让扩声突破混响屏障 | 北京冬残奥会采用高清晰音响扩声系统

让扩声突破混响屏障

国家残疾人冰上运动比赛训练馆是北京2022年冬奥会和冬残奥会重点工程之一。

位于顺义区后沙峪地区的中国残疾人体育运动管理中心园区内。该馆内设有一部分观众席，既是比赛也是训练用馆。

声场环境分析

国家残疾人冰上运动比赛训练馆与国家速滑馆声场环境类似都具有超大的冰面而二超大的冰面也是造成体育馆声场环境恶劣的直接原因。

相对于国家速滑馆该比赛训练馆的空间要小很多，但由于其冰面与整个地面的占地比80%的关系，对于建声设计与实施条件，难度不亚于国家速滑馆。

按照传统的扩声理论设计其最终的建声混响时间为4.5秒，达不到体育馆的基本扩声条件。

按声系统工程理论，建声与电声相互配合的效果是一一对应关系。既然声场环境差，在无法改变声场环境的情况下，就需要从建声方面进行调整，这对于扩声来说是一个很难逾越的障碍。

寻求突破混响屏障

面对恶劣声场环境，采用常规扩声设计显然不能达到国家标准。这里谈到的常规扩声，是指建立在合理建声环境下的扩声设计，其可以充分发挥电声产品、设计与施工优势，展现出最佳的听觉效果。

1、扩声方案研究

我们把对扩声需求好比作一个人的美容需求。音响设备好比美容设备，音响设计师好比美容师。

可这里隐藏着一个前提条件，如果顾客有重病脸色苍白，美容化妆没意义不大，主要先去看病。在大空间长混响环境中扩声，就好比扩声本身有重病，音色好但听不清又有何意义？很多外行认为，用音色好的高级音响，就能突破混响屏障。就好比化妆得漂亮就能治病一样。可我们就不这么认为。

扩声方案从了解扩声环境来调整音响效果，并不只是音响系统选配与调试问题，也需要建声与电声配合设计出的音箱吊挂位置问题。否则容易出现人为制造出二次混响声。

2、确定指导思想

我们进一步分析环境发现，除冰面问题外，其他墙面同顶棚情况来看，建声设计对扩声是有所帮助的。在声系统工程理论中，曾经有人提出过解决混响时间长的扩声方案，只是技术不成熟而没有引起大家的重视。

我们在这里称之为电建声学理论或体育扩声理论。它既不是电声学也不是建声学，它以电声学与建声学作为理论基础，通过现代电声设备实现解决方案。

电建声学理论

电建声学是指，在大空间长混响环境中扩声，采用强指性音箱与特殊吊挂方式相结合，尽最大的可能避开反射声，让提高扩声清晰度的一门学科，该理论由上世纪70年代荷兰科学家提出，为现在用电声手段克服建声不足指明方向。

当然这只考虑扩声效果本身，并不否认建声的重要性。（这里需要特别强调，建声不止是为扩声服务，而且是为自然声等多方面服务，不能因解决了一点清晰度问题而忽略建声问题，建声比电声还要重要。）

这里强调的是，有病是去美容院还是去医院的问题。体育扩声与其他扩声是两种在设计思想上完全不同的扩声方式。

一种是研究音箱吊挂位置，如何避开恶劣声环境，让扩声听得清。另一种是调整设备尽可能把音色做得更好的扩声，不太用考虑声环境。下面谈一下建点声学的基本概念：

1、扩声区要精确覆盖；

2、各扩声区尽量不相互干扰；

扩声区要精确覆盖是指，设计扩声方案时，每个发声点（一只、组或一串音箱）必须保证按照声压级等各项检测指标一次性达到标。

同时扩声要精准，尽量不要把声音外泄，避免增加有害反射声。这就要需要选择扩声音箱时对其指向性要求提高。

各扩声区域尽量不相互干扰是指，每一个扩声区域的声音，尽量不要跨越到其他扩音区，更不能在一个扩声区域分别远距离吊挂两组音箱，否则会产生二次混响声，加重环境中的长混响程度，使声音更听不清。

制定扩声方案

结合实际建声设计情况，除冰面以外，其他墙面或顶的反射都会比冰面小。

因此，按照电建声学理论，我们采取的方案体现了高效率精准覆盖扩声区域，而减少音箱吊挂点，即减少相互干扰的总量，确保语言扩声清晰度的提高。

1、音箱吊挂位置的确定

为确保扩声区域精确覆盖，把音箱吊挂点设在大屏两边，每边音箱负责该边观众席。利用线阵列音箱垂直指向性特点，最大程度避开冰面的反射。效果图如下：

2、音箱特性的选定

音箱选用PROSO国产品牌，型号为FL-2，该产品为线阵列音箱，其高音具有自主知识产权的美国发明专利技术。其具有高清晰度的特点。

在长混响环境下，保证扩声系统工程在语言清晰度方面达到奥运会标准。

与此同时，更加便利的条件让残疾运动员们可以拥有更好的比赛体验，带来自我超越的获得感和战胜自我的成就感，为他们的人生打开了一扇新的大门。