五)、系统设计中必须考虑的几个技术参数
包括：传声增益、语言清晰度、最大升压级。
1）传声增益
工程业主也许首先会问扩声系统能开到多响？用什么技术参数来衡量呢？这个问题在欧美各国用声音增益来表达（EASE或其他声学设计软件都采用此参数）。在我国和原苏联采用传声增益来表达。
扩声系统的传声增益（ 或声音增益 ）受声反馈因素限制，不能开到扬声器能够达到的最大声压级。图10是一个简单的室外扩声系统产生声反馈的原理图。
扩声系统的接通时，逐渐增大系统放大器的增益，当增益递增大到某一位置时，扬声器放出的部分声音通过空间传播回收到话筒输入端，此时话筒输出端产生一个信号，其振幅大小等于或大于原输入信号的一个周期或是它的整数倍时，这个过程可以自己维持下去，即不需要外面的输入信号也会产生输出，系统进入反馈状态（产生系统啸叫）。扩声系统进入啸叫的临界状态时，虽然还示听到刺耳的啸叫声，但系统的频率特性出现极不规则的变化，声音发生很大畸变。要使系统正常运行，系统的增益应留有 6dB 的余量，使它远离系统啸叫（系统自激）的临界状态。于是我们可得到传声增益的定义为：
传声增益：扩声系统达到最高可用增益时（临界增益减去6dB增益余量），在指定的各听众位置上测得的平均声压级与话筒处声压级的dB数差值。
声音增益：系统打开并增大到最高可用增益时，在指定的各听众位置上测得的平均声压级（dB）减去系统关闭时在相同听众位置上测得的平均声压级dB的差值。
上述两种定义表达同一个声反馈物理现象，它们的区别仅在于测量方法的不同和表达方法不同而已。声音增益的概念明确，容量理解，说明观众区使用扩声系统和不使用扩声系统可获得提高的声压级数值。但在实际测量中，如果测量点离原始声源较远，环境噪声又较大时，很难正确测出系统关闭时声源到达测点的声压级。传声增益表示观众区的平均的平均声压级与话筒处声声压级的差值（dB），如果我们知道了话筒处的声压，那么马上就可算出观众区的平均声压级了，例如；通常演讲人的嘴巴离话筒0.5m时,话筒处的声压级约为70dB，如果系统的传声增益为-6dB，那么可求得观众区的平均声压级为70dB-6dB=64dB,如果还要提高观众区的声压级，则可把话筒靠近讲话人的嘴巴，例如把这个距离从0.5m减小到0.125m(125mm)那么话筒处的声压级可提高到82dB（距离缩短4倍声压级可提高12dB）此时观众区的平均声压级也可提高到76dB，注意：声音增益是+dB数值；传声增益则是-dB的数值，实际能做到最高的传声增益为-6Db。
系统最大可用的声音增益 Gmax可用下式计算（请参看图10）：
Gmax=20lgD0-20lgDS+20lgD2-b (dB)
式中:D0为讲话人到听众间的距离，单位为m；
Ds讲话人到话筒间的距离，单位为m；
D1为扬声器到话筒的距离， 单位为m；
D2为扬声器到听众之间的距离， 单位为m；
图10 扩声系统的声反馈
(A)结构简图 (B)声反馈（单个脉冲信号产生一串脉冲）
从上式中可得出以下结论：
1、 声音增益或传声增益不依赖讲话人的声压级；
2、 缩短讲话人与话筒之间的距离DS，可有效提高声音增益；
3、 增加话筒和扬声器之间的距离D1，可增加声音增益；
4、 利用强指向性和指向性优良的扬声器系统可提高传声增益。
图11是沿着指向性扬声器-6dB方向角设置一个全向话筒时，传到话筒处的声压级可比全向扬声器减少6dB，这个结果可直接加到系统的声音增益中。
心形话筒不是可提高更多的声音增益吗？在实际工作过多的依赖指向性话筒和指向性扬声器来提高系统的声音增益是不明智的，原因是话筒和扬声器的指向特性是随频率的变化而变化的，在低频时接近无指向性特性。因此大多数设计师利用它们的指向特性可获得的声音增益提高不大于6dB。
室内扩声系统的声音增益除受式（4）条件限制和话筒、扬声器指向物性的影响外，还受房间建声条件。此外在电声系统中可采用反馈自动抑制器把反射最强烈的频率和振幅最大的房间共振频率吸收掉，但是吸收的频率点不超过5~6个点频。
2）声音清晰度
声音清晰度是扩声系统的重要技术指标。语言清晰度是评价系统可懂度的一种方法。影响语言清晰度的主要因素有：图11 指向性扬声器声音增益的计算
1、 声压级与背景噪声声压级的比率
良好的声音清晰度要求语言声压级大于背景噪声声压级25dB。如果这个比例在10～15dB时，清晰度指标会相应降低，但还是在允许范围。背景噪声来源于室内外的环境噪声、空调通风噪声和人群发出的噪声等。
2、 混响时间
讲话速度中等的人，每秒种可以出3～4个音节，因此 1.5秒更短一些的混响时间，对语言清晰度的影响不大。
3、 直达声与混响时间的声能比
混响时间超过1.5秒时，语言清晰度是混响时间和直达声与混响声声能比的函数关系。如图13所示。
图12辅音清晰度损失与混响时间和直达声与混响声比率的关系曲线
3）最大声压级
扩声系统在最高可用增益状态下，馈入扬声器系统的电压相当于设计使用功率（或所声器额定功率）的电压值，在系统要求的频率范围内，各测量点上测出的各个1/3倍频程带内的声压级的平均值.然后再加上6dB的信号峰值因子就可得到最大的声压级。测试信号源为粉红色噪声+1/3倍频程带通滤波器。
定义：厅堂内声场稳态时的最大声压级
以技术参数说明系统最大声压级的压潜力。为防止测试时间过长损坏扬声器系统，扬声器系统的馈入功率可1/n取（n=2～１０），每测点的最大声压级可用下式计算：
式中：Li为第一个1/3倍频程频带的声压级
N为传输频率范围内1/3倍频程的频带数。
(六)、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的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CH-705、CH-706、CH-711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。
在仅有框架吊顶面无天花板的室内（如开架式商场）宜用吊装式球型音箱（CH-708）或有后罩的天花扬声器（如CH-709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上声短路的作用。
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CW-106、CW-103系列；后者如KOKO-602、KOKO-603系列。
在室外，宜选用室外音柱或号角。前者如CS-520、CS-530 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AG-620、S-610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、顶棚高阔的厅堂皇，宜选用造型优雅色调和谐的吊装式扬声器。如CH-708系列。
至于品牌和档次的选择，自然与投资有关。T-KOKOPA系列以普及档次为中上级档次。
(七)、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×∑P0
P - 功入设备输出总电功率
P0 - 每一分路（相当于分区）同时广播时最大电功率
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
背景音乐系数，取0.5～0.6
业务性广播，取0.7～０.8
为火灾事故广播,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，紧急广播功放的的额定输出功率应是广播扬声器容量最又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。
(八)、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）决定那些区域须分布广播、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、管理部与公众场所宜分别设区。
4、 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，都应分割不同的区。但每一个区内，广播扬声器的总功率不能术大，髯同分区器和功放的容量相适应。以T-KOKOPA系列中的 AP-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
广播系统分区控制的功能由矩阵分区器来实现,矩阵分区器的种类有多种形式,T-KOKOPA的工程师为适应广播系统结构的不同形式而设计了以下二种分区控制器DCI-13D、DCI-23DT。
（九）。广播系统的建构
A）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。
最简易的方案如图13。
AP 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70W，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360W，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。AP系列备有多个线路输入接口，完全可以同这些设备连接。
AP 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。
另一个简易方案如图14。
AP - 1500 系列广播功放可外接 CD 、卡座、调谐器(收音机)等设备。其主话筒亦有优先权，可用于紧急插入。
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。
B) 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15
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 AP-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。
C） 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16所示。
在图16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17), 另一种称为四线制
(图18)。
由图17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
VC-505R、VC-506R（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。至于强插控制继电器,适用器件为 VC-505RF系列；强插电源可用AP-9820S。
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 AP-9813D 管理的。平时供背景音乐用紧急时分区器AP-9813D自动地把它切换到紧急广播功放输出端，供紧急广播用。
由图18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VC-505RF。
D)典型系统 (图19)
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AP-9820S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AP-9815E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 AP-9810P ，可以开启由分区选择器AP-9813D管理的任一个（或任几个）分区，插入寻呼广播。
电话接口 AP-9818I 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。AP-9818I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10~30分钟（视蓄电池容量而异）。
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19）
（十）。广播线路敷设及材料使用:
安装的重点是敷设线路，由于传输距离较远，为了保证信号在线路上不产生太大的衰减。主干线采用2X2.5mm2多股平衡线，支线用2X1mm2多股平衡线。为了达到消防要求，线管采用阻燃线槽或阻燃线管。每一接线点及分支点都设分支盒。为便于检查故障，拉好线后，即可用万用表测量。先把线路终端短接，用万用表在始端测量。如果开路则证明线路有断路问题。如电阻接近零，再把终端开路，电阻应是无限大的。否则， 如果电阻不是无限大则证明两条线之间有短路问题。另外，还要测量一下线与线管之间有无短路漏电现象。每装好一段线要立刻检查，然后按照设计图装好设备、检查每一区到消防中心的阻抗等设计是否有出入。最后接上功放，试听每一区的声音是否正常。由于每一区喇叭所处的位置不同，覆盖区域大小也有差异，为使声场达到预定的均匀度，可调节喇叭（线间变压器）上0~70V或0~100V输入的每个档位。例如：远的喇叭可用线间变压器0~70V档，近的喇叭用0~100V档口，视具体情况而定。
广播功放使用导线截面面积表
|
负载功率 |
60W |
120W |
250W |
350W |
450W |
650W |
1000W |
1500W |
|
|
mm2 |
mm2 |
mm2 |
mm2 |
mm2 |
mm2 |
mm2 |
mm2 |
|
输出电压70V |
|
负载功率 |
60W |
120W |
250W |
350W |
450W |
650W |
1000W |
1500W |
|
100米内 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.75 |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
4.00 |
|
250米内 |
0.50 |
0.75 |
1.50 |
2.50 |
2.50 |
4.00 |
6.00 |
|
|
500米内 |
0.75 |
1.50 |
2.50 |
4.00 |
6.00 |
6.00 |
|
|
|
1000米内 |
1.50 |
2.50 |
6.00 |
|
|
|
|
|
|
输出电压100V |
|
负载功率 |
60W |
120W |
250W |
350W |
450W |
650W |
1000W |
1500W |
|
100米内 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.75 |
0.75 |
1.50 |
2.50 |
|
250米内 |
0.50 |
0.5 |
0.75 |
1.00 |
1.50 |
2.50 |
4.00 |
6.00 |
|
500米内 |
0.50 |
0.75 |
1.50 |
2.50 |
4.00 |
4.00 |
6.00 |
10.00 |
|
1000米内 |
0.75 |
1.50 |
4.00 |
4.00 |
6.00 |
10.00 |
11.25 |
16.80 |
