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OBTPA公共廣播工程手冊
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日期:2018-09-26 11:19:48
一、公共廣播工程設計的一般順序這里所說的公共廣播是指有線傳輸?shù)穆曇魪V播,通常用于公共場館、大廈、小區(qū)內(nèi)部,供背景音樂廣播、尋呼廣播以及強行插入的災害性廣播使用。這一類公共廣播工程的設計,通常按下列順序進行:
1、首先應考慮廣播揚聲器的選用、配置
2、廣播功放的選用
3、廣播分區(qū)
4、廣播系統(tǒng)的建構(gòu)
二、廣播揚聲器的選用和配置
1、廣播揚聲器的選用原則上應視環(huán)境選用不同品種規(guī)格的廣播揚聲器。
例如,在有天花板吊頂?shù)氖覂?nèi),宜用嵌入式的、無后罩的天花揚聲器。如OBT-608、OBT-808、OBT-809、OBT-502等系列。這類揚聲器結(jié)構(gòu)簡單,價錢相對便宜,又便于施工。主要缺點是沒有后罩,易被昆蟲、鼠類嚙咬。
在僅有框架吊頂而無天花板的室內(nèi)(如開架式商場),宜用吊裝式球型音箱(OBT-208)或有后罩的天花揚聲器(如OBT-102、OBT-106等系列)。由于天花板相當于一塊無限大的障板,所以在有天花板的條件下使用無后罩的揚聲器也不會引起聲短路。而沒有天花板時情況就大不相同,如果仍用無后罩的天花揚聲器,效果會很差。這時原則上應使用吊裝音箱。但若嫌投資大,也可用有后罩的天花揚聲器。有后罩天花揚聲器的后罩不僅有一般的機械防護作用,而且在一定程度上起到防止聲短路的作用。
在無吊頂?shù)氖覂?nèi)(例如地下停車場),則宜選用壁掛式揚聲器或室內(nèi)音柱。前者如OBT-426、OBT-428、OBT-466-468-469等系列;后者如OBT-121-123、OBT-160-162等系列。
在室外,宜選用室外音柱或號角。前者如OTB-161-163、OBT131-133等系列;后者如OBT-307、OBT-309等系列。這類音柱和號角不僅有防雨功能,而且音量較大。由于室外環(huán)境空曠,沒有混響效應,選擇音量較大的品種是必須的。
在園林、草地,宜選用草地音箱。如OBT-1801、OBT-1802、OBT-1803等系列。這類音箱防雨、造型優(yōu)美,且音量和音質(zhì)都比較講究。
在裝修講究、頂棚高闊的廳堂,宜選用造型優(yōu)雅、色調(diào)和諧的壁畫揚聲器。如OBT-3040、OBT-4050、OBT-6090、OBT-60120等系列。
在防火要求較高的場合,宜選用防火型的揚聲器。例如OBT-207、OBT-108等系列。這類揚聲器是全密封型的,其出線口能夠與阻燃套管配接。
至于品牌和檔次的選擇,自然與投資有關。OBT系列以普及檔次至中等級檔次為主。
2、廣播揚聲器的配置
廣播揚聲器原則上以均勻、分散的原則配置于廣播服務區(qū)。其分散的程度應保證服務區(qū)內(nèi)的信噪比不小于15dB。
通常,高級寫字樓走廊的本底噪聲約為48~52dB,超級商場的本底噪聲約58~63dB,繁華路段的本底噪聲約70~75dB??紤]到發(fā)生事故時,現(xiàn)場可能十分混亂,因此為了緊急廣播的需要,即使廣播服務區(qū)是寫字樓,也不應把本底噪聲估計得太低。椐此,作為一般考慮,除了繁華熱鬧的場所,不妨大致把本底噪聲視為65~70dB(特殊情況除外)。照此推算,廣播覆蓋區(qū)的聲壓級宜在80~85dB以上。
鑒于廣播揚聲器通常是分散配置的,所以廣播覆蓋區(qū)的聲壓級可以近似地認為是單個廣播揚聲器的貢獻。根據(jù)有關的電聲學理論,揚聲器覆蓋區(qū)的聲壓級SPL同揚聲器的靈敏度級LM、饋給揚聲器的電功率P、聽音點與揚聲器的距離r等有如下關系:
SPL=LM+10lgP–20lgrdB(1)
天花揚聲器的靈敏度級在88~93dB之間;額定功率為3~10W。以90dB/8W匡算,在離揚聲器8m處的聲壓級約為81dB。以上匡算未考慮早期反射聲群的貢獻。在室內(nèi),早期反射聲群和鄰近揚聲器的貢獻可使聲壓級增加2~3dB左右。
根據(jù)以上近似計算,在天花板不高于3m的場館內(nèi),天花揚聲器大體可以互相距離5~8m均勻配置。如果僅考慮背景音樂而不考慮緊急廣播,則該距離可以增大至8~12m。另外,適用于中國大陸的火災事故廣播設計安裝規(guī)范(以下簡稱‘規(guī)范’)有以下一些硬性規(guī)定:“走道、大廳、餐廳等公眾場所,揚聲器的配置數(shù)量,應能保證從本層任何部位到最近一個揚聲器的步行距離不超過15m。在走道交叉處、拐彎處均應設揚聲器。走道末端最后一個揚聲器距墻不大于8m”。
室外場所基本上沒有早期反射聲群,單個廣播揚聲器的有效覆蓋范圍只能取上文匡算的下限。由于該下限所對應的距離很短,所以原則上應使用由多個揚聲器組成的音柱。饋給揚聲器群組(例如音柱)的信號電功率每增加一倍(前提是該群組能夠接受),聲壓級可提升3dB。請注意“一倍”的含義。由1增至2是一倍;而由2須增至4才是一倍。另外,距離每增加1倍,聲壓級將下降6dB。根據(jù)上述規(guī)則不難推算室外音柱的配置距離。例如,以OBT-1127室外音柱為例,其額定功率為40W,是單個天花揚聲器的4倍以上。因此,其有效的覆蓋距離大于單個天花揚聲器的2倍。事實上,這個距離還可以大一些。因為音柱的靈敏度比單個天花揚聲器要高(約高3~6dB),而每增加6dB,距離就可再加倍。也就是說OBT-1127音柱的覆蓋距離可以達20m以上。但音柱的輻射角比較窄,僅在其正前方約60~90度(水平角)左右內(nèi)有效。具體計算仍可用式(1)。
三、廣播功放的選用
廣播功放不同于HI-FI功放。其最主要的特征是具有70V和100V恒壓輸出端子。這是由于廣播線路通常都相當長,須用高壓傳輸才能減小線路損耗。
廣播功放的最重要指標是額定輸出功率。應選用多大的額定輸出功率,須視廣播揚聲器的總功率而定。對于廣播系統(tǒng)來說,只要廣播揚聲器的總功率小于或等于功放的額定功率,而且電壓參數(shù)相同,即可隨意配接,但考慮到線路損耗、老化等因素,應適當留有功率余量。按照‘規(guī)范’的要求,功放設備的容量(相當于額定輸出功率)一般應按下式計算:
P=K1?K2?ΣP0(2)
P—功放設備輸出總電功率(W)
P0—每一分路(相當于分區(qū))同時廣播時最大電功率
P0=Ki?PiPi—第i分區(qū)揚聲器額定容量
Ki—第i分區(qū)同時需要系數(shù):
服務性廣播客房節(jié)目,取0.2~0.4
背景音樂系統(tǒng),取0.5~0.6
業(yè)務性廣播,取0.7~0.8
火災事故廣播,取1.0
K1—線路衰耗補償系數(shù):1.26~1.58
K2—老化系數(shù):1.2~1.4
椐此,如果是背景音樂系統(tǒng),廣播功放的額定輸出功率應是廣播揚聲器總功率的1.3倍左右。
但是,所有公共廣播系統(tǒng)原則上應能進行災害事故緊急廣播。因此,系統(tǒng)須設置緊急廣播功放。根據(jù)‘規(guī)范’要求,緊急廣播功放的額定輸出功率應是廣播揚聲器容量最大的三個分區(qū)中揚聲器容量總和的1.5倍至于廣播功放的其他規(guī)格,取決于廣播系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和投資。
四、廣播分區(qū)
一個公共廣播系統(tǒng)通常劃分成若干個區(qū)域,由管理人員(或預編程序)決定那些區(qū)域須發(fā)布廣播、那些區(qū)域須暫停廣播、那些區(qū)域須插入緊急廣播---等等。
分區(qū)方案原則上取決于客戶的需要。通常可參考下列規(guī)則:
1、大廈通常以樓層分區(qū),商場、游樂場通常以部門分區(qū),運動場館通常以看臺分區(qū),住宅小區(qū)、度假村通常按物業(yè)管理分區(qū),等等。
2、管理部門與公眾場所宜分別設區(qū)。
3、重要部門或廣播揚聲器音量有必要由現(xiàn)場人員任意調(diào)節(jié)的宜單獨設區(qū)??傊?,分區(qū)是為了便于管理。凡是需要分別對待的部分,都應分割成不同的區(qū)。但每一個區(qū)內(nèi),廣播揚聲器的總功率不能太大,須同分區(qū)器和功放的容量相適應。以OBTPA系列中的OBT-8010分區(qū)器為例,每一個區(qū)的功率容量為1000VA,但10個區(qū)的總?cè)萘坎粦^10000VA。椐此,如果10個區(qū)滿負荷運行,則平均每個區(qū)不應超過1000VA(近似1000W)。
五、廣播系統(tǒng)的建構(gòu)
1、簡易系統(tǒng)一個公共廣播系統(tǒng)
起碼須配置下列環(huán)節(jié):
廣播揚聲器,廣播功放,前置放大器,話筒。
A、最簡易的方案如圖一。
話筒
OBT-6N系列廣播功放有內(nèi)置的前置放大器(俗稱“合并機”)。該系列的最小功率是60W,可驅(qū)動8~16個天花揚聲器或5~10條音柱(具體須視揚聲器和音柱的型號而定);最大功率是350W,其驅(qū)動能力接近前者的6倍。
這個簡易系統(tǒng)只能發(fā)布語音廣播,如通知、尋呼、講話等。倘要廣播背景音樂、廣播新聞、發(fā)布錄音,則可添置CD、卡座、調(diào)諧器(收音機)等設備。
OBT-6N50系列備有多個線路輸入接口,完全可以同這些設備連接。
OBT-6N系列還可以配接多個話筒,供中、小型集會主席臺使用。其中的主話筒具有優(yōu)先功能,其信號能抑制其他輸入(令其默音),以便強行插入具有優(yōu)先權的發(fā)言或緊急的廣播。
B、另一個簡易方案如圖二。
麥克風
OBT-6060廣播功放是內(nèi)置收音的一體化功放,功能齊全,一機搞定。其主話筒亦有優(yōu)先權,可用于緊急插入,并可用遙控器遙控。
OBT-6060的額定輸出是60W。
以上兩個簡易系統(tǒng)的共同缺陷是沒有同消防中心的連動接口。而作為典型的公共廣播系統(tǒng),上述環(huán)節(jié)和接口是必須的,詳見下文。
2、最小系統(tǒng)
最小系統(tǒng)是指公共廣播功能基本完備的系統(tǒng)。推薦方案如圖三。
同簡易系統(tǒng)相比較,主要是增加了分區(qū)環(huán)節(jié)、定時控制環(huán)節(jié)、警報環(huán)節(jié)和與消防中心連動的接口。平時,系統(tǒng)在可編程定時器OBT-9100的管理下運行(根據(jù)預先編定的程序定時啟閉有關環(huán)節(jié)的電源),并按時播放作息時間正點鐘聲信號。當消防中心向系統(tǒng)發(fā)出警報信號時,通過連動接口強行啟動有關環(huán)節(jié)(無論程序處于何種狀態(tài));同時強行切入所有分區(qū)插入緊急廣播,而不管它是否處于關閉狀態(tài)。
其次,在該圖中,功放和前置放大器也分開了,系統(tǒng)的組合、操控更為方便;另外還配置了診斷器,以便監(jiān)聽系統(tǒng)的運行。
3、分區(qū)報警/強插
最小系統(tǒng)雖然有分區(qū)和強插功能,但其強插功能不夠理想。其一,警報不能分區(qū)發(fā)布,一旦發(fā)生警報,所有分區(qū)都同時進入警報狀態(tài)。這對于規(guī)模不大的系統(tǒng)是適宜的。例如一所小學,常規(guī)廣播有必要分區(qū)(至少教室和辦公室要分別對待),而警報當然應該同時發(fā)布。但對于規(guī)模較大的系統(tǒng)則不妥,全面發(fā)布警報可能引起混亂。其二,警報可以強行打開那些在平時處于關閉狀態(tài)的分區(qū),但不能打開那些被現(xiàn)場音控器關閉了的分區(qū)。
A、為了實現(xiàn)分區(qū)報警,須有兩路功放,配置如圖四(僅劃出與分區(qū)報警有關的部分)。在圖四中,背景節(jié)目和警報信號分別送入分區(qū)器的A、B端,當警報發(fā)生時,警報信號只進入警報區(qū),而其他分區(qū)則照常播放背景音樂。
B、為了強行打開(繞過)音控器,有兩種制式。一種稱為三線制(圖五),另一種稱為四線制(圖六)。
三線制三線制的配置如圖五。
由圖五可見,三線制的特點是只有三條終端配線——N、R、C。圖示為背景音樂狀態(tài)。警報時,廣播信號線在系統(tǒng)中心(機房)被分區(qū)器切換至報警通道,同時由系統(tǒng)中心送出24V電源(稱為強插電源)驅(qū)動強插控制繼電器動作,令R線同N線短接,目的是使使音控器旁通。但這里所使用的音控器必須與三線制相容,適用器件為WH-1、WH-2(后者用于多節(jié)目源系統(tǒng))。當一個音控器控制一個揚聲器群組時,由于受控功率大,須加接擴展器(EH系列)。至于強插控制繼電器,適用器件為CH-1F系列;強插電源可用OBT-8060。
有必要指出,有些用戶容易把三線制中的R線誤接于緊急廣播功放的輸出端。結(jié)果導致緊急廣播同背景音樂廣播互相串音。事實上,R線僅僅是在緊急廣播命令驅(qū)動下,進行音控器切換的一條類似旁通的導線。在三線制中沒有獨立的緊急廣播信號線,其中的N線是由分區(qū)器(OBT-8011)管理的。平時供背景音樂用;緊急時分區(qū)器OBT-8011自動地把它切換到緊急廣播功放輸出端,供緊急廣播用。
四線制四線制的配置如圖六。
由圖六可見,四線制終端配線有四條——C、N、+24V、-24V。與三線制相比較,其差別在強插繼電器置于音控器內(nèi)部。適用的音控器有OBT-10NF、OBT-10NFS。
4、典型系統(tǒng)推薦方案如圖七。
同最小系統(tǒng)相比,典型系統(tǒng)增加了報警矩陣、分區(qū)強插、分區(qū)尋呼、電話接口以及主/備功放切換、應急電源等環(huán)節(jié),系統(tǒng)的連接也作了相應的調(diào)整。此外,還展示了幾種結(jié)構(gòu)不同的分區(qū)。
報警矩陣OBT-8910是與消防中心連接的智能化接口,可以編程。當消防中心發(fā)出某分區(qū)火警信號時,報警矩陣能根據(jù)預編程序的要求,自動地強行開放警報區(qū)及其相關的鄰區(qū),以便插入緊急廣播;對于具有音控器的分區(qū),須在分區(qū)電源OBT-8060的幫助下才能強行打開(或繞過)音控器進行插入。無關的鄰區(qū)將繼續(xù)播放背景音樂。在警報啟動時,報警信號發(fā)生器OBT-8030也被激活,自動地向警報區(qū)發(fā)送警笛或先期固化的告警錄音(如指導公眾疏散的錄音)。如有必要,可用消防話筒實時指揮現(xiàn)場運作。消防話筒具有最高優(yōu)先權,能抑制包括警笛在內(nèi)的所有信號。
分區(qū)尋呼器OBT-8050可以開啟由分區(qū)選擇器OBT-8011管理的任一個(或任幾個)分區(qū),插入尋呼廣播。電話接口OBT-8070是與公共電話網(wǎng)連接的智能化接口。當有電話呼叫時能自動摘機,向廣播區(qū)播放來話,使得主管人員可以通過電話發(fā)布廣播。當電話主叫方掛機時,系統(tǒng)亦會自動掛機。OBT-8070具有線路輸入口,可以配接調(diào)音臺、前置放大器等設備,以便舉行電話會議。
主/備功放切換器可以提高系統(tǒng)的可靠性。當主功放故障時能自動切換至備用功放。在圖七中有兩臺主功放,分別支持背景音樂和尋呼/報警。備用功放一臺,隨時準備自動接管報警任務;該備用功放也可支持背景音樂,但背景音樂的廣播揚聲器總量可能較多,須配置容量相當?shù)膫溆霉Ψ?。應急電源屬在線式,能在市電停電后支持系統(tǒng)運行30~120分鐘(視蓄電池容量而異)。