半岛BOB官方网站上海八万人体育场扩声个扬声器分布见图1其在剖面图上位置见图2由,于结构比赛场地扩声用的扬声器型号同上,图1用F编号系列,图在中见
∥7I上海八万人体育场扩声系统声学设计同济大学声学研究所上海广电局技术中心Tl[摘要]上海新建八万人体育场的扩声系统使用了46组同轴中高频号筒和32组低音葙。它们分布在出挑数十米的屋架搪口下，其最大高度达到63米扬声器的朝向是根据EASE设计软件的计算结果而定的。完工后的声场测量结果表明声场舟布均匀，频率响应合适，达到设计要求。观众席的最大声级可达105dBA，故在观众热烈欢呼声中，仍能保持足够的讯噪比1997年1O月启用以来的多场体育比赛，包括第八届全国运动会的田径赛和以后的多场足球赛，都说明扩声系统的声学效果良好。E~iJ33皿生皇I垄翅垣盐童笪直芷主至煞上海八万人体育场于1997年9月建成，第八管屋梨组成的轻质顶蓬，最大出挑达65米，复届全国运动会开幕式和田径赛(1997年1O月12日～24日)在此举行。体育场是直径为273米的圆形平面四周看台形成西面高东面低、南北两面更低的高低落差悬殊的马鞍形顶蓬(约3．6万平方米)这个由半透明白色聚四氯乙烯膜和钢盖了所有看台座席。屋架前沿离看台前排地面最高处离场地约66．8米。西看台正中设有容座600个的主席台。在看台中层有一百套包房，房外各设I8个包厢座位。它们分设在第一层看台后面和第一、二层看台之间夹层内，所以围绕的最下数值)，新的状态g(8，I)一3。所以对下一个输入“4，，的响应，由于是状态3，所以为h(4，3)=“0”。下一个时钟周期的编码器状态成为g(4，3)一2状态2在输入为⋯3时，对应的输出可由表2求得为h(3，2)=“0”。在编码过程中，边码只作为两信源码的状态字相连时的依据，在构成后一个I6bit码后就无用了由表2可看出，一个信源码的状态1至状态4中，状态字都有两两相同的情况。因此，256个信源码的状态字数应少于256×2—512个再对状态1进行观察，信源码⋯3和“7”、“4”和⋯8’、⋯5和6”的状态字是相同的；在状态2中，倍源码“4”和⋯8、“5”和6”的状态字是相同的；在状态3中，信源码⋯1’和“4，、⋯3和“7”的状态字是相同的{在状态4中，信源码和⋯3的状态字是相同的。这些相同的状态字都是边码为2和3的因此根据统计状态字只有351个。编码器只需要不超过256个的状态字，其余16的91个状态字是供控制低频功率使用的。EFMplus可将I6bit状态字转换为8bit信源码这时只看16bit状态字还不能决定原来的信源码。还必须查看下一个状态字的z和码，这样以(16+2)bit通道变换为8bit时，需用阵列来进行解码。与EFMplus相比，EFM的只看组成EFM码中的17bit通道bit中的前14bit就可完成解码工作。由于EFMplus比EFM调制少1比特，因此，记录密度可提高6这对DVD能在12cm光盘上记录133rain节目起到了重要的作用参考文献[1]lmnk、K，A．S．codiT~hrdquesf0cDigitalRecordersPremice—Ha【【International(UK)Ltd，EngtewoodC哪日，Jer_sey·1991[2jKASchouhamerImmink．DVD~)记蚌窖量考高曲5记绿符号化方式EFMpMKKEIELECTRONICS，1996．11．4(nm675)161～165(收稿日期i啦806OZ)电声技术7／1998维普资讯二、三层看台有落地玻璃墙。主席台看台后面为旅馆客房等实墙和玻璃墙(长100米，高12米)，由于种种原因，这些墙面吸声处理未能落实，所以这些反射面加上大面积玻璃窗给扩声设计带来了不利因素。体育场扩声设计中首先遇到的问题是扬声器的布局。考虑到本体育场的特点和实际使用情况，不宜采用集中式布置。至于分散式扬声器布局，由于顶蓬离地甚高，屋架下檐最高处达63米，最低处也有35米。扬声器如从屋架挂下可缩短射程，节约功率，减少传播中高频损耗，亦可减少各辐射区之间干扰，但未被采纳。所以扬声器只能置于顶蓬檐口处，个别吊在屋架内侧。扬声器分布见图1，其在剖面图上位置见图2。由于结构上对吊挂重量的限制，并只允许吊挂在屋架节点处。我们利用EASE扩声设计软件进行了声场分布计算，以使最小数日的扬声器组达到声场均匀的覆盖。同时也要兼顾每个屋架端部供扬声器安装的最大允许荷载400公斤的限制。自s——中高音号筒扬声器低音箱扬声器F——比赛场地扬声器图1上棒体育场扬声器分布图电声技术~／1998⋯’。“图2东西看台剖面图中扬声器位置图銎l1．曼轴“hT—fif#,=f~．’要强圈3用计算机软件EASE所作西看台厦主席台1000Hz声场分市图在扬声器吊挂高度已定条件下的声场分布计算中，其可变因素是：扬声器的指向特性、各吊装位置上的扬声器俯角、水平角和转动角，各个扬声器的输入功率分配，和各扬声器组之间的交叉覆盖情况等，而且设计计算都按三维空间进行。这些计算要考虑到各主要频率(500Hz，1000Hz，2000Hz和4000Hz)的效果。所以这项工作只能依靠计算机辅助设计才能完成。图3所示为1000Hz时主席台区(即西看台区)声场覆盖计算结果之一例。本工程最后选定JBL号筒式中高频同轴扬声器，中额用了2490H型驱动单元和2393型大号筒，分别覆盖前座区、中座区和后座区 ，见 图1中 s 编号系列。该扬声器 的特点是灵敏度 高 ，1w ／1m处的轴 向灵敏度高达l 】3dB，最大 连续节 日功率 为200W，相当于连续粉红 噪声功 率 200W。该 单元 的 可用 频率 范 围为250PIz ～ 4000Hz，在此使用频率范围为300Hz~ 2500Hz。 它的辐射角 XV 为60。×40。，2000Hz 倍频带 时之 0 值达 到20。这样既可有均匀声场分 布 ， 又能在看台区有很高声级 ，相对来说也节约了 扩大器功率。所 用高额 同轴号筒 为2451型驱动 一 _＼ 维普资讯 单 元 及 2333型 小号 筒，它 的轴 向灵 敏 度 为 II ldB。使用频率在 1500Hz 以上时之 最大连 续 节 目功率为150W ，相 当于连续粉红噪声功率 200W 。其可用频率范围为5001-1z~ 20kHz，在此 使用频率为2500Hz 以上。这种全天候式扬声器 能应付不同天气的变化 ，并保持质量稳定 。中高 频同轴号筒的总重量为5O．5公斤 ，可符合结构 所提之重要要求 在扬声器品牌选定之后 ，又利 用CA Dp2设计软件复核了声场分布效果 ，说 明 原始扬声器布置是合理 的。比赛场地扩声用的 扬声器型号 同上 ，在图1中用 F 编号系列 ，见图 1。声场分布效果也用了上述两个设计软件 ，作 了同样的计算 机模拟 计算。图4所示 为 EASE 软件对 1000Hz 的 比赛场地声场分布计算结果 全场共采用了46组中高音同轴号筒 另有6组 中 高音同轴号筒覆盖比赛场地 。 至于低频扬声器由于它的指 向性不强 ，而 且本系统以语言为主，兼顾音乐 ，所以对它们 的配置 可 以减少 一 些。目前 采 用 了32个 JBL AS 1025型低音箱 ，每 只重43．1公斤、配合 中高 频号筒作成对或单个布置在架屋檐 口下，最集 中处有3只中高频号筒和2只低音箱 ，加上安装 构件及输送变压器等 ，其总重量可控制在结构 荷载限度400公斤之 内。全部扬声器的总功率达 到46 400瓦 。 ：H 峨 - H - 闻 · m4 2- ’ H ” ¨ 一 一 一 — !；i ～、 ． 4 9 0簪 ~ 。 。 ’ ＼ ／， ： 一 ， ⋯ ’ 、 、 ～ 2 ． 2 ， ＼＼ — ／ ： ， ’ ， ， 围4 用计算 机软件 EASE 所作 比赛场地 IO00Hz 声场分 布 围 完工后进行了空场的声场分布和频率响应 的测量半岛BOB官方网站。声 源 为粉红 噪声 ，接 收用 BK2209和 2215精密声 级计。图5为半场的 A 声级分布情 18 况 实测结果表 明 A 声级和各倍频带声压级均 能满足设计要求 ，即声场不均匀度小于或等于 6dB 者 占8O ，小于或等于8dB 者占100 。实 测结果见表1。至于4000Hz 稍有欠缺 ，是由于北 看台原有大屏幕记分牌在施工过程中改为座位 区，原布局之扬声器组对此就照顾不够了 } 再 则还由于主席台后面的墙面未能按设计做 吸声 处理 ，为减少强烈反射不得不将中高频号 筒角度作适当偏斜 。 l i 圈5 实测半 场座位 区 A 声级分布圈爰1000Hz，2000I-Iz， 4000Hz 倍颠带声压级 的出现串直方图 表1 半场81个测 点的声场不均匀度百分率 * 4k Hz ：≤ 10dB 100 电声技术 7／1998 维普资讯 图6 (a) 、(b) 和 (c) 为西 、北 、东三个看 台区1倍频程的频率响应曲线Hz 频率范 围内不大于 土4dB 的要 求 在主席 台区用 动圈式 心型 传声器 (Shure SMS8LC 型 ) 测得的传声增益为一4dB。根据实 测结果推算 出场内最大声压级可选105 dBA ， 『 I 『 I — 卜 = i 【 『 ! J 倍 !咦带 中心 频 率 z iH (a) 西看 台 ( I 区) ＼ ’— r一 倍频带中心额率 UHz (b) 北看台 ( I 区) } 1 3—卜叶 ＼ I I — 『 『 (c) 求看台 ( I 区) 图6 看台区的平均 倍频 带声压级频率响应特性 超过了设计指标98 dBA 的要求 。从整个测量结 果来看 ，符合设计要求 。 第八届全国运动会的 田径 比赛全 部使用本 扩声 系统，语言清 晰度是满意的。本系统可根据 场 内观众 出席 多少适 当调 节功放机 的工作 状 态，以保证良好清晰度效果 。更 由于系统中采用 了先进的皇冠 IQ 遥控遥测和增益 自动控制 系 统 ，使场内观众噪声与功放机输送增益始终保 持在一定的信 噪比，故即使噪声较高也能 听清 广播声 。运用 IQ 计算机控制 ，可遥控 、遥测每 台功率放大器的工作运行状 态和工作 电平 ，并 能检测运行过程中故障的所在部位，比传统 的 扩声系统控制更具有先进性 。1997年 l 1月6 日在 此举行的申花队和 日本福 冈队足球比赛时，显 示出该功能的效果 。此时观众席爆满 ，场内噪声 也高 ，语言广播清晰而几乎听不到 回声 。以后的 几场球赛也说 明使用情况满意 至于开幕式文 艺表演 ，按预定另租流动扩声设备使用 ，故不 包括在本工程设计范围之 内 主席台 的西看台区的扬声器靠近扩声房 ， 最大走线米 ，全部用定阻式输 出。南、 北和东看台区距离较远 ，均用定压式输 出。现在 看来在大 型体育场 中，开幕式文艺表演又总是 采用场地流动扩声 设备 ，对 固定扩声系统以全