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廣播電臺播音室設(shè)計

2007-07-13 Blazo Guzina 依馬獅網(wǎng)


    小型廣播電臺的基本要求是一座包括一間播音室和附屬控制室的用于播出的主綜合建筑,以及可作為第一播音室熱后備的用于錄音和編輯的第二播音室。
    更大型的廣播和電視中心有各種類型的演播室、控制室及其它為滿足聽眾多方面要求而建立的技術(shù)區(qū)。

    典型的結(jié)構(gòu)
    一個典型的區(qū)域廣播中心可能有若干間供單純播音、流行音樂、輕音樂和管弦樂、輕度娛樂(有供一個聽眾使用的房間)的播音室和通用播音室,在最大型廣播中心的情況下可能有廣播劇播音室。
    播音室是一間具有內(nèi)部聲學處理的聲學隔離的房間,在設(shè)計上能滿足要求的混響時間。播音室內(nèi)布置了話筒,聲源(揚聲器、樂器、演員、歌手等)在此播音室內(nèi)錄音。
    控制室相鄰播音室,其用途是混音、編輯、錄音、監(jiān)聽、測量和處理來自播音室內(nèi)話筒的聲音信號輸出。
    為了理解聲音與構(gòu)成播音室的物理結(jié)構(gòu)的相互作用原則,有必要聲音產(chǎn)生和傳播的基本情況。
    振動表面(人聲帶或揚聲器膜等)的運動產(chǎn)生一個壓力波。聲場中的空氣被壓縮和變稀薄,氣壓的變化因此從聲源被傳播。

廣播電臺播音室設(shè)計
圖1 平面聲波產(chǎn)生和傳播

    相應(yīng)的波長范圍與整個建筑物的空間范圍是可比較的——20 Hz低頻的17m一直到20000Hz的17mm。
    聲音的響度是空氣中壓力變化幅度及相應(yīng)的人耳膜振動幅度的一個函數(shù)。
    人耳的靈敏度與頻率有關(guān),其最敏感的頻率在1.4kHz附近。
    在討論兩間房間的隔音與空氣傳播的或沖擊聲的關(guān)系時,最簡單的情形是考慮把一間房間作為聲源房間,另一房間作為接收房間,它們有一個共同的劃分環(huán)境,換句話說一堵墻或地板和天花板。

    質(zhì)量定律
    入射在邊界表面上的聲能將取決于聲源聲能輸出和房間內(nèi)總聲吸收,此處是任何播音室建筑物。
    當聲波沖擊播音室的邊界面時,其部分能量被轉(zhuǎn)換為此表面的振動,而其余能量被反射回來。厚重的結(jié)構(gòu)具有大的質(zhì)量反作用力,因此只有小部分的聲能轉(zhuǎn)換為振動能量。
    邊界面的阻力隨著結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加及隨著頻率增加而增大。
    這就是所謂的隔聲材料質(zhì)量定律。質(zhì)量定律很復(fù)雜而且和頻率相關(guān),在一個頻率范圍內(nèi)隔聲將有很大的變化,它受各種類型共振的限制。
    單一邊界面的平均隔聲指數(shù),在100Hz到3200Hz范圍,是它們的表面質(zhì)量的一個函數(shù)。

廣播電臺播音室設(shè)計
圖2 100Hz-3200Hz范圍平均聲衰減指數(shù)

    如果界墻的隔聲指數(shù)是52dB,那么入射聲能通過它時會降低52dB。因此,一間房間內(nèi)75dB的聲源只能在接收房間產(chǎn)生23dB的聲音(75-52=23)。
    至于隔聲,廣播中心內(nèi)的基本播音場所——播音室和聲音控制室應(yīng)當符合某些要求,以便在節(jié)目輸出聽不到有害的聲音——噪聲,并且不會干擾工程師主觀控制音質(zhì)。
    避免區(qū)域間干擾所需的隔聲度以及由此而來的受保護室內(nèi)可接受的有害聲衰減水平,取決于存在的環(huán)境噪聲水平,同時顧及掩蔽效應(yīng)的心理聲學特性。
    環(huán)境噪聲水平在播音室和控制室內(nèi)是不同的,容許的噪聲水平也是如此。這些水平通常用單純數(shù)字描述,如dB(A)、噪聲評價等級(NR)或噪聲評價標準(NC)。對于設(shè)計來說,必須觀測以NR或NC曲線形式的整個噪聲頻譜。
    雖然建筑師只需考慮100Hz到3150Hz的頻率范圍,但播音室聲學設(shè)計師通常應(yīng)考慮更廣的范圍,有時甚至廣到63Hz到8000Hz。
    倍頻帶聲壓級與頻帶中心頻率的關(guān)系是曲線。每條曲線在1kHz有一個對應(yīng)于倍頻帶聲級的數(shù)值。使用1/3倍頻帶聲級,整條曲線向下移動5dB。
    評價標準有所不同,改變?nèi)珖鴱V播主管部門或國際組織結(jié)論的建議也有所不同。允許的播音室噪聲級根據(jù)不同類型節(jié)目的要求,通常為NR 15到25范圍內(nèi)。
    要記住的是數(shù)字音頻設(shè)備可能有90dB的信噪比,預(yù)期在1kHz分別有NR 15或NR 25的播音室,信號輸出端的總信噪比為75dB(90-15)或65dB(90-25)。
    這兩個值都超出了AM和FM發(fā)射機的極限,但對于數(shù)字廣播,嚴格的標準是不可避免的,至少必須NR 15或好得多的NR 10。
廣播電臺播音室設(shè)計
圖3 播音室內(nèi)容許的背景噪聲

    廣播控制室容許的噪聲水平一般比緊鄰播音室高出5到10dB,這是由于設(shè)備產(chǎn)生的環(huán)境噪聲水平?jīng)Q定的,而且還取決于不同類型節(jié)目的要求。
    不過實際上,在大多數(shù)情況下由于資金的原因,高出這些達10dB的數(shù)值往往是容許的。
    如果聲音被尺寸與聲音波長相比較大的平面反射,將產(chǎn)生源聲波的一個鏡面反射。
    由于有限數(shù)量的分離聲像,播音室中因而產(chǎn)生的聲場將隨位置變化而變化。
    在相反的極端,具有與波長可比的突出物的粗糙表面將產(chǎn)生大量的向所有方向隨機散射的反射波。這種情形即擴散聲場。
    多孔和纖維材料為特例,其中很少的聲能從表面反射,而由于空隙內(nèi)的滯流,大量聲能可能消散在此材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
    這些材料對于播音室內(nèi)吸聲處理特別有用。

    混響時間
    聲波在一個封閉空間反射很多次,每次反射都有一些聲能被吸收。混響衰減率定義每間播音室的一個特性——混響時間(RT)。
    RT是一個聲音減弱到其原始強度百萬分之一(即60dB)所花的時間。
    混響隨頻率變化,并部分取決于在反射之間聲音必須傳播的距離。因此,大房間通常比小房間有較長的混響時間。
    在一間空房間,沒有經(jīng)過內(nèi)部聲學處理的邊界面堅硬且沒有裝飾,大部分撞擊墻面的聲波被反射。標準的室內(nèi)裝備可能包括地毯、窗簾、軟椅。這些裝備加上人起吸聲器的作用。
    桌子、硬椅及其它木制和金屬物體反射很多到達它們那里的聲音并分解波前。它們起聲音散射器的作用。
    吸收和擴散隨頻率而變。小物體只擴散最高頻率的聲音,此聲音波長可比于此物體的尺寸。
    比物體尺寸長的聲波完全傳過這些物體。它發(fā)生在低頻(長波長),這加上其它聲學現(xiàn)象,有助于解釋柔軟的吸聲器的厚度為何像其位置一樣,影響其吸收長波長聲音的能力。
    在墻壁的硬發(fā)射表面,無論如何都沒有空氣流動。為影響較低頻率,吸聲材料必須遠離墻壁。
    播音室聲學設(shè)計師考慮空間容積,播音室工作人員數(shù),墻壁、天花板和陳設(shè)品的聲學特性。然后他們以最終聲學處理的形式,通過增加必要的低、中、高頻吸聲器計算每間

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