公共广播系统工程技术规范

《公共广播系统工程技术规范》解读

第一节 公共广播系统的应备功能

1．“应备功能”的概念

“应备功能（ensured function）” 即公共广播系统应该具备的最基本的功能。这是个新概念，以前在其它音响系统规范中没有出现过。

公共广播系统和厅堂（场馆）音响系统，都属专业扩声系统，但它们的作用不尽相同。通俗地说，厅堂（场馆）音响系统主要是“作秀”用的，例如演出、集会等；而公共广播系统则是管理用的，是使用者对本单位实行集中统一管理的一种工具。例如08奥运和2010上海世博，其公共广播系统在平时主要用于引导观众（进场、就位、离场……等），以及宣示场内公众须要知道的各种规章制度和注意事项；万一发生突发公共事件时，则用于引导公众趋利避害，并为事件处理人员提供现场指挥手段。又如学校、部队营区的公共广播系统，日常用于发布作息时间信息，播送通知、教件及寻呼，使学习训练有序地进行。因此，公共广播系统不仅仅须要考虑扩声的质量，还需要提供便于管理者使用的功能，所以各种公共广播系统都应该具备一定的“应备功能”。

《公共广播系统工程技术规范》（以下简称《规范》）规定，各种公共广播系统应按其用途和等级规范其“应备功能”。

首先，无论是哪一种公共广播系统，其最基本的“应备功能”是：“应能实时发布语声广播，且应有一个广播传声器处于最高广播优先级”。根据《规范》2.0.1条的定义，公共广播是：“由使用单位自行管理的，在本单位范围内为公众服务的声音广播。包括业务广播、背景广播和紧急广播等”。所以公共广播系统首先“应能实时发布语声广播”。而“实时”语声广播肯定来自广播传声器，所以“应有一个广播传声器处于最高广播优先级”，以便保证实时语声广播能够优先播出。例如当系统正在播送背景音乐节目时，如果需要播送实时语声，则背景音乐应被自动覆盖（业内称为自动默音）。这里有一个小插曲。《规范》付印时，编辑认为“广播”肯定就是播出声音，为什么一定要说“语声（或声音）广播”？这是因为公共广播不包括数据、图像等广播业务。

不同用途、不同等级的公共广播系统，应有不同的“应备功能”。应备功能的强大程度，是公共广播系统等级划分的主要依据。

2．几种与“应备功能”有关的术语

 广播优先级 —— 广播信号源播出的优先等级。当有多个信号源拟对相同的广播分区

进行广播时，优先级别高的信号能自动覆盖优先级别低的信号。

当系统有多个信号源时，实行优先级排序是很有必要的。这不仅防止不同的节目争相抢占信道，同时，排序将分清轻重缓急，使得较为重要的节目能够自动覆盖较为次要的节目。顺便指出，在其它专业音响系统中，不一定有设置信号优先级排序的必要；相反，像舞台演出、节目制作等场合，有时需要的是若干个信号有机地整合（混音），例如演唱与配乐混音整合，而不是要求配乐覆盖演唱。公共广播系统并不排除节目整合，《规范》虽然明确规定需要排序，但是没有限制多个信号源混合播出（加法处理）。当设定某些信号源处于同等优先级时，它们将会混合播出。

 热备用 —— 指紧急广播系统的一种待机方式：系统平时作为业务广播系统或背景广

播系统运行，在紧急警报信号触发下，能自动转换为紧急广播系统。







  







一般地说，紧急广播平时是沉默的，系统仅仅在后台待机。这就产生一个问题，平时经年累月都不发声的系统，如何确保紧急时能够按照预期的方式运行呢？一个办法是系统应能定时自检，并及时自报故障。另一个办法是平时不要把系统搁置不用，而是把本来为紧急广播准备的系统，当作业务广播或背景广播经常运行，以便及时暴露故障。这就是“热备用”。必须指出，《规范》界定的“热备用”，不仅仅是带电待机，而是要求经常运行。

一键到位 —— 只需操作一个键（或一个按钮、或一个开关），就能进入指定工作状态。这是为紧急广播准备的功能。当发生紧急情况时，局面可能十分混乱，紧急广播应能在最简单的操作下发出。

寻呼 —— 寻人、寻物或寻求帮助的广播；或根据现场需要，临时向指定的广播区发布的广播。

寻呼是公共广播系统经常需要使用的功能，据统计， 2010上海世博每天平均发布300条寻呼信息，绝大多数是为了寻人，少数是为了在某些区域宣布注意事项。 寻呼台站 —— 独立于广播主机以外的，可以进行分区寻呼操作的设备。

寻呼台站使得管理者可以在机房以外合适的地方发布广播。对于一个大的公共广播系统，寻呼台站也可以是一个简单的分控中心，通过有权限的分区寻呼，操控广播分区运行。

强插 —— 强行用某些广播内容覆盖正在播出的其它节目；或强行唤醒处于休眠状态的公共广播系统，发布紧急广播。

分区管理 —— 把公共广播服务区分割成若干个广播分区；各个广播分区可分别选通、关闭或全部选通、关闭。分区是为了便于管理。 矩阵分区 —— 一种以矩阵方式管理的分区方法。各个广播分区不仅可以分别选通或关闭，而且可以同时在两个或多个分区播放不同的信号。

以一个动物园的公共广播系统为例，可以按不同类型的动物展区、公共通道、休闲广场、管理机关等划分广播分区，向不同的动物展区播送不同的背景广播节目，渲染不同的环境气氛，而管理机关广播分区则相对保持静默，仅必要时发布寻呼信息，…… 等等。

分区强插 —— 有选择地向某个或多个广播分区进行强插而不影响其它广播分区的运行状态。

例如学校的寻人广播，不应影响教室课件的播送；局部的突发事件，不一定需要惊动整个广播系统的覆盖区域。

远程监控 —— 在公共广播机房（或公共广播系统本身的控制中心）以外，监控公共广播系统运行。

例如在保安主管的桌面电脑上监视超市公共广播系统的运行，必要时进行干预。 此外尚有以下不言而喻的术语

编程管理；自动定时运行（允许手动干预）；主/备功率放大器自动切换；主/备电源自动切换；支持备份主机；支持远程监控；具有与事故处理中心（消防中心）联动的接口；与消防分区相容的分区警报强插；自动生成运行记录；具有音调调节环节等。

3．业务广播系统的应备功能 业务广播系统的应备功能见表3-1.1

表 3-1.1 业务广播系统的应备功能

级别 一级 二级 三级 应备功能 编程管理，自动定时运行（允许手动干预）且定时误差不应大于10s；矩阵分区；分区强插；广播优先级排序；主/备功率放大器自动切换；支持寻呼台站；支持远程监控 自动定时运行（允许手动干预）；分区管理；可强插；功率放大器故障告警 —— 传 声 器 优 先 三级是最简单的系统，例如可能是乡村客运站场的一个广播站，只须具有传声器优先一项功能就可以了。《规范》并未限定它不能有其它功能，用户可视需要添加其它功能。 一级属高档系统，应备功能理应足够强大。编程管理、自动定时意味着可以无人值守。但是既定的程序不可能圆满应对随机出现的情况，所以应允许人工干预。定时误差不大于10s，可以结合学校上下课钟声（包括预备钟）来想象，在技术上也是办得到的，关键是要及时清除累积误差。广播功放是广播系统中能量集中的环节，因而是可靠性忧患环节，所以须要实行主/备功率放大器自动切换。

二级系统的应备功能介乎一、三级之间，无须赘述。

4．背景广播系统的应备功能

背景广播系统的应备功能见表3-1.2

表 3-1.2 背景广播系统的应备功能

级别 一级 二级 三级 应备功能 编程管理，自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；矩阵分区；分区强插；广播优先级排序；支持远程监控 自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；分区管理；可强插 —— 传 声 器 优 先 理由与业务广播大致相同。但背景广播的可靠性要求可以放宽一些，所以没有主/备功率放大器自动切换的硬性要求。背景广播常与音乐结缘，所以原则上应有音调调节功能。

5．紧急广播系统的应备功能 紧急广播关乎生命安全，所以紧急广播系统的应备功能比较多（黑体字为强制性条款）： 1) 当公共广播系统有多种用途时，紧急广播应具有最高级别的优先权。公共广播系统

应能在手动或警报信号触发的10s内，向相关广播区播放警示信号（含警笛）、警报语声文件或实时指挥语声。

2) 以现场环境噪声为基准，紧急广播的信噪比应等于或大于12 dB。

3) 紧急广播系统设备应处于热备用状态，或具有定时自检和故障自动告警功能。 4) 紧急广播系统应具有应急备用电源，主电源与备用电源切换时间不应大于1s；应急

备用电源应能满足20min以上的紧急广播。以电池为备用电源时，系统应设置电池自动充电装置。

5) 紧急广播音量应能自动调节至不小于应备声压级界定的音量。 6) 当需要手动发布紧急广播时，应设置一键到位功能。 7) 单台广播功率放大器失效不应导致整个广播系统失效。

8) 单个广播扬声器失效不应导致整个广播分区失效。 9) 紧急广播系统的其它应备功能尚应符合下表的规定。

表 3-1.3 紧急广播系统的其它应备功能 级别 一级 二级 三级 其它应备功能 具有与事故处理中心（消防中心）联动的接口；与消防分区相容的分区警报强插；主/备电源自动切换；主/备功率放大器自动切换；支持有广播优先级排序的寻呼台站；支持远程监控；支持备份主机；自动生成运行记录 与事故处理系统（消防系统或手动告警系统）相容的分区警报强插；主/备功率放大器自动切换 可强插紧急广播和警笛；功率放大器故障告警 传 声 器 优 先 上述第1）、3）、4）、6）、7）、8）项应备功能，主要是为了保障系统能够及时、可靠地响应紧急广播的要求。

第2）、5）项是为了保障紧急广播有足够大的信噪比。需要注意的是“现场信噪比”。当有事故发生时，现场的本底噪声肯定会比平时大，系统设计者应考虑到这种情况。

以上的几项没有等级差别，即便是等级最低的三级系统，也必须是响应及时、运行可靠和有足够大的信噪比，这是对生命的尊重。

第9）项应备功能是分等级的，因为有许多属于“锦上添花”的细目。其中一级紧急广播系统要求自动生成运行记录，这是为了便于事故追查。表3-1.4为2010-08-07上海世博园区公共广播系统自动生成的运行记录片段。

表3-1.4 自动生成的运行记录片段

[2010年08月07日星期六] 11时47分39秒930=程序开始运行! 12时05分59秒64055=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\033白XX.wav 文件来自四川的白XX小朋友，白XX小朋友， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人舒XX正在 5号口出口处等候。 12时06分34秒45360=指定分区播放：文件\\_Audio_\\033白XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 12时58分30秒812100=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\036朱XX.wav 文件内容来自河南的朱XX先生，朱XX先生， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人水XX正在斯里兰卡馆的出口处等候。 12时59分03秒796105=指定分区播放：文件\\_Audio_\\036朱XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 13时05分55秒734130=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\038刘XX.wav 文件来自辽宁的刘XX小朋友，刘XX小朋友， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人杨XX正在香港馆的出口处等候。 13时06分24秒140135=指定分区播放：文件\\_Audio_\\038刘XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 17时19分03秒468172=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\097王XX.wav 文件内容来自北京的王XX先生，王XX先生， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人 王XX 正在世博轴地下一层 汉堡王餐厅 等候。 17时19分54秒890177=指定分区播放：文件\\_Audio_\\097王XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 17时40分01秒437302=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\102蔡XX.wav 文件来自重庆的蔡XX女士，蔡XX女士， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人蔡XX在日本馆的绿色通道入口处等候。 17时40分07秒312305=指定分区播放：文件\\_Audio_\\102蔡XXwav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 18时42分24秒875470=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\114杨XX.wav 文件来自黑龙江的杨XX先生，杨XX先生， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人杨XX在美食广场的问讯处等候。 18时44分51秒984475=指定分区播放：文件\\_Audio_\\114杨XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 19时09分44秒31596=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\122高XX.wav 文件来自四川的高XX女士，高XX女士， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人李XX正在中国国家馆的出口处等候。 19时10分12秒953601=指定分区播放：文件\\_Audio_\\122高XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 20时18分51秒9530=程序开始运行! 20时18分53秒5151=初始化：加载文档D:\\TTS\emp.rtf 内容：来自山西的党X小朋友，党X鑫小朋友，请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人李XX在中国省市区馆内的重庆馆等候。 20时34分04秒32834=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\139丁XX.wav 文件来自内蒙古的丁XX女士，丁XX女士，请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人王XX在泰国馆的入口处等候。 20时34分19秒57845=指定分区播放：文件\\_Audio_\\139丁XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 21时40分49秒687204=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\149路XX.wav 文件来自河南的路XX女士，路XX女士， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的家人陈XX在日本馆旁的问讯处等候。 21时41分38秒578209=指定分区播放：文件\\_Audio_\\149路XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 22时21分52秒890319=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\156张XX.wav 文件内容来自江苏的张XX晨、张XX，李XX、李XX，请向身边的志愿者或工作人员求助，张XX在后滩 8号门等候。 22时22分23秒328324=指定分区播放：文件\\_Audio_\\156张XX.wav,分区号2,3,4,5,6,7,8,9, 23时03分39秒781532=合成文件成功：文件C:\\Program Files\\SinoVoice\\jTTS 5.0.1 Pro\\Bin\\_Audio_\\168许XX.wav 文件来自香港的许XX先生，许XX先生， 请向身边的志愿者或工作人员求助，您的朋友陈XX 在日本馆旁边的问讯处等候。 23时03分41秒437535=指定分区播放：文件\\_Audio_\\168许XX.wav,分区号1,2,3,4,5,6,7,8,9, 最后，《规范》中的强制性条款是必须执行的，否则须负法律责任。其它条款属推荐性条款，如果由于不执行而导致事故，也是要负责任的。

第二节 公共广播系统的应备声压级

1. 概述

在几款著名的扩声系统工程标准中，都为系统的“最大声压级”进行了规范。其规则大致是：

1) 定义 不同标准有不同的具体定义，但大致上是指系统在服务区产生的平均最高稳态

声压级。

2) 指标 多数要求等于或大于100dB,最高的达112dB或以上；工程的等级/档次越高，

“最大声压级”也要求越大。

公共广播国家标准《公共广播系统工程技术规范》，没有提出“最大声压级”的概念，而代之以“应备声压级”。

“应备声压级”定义为——公共广播系统在广播服务区内，应能达到的稳态有效值广播声压级的平均值。其指标见表3-1.1。 表3-1.1

分 类 应备声压级 声场不均匀度（室内） 一级 业务广播 二级 三级 一级 背景广播 二级 三级 一级 紧急广播 二级 三级 ≥83dB ≥80dB ≥86dB* ≤10dB ≤－ 12dB ≤10dB ≤－ 12dB － － － *现场信噪比等于或大于12dB

2．“应备声压级”的特点及其根据

由表3-1.1可见，同其他类似标准相比较，《公共广播系统工程技术规范》中关于“应备声压级”的规定有三个特点：

 指标量值不大，比其他扩声系统规定的最大声压级小很多。

 不以声压级高低排系统质量档次；一、二、三级系统的指标都相同（等级高低由其他指

标界定，本文从略）。

 在室外，没有声压级均匀的要求。

为什么要这样界定？主要考虑有如下几点：

1) 公共广播系统的用途同其他扩声系统的用途不同，尤其是不同于迪厅，所以声压级不必

太高。

2) 如果不是为了追求高保真的目的（保护信号尖峰），声压级够用就可以了，80dB声压级

相当于电影中的对白，所以80～83dB应属“够用”。

 严格地说，为使听众听清楚扩声，首先须保证12dB左右的信噪比（这是一般意义

的必要条件，本文不打算讨论其他条件）。普通工程操作者可以这样来想象：在双声道立体声系统中，两声道的声压级相差15dB时，声像就完全定位于声压级高的一侧。就是说15dB的声级差，足以完全掩蔽另一个声道的声音。

 公共广播主要是语声广播，对于有常规含义的语句（不是单字）来说，听辨对信噪

比的要求还可以低一些。我国城市的环境噪声约在70～75dB左右，所以下限83dB是“够用”的。

 为什么不直接界定信噪比，而界定“应备声压级”呢？这是因为公共广播服务区现

场背景不像厅堂那样规范，给出一个“应备声压级”数据更便于设计和鉴定。但紧急广播涉及人身安全，且事故现场本底噪声可能很大，所以要求设计者必须进行估算，保证满足不小于12dB 信噪比的要求。

3) 声压级不是越高越好，没有理由认为声音大的系统就是好的扩声系统；相反，我们不应

以声压级高低排档次，引导人们追求高声压级。理由如次：

 声压级太高，有损听觉健康。有人认为，我们国人的听觉已经普遍受到MP3播放

器和喜欢大吵大闹的习惯所损害，国际助听器厂商已经据此开始瞄准中国市场。我国的集市、餐厅特别嘈吵，原因之一就是大众的听力不良，必须大声说话。  声压级太高，会对周边环境造成声污染，侵犯别人合法的私人空间。  提高声压级是要消耗能源和增加成本的，片面追求过高的声压级，不符合节约资源

的根本原则。大家知道，声压级每增加3dB，功率就需加倍。假如为保证声压级是90 dB需要1000W电声功率的话，则93dB须2000W，96 dB就需4000W，可见能耗的代价惊人！本例数据大体接近室外听音点距扬声器30m远的实际情况，并非随便拼凑。

 有人说，提高声压级不必加大电声功率，只须提高扬声器的灵敏度。理论上确实如

此。但扬声器的灵敏度是可以随便提高的吗？当然可以选购高灵敏度的扬声器，但必须付高价钱，而且不是想要多高就有多高。  也有认为缩窄频带可以节省电声功率。这个意见值得商榷。适当限制语声信号频带

可以在背景噪声（尤其是混响环境）的干扰下提高语言清晰度，但由于功率放大器的输出是受其标称输出电压的准峰值而不是平均值限制的，所以在不提高功率放大器标称输出的条件下，不能用缩窄有用信号频带的办法提高声压级。不过这个意见从另一个角度说明，为了提高扩声质量，并不一定需要很高的声压级和很大的电声功率，还有其他更节约、更合理的办法。  公共广播系统常常有许多室外服务区。在室外，由于基本上没有反射声群的贡献（近

似自由场），保障重放声场具有较高的声压级不是轻而易举的事，所以更需要精打细算。众所周知，在上述条件下，听音点的声压级可按下式估算：

SPL = L + 10lg P– 20lg r （1）

式中SPL 扬声器轴线上听音点的声压级 dB L 扬声器的灵敏度级 dB（1W/1m） P 馈给扬声器的电声功率 W r 听音点与扬声器之间的距离 m

以某款知名进口品牌室外广播扬声器为例，该广播扬声器由2个4寸中低音单元和一个1寸高音单元组成，其灵敏度级为89 dB、额定功率30W。代入式（1）可立即算出，仅5m开外，声压级即小于90 dB。就是说，假如我们要求声压级等于或大于90 dB，则大约每5m 须安装一只这样的扬声器，投入相当可观。如果90 dB的规定是适当的，我们也得这样办；又如果不惜工本选用优质线阵列扬声器系统，我们也可以摆脱式（1）的束缚。问题是这样做是否适当。

本例选用了一款有2只4寸中低音单元和一只高音单元的知名进口品牌，是为了使一般读者不至于怀疑笔者故意选用劣质扬声器来支持自己的观点。实际上，同档次国产品牌的指标同它相似，目前国内外一般广播音柱的灵敏度级，很少超

过93 dB。

4) 在室外，要求声场均匀（即处处具有相近的声压级）不一定是合理的。例如一个占地几

十公顷的体育中心，其周边通道可能是一个统一管理的广播区，长度接近十公里。在门口附近人流密集，背景噪声较大，设计者应赋予该地段较大的应备声压级（尤其是紧急广播）；而远离门口的地段，显然不需要同样大的声压级。如果一定追求“均匀”，肯定做成资源极度浪费。其实，这也是避免片面追求高声压级理念的体现。 3. 结论

 尽管《公共广播系统工程技术规范》中关于“应备声压级”的规定看似要求太低，

但应属“实用”。

 在扩声系统中，不应片面追求高声压级。  用声压级高低来区分扩声系统的质量档次，一般来说是不尽合理的，而且是有害的。

第三节 公共广播系统的音质评价

1. 概述

公共广播国家标准——《公共广播系统工程技术规范》用三项指标规范公共广播系统的音质：

 扩声系统语言传输指数STIPA——语言可懂度的一种客观评价指标；  系统设备信噪比；  传输频率特性。 具体指标见表3-3.1。

表3-3.1 公共广播系统工程音质评价指标

摘要 STIPA 业务广播 1级 ≥0.55 背景广播 3级 ≥0.40 紧急广播 3级 1级 ≥0.55 ≥70dB 2级 ≥0.45 1级 2级 2级 ≥0.45 ≥65dB 3级 ≥0.40 — — 系统设备信噪比 ≥70dB ≥65dB — ≥70dB ≥65dB 传输频率特性 160～6.3k 250～4k 250～4k 160～6.3k 250～4k 0～10dB 0～12dB 0～14dB 0～10dB 0～12dB (室内—Hz)* — — — — — — — *仅属摘要，详见《公共广播系统工程技术规范》

本来，音质评价是一个十分复杂的问题。由人发出来的声音、由乐器发出来的声音、由电声设备重放出来的声音，都可以对其音质进行描述，但都很难作出是“好”或是“坏”的简单定评。事实上，对于同一个声音，不同的人听起来，其评价是不同的；即使是同一个人，在不同的时间、不同的场合、不同的心境下，其评价也会是不同的。但对于电声系统的重放声（不包括电子乐器的原发声），如果把其音质的好坏对应于“保真度”的高低，则应能在一定程度上予以定评。另外，对电声工程系统的音质评价同对电声器件的音质评价是有差别的。本文针对前者，是指对作为一项扩声工程的电声系统的音质评价。

对于电声系统的音质评价，有两种评价方法：主观评价和客观评价。一般认为，它们各自都是不充分的，正确的评价需要主观评价和客观评价互补((。

但是，到目前为止，各种主观音质评价方法都还不十分便于工程应用；而且主观评价的结果，可能会同客观指标有不同程度的矛盾。也许正是由于这个原因，现行的有关音响工程的国家标准和行业标准，都没有直接对系统的音质作出简明的规范。通常的做法是用一系列客观指标来映射系统的音质，这些指标包括“混响时间”、“声能比”、“传输频率特性”、“信噪比”、“非线性失真”、“声压级的动态范围（最大声压级）”······等等。

毫无疑问，“音质”是所有电声工程所追求的重要目标，因此最好用一种既易于工程操作又不容易产生歧义的办法予以规范。对于公共广播系统工程，音质评价问题可能比厅堂以及影剧院音响工程简单，因为前者主要是语言扩声而后者更重要的是音乐扩声，所以公共广

钟恭良：论界外指标， 《电声技术》1997.4.

管善群：电声学科的跨越特点和应用进展，《应用声学》2007.1.

播系统工程的音质评价，可以把重点放在对“语言可懂度”（ 或“语言清晰度”）的评价上。为此《公共广播系统工程技术规范》首次引入了“语言可懂度”的客观指标，作为其音质评价的主干。

2. 有关语言可懂度的评价标准

有关语言可懂度的评价，有现成的国家标准和行业标准，也有IEC标准。

例如，属于主观评价的有《声学 语言清晰度测试方法》GB/T 15508-1995和《通信设备汉语清晰度测试方法》SJ2467-84；属于客观评价的有《Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index》IEC60268-16 (简称STI法)，以及前文述及的一些客观指标的集合。

用于主观评价的GB/T 15508-1995和SJ2467-84，其方法是相似的。首先在规定的音节表（或发音字表）中，按规定随机选择若干组音节（或发音字），由经过训练的发音人按规定的方式进行朗读，同时让若干经过训练的听音人，在现场听辨并作记录，然后对正确听辨数据进行统计，从而得出被测系统的语言清晰度。音节表（或发音字表）中的每组音节（或发音字），大体上由几个声母不同而韵母相同的字组成，以便暴露被测系统的语言传输缺陷。显然，发音人和听音人（即测试队伍）的素质和训练程度，对测试结果会有重大影响。这是妨碍工程应用的主要原因。

用于客观评价的STI法，是一种先进的方法。该法通过测量语言在传输过程中调制度的变化，来考量系统的语言可懂度。STI法认为，连续的语言信号是由一系列被称为“音位phoneme”的语音碎片组成；而“音位”又可以认为是一个窄带噪声被发音器官的极低频运动所调制而形成（调制频率在0.2~12.5Hz之间）。因而，每一个音位都有自己的包络函数，语言所传递的信息就包含在该包络函数之中。语言在传输过程中，混响、失真、噪声等因素都会导致音位的包络函数发生变化，从而导致语言可懂度恶化。这种变化可用语言传输指数STI（speech transmission index）来界定，测出STI即可确定经过系统传输的语言的可懂度(。

STI的取值由0.00~1.00，其值越大，表示语言可懂度越高，IEC推荐的评价尺度见表3-3.2。

表3-3.2 STI的评价尺度

语言可懂度评价 劣BAD 差POOR 中FAIR 良GOOD 优EXCELLENT

STI法的测量信号是一个14×7矩阵，操作相当费时。为便于工程操作，由STI法派生出三种简缩版：STITEL(STI for telecommunication systems)—适用于长途通信； RASTI(room acoustics STI)—适用于不用电声设备的、仅由房间声学特性决定的可懂度测量；STIPA(STI for pubblic address systems)—适用于扩声系统。

至于“混响时间”、“声能比”、“传输频率特性”、“信噪比”、“非线性失真”、“声压级的动态范围”······等等客观指标，它们各自都不能独立地表征语言可懂度，但其集合可以在一定程度上为系统的语言可懂度提供参考。

3. 《公共广播系统工程技术规范》的主张及其理由

《公共广播系统工程技术规范》编制组，曾经准备用主观评价和客观评价相结合的办法来考量系统的语言可懂度。但是，考虑到：

 主观评价难于操作；

STI 值 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

王 杰、钟恭良：STIPA测试原理简介， 《电声技术》2008-5

 目前，还没有公认的、有权威的、市场化的主观评价机构。当发生争议时，甲方组

织的测试队伍同乙方组织的测试队伍评价结果可能有所不同；  主观评价与客观评价的结果可能不同，极有可能产生两种评价的等级差异，从而引

起歧义；

 尽管客观评价不是完全“充分”的，但只要仪器和作为第三方的测试单位是有权威

的，一旦予以界定，则不容易引起争议；

 有现成的、先进的、有权威的、易于工程操作的客观评价方法可用。 因此，最后决定用STIPA法对公共广播系统的语言可懂度进行客观评价。 STIPA法在国内应用还不十分普遍。为此，《公共广播系统工程技术规范》编制组针对STIPA法进行了一系列实验，并同主观评价结果进行了对比，部分实验数据见表3-3.3。

表3-3.3 针对STIPA法的部分实验数据[4][5][6][5][6][6][5][6][6][6][5][6][6][6][6] 测试地点 深圳华侨城宾馆 迪士普展厅 迪士普厂区室外通道 迪士普厂区饭堂 迪士普消声室 广州大学阶梯教室 广州大学餐厅 广州大学车库 汉语清晰度 主观评价W* 女 — — — — 84% 78% 77% — — — — 男 — — — — 87% 70% 65% — — — — 女 — 82~84% STIPA 男 — 备注 扬声器的频响相当好 混响时间约1.2s 楼距约12m 混响时间约6.0s 用户反映很难听清 — 播放录音 播放录音 播放录音 2间 4间 14间 1间 带通125~8kHz 高切4kHz 低切500Hz 测试队伍很年轻 0.60~0.85 0.50~0.75 0.28 0.97 0.50~0.58 0.44~0.47 0.43/0.60 0.76 0.56 0.40 0.34 — — — — 0.69 0.63 0.41 0.31 — — — — 北京传媒大学教室 广州大学频响实验-1 广州大学频响实验-2 广州大学频响实验-3 广州海珠客运站 *按SJ2467-84执行

84~90% 70~86% 78~89% 97% 由表3-3.3的数据可见，STIPA同主观评价以及一些重要的客观指标有很好的相关性。我们认为这是最重要的，这一点，坚定了编制组采用该法的决心。

表3-3.3还表明，对于我国公共广播系统来说，大体上STIPA值大于0.35 即可以接受；STIPA值大于0.45即可认为属中等水平；STIPA值大于0.55即属相当不错。这同IEC推荐的尺度略有差异，这或者是由单音节的汉语同多音节的拉丁语的差异做成的。考虑到荷兰交

[4] 戴 璐、孟子厚：教室公共广播系统[5] 曾维坚、钟恭良：用

STIPA的测量与分析，《2007声频工程学术交流年会论文集》

STIPA的研究，《2007声频工程学术交流年会论文集》

STIPA方法进行语言清晰度测量的实验研究，《2007声频工程学术交流年会论文集》

[6] 王 杰、张承云、蔡阳生等：语言清晰度评价指标

通部对用于隧道类空间的公共广播系统的语言清晰度的规定仅为STI大于0.35，所以我们最后确定了表3-3.1的指标。表3-3.1还给出了信噪比和传输频率特性两项指标作为补充。因为系统设备引入的噪声太大时，即使语言勉强可懂，听众也会觉得讨厌；而众所周知，传输频率特性对背景音乐的意义不宜忽视。

(

国家标准属最低标准，表3-3.1给出的是起码应该达到的水平。

应该承认，关于STIPA，我们积累的数据还不够充分。但我们不能无限期地等待，我们总该有个开头，总需要迈出第一步。希望在今后的实践中，能为将来标准的修订提供更为符合实际的数据。

第四节 公共广播系统的分类和等级划分

1. 公共广播系统的分类和分等

公共广播国家标准——《公共广播系统工程技术规范》（简称《规范》），把公共广播系统分成三类：业务广播、背景广播、紧急广播。各类又按其品质分成三个等级：一级、二级、三级。主要区分见表3-4.1。

表3-4.1 公共广播系统类别和等级区分 电 声 性 能 指 标 摘 要 应 备 功 能 编程管理，自动定时运行（允许手动干预）；矩阵分区；分区强插；广播优先级排序； 主/备功率放大器自动切换；支持寻呼台站； 支持远程监控；传声器优先 自动定时运行（允许手动干预）；分区管理；可强插；功率放大器故障告警；传声器优先 传声器优先 编程管理，自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；矩阵分区；分区强插；广播优先级排序；支持远程监控；传声器优先 自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；分区管理；可强插；传声器优先 传声器优先 编程管理，自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；矩阵分区；分区强插；广播优先级排序；支持远程监控；传声器优先 自动定时运行（允许手动干预）；具有音调调节环节；分区管理；可强插；传声器优先 传声器优先 应备 声压级 声场 不均匀度 （室内） 漏出声 衰减 系统 设备 信噪比 扩声系统语言传输指数 STIPA 传输 频率特性 （室内） 160～6.3k Hz 0～10dB 业 务 广 播 一级 二级 三级 ≤10dB ≥83 dB ≤12dB － ≥15dB ≥70dB ≥0.55 ≥12dB － ≥65dB — ≥0.45 ≥0.40 250～4.0k Hz 0～12dB 250～4.0k Hz 0～14dB 160～6.3k Hz 0～10dB 250～4.0k Hz 0～12dB － 背 景 广 播 紧 急 广 播 * 一级 二级 三级 一级 二级 三级 ≤10dB ≥80dB ≤12dB － ≥15dB ≥70dB － ≥12dB － ≥65dB － － － － ≥86dB ≥15dB ≥70dB ≥0.55 － ** － － ≥12dB － ≥65dB － ≥0.45 ≥0.40 － － * 紧急广播的“应备功能”还有其它规定，此处仅限等级有所区分的功能。详见《规范》 ** 现场信噪比≥12dB

2. 公共广播系统类别的划分

此前，有关公共广播系统的类别，有几种说法：业务性广播、服务性广播、背景音乐广播和消防广播等。业务性广播和服务性广播没有明确的界限，大体上属于本单位事务的广播称为业务性广播，而像寻人、寻物和新闻等称为服务性广播。关于背景音乐广播和消防广播，不言自明。

《规范》把业务性广播和服务性广播归结成一类——业务广播。事实上，业务性广播和服务性广播不仅界限不十分明确，关键是它们对系统的技术要求是一样的，没有必要不嫌繁琐地予以区分。

吴硕贤、赵越喆：.隧道声学系统的语言清晰度预测，《电声技术》2005-01

“背景音乐广播”这一命题，在编制组中曾经引起过争论。有两种具有代表性的意见：  一种意见认为，“背景音乐”应是一种声音非常轻的、不妨碍人们交谈的、无明显

节奏的音乐。因此，如果定义“背景音乐广播”，则首先应限制其声压级。这显然与我国广大用户的理解不同。比如集市和一些主题公园，会播送背景音乐来烘托环境气氛；又比如在开会前、下班铃响后，人们习惯播送背景音乐，以充实等待开会和等待开饭这一段“无聊”时间。这些场合把声压级限制得很低，未必能为我国用户所接受。

 另一种意见认为，有许多用于烘托环境气氛的声音广播不一定是传统意义的“音

乐”，可能是发射火箭的轰鸣或者是野生动物的嗥叫，背景音乐不能涵盖这种用途。 所以，《规范》提出了“背景广播”这一命题，并定义为——“公共广播系统向其服务区播送的、旨在渲染环境气氛的广播，包括背景音乐和各种场合的背景音响（包括环境模拟声）等”。

关于“消防广播”，《规范》编制组认为有必要扩展其概念。除火灾外，当今社会有许多不同类型的“突发公共事件”，比如恐怖袭击、突发的环境污染事件和公共卫生事件、地震、海啸…等等。当发生“突发公共事件”时，公共广播系统都应当有所应对。所以把“消防广播”拓展为 “应对突发公共事件”的“紧急广播”。

3. 公共广播系统的等级划分

公共广播系统也是一种“扩声系统”。在现行的有关扩声系统标准中，原则上是以系统的电声指标来划分等级和考量优劣。

公共广播系统当然也应考量其电声指标（见表3-4.1）。但《规范》认为，并不是所有电声指标都应该分等，尤其是不应以声压级的高低分等(。而有关“音质”和“漏出声”等指标则需分等。“音质”指标的重点在语言传输指数（STIPA）和信噪比(。

《规范》规定，公共广播系统还应该按其功能的强弱程度进行分等。

公共广播系统同厅堂、影剧院等所谓“专业”的扩声系统有一个显著差别：前者主要是用于“管理”的，即作为使用单位指挥日常运作，以及应对突发事件的一种工具。而后者主要是用于“作秀”的，即为演出、开会扩声。所以公共广播系统的优劣，不仅在于重放声的音质，还在于其可以提供的、利于使用单位实施管理的功能。据此，《规范》定义了公共广播系统的“应备功能”——“各种公共广播系统应该具备的最低限度的功能”，并以“应备功能”的强弱作为考量系统等级的一项重要指标。

应备功能的等级区分，详见表3-4.1。

钟恭良：公共广播系统的应备声压级，电声技术2008.11 钟恭良：公共广播系统的音质评价，电声技术

第五节 公共广播系统的基本组态

1. 最简单的公共广播系统

公共广播是由使用单位自行管理的，在本单位范围内为公众服务的声音广播。通常用于发布新闻、内部信息、语音文件、作息信号、提供背景广播以及用于寻呼和强行插入突发公共事件紧急广播等等。

由于公共广播系统是实行集中统一管理的重要工具，因而成为我国城乡及现代都市中各种单位和各种公共场所不可或缺的组成部分。

在常规情况下，公共广播信号通过布设在广播服务区内的有线广播线路传输；也有用无线传输的，但不是主流。

一个最简单的公共广播系统起码须配置下列环节：广播传声器，广播功放，广播扬声器，广播传输线路。如图3-5.1所示。

广播 传声器 广播传输线路 广播功率 放大器

广播扬声器

广播扬声器

图3-5.1 最简单的公共广播系统

该系统中的传声器、功放、线路、扬声器等都是一般电声工作者所熟悉的。但其中的广播传输线路、广播功放和广播扬声器与普通的音箱线、“专业”功放、“专业”扬声器系统不尽相同。所谓“专业”，是未经规范的行业惯用语，通常指演出、大会用的电声设备。

由于公共广播线路通常相当长（几百米乃至千米以上），为减少传输损耗，在图3-5.1所示的系统中，广播信号通常用“高电压/小电流”的方式传输。根据《公共广播系统工程技术规范》（简称《规范》），“当广播扬声器为无源扬声器，且传输距离大于100m时，额定传输电压宜选用70V、100V”。由于用“高电压/小电流”的方式传输，所以广播线路一般不须用昂贵的音箱线而只须用普通的双绞线（或平行线）；如果配置在室外，则应加防雷设备。

由于图3-5.1系统用高压传输，所以广播功放须提供高压信号。通常广播功放都内置有输出变压器，用以规范其输出电压，称为“定压式功放”。根据《规范》，定压式功放的标称输出电压可有70V/100V/150V/200V/250V等规格(大体按3dB分档)，而不是像专业功放那样按额定负载阻抗数值（欧姆—Ώ数）来进行规范。在其它条件相同的情况下，传输线路上的损耗是与传输电压的平方成反比的，所以传输距离越远，应选用标称输出电压越高的定压

式功放。《规范》规定，“当传输距离同传输功率的乘积大于1 km·kW时，额定传输电压可选用150 V、200 V、250V”。

简单的、规模较小的系统，其广播功放通常自备前置级，无须配置前置放大器，俗称合并式广播功放。功率较大（例如数百瓦以上）的广播功放则通常另配广播前置放大器。但无论是合并式广播功放内的前置放大器还是分立的广播前置放大器，通常都有多个具有优先权排序的信号输入口，至少有一个广播传声器处于最优先级，该传声器的信号能自动抑制其他输入信号，这叫做“传声器优先”。《规范》规定，所有公共广播系统都应具备传声器优先的功能。

由于在图3-5.1系统中广播线路提供的是“高压/小电流”信号，所以相应地，广播扬声器应是高阻的，它们都有内置的、用于阻抗变换的“线间变压器”，其输入端子也用70V/100V/150V/200V/250V等标称适用电压（以及额定功率数值）进行规范，而不是用它们的阻抗数值进行规范。配接广播扬声器时也不必计算它们的阻抗，只须其适用电压规格同广播线路的标称传输电压相符就可以把它们挂接上去，但挂接在同一线路上的广播扬声器的总功率不能大于驱动该线路的广播功放的额定输出功率，否则广播功放会过载。根据《规范》，在业务广播和背景广播系统中，广播功放的额定输出功率应不小于其驱动的广播扬声器的总功率的1.3倍；在紧急广播系统中，则广播功放的额定输出功率应不小于其驱动的广播扬声器的总功率的1.5倍。

图3-5.1所示的简单系统只能发布语声广播，如通知、寻呼、讲话等。倘要广播背景音乐、广播新闻、发布录音，则须添置CD、卡座、调谐器（收音机）及其他节目播/录放器（包括MP3录放器或具有声频接口的计算机）等设备。有些广播功放自带CD、卡座、调谐器或各种形式的节目播/录放器，俗称一体化广播机，使用十分方便。

广播扬声器是广播系统的终端。在图3-5.1系统中，这些终端由广播传输线路输送的声频信号功率驱动，因此终端无须其他电源，属无源终端系统。无源终端结构简单、运行可靠、管理和维护都比较方便，所以在各种组态的公共广播系统中，无源终端系统应属首选。

2. 几种典型的无源终端公共广播系统

对最简单的公共广播系统进行适当的升级改造，可得到一系列的无源终端广播系统。图3-5.2、图3-5.3示两个典型的例子。

图3-5.2仍然是一个相对简单的系统，与图3-5.1相比，主要是增加了分区管理功能。

定压式广播 分广播 第1广播区

区功率放大器 前置放大器 选 择CD 调谐器 其它节目播放器 器第n广播区

机房

图3-5.2 具有分区管理功能的无源终端广播系统

图3-5.3是引入了计算机管理的无源终端广播系统。该系统的主机嵌入了CPU，通过系统软件实行编程管理，自动定时运行；支持无人值守、支持矩阵分区、支持广播优先级排序、支持远程监控、支持警报分区强插；内置MP3节目库；自动生成运行日记。该图中有避雷器的分区为室外分区；有三线制音控器( 的分区，通常为室内分区。

 监听扬声器 钟恭良：三线制公共广播系统，《电器沙龙》，2003-04 避雷器 分区功放 广播主机 值机员话筒 其它 辅助 音源 第1区

（内置CPU） 分区功放 三线制音控器 第n区

图3-5.3 引入计算机管理的无源终端广播系统

但无源终端系统有下列问题：  功率传输线路损耗较大，当传输里程较大且终端负载功率也较大时，须选用线路截面相

当大的传输线，从而会大大增加工程难度和线路投资。

(

传输距离、负载功率、线路衰减和传输线路截面之间的关系，可按式(3-5.1)计算：

S

2LP （3-5.1）

U2(10/201)式中，S —传输线路截面（mm2）

2

ρ —传输线材电阻率 (Ω · mm / km)

L —传输距离 (km) P —负载扬声器总功率 (W) U —额定传输电压 (V)

 —线路衰减（dB）

例如，设传输距离为3km、终端广播扬声器总功率为1kW、额定传输电压为100V、允许线路衰耗为3dB、选用铜质传输线（电阻率为铜=20Ωmm2/km），则根据式（3-5.1），传输线路截面将接近30 mm2。显然，这在工程上是难以接受的。尽管可以提高额定传输电压，以求减小传输线路截面；例如在同样条件下，令额定传输电压加倍（即200V），传输线路截面可缩减至1/4（约为8 mm2），但3km / 8mm2的线路仍属不方便接受。 因此，《规范》建议，当传输距离大于3km，且终端功率在千瓦级以上时，广播传输线路宜采用五类线缆、同轴电缆或光缆传送广播信号，由有源终端放声。  当功率传输线路十分长时，高音频分量会有很大衰耗，广播扬声器的重放音质将大受影

响。

 功率传输线路不便于复用，当需要同时传送多套节目时，须架设多对线路，不利于节约

投资。



王齐祥，钟恭良：定压式公共广播传输线路的衰耗问题，《电声技术》2007-08

3. 有源终端公共广播系统

针对无源终端的问题，当公共广播服务区很大，或终端功率很大，或需要同时传输多路信号时，宜采用有源终端广播系统。

最简单的有源终端广播系统见图3-5.4。 信号传输线路 前置 放大器 广播传声器 机房 有源广播扬声器

图3-5.4 最简单的有源终端广播系统

有源终端系统的特点是，广播传输线路传送的是“弱”信号，不足以驱动广播扬声器放声，只能用以激励设置在终端的功率放大器，由该放大器驱动广播扬声器。

新兴的网络化公共广播系统是最典型的有源终端系统（图3-5.5）。显然这个系统的所有终端都应是有源的。

远程控制终端 局域网

音源采集 突发公共事件 网络化公共广播主机 网络 /寻呼终端 网络 警报接口 音箱 音箱 第第其他 分

n1监听 管理员 其他音源 音源 区广广音箱 采集接口 话筒 采集 寻播播

区 区 接口 呼 站

图3-5.5 网络化公共广播系统

4. 有源终端和无源终端相结合的公共广播系统

在具有主控中心和分控中心的系统中，分控中心通常是主控中心的有源终端；而由某些分控中心管理的子系统则可以有源方式或无源方式构建。这就是有源终端和无源终端相结合的系统（例如图3-5.6）。

信号传输线缆︵或光纤网络︶ 网络功率放大器 其他设备 分控中心1 功率传输线路 第1~n广播分区

无源广播扬声器 主控 中心 网络信号放大器 其他设备 分控中心n 信号传输线路 有源广播扬声器 第i~q广播分区

图3-5.6 有源终端和无源终端相结合的系统

第六节 公共广播系统的分区管理

1. 公共广播系统的分区管理

所谓“分区”，就是把公共广播服务区分割成若干个区域，每一个区域称为一个“广播分区”。分区主要是为了便于系统的管理和使用。

根据《公共广播系统工程技术规范》（简称《规范》）的规定，有两种分区管理：普通分区管理和矩阵分区管理。前者要求各个广播分区可分别选通、关闭或全部选通、关闭；后者要求各个广播分区不仅可以分别选通或关闭，而且可以同时在两个或多个分区播放不同的节目。《规范》规定，一级公共广播系统应实行矩阵分区管理；而二级公共广播系统至少应实行普通分区管理；至于三级广播系统，则没有分区管理的要求。

广播分区，通常按便于管理、分散运行风险、技术上可行等规则划分，《规范》的指引是：

1 紧急广播系统的分区应与消防分区相容。

2大厦可按楼层分区，场馆可按部门或功能块分区，走廊通道可按结构分区。 3 管理部门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场所，宜单独设区。 5 每一个分区内广播扬声器的总功率不宜太大，并应同分区器的容量相适应。 请注意以上指引的用词：

“应” 表示严格，在正常情况下均应这样做；“宜” 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做；“可” 表示有选择，在一定条件下可以这样做。

2. 普通分区管理的架构

普通分区管理的一种可能架构见图3-6.1。

来自业务/背景 广播功率放大器 来自紧急广播 功率放大器 紧急广播 分区强插信号

播分区B 器广A 第1广播区

第n广播区

图3-6.1 功率型分区架构

图3-6.1所示的广播分区器属“功率型”分区器，本质上是一组功率型的切换开关，可把输入端的功率信号配送（或不配送）至任一个或任几个输出端。这种分区器通常有A、B两个功率信号输入端和一个紧急广播分区强插信号触发端。平时A端信号值班；在紧急广播分区强插信号触发下，B端信号将强行切入至触发信号指定的输出端。如果系统没有紧急广播功能，则该广播分区器只须一个A输入端。

另一种可能的架构见图3-6.2。 第1广播区 分区功率放大器 业务/背景 广A 播广播信号

分 区紧急广播信号 B 器分区功率放大器 第n广播区

紧急广播

分区强插信号

图3-6.2 信号型分区架构

图3-6.2所示的广播分区器属“信号型”分区器，本质上是一组信号切换开关，其功能与图3-6.1基本上是一样的，只是工作于低电平。

图3-6.1、图3-6.2两相比较，主要差别在于功率放大器的配置。当系统总功率不太大时，图3-6.1较为节约，反之宜选用图3-6.2。不论图3-6.1还是图3-6.2，系统中可靠性最差的环节是功率放大器。在图3-6.1中，如果不配置自动投入的备用功率放大器，则系统将会因功放故障而颠覆。在图3-6.2中，由于各个广播分区有独立的功率放大器，它们不至于同时损坏，所以降低了运行风险。

3. 矩阵分区管理的架构

矩阵分区也有功率型和信号型两种。 图3-6.3是典型的功率矩阵分区架构。 功第1套广播节目 功率放大器1 A1 率第1广播区

矩 阵第m套广播节目 功率放大器 m A分m 区紧急广播信号 紧急广播功率放大器 B第n广播区 器

紧急广播分区强插信号

图3-6.3 功率型矩阵分区架构

在图3-6.3中，矩阵分区器有m个普通功率输入通道和n个功率输出通道，m套广播节目可以随意分配到任意一个或几个输出通道中去；B通道是1个具有优先权的紧急输入通

道，便于分区强插。这样的矩阵分区器习惯称为 (m+1) ╳ n矩阵分区器，其中的1就是指那一个具有优先权的紧急输入通道。

图3-6.4是典型的信号矩阵分区架构。用的也是(m+1) ╳ n分区矩阵，但工作于低电平。

第1套广播节目 第m套广播节目 紧急广播信号 紧急广播 分区强插信号

信号矩阵分区器功率放大器1 第1广播区

功率放大器n 第n广播区

4. 计算机分区管理

随着社会进步和技术发展，当今许多公共广播系统主机都嵌入了CPU或MPU（俗称“智能化主机”）。在这种情况下，系统的分区管理完全可以通过软件操作，由计算机模拟。由于计算机只宜处理低电平信号，所以计算机原则上是模拟“信号型”（而不是“功率型”）的分区器（包括矩阵分区器）。这时，公共广播系统将没有“分区器”的“硬”设备，计算机模拟的分区器包含在系统主机之中，其可能的架构见图3-6.5。其中（a）是常规公共广播系统，（b）是网络化公共广播系统。 功率放大器1 第1广播区

智能化

外设 公共广播

节目源 功率放大器n 第n广播区

系统主机 设备 （a）

第1广播区 第i广播区 网络广播扬声器 网络广播扬声器

公共广播网络

其它 其它 网络化 网络广播 网络广播 外设 公共广播 终端 终端 节目源 系统主机 设备

第n广播区 第j广播区

（b）

图3-6.4 信号型矩阵分区架构

图3-6.5 计算机分区管理

第七节 公共广播系统的传声器和扬声器

1. 公共广播系统的传声器

《公共广播系统工程技术规范》（以下简称《规范》）规定，公共广播信号源设备包括广播传声器、寻呼器、警报信号发生器、调谐器、激光唱机、语声文件录放器、具有声频模拟信号录放接口的计算机及其它声频信号录放设备。其中广播传声器是最重要的必备品，其特性应符合语言传声特性；而且在众多信号源设备（如果有）中，应保证“传声器优先”，即至少有一只广播传声器处于最高广播优先级。所谓最高优先，是指该传声器的信号能自动覆盖其它信号源设备提供的信号；包括能自动覆盖警笛，因为当有突发公共事件时，现场指挥员有可能需要打断警笛进行指挥。

传声器有许多特性，主要有灵敏度、指向性、频响、阻抗、等效噪声级、过激励特性等。其中与“语言传声”相关的特性主要是“频响”。许多人以为，传声器的频响范围越宽、越平直越好。其实不尽然，应视使用场合而异。就语言传声来说，用于厅堂的传声器，500Hz以下分量不宜太强，否则可能由于厅堂混响而导致语言可懂度恶化。而把1000~10000Hz分量适当提升，则有利于提高语言清晰度。另外，普通话的平均声谱高端大体不超过8000Hz，所以作为语言传声用的广播传声器，其频响不必超过10000Hz；反之，仅有利于环境噪声的窜入。据此，《规范》建议：“广播传声器的频率特性宜符合《应急声系统》GB/T16851的规定”。该规定见图3-7.1。

dB

相对频

10 8 6 4 2 0 -2

2. 广播扬声器

1) 广播扬声器概述

在电声界，除扬声器单元外，实用的扬声器均被称作“扬声器系统”。因为绝大多数能够实际应用的扬声器都会被置于音箱或波导之中，从而形成为一个“系统”。那么，公共广播系统中的扬声器是否也应称为“广播扬声器系统”呢？在《规范》编制过程中，这个问题也曾进行过讨论。

关键是安装在天花板上的“天花扬声器”。 许多（不是所有）“天花扬声器”都没有附加的音箱（后罩）或波导，整个天花板就是一个“无限大障板”，天花板及其内腔就是“音箱”。通常在同一个天花板上会安装不止一个天花扬声器。那么，每一个天花扬声器算是一个系统，还是所有在同一个天花板上安装的扬声器同天花板组成一个系统呢？因此，把公共广播系统中的扬声器定义为“扬声器系统”，可能会引起歧义。所以摒弃了“系统”两字，称之为“广播扬声器”。

由于广播扬声器同广播功率放大器之间的距离通常较远，在大多数情况下，为了减少广播线路的传输损耗，广播扬声器通常工作于“高电压/小电流”状态，是“定压式”（高阻抗）扬声器。早期的定压式广播扬声器须另外配接阻抗变换用的“线间变压器”，但这种配置方案已被淘汰，仅偶然见于过时的设计文件中（遗憾的是，有些招标文件仍然提出这种过时的要求）。现在的定压式广播扬声器都已把线间变压器内置于广播扬声器总成之内，并在其输入端子标明适用电压和额定功率。这种广播扬声器的适用电压等级为70V、100V、150 V、200 V、250V（级差约为3dB）。只要广播线路的额定传输电压同广播扬声器的适用电压相符即可配接，不必计算其阻抗。但须注意，同一对广播线路上所有广播扬声器额定功率的总和，不应超过该广播线路的功率容量（详见《规范》）。

在有源终端公共广播系统中，可能配置“有源广播扬声器”（俗称有源音箱），或网络扬声器（俗称IP扬声器）。这时“有源广播扬声器”总成之内还会内置功率放大器（以及解码器）。在这种情况下，“有源广播扬声器”将不接受高电压广播功率激励，而只接受0dB级的小信号激励。也有些有源终端的广播扬声器同其激励放大器是分立的，这种广播扬声器则通常是定阻的；也可能是定压的，视其功率放大器的输出特性而异。 2) 广播扬声器的配置

由于公共广播系统的服务区通常比较广大，所以通常需要用相当大量的广播扬声器，按“分片覆盖”的原则，分散配置在广播服务区内，以保证服务区内的“应备声压级”达到《规范》要求。

广场以及面积较大且高度大于4m的厅堂等块状广播服务区，也可根据具体条件选用集中式或集中分散相结合的方式配置广播扬声器。

公共广播室外服务区听音点的声压级，可大致按下列众所周知的点声源自由场声压级公式进行估算：

SPL = L+10 lg P – 20 lg r (3-7.1) 式中

SPL 公共广播服务区听音点的声压级，单位dB L 广播扬声器的灵敏度级，单位dB（1W/1m）

P 馈给广播扬声器的功率，当配置正确时，就是扬声器的额定功率，单位W

r 听音点与广播扬声器之间的距离，单位m

当广播扬声器具有较好的指向特性时（例如相控阵音柱），实际情况应比式（3-7.1）的计算结果乐观，可按厂家提示适当予以修正（理论上应修正该式的第三项或加一个补偿项）。

广播扬声器（或广播扬声器群组）的覆盖范围宜尽可能不互相重叠，以免发生严重的梳状效应。但绝对不重叠是不可能的，只是应避免多个广播扬声器同时指向同一个地区，因为严重的梳妆效应将导致语言可懂度恶化。仅就声压级而言，两个等距离广播扬声器重叠覆盖的边界区，邻区扬声器会有3~4 dB 左右的贡献（理想条件下，两个相同的扬声器覆盖同一个听音点，可使声压级提高6 dB）。必须指出，以上讨论仅适用于工程“估算”。两个扬声器边界重叠区的声级分布是相当复杂的。

室内听音点的声压级还同混响时间等因素有关。由于反射声群的贡献，在扬声器的有效覆盖范围内，室内听音点的声压级将比式（1）计算的结果大（本文不打算进行详细的讨论），但就简单的工程应用而言，为保证满足《规范》对“应备声压级”的要求，还是可以大致按以上的讨论进行估算。

3) 广播扬声器的安装架设

《规范》对广播扬声器的安装架设也提供了指引，其要点是：

 广播扬声器的声辐射应指向广播服务区，并应满足《规范》关于“漏出声衰减”的要

求（服务区外衰减不小于12~15 dB）；

 当周围有高大建筑物和高大地形地物时，应避免由于广播扬声器的安装不当而产生回

声。

 广播扬声器的安装固定必须安全可靠。安装广播扬声器的路杆、桁架、墙体、棚顶和

紧固件必须具有足够的承载能力。

关于这一条款，有一个值得一提的相关案例：08年春运曾遇到严重的冰雪灾害，广州火车站滞留旅客数以十万计，急需大功率广播扬声器协助疏导，当时计划在指挥警亭顶上架设4只大功率号角。考虑到《规范》的指引，工作人员检查了警亭的承载能力，发现架设4只大功率号角将导致承载过荷，而现场又不便于加固，于是果断减少了1只，从而消除了次生隐患。

 室外广播扬声器应注意雨、雪防护。

其余详见《规范》。

第八节 公共广播系统电声性能的测量

1. 一般规定

测量公共广播系统电声性能所使用的测量仪器，应经国家认定的计量机构计量检定并应在计量有效期内。

公共广播系统电声性能测量，应在下列条件下进行：  系统应处于正常运行状态。

 测量点现场的信噪比应不小于15dB。公共广播系统声学特性测量时，不一定能够获得

“空场”条件，所以须规定信噪比条件。否则，所测得的声压级可能是背景噪声（例如施工噪声）形成的。

 测量时，有关广播分区的广播扬声器应全部开启，以保证被测系统满负荷运行。有时

可能只允许逐个广播分区进行测量，这时应把由同一台广播功率放大器驱动的广播扬声器全部开启，即使其中有些广播扬声器不属于被测广播区。  测量结果应按《公共广播系统工程技术规范》（以下简称《规范》）附录B 表B.0.4做

好记录。

2. 应备声压级、声场不均匀度和传输频率特性的测量

为便于操作，应备声压级、声场不均匀度和传输频率特性可以通过一次采样获得所需数据。

1) 测量点的选择

测量点应尽可能具有代表性、尽可能均布；不应全部选在正对广播扬声器的附近地点，避免形成声压级很大的假像；不必重复相似的测量点。

具体规定如下：

 测量点距地面高度应为1.2m～1.5m；与墙体的距离应大于1.5m。

 测量点应选在广播服务区内公众经常活动的地点，并宜在被测广播服务区内均匀分布。  当公共广播服务区在室内时，应每50m2选一个测量点，但测量点的总数不宜少于3个。  当公共广播服务区是广场时，应每20m×20m选1个测量点， 但测量点的总数不宜少

于3个。

 当室内和广场的结构以及其广播扬声器的布局为轴对称时，可只在中线及其一侧选取

测量点。

 当公共广播服务区是走廊、通道时，应在其轴线上选测量点。在走廊、通道的中点附

近和所有端点、拐角附近均应有测量点，两测量点的距离不大于5m时，可合并；当走廊、通道足够长时，应每隔20m～30m追加一个测量点；当走廊、通道内广播扬声器的布局相同，追加测量点可不超过5个。 2) 测量方法、步骤和结果判决

原则上，每一个公共广播分区、每一个厅堂或每一个房间应分别测量。

按图3-8.1，在公共广播系统设备的线路输入端口，输入宽带粉红噪声电信号，其电平应等于设备标称的额定输入电平。

粉红噪声广播扬声 信号发生公共广播 声级计 系统设备 （含频谱分析） 600Ω

图3-8.1 公共广播系统电声性能测量原理框图

逐步调节系统的增益控制器件，在不超过额定的条件下尽可能提高系统的“声输出”。作为调节增益的参考，可以使用真有效值电压表，在公共广播系统传输线路的始端监测系统的电输出，使其达到标称值。这时，宽带粉红噪声信号的大尖峰有可能使系统进入饱和状态，但只要系统能够承受，则是允许的。注意，一般的电平表通常仅能判读正（余）弦信号的有效值，不能正确判读宽带粉红噪声信号的有效值，因此须选用“真有效值电压表”。有些声级计附有测量真有效值电压的功能。

具体测量方法和判据如下：

a) 用具有1/3倍频程频谱分析功能的I型声级计，在选定的测量点上测量其稳态有效值

声压级（不计权）；I型声级计将会同时自动给出其频谱，包括1/3倍频程频谱。 b) 当各测量点稳态有效值声压级的平均值达到规定的应备声压级时，即认为该系统的

应备声压级符合规定。

各测量点稳态有效值声压级的平均值应按下式计算：

La10lg10Li/1010lgn （3-8.1）

i1n式中 La——各测量点稳态有效值声压级的平均值（dB）；

Li——测量点i的稳态有效值声压级（dB）；

n——测量点数（个）。

顺便指出，在《规范》编制过程中，声压级的平均算法颇有争议[1]，《规范》采用了多数

人的意见。

c) 用各测量点稳态有效值声压级的最大差值评价被测系统的声场不均匀度。注意，室

外广播服务区没有评价声场不均匀度的要求[2]。

d) 根据所测得的1/3倍频程频谱数据，对照规范的有关项评价传输频率特性。当每一个

广播分区中有2/3及以上的测量点符合要求时，即认为符合规定。

评判时可把各测量点测得的频谱包络（即该被测点的传输频率特性曲线）置于规定的容差域曲线上，（以其最大值为0dB，例如图3-8.2），以判定其符合哪一级容差规定。

5

0

4 -4

1 3

-8

-12

2

-16 -15dB/oct 15dB/oct -20

-24

-28

63 80 125 160 250 500 1k 2k 4k 6.3k 8k 12.5k 16k

频 率（Hz）

1 — 一级公共广播系统传输频率特性容差域的下限； 2 — 二级公共广播系统传输频率特性容差域的下限；

3 — 三级公共广播系统传输频率特性容差域的下限； 4 — 被测点的传输频率特性曲线； 5 — 参考点（最大值为0dB）。

图 3-8.2 传输频率特性的判定（以测量点的传输频率特性曲线上的最大声压级为0dB）

由图3-8.2所示，该点的传输频率特性落在二级系统传输频率特性容差域之中，可判定该点的传输频率特性符合二级公共广播系统的规定。注意，室外广播服务区没有评价传输

[3]

频率特性的要求。

3. 漏出声衰减的测量

该项测量须利用应备声压级测量的设备和数据，所以宜在应备声压级测量的基础上进行。 1) 测量点应选择在被测公共广播服务区边界外30m处；东南西北方位应各选一个最靠近

广播扬声器或处于广播扬声器辐射轴线方向上的测量点。即是公共广播服务区边界外30m处，漏出声压级可能最大的点。 2) 测量方法

a) 在应备声压级测量的基础上，把测量传声器转移至本项目的测量点，测出稳态有效

值声压级。

b) 以测得的稳态有效值声压级的最大值为依据，系统的漏出声衰减可按下式计算：

Ll = La－Lm （3-8.2）

式中 Ll — 漏出声衰减（dB）；

La — 广播服务区内各测量点稳态有效值声压级的平均值（dB）；

Lm — 根据本条规定在各测量点中测得的、最大的稳态有效值声压级（dB）。

4. 系统设备信噪比的测量

[1] 钟恭良. 论声压级平均算法

相对声压级（dB） ，《应用声学》第28卷 第3期，2009-5

[2] 钟恭良. 公共广播系统的应备声压级和音质评价[J]. 电声技术，2009，34（1）：86-89. [3] 曾维坚，公共广播工程部分声学特性测量报告，电声技术，2007-07

1) 测量点选择

a) 测量点应选择在公共广播服务区内任一个广播扬声器的声频模拟信号输入端。请注

意，在数字化的公共广播系统中，广播扬声器的标称输入端可能不是模拟端[4]，这时应设法找到其模拟信号输入端。

b) 每一个广播分区都应有一个测量点。 2) 测量方法和步骤（仍参看图3-8.1）

a) 在公共广播系统的声频信号线路输入端口输入宽带粉红噪声信号，信号电平应等于

设备标称的额定输入电平。

b) 公共广播系统应调节至额定输出，在上述规定的测量点上测出系统在粉红噪声激励

下输出到广播扬声器的模拟电压电平（dBu）；然后用信号源内阻（或600Ω电阻）置换宽带粉红噪声信号发生器，在上述同一测量点测出系统的本底噪声电压电平（dBu—A计权）。

c) 系统设备信噪比应等于本条第b）款测得的，系统在粉红噪声激励下的输出电压电平

与系统的本底噪声电压电平的分贝差。

顺便指出，《公共广播系统工程技术规范》在这里使用了“分贝差”而不是“电平差”的说法，这是科学的。因为所论及的信噪比包括不计权和A计权两项电平数据，理论上它们不是同类项，不能计算电平差。

为便于操作，系统在粉红噪声激励下的输出电压电平与系统的本底噪声电压电平，可在应备声压级测量时采集。

5. 扩声系统语言传输指数的测量

1) 测量点的选择与应备声压级测量的规定相同。

2)

测量方法

a) 测量系统应按图3-8.3进行配置，其中测试声源与广播传声器的距离应为0.5m。这

种测量方法属“声输入法”，包括对传声器的考核。

0.5 m 广播 扬声器 测试声源 声频功率 放大器 广播 传声器 公共广播 系统设备 测量 传声器 STIPA 测试仪 STIPA 信号发生器 图3-8.3 扩声系统语言传输指数测量原理图

b) 测试声源应经计量校准，并应使其在消声室内测得的扩声系统语言传输指数值等于

或大于0.97。 [4] 钟恭良. 公共广播系统的分类、等级划分和基本组态，《电声技术》2010

年第34卷 第02期 总302

期

c) d) e) f)

扩声系统语言传输指数测试声源包括测试信号软件及其播放器，应一并校准。由于扩声系统语言传输指数(STIPA)包括建筑声学效应和被测系统扩声设备的效应[5]，所以在消声室（接近自由场）内，不经过被测系统的扩声设备，直接查核测试声源，应有接近理想的评价（即扩声系统语言传输指数值应等于或大于0.97）。 测试声源应输出扩声系统语言传输指数测试信号。调节测试声源的输出，使广播传声器输入的稳态有效值声压级等于80dB。 测量现场信噪比应等于或大于15dB。 每一个测量点应采样测量3次，并应取其算术平均值作为该点的扩声系统语言传输指数值。

应根据所测得的扩声系统语言传输指数值，对照规范的有关项进行评价，当每一个被测区域中有2/3及以上的测量点符合要求时，即认为符合规定。

第九节 强制性条文

1. 概述

所有工程建设标准中以黑体字标志的条文为《强制性条文》，《强制性条文》直接涉及人民生命财产安全、人身健康、环境保护、能源资源节约和其他公共利益(。

《强制性条文》必须严格执行。只要违反《强制性条文》就要追究责任并实施处罚；而违反其他规定，如果造成了工程的质量和安全方面的隐患或事故才会追究有关人员的责任(。

《公共广播系统工程技术规范》中的强制性条文由住房和城乡建设部负责管理和解释。

2. 《公共广播系统工程技术规范》中的强制性条文

[5] 王 杰，钟恭良. STIPA

测试原理简介 ，《电声技术》2008-5

中华人民共和国住房和城乡建设部：《工程建设标准编写规定》，2008.10.07 杨瑾峰：《工程建设标准化实用知识问答》，中国计划出版社，2004.06

《公共广播系统工程技术规范》中的强制性条文抄录如下： 3.2.5-1 当公共广播系统有多种用途时，紧急广播应具有最高级别的优先权。公共广播系统应能在手动或警报信号触发的10s内，向相关广播区播放警示信号（含警笛）、警报语声文件或实时指挥语声。

3.2.5-2 以现场环境噪声为基准，紧急广播的信噪比应等于或大于12 dB。

3.5.6 火灾隐患地区使用的紧急广播传输线路及其线槽（或线管）应采用阻燃材料。 3.5.7 具有室外传输线路（除光缆外）的公共广播系统应有防雷设施。公共广播系统的防雷和接地应符合现行国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定。 3.6.7-1 用于火灾隐患区的紧急广播扬声器应符合下列规定：

广播扬声器应使用阻燃材料，或具有阻燃后罩结构。

4.2.4 除用电力载波方式传输的公共广播线路外，其它公共广播线路均严禁与电力线路共管或共槽。

4.2.5 公共广播功率传输线路的绝缘电压等级必须与其额定传输电压相容；线路接头不应裸露；电位不等的接头必须分别进行绝缘处理。

3. 强制性条文说明

3.2.5条规定是就紧急广播系统对3.2.1条的补充，且与《应急声系统》GB/T 16851-1997的相关条款相容。

1 对于紧急广播来说，不大于10s的响应时间是可以接受的，也是技术上办得到的。 10s包括接通电源及系统初始化所需要的时间。如果系统接通电源及初始化所需要的时间超过10s，则相应设备必须支持24h待机，才可能满足要求。

2 决定语言的可懂度的最重要因素之一是“信噪比”而不是“声压级”。因此应估算突发公共事件发生时现场环境的噪声水平，以确定紧急广播的应备声压级。由于环境的差异，在符合本条（以及表3.3.1）规定的前提下，同一个系统（甚至同一个广播区）内，不同区域的紧急广播声压级可以不同。例如一个覆盖相当长通道的广播分区，其出入口附近人流密集，背景噪声必然较大，所以出入口附近的紧急广播声压级理应大于通道其它区域的声压级。 3.5.6 用于火灾隐患区的紧急广播设备，应能在火灾初发阶段播出紧急广播，且不应由于助燃而扩大灾患。

3.5.7 室外导电传输线缆可能引雷，导致雷击，所以相关系统应有防雷设施。 3.6.7-1 用于火灾隐患区的紧急广播扬声器显然不应助燃，整个广播扬声器都使用阻燃材料制造属最佳选择。如果由于货源、成本等等原因而不能选用整个都使用阻燃材料制造的广播扬声器，则具有阻燃后罩结构也是可以的。

4.2.4 由于定压式公共广播线路额定传输电压达100V（或以上），有些工程技术人员误认为属“强电”线路，可与220V电力线共管共槽。这种误解会导致严重事故，一旦电力线路漏电（例如由于灾害），必将危及公共广播系统设备和操控人员的安全，所以必须严令制止。 4.2.5 公共广播功率传输线路的绝缘和接头处理不当，容易引起跳火，形成火灾隐患，必须严加防范。