图10 功率放大器实物图
功率放大器的主要性能指标有： （1） 额定输出功率。功率放大器的额定输出功率是指接上额定负载时在一定失真度
（例如<0.1%）以内的最大输出功率。
（2） 频率响应特性图。表示功率放大器对声频的幅频特性。专业的功率放大器的功
率特性一般都应优于在20Hz～20KHz范围内增益不均匀度在±1dB以内。
（3） 失真。由于功率放大器中的非线性元件引起的非线性失真称谐波失真。专业功
率放大器谐波失真是指在额定输出时的值。一般谐波失真都很少，通常优于0.1%。此外，还有互调失真、瞬间失真和交越失真等也是功率放大器的指标。
（4） 输出阻抗。功率放大器的输出阻抗是指功率放大器能长期工作，并能使负载获
得最大输出功率的匹配阻抗。由于专业功率放大器大多数都是采用固体器件，因此输出阻抗低而范围宽，一般可为2～8Ω。
（5） 瞬态响应。由于功率放大器本身惯性元件和分布参数的影响，功率放大器也存
在瞬态响应问题，通常用输出特性的电压转换率V/μs表示。专业功率放大器的转换速率一般应大于10V/μs。
（6） 信噪比。是指功率放大器输出的信号电平与各种噪声电平之比（S/N），用dB
表示，这个数值越大越好。专业功率放大器的S/N值要求大于100dB。 S/N=20lg（额定输出电压/噪声电压）
1.3.5 声频信号处理设备
通常，在声频系统中加入声频信号处理设备有两种作用：一是对声频信号进行修饰，使音色得以美化或取得某些特殊效果；二是改进传输通道质量，减少失真和噪声等。
最长用的声频信号处理设备有压限器、均衡器、延时器与混响器、声音激励器、反馈抑制器和电子分频器。如图11所示。
压限器
均衡器
15
声音激励器
电子分频器
图11 部分声频信号处理设备
（1） 压限器。它的作用是对输入信号的幅值进行压缩和限制，从而防止信号削波失真
以及保护功率放大器与扬声器的安全。
（2） 均衡器。均衡器是用来调教幅频特性的设备。由于扩声系统的调音台都设有参量
均衡器，它可以对话筒、前置放大器和中间放大器进行均衡。因而在扩声系统的功率放大器前应设置均衡器，以便对扬声器频率特性和房间声学特性进行均衡。
（3） 延时器。将声音信号延迟一段时间后再传送出去，使声音从不同方向传达到听众
耳中的时差基本相同。在扩声系统中，延时器主要是用来克服回声和多重声，提高清晰度和解决音源与声像统一的重要设备。
（4） 声音激励器。声音信号通过声音激励器后产生足够的谐波激励功率，再经过功率
放大器，使输出声音信号具有丰富的可调的谐波（泛音）。
（5） 反馈抑制器。主要用来抑制声反馈（啸叫）现象。
（6） 电子分频器。在电声重放系统中，特别是在大功率和高要求的情况下，只有将全
频带的节目信号按频率高低分成两个或两个以上的频段，分别送至相应频段功放和（例如高音、中音、低音）扬声器重放，才能取得互调失真小、音域宽广、调节方便等完美的效果。完成对节目信号分频段作用的就是分频器。
16
第二章 设计方案
2.1工程分析
之前，我们对人民医院门诊部大楼做过调研（参见附件：《调研报告》），调研结果是我们此次设计方案的基础，也是我们一切工作的立足点。
2.1.1 需求分析
? 作为医院，无论是在住院部大楼还是在门诊部大楼，对于环境声音都有一定的要求。
在这里，声音不仅仅是指噪声，也是指任何正常的声音（如广播声音、背景音乐等）。由于大部分就医人群能主动意识到需要保持安静，医院的各区环境噪声普遍较低，相对而言门诊部本底噪声最大，大概在50dB左右。广播信号一般要大于噪声15dB以上才能清晰有效，所以设计要求广播信号的声压级＞65dB，同时考虑到广播信号对环境声环境的破坏，广播信号的声压级应控制在75dB以内，即设计广播信号的声压级应在65～75dB范围之内，频响特性150Hz～5KHz+3dB，语言清晰度指数ST170.4。扬声器置于走廊、走廊拐角等地方。 ? 从门诊部的实际功能需求来看，广播系统主要用于候诊病人应诊通知、病人取药通
知、一般通知，只在紧急状态（如火灾）下强切到紧急报警状态。因此，广播系统对于音质的要求不高，最重要的是放音清晰、声音大小适中。背景音乐将不予考虑。
? 基于医院部门的人群密集度高、人群情绪易波动等特点，广播系统必须保证较高的
可靠性，特别是在紧急状态下，也必须能保证持续正常工作20～30min时间，以便能完成指导人群疏散的任务。这就要求在系统方案选型以及设备的选型中必须选择最简单可靠的方案和口碑上佳的设备。 ? 由于门诊部大楼内部结构相对固定，功能分区固定，在可预见的将来楼宇结构作大
规模的改动或楼宇功能的改变不太可能发生，因此在系统的设计中没有将系统的高扩展性作为重点考虑。一般而言，设备剩余容量已经足够支持可能的系统扩建。
2.1.2 设计原则
? 系统设计的科学性、准确性和先进性：
对公共广播系统设计时，保证这些场地的声学技术指标达到招标文件中规定的要
求，使各个场地的音响系统设计具有科学性、准确性和先进性。 ? 满足功能要求的系统性和实用性：
在公共广播系统设备配置中，保证系统应具备完成工程所要求功能的能力和水准，
符合工程实际需要和国内有关规范的要求，实现容易，操作方便。公共广播系统选用的设备均为国外国内知名厂家的先进产品，设备的指标满足要求，并且具有一致性和互换性，使系统具有良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。 ? 设备的可靠性和服务保障：
我们设计公共广播系统中主要设备均为著名品牌的产品，能够为系统的高稳定性提
供强力的支持。选用设备制造公司介绍见下文。 ? 系统配置的经济性：
始终遵循公共广播系统选用设备的性能和价格之比达到最佳的原则，保证公共广播
系统配置具有很高的经济性和实用性。
17
2.1.3 设计依据
目前扩声系统的声学特性仍没有国家标准，但有一些行业标准可供参考： ※ 《厅堂扩声系统的声学特性指标要求》
※ 《歌舞厅扩声系统的声学特性指标与测量方法》 ※ 《厅堂扩声特性的测量方法》 其他标准：
※ 《民用建筑电气设计标准》，（JGJ/T1-92）； ※ 《民用建筑电气设计规范》，（JGB/T16-92）； ※ 《建筑设计防火设计规范》，（GBT16-87）； ※ 《火灾自动报警系统设计规范》，（GBT16-88）； ※ 《火灾自动报警系统施工与验收规范》，（GBJ50166-92）； ※ 《高层民用建筑设计防火规范》，（GB50045-95）； ※ 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》，（CECS72-95）； ※ 《建筑与建筑群综合布线系统工程施工与验收规范》，（CECS89-97）； ※ 《智能建筑设计规范》，（DBJ08-47-95）； ※ 《国家厅堂扩声标准》（GBY-125）；
※ 土建、给排水、暖通、供配电、照明、电梯等专业提供的图纸和技术资料。
2.2 方案说明 2.2.1 系统目标
本着系统既要先进、实用、成熟、可靠，又要做到系统开放性好，兼顾投资合理、效益最佳的目的。广播系统应能实现对系统设备的集中监控和智能化管理，并有自动故障侦测、报警功能，使这些设备得以安全、可靠、高效地运行，最大限度地发挥智能管理的作用，节约资源，并减少维护人员。
系统最终要交付使用单位并由使用单位的技术人员负责系统维护与保养，因此系统的易用性必定是我们设计是要考虑到的重点问题。我们也将提出一个完美的解决方案，使操作人员培训时间降到最低。
2.2.2 方案选型
系统规模概述
人民医院门诊部大楼共四层（结构图参见附件CAD图），建筑面积约38000m2。整栋楼，东西走向长130m，南北走向长74m；一层实际功能区高6m，二层以上楼层高度均为4m。
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、反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 1g P -20 1gr（dB）（详情参见第一章1.2.1节相关部分）。吸顶式扬声器的灵敏度级在88～93dB之间；额定功率为3～10W。以90dB/8W算，在离扬声器8m处的声压级约为81dB。以上估算中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贡献可使声压级增加2～3dB
18
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》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、各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”。有鉴于门诊部楼宇的实际情况（声压级设置相对估算条件低），我们选定扬声器之间距离为9米（具体布置详见附件ＣＡＤ图）。则整个建筑扬声器设置点如表3所示： 楼层 一层 二层 三层 四层 总计 设置点个数 45 34 29 29 137 备注 7个挂壁式、38个吸顶式 全为吸顶式 全为吸顶式 全为吸顶式 7个挂壁式、130个吸顶式 表3 扬声器设置点数目统计
方案选择
从目前的技术发展来看，广播系统的实现总共有两种方案，或说技术手段。一种是全模拟信号的老式系统，另一种是全新的网络音频传输系统。
◆ 模拟方案与网络方案对比与选择
在第一章中说介绍的公共广播系统和应急广播系统都是采用全模拟信号传输的公共广播系统，而且介绍的正是最典型的全模拟传输广播系统的结构，详情可参阅第一章。
网络声频技术是近些年才发展起来的声频传输技术，它利用网络（以太网）及其相关设备（硬件和软件）对声频信号进行数字化处理、数字传输和数字控制。
和网络声频技术相比，老式的模拟信号传输方的广播系统在应用上存在许多缺点和局限性：
（1） 模拟设备受到电子器件本身的限制，整个设备的技术参数就会受到一定的影
响；声音信号在模拟设备传输的过程中会有很大的损耗和干扰，所以模拟信号经较远距离传输后，肯定会产生信号的衰减和噪音问题，音质受到严重的损害，声场的分布也不理想。还有模拟设备不利于储存信息，等等
（2） 同一总线内的广播信息完全相同，无法实现动态分组广播或单点广播。
（3） 对重复的信息、文本信息、邮件信息的处理需要有播音员的人工介入，智能程
度低。
（4） 布线缺乏灵活性，无法通过简单的管理设备改变线路的功能，且必须铺设专业
的音频线路，无通用的可遵循的标准。
网络声频技术的出现，彻底改变了模拟信号传输方式带来的种种问题。采用网络声频技术的广播系统具有如下有点：
（1） 声频信号在传输系统的主干部分是在双绞线上传输的，这种方式极大的减少了
声频信号在链路上传输的时间，解决了在传统广播系统中存在的信号延迟现象。同时在线路中产生的噪音可近乎不计，大大提高了经长距离传输后的音频信号的音质。
（2） 以太网在传输音频信号的同时，还可同时传输控制信号，从而对系统的分组模
19