效降低使用成本。

　　第二節(jié)：主要設計思路

　　成都高新體育館未來主要用于承辦第31屆世界大學生夏季運動會乒乓球比賽使用，并將在未來承接更多的國際級賽事活動。同時，作為成都的地標性體育館，應具備承接大型商業(yè)演唱會，以及承辦各類會議會展活動的能力。其中體育賽事等活動中擴聲系統(tǒng)以語言還音為主，伴音樂播放功能(奏國歌、隊歌，賽前廣告，中場互動節(jié)目等)，對擴聲系統(tǒng)而言，語言清晰度和可懂度是需要重點考慮的指標參數(shù)。在封閉的長混響空間的體育館中如何將擴聲系統(tǒng)還原的語言信號清晰準確的覆蓋到體育館內每個聽音區(qū)域，將會是擴聲系統(tǒng)設計中的一個需要重點解決的問題。

　　同時，近年來體育館擴聲系統(tǒng)設計趨近于文體兼顧的使用需求，在低級別活動中如市民開放日文體活動，音樂及語言信號通過場內固定擴聲系統(tǒng)直接進行播放，在大型文藝演出活動中，場內固定擴聲系統(tǒng)可與主辦方自帶的流動演出擴聲系統(tǒng)相勾連，作為其原廠觀眾席補聲揚聲器使用。因此，對體育館擴聲系統(tǒng)的音質和系統(tǒng)可擴展性提出了很高的要求。綜上所述，成都高新體育館擴聲系統(tǒng)的整體設計思路將堅持系統(tǒng)安全可靠為重點，其次為系統(tǒng)的先進性、靈活性及適用性，構成穩(wěn)定、實用、適用的擴聲系統(tǒng)。系統(tǒng)內設備選型建議定位進口高檔品牌。具體的主要設計思路羅列如下：

　　* 采用數(shù)字全鏈路實時備份的系統(tǒng)結構，系統(tǒng)全鏈路內沒有明顯的單一故障點，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，充分滿足重大場合對系統(tǒng)安全性的要求。 * 從信號端到擴聲播出段采用全數(shù)字信號傳輸，有效降低傳輸衰減，提高抗干擾能力，從而確保聲音質量。 * 揚聲器以外的擴聲設備采用分散式布局，功放設備在馬道工作平臺上設置擴聲機柜，以縮短功率放大器與揚聲器之間的距離，降低功率信號傳輸衰減。 * 場地內多接口布局，本場流動系統(tǒng)或外部其他系統(tǒng)可以多種信號格式與主系統(tǒng)勾連，充分考慮到專業(yè)體育展示的需要，并能夠滿足大型專業(yè)文藝演出的部分設備復用等其他功能需求，提高系統(tǒng)靈活性以及本體育館的投入產(chǎn)出比。

　　第三節(jié)：本設計方案的主要技術特點和優(yōu)勢

　　基于上述設計原則和思路，并緊緊圍繞本設計說明第一章節(jié)所羅列的技術難點，我們展開了此次系統(tǒng)設計工作，并將本方案的主要技術特點和優(yōu)勢總結如下：

　　* 本音頻設計方案采用全數(shù)字結構，整個系統(tǒng)一次A/D及D/A轉換，從而提供了極低的系統(tǒng)延時，并有效提高信號抗干擾能力，確保信號傳輸質量。 * 主備雙鏈路，主備系統(tǒng)均采用了目前非常成熟且極具兼容性的Dante信號格式，擁有網(wǎng)絡傳輸?shù)膹姶蟮撵`活性和拓展性。主備信號可以迅速的實現(xiàn)故障檢測和主備系統(tǒng)的自動切換，同時可兼容手動切換功能。整個系統(tǒng)鏈路確保無單一故障節(jié)點，極大地保證了系統(tǒng)安全性。 * 主備系統(tǒng)均選用同品牌同型號的數(shù)字調音臺，確保聲音品質的一致性，同時因為操作界面完全相同，因此可使工作人員在系統(tǒng)切換時能夠迅速接手操作，提高了系統(tǒng)的易用性。 * 集中式揚聲器布局，降低多組別揚聲器之間的聲干涉現(xiàn)象;揚聲器具有充分的聲壓級裕量及良好的指向性技術，進一步保證語言清晰度。 * 功放內置DSP及揚聲器分組布局，使得每組揚聲器均可獨立調整，同時配合場地內靈活的多格式輸入輸出接口，能夠使得本固定安裝系統(tǒng)有較好的能力與大型流動演出系統(tǒng)進行融合，提供了文體兼顧的功能。 * 大聲壓級KF810線陣列揚聲器為三分頻設計，音質良好，可調性更強。同時采用“同軸陣列疊加技術(CSA)”、“聲源對稱技術”、“低頻相位對齊技術”等專利，進一步提升了揚聲器的指向控制能力，水平控制能力可達到驚人的300Hz，從而增加揚聲器的指向精度，在系統(tǒng)中，有效減少了容易對語言清晰度造成較大影響的中低頻段的不可控性，大大提高了場內擴聲語言清晰度。 * KF810揚聲器具備110度的寬泛且均勻的水平指向，能夠盡可能減少本場地在水平方向的組數(shù)以及組與組之間的重疊區(qū)域，這將進一步降低不同組別間的干涉問題，尤其是容易被人耳覺察的500Hz以下的干涉，這將進一步提升擴聲聽感和語言清晰度。 * 通過ArmoníaPlus System Manager™軟件實現(xiàn)對Powersoft功率放大器系統(tǒng)完全的遠程控制和監(jiān)控功能。可以實時進行通道負載阻抗測量和通道輸出功率測量，以實現(xiàn)對揚聲器工作狀態(tài)的監(jiān)控。 * Powersoft專利的SRM(智能軌道管理)技術可最大化提高系統(tǒng)效能，使其在任何負載和使用條件下都能極大降低功耗。輔助的高效能電源保證系統(tǒng)在任何操作條件下都保持響應度，這樣即便在待機和深度睡眠模式都能執(zhí)行系統(tǒng)檢查和監(jiān)控。 * 系統(tǒng)中最為耗能的功率放大環(huán)節(jié)中，Powersoft獨有的綠色音頻能源(Green Audio Power)專利技術可以根據(jù)所放大信號的動態(tài)范圍對功率放大器的運行軌道電壓進行實時動態(tài)調整，極大的提高了效率，日積月累，可以為體量龐大的體育館在節(jié)能環(huán)保方面做出突出貢獻。

　　第三章系統(tǒng)設計依據(jù)、設計目標和設計方法

　　第一節(jié)：設計依據(jù)

　　成都高新體育館擴聲系統(tǒng)的設計依據(jù)主要包括但不限于如下：

　　1.本體育館的主要功能定位

　　2.其他業(yè)主需求

　　* 業(yè)主及招標方提供的相關設計圖紙 * 本項目招標文件中的其他相關要求

　　3.專業(yè)規(guī)范及標準

　　* 《體育建筑設計規(guī)范》JGJ 31-2003; * 《體育館聲學設計及測量規(guī)程》JGJ/T 131-2000; * 《廳堂、體育館館擴聲系統(tǒng)設計規(guī)范》GB/T 28049-2011; * 《聲系統(tǒng)設備 第16部分：通過語音傳輸指數(shù)客觀變價語言可懂度》GB/T 12060.16-2017; * 其他現(xiàn)行的國家及行業(yè)相關標準、規(guī)范。

　　4.建聲基礎條件

　　任何電聲系統(tǒng)的設計是以本建筑的建聲特性為基礎的，建筑聲學與電聲學之間在許多方面有著密切的聯(lián)系，建聲與電聲設計的密切配合才能保證聽眾席的優(yōu)良音質，兩者不可脫節(jié)，否則將嚴重影響最終的擴聲效果。

　　成都高新體育館的建聲設計建議參照《體育建筑設計規(guī)范》JGJ 31-2003以及《體育館聲學設計及測量規(guī)程》JGJ/T 131-2000的要求進行。

　　第二節(jié)：設計目標

　　1.客觀性能指標

　　本次設計依據(jù)上述基礎展開，并將音頻擴聲系統(tǒng)的設計聲學特性指標確定為《體育館聲學設計及測量規(guī)程》GBT28049-2011中的體育館擴聲特性指標一級標準，其主要聽音區(qū)域(觀眾席及場內)擴聲系統(tǒng)所需滿足的指標要求具體如下：

體育館擴聲系統(tǒng)聲學特性指標

　　2.主觀評價指標

　　除上述客觀性能指標外，鑒于聲音聽覺感知具有非常強烈的主觀特性，因此，我們還設定了一些主觀評價感知的指標，用于在系統(tǒng)安裝調試完成后評價最終的擴聲聽感，具體主要如下：

　　* 足夠的響度，可以保證常規(guī)賽事狀況下所有聽音區(qū)能夠聽見擴聲系統(tǒng)的內容。 * 語言清晰、播出內容辨識率高。 * 聲場覆蓋精準，聲音分布均勻。 * 清晰明亮、有一定的豐滿度，音質良好、聽感優(yōu)美。 * 聽覺上無其他明顯的聲學缺陷。

　　第四章音頻擴聲系統(tǒng)設計方案介紹

　　第一節(jié)：子系統(tǒng)構成及主要系統(tǒng)功能

　　1.子系統(tǒng)構成

　　依據(jù)相關功能設計要求，并結合實際建筑結構，成都高新體育館音頻擴聲系統(tǒng)主要有如下若干子系統(tǒng)構成：

　　* 揚聲器子系統(tǒng)(含功率放大器部分); * 系統(tǒng)架構及音頻傳輸網(wǎng)絡子系統(tǒng); * 調音主控子系統(tǒng); * 信號源子系統(tǒng)及其他(含接口箱設計局布局);

　　2.系統(tǒng)主要使用功能

　　高新區(qū)多功能體育館擴聲系統(tǒng)是為現(xiàn)場觀眾服務的，應該最大限度地準確地體現(xiàn)出語言的清晰度和舒適度、為現(xiàn)場觀眾帶來足夠的臨場感。因此，擴聲系統(tǒng)是一個為語言擴聲及現(xiàn)場氛圍服務的高品質聲音重放展示平臺。對擴聲系統(tǒng)而言，應該擺脫傳統(tǒng)的“工程”設計理念，提升到“工程藝術”相結合的層次，一切的工程都為現(xiàn)場服務，盡量較全面地滿足現(xiàn)場氛圍的需要。

　　* 專業(yè)體育比賽或其他可行賽事的賽時擴聲 * 體育館內辦的商業(yè)演出在一定程度上的擴聲系統(tǒng)復用 * 體育展示音頻系統(tǒng)接入及擴聲 * 與升旗、背景廣播、電視轉播等其他系統(tǒng)的音頻聯(lián)動應用 等等。

　　3.系統(tǒng)的穩(wěn)定性

　　擴聲系統(tǒng)是個“聲音閉環(huán)系統(tǒng)”存在聲反饋問題，擴聲系統(tǒng)在臨界狀態(tài)下會給聲音帶來嚴重的失真(聲染色)，因而擴聲系統(tǒng)要有充分的穩(wěn)定性，這是保證擴聲系統(tǒng)聲音質量的一個重要因素。傳聲增益指標的保障可由揚聲器的選型與布局，以及優(yōu)良的指向特性、傳聲器的合理選型與布置和體育館內主席臺、看臺碗的建筑聲學處理等綜合手段予以保證。

　　4.聲學缺陷及系統(tǒng)噪聲

　　對于擴聲系統(tǒng)總噪聲級的保障，在設備選型時采用數(shù)字處理設備，并對信噪比進行嚴格控制。對系統(tǒng)布線、接插件焊接質量及系統(tǒng)接地系統(tǒng)等進行嚴格的工藝控制。

　　5.安全保障

　　所有設備和電氣控制器材、裝置全都滿足相應的國際安全標準和操作規(guī)程，具有故障自動保護的功能，以保證器材和電氣控制系統(tǒng)對人身是安全的。所有電線、電纜為耐火型、阻燃型或低煙幕型的，減少事故的發(fā)生?；虮苊獍l(fā)生事故時有害煙幕對人員的傷害。

　　設備零部件之間的連接、設備與基礎墻壁及其它土建構件的連接，均采用標準緊固件。緊固件的尺寸能滿足符合與結構的需要，結構設計上避免緊固件承受偏心載荷。

　　6.技術環(huán)保思想

　　音響系統(tǒng)是一個比較耗電的系統(tǒng)，但是通過技術手段的提高，可以減少音響系統(tǒng)的耗電量。在以往的系統(tǒng)設計中，往往被設計員所忽視。音響系統(tǒng)實質是“聲能——電能——聲能”的轉換過程，而在整個音響系統(tǒng)中，功放音箱的耗電量占了整個系統(tǒng)85%以上，因此在滿足各個指標的情況下，選用節(jié)能降耗功放和音箱，可以達到環(huán)保的目的，并且增加了系統(tǒng)的安全性。這在一個文明的現(xiàn)代化體育館中，顯得尤為重要，并將成為一個趨勢。

　　同時，體育館地處城市中心區(qū)，場內各類活動聲音需確保對場外公共環(huán)境不造成嚴重的聲污染。對噪聲的控制欲達到國家相關標準，需從建筑結構、吸聲設計等方面多方考慮。擴聲系統(tǒng)則應保證準確的投射與覆蓋，減少場內聲反射強度，從而對體育館外聲環(huán)境進行保護。

　　第二節(jié)：系統(tǒng)要點

　　1.相關機房與操作位置

　　多功能體育館主擴聲系統(tǒng)內設計使用的設備機房包括：1個主控機房，設置于場內中高層視線良好的位置，便于音響系統(tǒng)操作人員現(xiàn)場操作與控制，同時主控機房與場內相連的墻面應設置可打開的觀察窗;在馬道平臺配置1個遠端功放平臺，用于放置功放機柜，便于最大限度的縮短功率放大器與揚聲器之間的線纜傳輸距離，從而有效的提升系統(tǒng)音質。

　　2.場內接口盒設置

　　擴聲系統(tǒng)在體育館場芯四周及運動員入場通道等位置設置了一批音頻信號接口，接口內包含模擬音頻輸入輸出接口，以及場內流動揚聲器設備接口。同時在體育館內各個功能用房(如消防控制室、轉播機房等)均預留網(wǎng)絡音頻路由線路，用于接入其他系統(tǒng)信號或與其他系統(tǒng)勾連。

　　3.系統(tǒng)易用性設計

　　考慮到擴聲系統(tǒng)內設備分布位置較為廣泛，尤其絕大多數(shù)功率放大器設備被安置在馬道層功放平臺上，設備的電源開閉如果采用逐個設備手動開關的方式，每次開關功放都要上到馬道層進行控制，那么在賽事和其他各類文體活動密集的時間，頻繁的系統(tǒng)使用，電源開關將成為現(xiàn)場運維人員的“噩夢”。因此在系統(tǒng)設計過程中，在馬道平臺設計了智能配電系統(tǒng)1套，可通過IP的方式對配電箱內每一個路空開進行遠程的開關操作，也可設置自動一鍵的時序開啟或時序關閉，大大減少擴聲系統(tǒng)使用的工作難度。

　　同時，揚聲器設備吊裝在馬道下方，距離觀眾席較遠，某一只揚聲器設備如果出現(xiàn)故障，很難進行判斷。通過ArmoníaPlus System Manager™軟件實現(xiàn)對Powersoft功率放大器系統(tǒng)完全的遠程控制和監(jiān)控功能?？梢詫崟r進行通道負載阻抗測量和通道輸出功率測量，并且在設備信號出現(xiàn)異常的情況下，第一時間進行報警，讓工作人員可以在控制室內足不出戶的實現(xiàn)對揚聲器工作狀態(tài)的監(jiān)控，提高系統(tǒng)運維效率。

　　第三節(jié)：擴聲系統(tǒng)設計說明

　　1.揚聲器子系統(tǒng)

　　1.1揚聲器系統(tǒng)布局

　　成都高新體育館主擴聲采用線陣列揚聲器。線陣列具有垂直指向性易于控制的優(yōu)點，可提高直達聲與混響聲的聲能比，進而提高語言清晰度。適用于對語言清晰度指標要求很高的體育館。

　　根據(jù)場地情況，揚聲器系統(tǒng)采用集中式布置方案，抖屏上方明吊安裝。在體育館內，集中式的揚聲器布局有如下優(yōu)點：

　　在主席臺講話時，觀眾的聲像一致感相對較好。

　　接近于點聲源發(fā)聲，聲音達到聽音區(qū)位置的時間基本一致，易于控制、調整。

　　揚聲器組與功放平臺的距離相極短，線路所造成的損耗較小。

　　相對于分布式布局，集中式布局的揚聲器設備距離觀眾席較遠，直達聲成分相對較小，因此對揚聲器設備的投射能力要求較高，所需聲功率較大的需求，如若揚聲器設備的覆蓋控制能力不夠精準，則聲音容易外瀉，造成聲污染。因此對于揚聲器設備的選型提出了較為嚴格的要求。

　　揚聲器數(shù)量相對較少，相對于分散式，具有較好的性價比。

　　具體揚聲器設備的布置方案如下：

　　觀眾席全頻擴聲系統(tǒng)共布置6組揚聲器組，每組14只EAWKF810P雙10寸全頻垂直線陣列揚聲器，共84只，吊裝與抖屏上方內圈馬道，分別向四周均勻投射聲音信號;

　　考慮到賽時效果音樂及節(jié)間休息時啦啦隊表演等使用需求，以及未來承接更多非體育類的文藝演出活動等“文體兼顧”需求，擴聲系統(tǒng)內配置了4組超低頻揚聲器，選用EAWSB1001雙18寸超低頻揚聲器，分別朝向觀眾席四個方向，均勻的對場內低頻能量進行補充。

　　場芯區(qū)域擴聲系統(tǒng)共布置4組揚聲器組，每組配置1只EAWMK5364i單15寸全頻點聲源揚聲器。通過調整相位延時關系，使場芯區(qū)域的擴聲覆蓋與觀眾席區(qū)域的觀眾覆蓋銜接更為順滑，減少干涉，提升前排觀眾席音質。

　　系統(tǒng)配置4只EAWVFM129i Black單12寸返送音箱，通過流動的方式接入綜合插座箱內的音箱插座，服務于主席臺VIP區(qū)域和場內其他需要流動返送的區(qū)域。

　　由于體育館觀眾席結構的關系，馬道距觀眾席各個位置的投射距離是并不相同的，根據(jù)成都高新體育館現(xiàn)場情況，馬道距頂層最遠，距離地層看臺最近，因此線陣列揚聲器組在覆蓋觀眾席時既要考慮整體觀眾席覆蓋角度是否可達到，同時要考慮揚聲器在投射到距離不等的聽音面時對揚聲器“J值”的調整。線陣列揚聲器通過音箱與音箱之間的耦合來形成柱面波進行投射，從而降低聲音投射過程中因為距離增加而造成的聲壓級衰減。那么在投射距離較遠的地方可減小揚聲器之間角度，形成較強耦合能量;反之在投射距離相對較近的地方可適當增大揚聲器之間角度，從而使線陣列揚聲器組在覆蓋投射距離不等的聽音面時形成較為均勻的垂直聲場覆蓋。

　　1.2揚聲器設備選型

　　揚聲器的選型與布局是整個擴聲系統(tǒng)設計的重要一環(huán)，因為聲學特性指標中的幾項重要指標和最終的音質效果都直接與此有關。

　　為滿足語言擴聲時清晰度，同時又滿足音樂擴聲豐滿度的音質要求，除充分利用揚聲器的指向性對觀眾席直達聲有良好覆蓋外，觀眾席(特別是后區(qū))得到的直達聲能與混響聲能比值(聲學比)要有一合適的比值和余量。設計時考慮到觀眾廳的體積較大，實際建成之后有可能混響時間較長(或非滿場情況下)。

　　在揚聲器的使用上選用高Q值(指向性因子)并且在水平、垂直兩個方向都具有恒定指向特性揚聲器。由于混響聲能有利于提高聲場均勻度和音樂的豐滿度等積極因素，但過大會降低清晰度?；祉懓霃焦剑?/p>

Dc = 0.141×

，式中：

　　Dc：混響半徑

　　Q：揚聲器的指向性因數(shù)

　　由公式可以看出，增大揚聲器Q值(指向性因子)，Dc也相應增大，由此直達聲聲能覆蓋距離也得到了增大，遠離主揚聲器組的觀眾席才可以獲得較高的語言清晰度。只有這樣才能加強混響聲中有效部分的聲能覆蓋，增大50ms以前的聲能密度、提高有效混響時間的聲能量(有效聲能)、減弱聲反饋、提高清晰度，才能保證揚聲器指向覆蓋范圍內對任何角度的聽眾都能傳送清晰的聲音。

　　由于本擴聲系統(tǒng)按照語言和音樂使用考慮，在揚聲器選型上除指標參數(shù)達到要求外，對揚聲器的音色要求更應該重視。在文藝演出中，有時揚聲器的音色更為重要。這也充分體現(xiàn)了在以多功能為使用目的廳堂中《主觀音質評價標準》的要求，這在以往的相關工程中往往被忽略。

　　因體育館空間過大，為減緩因線路過長導致的音頻信號能量衰減嚴重這一情況，設計方案中所有的線陣列音箱產(chǎn)品均采用高阻抗多分頻產(chǎn)品，功率放大器端連接揚聲器應減少揚聲器設備并聯(lián)，同時根據(jù)傳輸距離選擇截面積更大的揚聲器線纜進行遠距離傳輸。

　　EAW揚聲器特點

　　系統(tǒng)內選擇美國EAW的全天候全頻無源線陣列揚聲器產(chǎn)品作為主擴聲揚聲器。該品牌揚聲器具有音色純正、語言清晰、高音明亮透徹、低音深厚有力、保真度高、效率高、聲音層次好等特點。EAW品牌在1978年由Ken Berger和Kenton Forsythe在美國創(chuàng)立，總部位于美國麻省的Whitinsville市。EAW 本著“聲音是科學，也是藝術”的理念設計揚聲器系統(tǒng)。生產(chǎn)了很多經(jīng)典的揚聲器產(chǎn)品。在很多世界知名的場所當中，小到一個會議室，大到上萬人的體育館，都可以看到EAW音箱的身影。

　　EAW品牌的線陣列揚聲器通過其特有的核心專利技術，使揚聲器設備在獲得極高的電聲轉換性能的情況下，同時保持極佳的聲音質感和解析度，結合優(yōu)越的全天候防護性能，非常適合使用在特大型體育館中固定安裝使用。

　　EAW品牌揚聲器具有以下幾個核心專利技術： n聲源對稱技術：通常揚聲器基本采用分頻式結構設計，高音號角和低頻單元之間，在分頻點處相當于兩個相干聲源源，從而產(chǎn)生了一系列的問題，由于相干聲源同頻段所產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，雖然可以通過斜率很大的濾波器減小相干范圍，但同時會對相位產(chǎn)生更大影響，從而制造更多問題。

　　而聲源對稱的音箱設計，由于各頻段音箱處于同一軸線，僅需調整不同頻段延時就可以達到很好的融合效果。

　　采用源對稱的設計，即減小了不同頻段之間到達的差值，同時還解決了在分頻點上相干聲源的問題。在很大程度上提高了聲音的品質。

　　n同軸陣列疊加技術(CSA)：在緊湊的揚聲器箱體中，高頻號角往往與中頻單元的安裝位置完全沖突。高頻的波陣面需要號角進行控制，中頻單元被藏在號角后又無法正常工作。使中頻信號可以穿過號角，需要在號角表面開孔。“CSA同軸疊加陣列技術”在保證35%的穿孔率的同時，通過特殊的菱形開孔設計，最大限度的保證高頻波陣面在通過穿孔表面的時候不受開孔的影響。

　　通過“同軸疊加陣列技術”，可以揚聲器在不影響高頻波陣面的情況下，無縫連接中頻單元釋放的音頻能量，讓聽感更自然，頻率分布更均勻。

　　n低頻相位對齊技術：通常來說號筒的大小(直徑)直接影響低頻指向控制的下限頻率，越大的號筒，低頻可控下限越低。以100Hz為例，根據(jù)波長計算公式：

　　λ=v/f

　　λ：波長

　　v：聲速

　　f：頻率

100Hz的波長約為3.44米想要在100Hz出現(xiàn)指向性，號筒的尺寸需要在波長的一半以上。約為1.72米左右。然而由于物理原因，我們的號筒不能做到無限大，如果想控制100Hz低頻，使用單獨的單元，這個號筒將使得音箱變得非常龐大。

　　n同相波導技術：同相波導三面兩鏡錐體導向結構，是一款EAW設計研發(fā)的、正在申請美國專利的新技術，是聲學研究領域的新發(fā)展。創(chuàng)新的波導能均衡從換能器到開孔的路徑長度，獲得從本質上控制垂直和水平模式的同相輸出。這種技術允許陣列中的所有揚聲器都能結合到單相對齊的音源。

　　這種技術可以為揚聲器帶來如下優(yōu)勢。

　　1、保證高頻單元發(fā)聲的所有位置，到達出聲面的時間都一樣;

　　2、波導技術如果內部管結構不圓滑，就會造成較嚴重的聲染色。而EAW的同相波導技術，很好的解決了這一問題;

　　3、源于波導幾何的垂直覆蓋控制;

　　4、屬于聲透鏡技術的一種，這種技術就好像使用光透鏡，可以把能量聚攏，實現(xiàn)最大增益。

其他揚聲器覆蓋曲線 EAW線陣揚聲器覆蓋曲線

　　結合以上幾個EAW核心專利技術，EAW線陣列揚聲器在獲得更好的聲音品質的同時，可以得到更加精準的揚聲器覆蓋。EAWKF810P的揚聲器水平控制能力可達到驚人的300Hz，提升中低頻信號的控制能力，從而增加揚聲器的指向精度，在系統(tǒng)中，可以最大限度的減少組與組之間的干涉問題，從而有效的提升場內擴聲語言清晰度。

　　1.3功率放大器系統(tǒng)

　　系統(tǒng)內選擇的意大利PowerSoft品牌X系列功率放大器全部采用帶數(shù)字處理能力(DSP)的產(chǎn)品。主備Dante網(wǎng)絡音頻信號同時接入功率放大器內，由功率放大器對兩路信號進行選擇，當主用的數(shù)字信號丟失時(主數(shù)字調音臺網(wǎng)絡故障或線路故障)，自動切換至備用模擬輸入信號(備用數(shù)字調音臺網(wǎng)絡)，確保系統(tǒng)正常工作。同時功放支持AES/EBU音頻輸入，可與調音臺系統(tǒng)的第三級鏈路備份直接勾連，功放內同樣可進行輸入信號優(yōu)先級的甄別，自動進行無縫切換。

PowerSoftArmoniaPlus軟件界面

　　PowerSoft品牌數(shù)字功放支持以下功能，非常適用于大型體育館館之中：

　　n功放輸出阻抗監(jiān)測，可判斷揚聲器工作狀態(tài)，提高檢修效率;

　　n功放支持遠程監(jiān)控功能，支持中文監(jiān)控界面;

　　n內置信號DSP功能，支持系統(tǒng)線路檢測功能;

　　n可為系統(tǒng)內功率放大器設置交流電源限幅器，保護設備;

　　n支持線路補償;

PowerSoftArmoniaPlus軟件界面

　　同時，傳奇的Powersoft綠色音頻能 源(Green Audio Power )技術提高了效率，最小化“碳足跡”和運作成本。

　　2.系統(tǒng)架構及音頻傳輸網(wǎng)絡子系統(tǒng)

　　2.1系統(tǒng)架構

　　以擴聲機房為中心，采用星型音頻網(wǎng)絡連接斗屏上方的功放平臺，形成主備網(wǎng)絡音頻傳輸連接1個分支功放機柜。擴聲系統(tǒng)內選擇全數(shù)字音頻設備，調音臺系統(tǒng)選擇兩臺Allen&HeathdLiveC1500+CDM32數(shù)字調音臺系統(tǒng)在控制室形成主備音頻系統(tǒng)，通過DANTE網(wǎng)絡音頻協(xié)議與分機房的功率放大器設備相連，利用DANTE網(wǎng)絡自有的冗余功能，形成兩套各自獨立的主備網(wǎng)絡音頻系統(tǒng)。通過功率放大器對多個輸入信號進行自動甄別和切換功能，主備系統(tǒng)可自動進行無縫切換，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

　　音頻信號通過DANTE網(wǎng)絡接入擴聲系統(tǒng)，實現(xiàn)機房到分支功放機柜的全數(shù)字鏈路，“端到端”的全鏈路備份，并可以實時監(jiān)測及控制各機房的音頻設備。

　　整套系統(tǒng)總體架構通過DANTE網(wǎng)絡音頻方式進行信號傳輸，系統(tǒng)內典型的數(shù)字信號流程為：話筒信號、音源信號、周邊系統(tǒng)送入信號等通過音頻信號分配器后接入擴聲機房內的主備數(shù)字調音臺，場地內多媒體接口盒的音頻信號接入臨近機房，同樣通過音頻分配器后接入機房內的數(shù)字音頻處理器，經(jīng)A/D轉換后進入Dante音頻網(wǎng)絡，機房與機房之間通過交換機光纖傳至擴聲機房主備數(shù)字調音臺;經(jīng)調音臺混合、調整、分配后再將主備兩套音頻信號通過Dante網(wǎng)絡，經(jīng)由交換機之間的光纖信號傳至各機房的數(shù)字功率放大器和數(shù)字音頻處理器，處理器將Dante網(wǎng)絡音頻信號通過D/A轉換發(fā)送至臨近的場地多媒體接口盒，數(shù)字功率放大器則將音頻信號饋送入附近的揚聲器系統(tǒng)。

　　n全鏈路備份：無線話筒信號直接通過DANTE接入系統(tǒng)，模擬音源設備通過A/D轉換器轉換為DANTE信號后同時分配入主備兩個系統(tǒng)，網(wǎng)絡音頻最終直接輸入至帶有冗余備份功能數(shù)字功放，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的全鏈路備份，當鏈路中任何一個設備出現(xiàn)故障，無需手動設置即可實現(xiàn)主備音頻信號的無縫切換。

　　n“端到端”的全數(shù)字鏈路：采用全Dante網(wǎng)絡架構的音頻系統(tǒng)，在擴聲機房設置主備核心交換機，并在各機房設置主備子交換機，以擴聲機房數(shù)字調音臺為中心，機房與機房之間通過光纖為媒介組成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡化數(shù)字音頻系統(tǒng)。整個系統(tǒng)內全部音源信號均先通過音頻分配器后接入系統(tǒng)，之后或直接同時接入主擴數(shù)字調音臺和備份數(shù)字調音臺，或通過A/D轉換后直接接入Dante音頻網(wǎng)絡。

　　2.2綜合布線網(wǎng)絡

　　為進一步提高系統(tǒng)使用靈活性，本設計方案中，為成都高新體育館在場芯四周及主要球員入場通道、混合采訪區(qū)等位置布置了若干信號接口箱，以滿足擴聲、音頻信號采集、轉播等系統(tǒng)的使用功能。場內信號接口箱內包含模擬音頻接口、光纖網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接口等。接口箱信號就近接入分置在場內各處的信號交換小間，場內模擬音源設備(如拾音話筒等)信號在信號交換小間通過網(wǎng)絡音頻轉換設備進行A/D轉換，將模擬音頻信號轉換成DANTE信號接入系統(tǒng)，更利于遠距離傳輸時保持信號質量無損壞無衰減。

　　同時系統(tǒng)在體育館內各個功能用房如消防控制室、轉播機房、弱電機房、新聞發(fā)布廳、第四官員用房等房間均預留了網(wǎng)絡信號傳輸路由，可作為DANTE或其他網(wǎng)絡音頻信號通道將各個系統(tǒng)的音頻信號與本地擴聲系統(tǒng)進行勾連使用;在與主控室距離較近的大屏控制室、升旗控制室等功能機房預留模擬音頻鏈路，用于此類系統(tǒng)音頻信號接入擴聲系統(tǒng)。

　　2.3與其他系統(tǒng)/區(qū)域的信號聯(lián)絡

　　擴聲系統(tǒng)與公共廣播、大屏顯示、電視轉播、內通、緊急廣播等系統(tǒng)及中央控制室均預留了信號線纜，以實現(xiàn)信號的互聯(lián)。

　　3.調音主控子系統(tǒng)

　　擴聲系統(tǒng)中調音臺設備采用2臺英國ALLEN&HEATH公司dLive系列主備調音臺系統(tǒng)，通過DANTE協(xié)議構架整個音頻傳輸及控制鏈路。

　　dLive系列是ALLEN&HEATH公司旗艦級大型數(shù)字調音臺系統(tǒng)，是基于96kHz XCVI FPGA引擎研發(fā)的調音臺，是一款集中采用了我們的新生代技術的、能夠獨立運行的128通道/64個可配置總線的調音臺，它具有全高清觸摸屏、超靈活的工作流程，也具備分屏UI、可擴展的I/O選項。完全采用金屬鑄造外殼，堅實耐用。

　　4.信號源子系統(tǒng)及其他

　　擴聲系統(tǒng)內配置美國SHUREQXLD數(shù)字系列無線話筒4套，其中，配置4只QLXD2無線手持話筒，2只無線頭戴話筒，保證現(xiàn)場活動使用需求可以得到滿足。

　　系統(tǒng)內配置美國SHUREMX418會議鵝頸話筒4套，用于主席臺演講及其他賽事播報等情況使用。

　　系統(tǒng)內專業(yè)DVD播放器1臺，多配體播放電腦1臺(配置虛擬聲卡)。所有音源設備通過音頻分配器或話筒分配器將信號一分為二，經(jīng)過跳線盤后進入主備系統(tǒng)，保證兩套系統(tǒng)的實時切換與備份。