浅谈国内公共广播设备质量指标水平分析

lpjsglhmyc · 发表于 2006-3-31 13:20:00

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浅谈国内公共广播设备质量指标水平分析

通过对目前国内市场上几个公共广播品牌的几类产品的指标调查后，分析组成基本系统后的质量指标水平状态，供制订公共广播国家标准参考，以便合理设限。

当前国内大大小小的公共广播生产厂家有超过千家之多，众多厂家技术水平差距比较大，产品的质量指标水平参差不齐，但一线厂家的产品质量水平都是比较好的，性能指标也比较高。在实际的工程应用时，因为目前国家还没有一个针对性的验收标准，工程商与客户在工程中就容易产生分歧，引发不必要的矛盾和造成浪费。针对这种现状，信息产业部2006年6月发布的《2006年度电子工程建设标准定额制订修订计划》中，提出在2006年6月起着手制订《公共广播系统工程技术规范》，并要求2007年6月完成报批稿。根据上述安排，由信息产业部标准定额站、中国电子学会声频工程分会、广州市迪士普公司主编的《公共广播系统工程技术规范》，近期已完成草案初稿（以下简称“草案”）。

根据草案规定，公共广播系统中声学特性指标主要包括最大声压级、信噪比、传输频率特性等。实践表明在公共广播系统中决定这些指标的设备主要是这几类常规产品：音源设备、前置放大器、广播功放、广播扬声器等。而系统中的其它设备，如定时控制、分区控制等对上面这些指标影响很小。因此在公共广播系统中如果仅就声学特性指标而言，系统框图可以简化如图1。根据这个系统框图，笔者调查了多家有代表性的一线生产厂家公布的这几类产品的指标，调查结果如附表1 ～附表6。考虑到篇幅，表中仅列出了关键的几项指标。

根据附表1 ～附表6的数据，我们可以对用这些国内产品组成公共广播系统后的最大声压级、信噪比、传输频率特性几项指标进行初步讨论。

1. 最大声压级

公共广播系统中的最大声压级基本上可以认为是由广播扬声器决定的，因为现在的功率放大器输出功率已经可以轻易做到几千瓦，而广播扬声器的单只功率普遍偏小，一般是几瓦到几十瓦，超过1百瓦的比较少。根据电声原理，公共广播系统中广播扬声器覆盖区的最大声压级SPL同广播扬声器的灵敏度级LM、馈给广播扬声器的电功率P、听音点与广播扬声器的距离r等有如下关系：

SPL = LM +10 lg P – 20 lg r dB （1）

由附表４、附表5、附表6可以看出各品牌的3类广播扬声器的灵敏度级在89 ～ 94dB之间。现以迪士普DSP802为例进行简单分析。假定扬声器安装在3米高天花板的场馆内，扬声器的互相距离是16米，1.70米高的人站在两只扬声器中间处，此时人的耳朵距两只扬声器的距离约是8.2米。套入公式（1）可匡算出单个扬声器提供的声压级约为81.5dB，加上邻近扬声器和早期反射声群的贡献还可使声压级增加3dB左右。这个声压级对于一般的背景音乐广播而言，已经完全可以满足要求。当应用在室外时，计算方法也是一样，但室外基本上没有早期反射声群。

上面仅是一例粗略计算，在工程应用中根据所属公共广播等级的要求，可通过调整广播扬声器类型和配置距离，使声压级达到80-90 dB是可以实现的。

2. 信噪比

公共广播系统的信噪比是信号源设备、广播前置放大器、广播功放加在一起的总信噪比。其中前置放大器和功放是有增益的设备，信号源设备的本底噪声信号被前置放大器放大，放大后的噪声信号又与前置放大器的本底噪声信号叠加在一起再经过功率放大器放大。从附表1和附表3可以看出典型音源设备CD播放器和广播功放的信噪比指标都是比较高的。而前置放大器因为一般具有多路话筒输入和多路线路输入，所以的信噪比要低些。在实际公共广播系统中，公共广播系统的信噪比就是广播功放输出端的信噪比。

笔者以迪士普的产品为例，对3种机器单机，以及连成图1的系统，进行了实际测试。测试结果表明，单机的测试结果与厂家公布的参数基本一致，其中信号源设备MP9907C的信噪比是90 dB，广播前置放大器MP9911P的信噪比是70dB，广播功放MP2600的信噪比是88 dB。3台机器连接后在广播功放输出端测到的信噪比约78dB，甚至比广播前置放大器MP9911P的指标更好。这个结果有点意外。笔者开始也对这个结果表示怀疑。为此，对上面的几种机器重复测试了3套，最终结果也是非常接近。这大概是由于设备级联后，改善了噪声匹配条件，以及信噪比较高、同时增益也较大的功放的贡献所致。

国内的公共广播产品，经过近年的发展，整体的技术水平有明显提高。一线厂家的常规产品，尤其是上面介绍的那几类，其质量指标水平已经比较接近国际同行的水平。

3. 传输频率特性

公共广播系统中信号源设备以及广播前置放大器的频率响应通常具有比较宽的范围。广播功放因为输出变压器的原因，频率响应范围一般要比舞台类的定阻式专业功放窄一点。同时出于对效率和可靠性方面的考虑，有很多厂家都会对低频响应范围加以限制。而高频响应范围完全取决于输出变压器。随着工艺的改进，现在很多厂家已经可以将大功率输出变压器的高频响应上限做到超过20KHz。广播扬声器一般也具有输入变压器，这也是影响频率响应的重要原因，高频段尤其明显。同时受到价格、外型尺寸的限制，喇叭单元口径和箱体一般较小，甚至没有箱体（天花扬声器大部分没有箱体——以天花板为障板），因此大部分广播扬声器的低频响应不是很好。实际表明在整个广播系统中广播扬声器频率响应范围比信号源设备、广播前置放大器和广播功放都要窄一些，基本上可以认为，系统的频响是由广播扬声器决定的。

笔者通过对附表4 ～附表6中迪士普的3个型号广播扬声器，每个型号各5只进行了测试。每个型号测试分三种组合：1是广播扬声器单独测试；2是广播扬声器+广播功放MP2600测试；3是广播扬声器+广播功放MP2600+广播前置放大器MP9911P测试。测试发现，几种组合的频率特性都与广播扬声器频率特性很接近。图2是DSP308组合的测试曲线。由图2可以看出扬声器连接功放和前置后的频率特性变化不太明显。因此可以认为，在公共广播系统中频响范围是由广播扬声器决定的。

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