DSPPA公共广播工程手册.doc

DSPPA公共广播工程手册

广州声雅音响器材公司工程部编译

一、 公共广播工程设计的一般顺序
这里所说的公共广播是指有线传输的声音广播，通常用于公共场馆、大厦、小区内部，供背景音乐广播、寻呼广播以及强行插入的灾害性广播使用。
这一类公共广播工程的设计，通常按下列顺序进行：
1、 首先应考虑广播扬声器的选用、配置
2、 广播功放的选用
3、 广播分区
4、 广播系统的建构
本手册依据DSPPA公共广播系列的资料进行编译。

二、 广播扬声器的选用和配置
1、 广播扬声器的选用
原则上应视环境选用不同品种规格的广播扬声器。
例如，在有天花板吊顶的室内，宜用嵌入式的、无后罩的天花扬声器。如DSP-501、DSP-701、DSP-802系列。这类扬声器结构简单，价钱相对便宜，又便于施工。主要缺点是没有后罩，易被昆虫、鼠类啮咬。
在仅有框架吊顶而无天花板的室内（如开架式商场），宜用吊装式球型音箱（DSP-107）或有后罩的天花扬声器（如DSP-901~902系列）。由于天花板相当于一块无限大的障板，所以在有天花板的条件下使用无后罩的扬声器也不会引起声短路。而没有天花板时情况就大不相同，如果仍用无后罩的天花扬声器，效果会很差。这时原则上应使用吊装音箱。但若嫌投资大，也可用有后罩的天花扬声器。有后罩天花扬声器的后罩不仅有一般的机械防护作用，而且在一定程度上起到防止声短路的作用。
在无吊顶的室内（例如地下停车场），则宜选用壁挂式扬声器或室内音柱。前者如DSP-106、DSP-207、系列；后者如DSP-103~403、DSP-109~609系列。
在室外，宜选用室外音柱或号角。前者如DSP-105~405、DSP-108~408系列；后者如DSP-CH~PH系列。这类音柱和号角不仅有防雨功能，而且音量较大。由于室外环境空旷，没有混响效应，选择音量较大的品种是必须的。
在园林、草地，宜选用草地音箱。如DSP-3601~3602系列。这类音箱防雨、造型优美，且音量和音质都比较讲究。
在装修讲究、顶棚高阔的厅堂，宜选用造型优雅、色调和谐的吊装式扬声器。如DSP-107系列。
在防火要求较高的场合，宜选用防火型的扬声器。例如DSP-901F~902F系列。这类扬声器是全密封型的，其出线口能够与阻燃套管配接。
至于品牌和档次的选择，自然与投资有关。DSP系列以普及档次至中上级档次为主（高档的也有，为数较少）。档次高一点的可选用ABK相关系列。

2、 广播扬声器的配置
广播扬声器原则上以均匀、分散的原则配置于广播服务区。其分散的程度应保证服务区内的信噪比不小于15dB。

通常，高级写字楼走廊的本底噪声约为48~52 dB，超级商场的本底噪声约58~63 dB，繁华路段的本底噪声约70 ~75 dB。考虑到发生事故时，现场可能十分混乱，因此为了紧急广播的需要，即使广播服务区是写字楼，也不应把本底噪声估计得太低。椐此，作为一般考虑，除了繁华热闹的场所，不妨大致把本底噪声视为65~70dB（特殊情况除外）。照此推算，广播覆盖区的声压级宜在80~85dB以上。
鉴于广播扬声器通常是分散配置的，所以广播覆盖区的声压级可以近似地认为是单个广播扬声器的贡献。根据有关的电声学理论，扬声器覆盖区的声压级SPL同扬声器的灵敏度级LM、馈给扬声器的电功率P、听音点与扬声器的距离r等有如下关系：

SPL = LM +10 lg P – 20 lg r dB （1）

天花扬声器的灵敏度级在88~93dB之间；额定功率为3~10 W。以90dB / 8 W匡算，在离扬声器8m处的声压级约为81dB。以上匡算未考虑早期反射声群的贡献。在室内，早期反射声群和邻近扬声器的贡献可使声压级增加2~3 dB左右。
根据以上近似计算，在天花板不高于3m的场馆内，天花扬声器大体可以互相距离5~8m均匀配置。如果仅考虑背景音乐而不考虑紧急广播，则该距离可以增大至8~12m。另外，适用于中国大陆的火灾事故广播设计安装规范 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
（以下简称‘规范’）有以下一些硬性规定：“走道、大厅、餐厅等公众场所，扬声器的配置数量，应能保证从本层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不超过15m。在走道交叉处、拐弯处均应设扬声器。走道末端最后一个扬声器距墙不大于8m” 不劣于国标GB50116-98有关规定
。
室外场所基本上没有早期反射声群，单个广播扬声器的有效覆盖范围只能取上文匡算的下限。由于该下限所对应的距离很短，所以原则上应使用由多个扬声器组成的音柱。馈给扬声器群组（例如音柱）的信号电功率每增加一倍（前提是该群组能够接受），声压级可提升3dB。请注意“一倍”的含义。由1增至2是一倍；而由2须增至4才是一倍。另外，距离每增加1倍，声压级将下降6dB。根据上述规则不难推算室外音柱的配置距离。例如，以DSP-408室外音柱为例，其额定功率为40W，是单个天花扬声器的4倍以上。因此，其有效的覆盖距离大于单个天花扬声器的2倍。事实上，这个距离还可以大一些。因为音柱的灵敏度比单个天花扬声器要高（约高3~6dB），而每增加6dB，距离就可再加倍。也就是说408音柱的覆盖距离可以达20m以上。但音柱的辐射角比较窄，仅在其正前方约60~90度（水平角）左右内有效。具体计算仍可用式（1）。

三、 广播功放的选用
广播功放不同于HI-FI功放。其最主要的特征是具有70V 和100V恒压输出端子。这是由于广播线路通常都相当长，须用高压传输才能减小线路损耗。
广播功放的最重要指标是 额定输出功率。应选用多大的额定输出功率，须视广播扬声器的总功率而定。对于广播系统来说，只要广播扬声器的总功率小于或等于功放的额定功率，而且电压参数相同，即可随意配接，但考虑到线路损耗、老化等因素，应适当留有功率余量。按照‘规范’的要求，功放设备的容量（相当于额定输出功率）一般应按下式计算：
P = K1·K2·ΣP0 （2）
P — 功放设备输出总电功率（W）
P0 — 每一分路（相当于分区）同时广播时最大电功率
P0 = Ki·Pi
Pi — 第i分区扬声器额定容量
Ki — 第i分区同时需要系数：
服务性广播客房节目，取0.2 ~ 0.4
背景音乐系统，取0.5 ~ 0.6
业务性广播，取0.7 ~ 0.8
火灾事故广播，取1.0
K1 — 线路衰耗补偿系数：1.26 ~ 1.58
K2 — 老化系数：1.2 ~ 1.4

椐此，如果是背景音乐系统，广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的1.3倍左右。
但是，所有公共广播系统原则上应能进行灾害事故紧急广播。因此，系统须设置紧急广播功放。根据‘规范’要求，紧急广播功放的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的1.5倍
至于广播功放的其他规格，取决于广播系统的具体结构和投资。

四、 广播分区
一个公共广播系统通常划分成若干个区域，由管理人员（或预编程序）决定那些区域须发布广播、那些区域须暂停广播、那些区域须插入紧急广播- - - 等等。
分区方案原则上取决于客户的需要。通常可参考下列规则：
1、 大厦通常以楼层分区，商场、游乐场通常以部门分区，运动场馆通常以看台分区，住宅小区、度假村通常按物业管理分区，等等。
2、 管理部门与公众场所宜分别设区。
3、 重要部门或广播扬声器音量有必要由现场人员任意调节的宜单独设区。

总之，分区是为了便于管理。凡是需要分别对待的部分，都应分割成不同的区。但每一个区内，广播扬声器的总功率不能太大，须同分区器和功放的容量相适应。以DSPPA系列中的MP-9813分区器为例，每一个区的功率容量为500VA，但10个区的总容量不应超过1000VA。椐此，如果10个区满负荷运行，则平均每个区不应超过100VA（近似100W）。

五、 广播系统的建构
1、 简易系统
一个公共广播系统起码须配置下列环节：
广播扬声器，广播功放，前置放大器，话筒。

A、 最简易的方案如图一。

DSPPA / MP-P系列广播功放

备用口

图 一 简易系统之一

MP-P系列广播功放有内置的前置放大器（俗称“合并机”）。该系列的最小功率是60W，可驱动8~16个天花扬声器或5~10条音柱（具体须视扬声器和音柱的型号而定）；最大功率是350W，其驱动能力接近前者的6倍。
这个简易系统只能发布语音广播，如通知、寻呼、讲话等。倘要广播背景音乐、广播新闻、发布录音，则可添置CD、卡座、调谐器（收音机）等设备。MP-P系列备有多个线路输入接口，完全可以同这些设备连接。
MP-P系列还可以配接多个话筒，供中、小型集会主席台使用。其中的主话筒具有优先功能，其信号能抑制其他输入（令其默音），以便强行插入具有优先权的发言或紧急的广播。

B、另一个简易方案如图二。

DSPPA / MP-8000系列广播功放
卡座
收音
CD

图 二 简易系统之二

MP-8000系列广播功放是内置收音、卡座、CD的一体化功放，功能齐全，一机搞定。其主话筒亦有优先权，可用于紧急插入。
MP-8000系列的额定输出最小是60W，最大是350W。MP-8000 系列可用MP-7000系列取代，后者没有CD，其他与前者完全一样。

以上两个简易系统的共同缺陷是没有分区环节，也没有同消防中心的连动接口。而作为典型的公共广播系统，上述环节和接口是必须的，详见下文。

2、 最小系统
最小系统是指公共广播功能基本完备的系统。推荐方案如图三。
报警信号发生器
DSPPA MP-9815E
调谐器
DSPPA MP-9817R
卡座/CD
DSPPA MP-9816
广播前置放大器
DSPPA MP-9811

优先I 优先II
联动口
话筒

广播功率放大器
DSPPA MP-1500系列

可编程定时器
DSPPA MP-9814T
分区选择器
DSPPA MP-9813D

监听器
DSPPA MP-9812M

天花喇叭或广播音柱

第1区
第10区
来自
消防中心
联动口
联动口
市电
定时电源
图三 最小系统

同简易系统相比较，主要是增加了分区环节、定时控制环节、警报环节和与消防中心连动的接口。平时，系统在可编程定时器MP-9814的管理下运行（根据预先编定的程序定时启闭有关环节的电源），并按时播放作息时间正点钟声信号。当消防中心向系统发出警报信号时，通过连动接口强行启动有关环节（无论程序处于何种状态）；同时强行切入所有分区插入紧急广播，而不管它是否处于关闭状态。
其次，在该图中，功放和前置放大器也分开了，系统的组合、操控更为方便；另外还配置了监听器，以便监听系统的运行。

3、 分区报警 / 强插
最小系统虽然有分区和强插功能，但其强插功能不够理想。其一，警报不能分区发布，一旦发生警报，所有分区都同时进入警报状态。这对于规模不大的系统是适宜的。例如一所小学，常规广播有必要分区（至少教室和办公室要分别对待），而警报当然应该同时发布。但对于规模较大的系统则不妥，全面发布警报可能引起混乱。其二，警报可以强行打开那些在平时处于关闭状态的分区，但不能打开那些被现场音控器关闭了的分区。

A、为了实现分区报警，须有两路功放，配置如图四（仅划出与分区报警有关的部分）。

报警信号发生器
DSPPA MP-9815E

背景音源
联动口
常规
话筒

广播功放（背景音乐用）
DSPPA MP-1500系列

前置放大器
DSPPA MP-9811
分区选择器
DSPPA MP-9813D
A B

监听器
DSPPA MP-9812M

天花喇叭或广播音柱

第1区
第10区
来自
消防中心
联动口
图四 分区报警

广播功放（紧急广播用）
DSPPA MP-1500系列

消防
话筒

在图四中，背景节目和警报信号分别送入分区器的A、B端，当警报发生时，警报信号只进入警报区，而其他分区则照常播放背景音乐。

B、 为了强行打开（绕过）音控器，有两种制式。一种称为三线制（图五），另一种称为四线制（图六）。
音控器
天花板
24V +
强插用电源 -

广播信号线（热端）N
广播信号线（0线） C
SP
R
N
图五 强插（三线制）
去其他终 端
一个
带音控器的
广播终端
R
强插控制
继电器
l 三线制
三线制的配置如图五。

由图五可见，三线制的特点是只有三条终端配线——N、R、C。图示为背景音乐状态。警报时，广播信号线在系统中心（机房）被分区器切换至报警通道，同时由系统中心送出24 V电源（称为强插电源）驱动 强插控制继电器 动作，令R线同N线短接，目的是使使音控器旁通。但这里所使用的音控器必须与三线制相容，适用器件为WH-1、WH-2（后者用于多节目源系统）。当一个音控器控制一个扬声器群组时，由于受控功率大，须加接扩展器（EH系列）。至于强插控制继电器，适用器件为CH-1F系列；强插电源可用MP-9820。
有必要指出，有些用户容易把三线制中的R线误接于紧急广播功放的输出端。结果导致紧急广播同背景音乐广播互相串音。事实上，R线仅仅是在紧急广播命令驱动下，进行音控器切换的一条类似旁通的导线。在三线制中没有独立的紧急广播信号线，其中的N线是由分区器（MP-9813）管理的。平时供背景音乐用；紧急时分区器MP-9813自动地把它切换到紧急广播功放输出端，供紧急广播用。

l 四线制
音控器
天花板
24V +
强插用电源 -
广播信号线（热端）
广播信号线（0线）
图六 强插（四线制）
去其他
终 端
SP

R
N
24V -
24V+

四线制的配置如图六。

由图六可见，四线制终端配线有四条——C、N、+24V、-24V。与三线制相比较，其差别在强插继电器置于音控器内部。适用的音控器有WH-1F、WH-2F。
4、 典型系统
推荐方案如图七。

图 七 典型系统
节目定时器
DSPPA MP-9814T
报警信号发生器
DSPPA MP-9815E
钟声信号
市话接口
DSPPA MP-9818I
市话线路

交流220V电源
消防警报信号
（来自消防中心）
报警矩阵
DSPPA MP-9819

分区寻呼器
DSPPA MP-9810P
联动口
告警入口
分区强插电源

第1区
第n区
分区选择器
DSPPA MP-9813D
B A

监听器
DSPPA MP-9812M

DSPPA系列天花喇叭
或广播音柱
告警入口
分区电源
DSPPA MP- 9820
音控器
WH-1
强插
控制器
CH-1F
音控器
WH-1
音控器
WH-1
音控器
WH-1F
音控器
WH-1F
音控器
WH-1F
备用功放
DSPPA MP- series
功放 主/备切换器
DSPPA MP- series
报警/寻呼功放
DSPPA MP- series
广播前置放大器
DSPPA MP-9811
EMC2
MIC EMC1 AUX1 AUX2 AUX3
卡座 CD 收音

应急电源
DSPPA MP-9800E
蓄电池
BATTER
交流220V
系统电源
背景音乐 功放
DSPPA MP- series
警报信号
告警入口
告警出口
消防
话筒

寻呼
话筒

同最小系统相比，典型系统增加了报警矩阵、分区强插、分区寻呼、电话接口以及主/备功放切换、应急电源等环节，系统的连接也作了相应的调整。此外，还展示了几种结构不同的分区。
报警矩阵MP-9819是与消防中心连接的智能化接口，可以编程。当消防中心发出某分区火警信号时，报警矩阵能根据预编程序的要求，自动地强行开放警报区及其相关的邻区，以便插入紧急广播；对于具有音控器的分区，须在分区电源MP-9820的帮助下才能强行打开（或绕过）音控器进行插入。无关的邻区将继续播放背景音乐。在警报启动时，报警信号发生器MP-9815也被激活，自动地向警报区发送警笛或先期固化的告警录音（如指导公众疏散的录音）。如有必要，可用消防话筒实时指挥现场运作。消防话筒具有最高优先权，能抑制包括警笛在内的所有信号。
分区寻呼器MP-9810可以开启由分区选择器MP-9813管理的任一个（或任几个）分区，插入寻呼广播。
电话接口MP-9818是与公共电话网连接的智能化接口。当有电话呼叫时能自动摘机，向广播区播放来话，使得主管人员可以通过电话发布广播。当电话主叫方挂机时，系统亦会自动挂机。MP-9818具有线路输入口，可以配接调音台、前置放大器等设备，以便举行电话会议。
主 / 备功放切换器可以提高系统的可靠性。当主功放故障时能自动切换至备用功放。在图七中有两台主功放，分别支持 背景音乐 和 寻呼/报警。备用功放一台，随时准备自动接管报警任务；该备用功放也可支持背景音乐，但背景音乐的广播扬声器总量可能较多，须配置容量相当的备用功放。
应急电源属在线式，能在市电停电后支持系统运行30~120分钟（视蓄电池容量而异）。

5、 智能系统
智能系统是指全面引入计算机管理的广播系统。推荐方案如图八。

智能化公共广播系统
主机-INTG-2000

DSPPA
PUBLIC ADDRESS SYSTEM
MAIN MENUE
MP系列功放
MP系列功放
图八 智能化广播系统
第1区
第n区

在图八所示的系统中，智能化公共广播系统主机，是由CPU管理的核心设备。在系统建立时通过友好的菜单界面进行编程，之后，系统即在程序支配下自动运行。该主机函盖了分区、定时、寻呼、遥控、强插、电话和警报管理等功能；同时能提供24小时不间断的背景音乐，以及可预置的固化录音。即它代替了图七中除功放以外的所有部分，而且功能更强，操控更灵活。
为了进一步提高系统的可靠性，各分区（或重要的分区）功放可使用主/备结构（参照图七）。

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