在音響工程中，完全采用計(jì)算的方法定量的分析音箱的特性，擺放位置，驅(qū)動(dòng)音箱的電功率以及高中低頻的分配比例與所產(chǎn)生的室內(nèi)聲場(chǎng)的關(guān)系是存在一定困難的，通常情況下，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者無(wú)法得到精確計(jì)算所必需的全部數(shù)據(jù)，音箱生產(chǎn)廠商對(duì)組合音響系統(tǒng)往往不給出完整的指向性特性參數(shù)，室內(nèi)建聲特性的有關(guān)參數(shù)一般也不易準(zhǔn)確求得，因此實(shí)際工程設(shè)計(jì)往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和一般原則，首先選擇音箱布局，然后進(jìn)行估算，確定所需音箱的大致參數(shù)和規(guī)格指標(biāo)等，并確定具體擺位和方向，最后通過(guò)對(duì)場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)聲壓的測(cè)試和實(shí)際試聽(tīng)，對(duì)音箱的布置進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)還需增補(bǔ)一些輔助音箱。

如前所述，由于一些重要的參數(shù)難以精確獲得，但實(shí)際音響工程中很難精確定量計(jì)算室內(nèi)聲場(chǎng)，在參數(shù)不確切的情況下采用一整套復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，得到一些并不準(zhǔn)確的結(jié)論并沒(méi)有太多的實(shí)際價(jià)值，因此在工程設(shè)計(jì)中往往采用估算的方法，以此作為設(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試的參考性依據(jù)。

1.估算條件

室內(nèi)聲場(chǎng)的估算方法基于混響聲場(chǎng)完全均勻，聲源指向性已知且為理想的前提，這兩項(xiàng)基本條件滿足的越好，估算結(jié)果也就越接近實(shí)際，反之誤差便會(huì)較大。

室內(nèi)聲場(chǎng)估算的基本思路是，室內(nèi)任一點(diǎn)的聲壓級(jí)由兩部分構(gòu)成，一部分是直達(dá)聲場(chǎng)在該點(diǎn)的聲壓級(jí)，另一部分是混聲場(chǎng)在該點(diǎn)的聲壓級(jí)，兩者疊加便得到了該點(diǎn)的實(shí)際聲壓級(jí)，直達(dá)聲場(chǎng)符合平方反比律，可以方便的算出是那個(gè)點(diǎn)的直達(dá)聲聲壓級(jí)，根據(jù)臨界距離Dc的定義可知，在臨界距離處直達(dá)聲聲壓級(jí)與混響聲聲壓級(jí)相等，因此再算出臨界距離處的直達(dá)聲聲壓級(jí)便知道了該點(diǎn)的混響聲聲壓級(jí)，假設(shè)室內(nèi)混響聲場(chǎng)理想情況下是均勻分布的，因此在室內(nèi)各處的混響聲聲壓級(jí)都等于臨界距離處的混響聲聲壓級(jí)，有了室內(nèi)直達(dá)聲與混響聲在各個(gè)位置的聲壓級(jí)數(shù)據(jù)，室內(nèi)聲場(chǎng)各個(gè)位置上的聲壓級(jí)可算出，需要注意的問(wèn)題是，在具體計(jì)算中應(yīng)將其換算為音箱的距離及音箱的輸入電功率，便可算出直達(dá)聲場(chǎng)聲壓級(jí)。

通常，聲場(chǎng)總電功率可由室內(nèi)聲場(chǎng)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)進(jìn)行估算。

2.聲場(chǎng)總電功率的估算公式

在實(shí)際工程應(yīng)用中，估算升功率是可以將混響聲聲壓忽略。將其視為功率裕量的一部分，這樣只要確定了聲場(chǎng)中某方向距離D處的聲壓級(jí)Lp，就可以由Lp來(lái)估算聲功率值。

聲功率與一般音箱或音響系統(tǒng)所標(biāo)志的電功率不同，其間相差音箱的轉(zhuǎn)換效率n，音箱的效率與音箱所用揚(yáng)聲器單元的結(jié)構(gòu)、形狀關(guān)系極大，例如紙盆揚(yáng)聲器音箱的效率約為1%，號(hào)筒式揚(yáng)聲器的音箱的效率可達(dá)15%，目前音箱的產(chǎn)品說(shuō)明書多數(shù)不給n值，只給靈敏度值S，為了能夠通過(guò)音箱的靈敏度來(lái)估算出音箱系統(tǒng)的電功率，可作如下假設(shè)。

（1）忽略混響聲聲壓，將其作為聲壓裕量的一部分，此時(shí)擴(kuò)散聲場(chǎng)可以近似作為自由聲場(chǎng)處理。

（2）接收點(diǎn)距音箱為D（m），且在音箱的聲輻射軸線上。

這樣可得自由聲場(chǎng)中計(jì)算升下級(jí)公式：

           Lp=S-20lgD+101gP

式中，Lp為聲場(chǎng)的聲壓級(jí)，P為什么饋給音箱的電功率，S為音箱的軸向靈敏度。

例如，給靈敏度為92db的音箱加3W的電功率，可求得距音箱8m處的聲壓級(jí)為：

      Lp=92-20g8+101g3=78.8（dB）

假定在一個(gè)供聲區(qū)內(nèi)有多組(N組)靈敏度相同的音相供聲，那么上式中還要增加101gN，即

      Lp=S-201gD+101gP+101gN

求電功率P

      P=10（Lp-S-101gN+201gD）/10

（3）假定接收點(diǎn)偏離音箱輻射軸線?度，那么偏離軸線供聲區(qū)域聲場(chǎng)的直達(dá)聲聲壓級(jí)可按下式計(jì)算：

      Lp（?）=S-201gD?+101gP?+201gD（?）+101gN

電功率P?可由下式求出：

     P（?）=10（Lp（?）-S-101gN+201gD?-201D（?））/10

式中，Lp（?）為偏離軸線?角接收點(diǎn)的聲壓級(jí)，D?為偏離軸線?角供聲點(diǎn)軸射的距離，D（?）為音箱的指向性函數(shù)，201gD（?）值應(yīng)由音箱生產(chǎn)廠家提供。

3.計(jì)算要點(diǎn)

1)計(jì)算音箱的驅(qū)動(dòng)功率    根據(jù)各類場(chǎng)所需要的平均聲壓級(jí)，選定音箱靈敏度和聽(tīng)音距離，按照上述公式便可算出系統(tǒng)所需的聲場(chǎng)電功率，也就是音箱所需的驅(qū)動(dòng)功率。

（1）確定聲壓級(jí)：對(duì)于一般廳堂的語(yǔ)言擴(kuò)聲而言，要求達(dá)到約75db的平均聲壓級(jí)，對(duì)音樂(lè)節(jié)目的擴(kuò)聲則要求達(dá)到約85db的平均聲壓級(jí)，考慮到音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，被語(yǔ)言擴(kuò)聲應(yīng)考慮留有6db的裕量，音樂(lè)擴(kuò)聲則應(yīng)考慮10-12db的裕量，要求較高時(shí)應(yīng)更大一些，一般可考慮18db的裕量。

對(duì)于歌舞廳擴(kuò)聲，一般以原廣播電影電視部部頒標(biāo)準(zhǔn)GYJ25-86表中的最大聲壓級(jí)值為依據(jù)。

聲壓級(jí)Lp的確定需要充分考慮擴(kuò)聲系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)裕量。

（2）確定音箱靈敏度：計(jì)算之前，首先要確定音箱靈敏度，需要指出的是音箱靈敏度往往和音箱的型號(hào)有關(guān)，靈敏度一旦確定，音箱型號(hào)也基本確定了，不易隨意改動(dòng)音箱靈敏度，對(duì)系統(tǒng)所需電功率的影響很大，靈敏度相差3db，電功率的相差一倍，因此專業(yè)音箱的靈敏度不宜太低，一般應(yīng)在95-100db為宜。

（3）確定聽(tīng)音距離：音箱的最遠(yuǎn)供聲距離D，不應(yīng)超過(guò)3Dc，即最遠(yuǎn)距離D應(yīng)小于3倍臨界距離Dc。

（4）聲場(chǎng)總電功率：許多廳堂需分區(qū)共聲，那么系統(tǒng)的總電功率應(yīng)為所有音源所需電功率之和。

例如，某多功能廳（一級(jí)），其混響時(shí)間T60=1.2s，房間常數(shù)R=1860，采用兩只靈敏度為100db的組合音箱供聲，所有音箱的指向性因素Q=12.8，其最遠(yuǎn)傳輸距離為30米，那么在最遠(yuǎn)傳輸距離內(nèi)，可否保證語(yǔ)言可懂度，音箱的驅(qū)動(dòng)功率為多大？假定揚(yáng)聲器偏離水平角度30度的指向性函數(shù)201gD（?）=-3dB，那么在偏離軸線30度后，同樣距離接收點(diǎn)要獲得相同聲壓級(jí)，需多大的音箱的驅(qū)動(dòng)功率？

2)確定放大器的功率和數(shù)量    音箱所需電功率計(jì)算完成后，根據(jù)音箱的數(shù)量和功率便可確定放大器的功率和數(shù)量，總的原則是放大器功率與音箱功率匹配，在實(shí)際工程中也常常采用以下方法確定。

（1）一般廳堂可取放大器功率與音箱功率相等。

（2）對(duì)報(bào)告廳、音樂(lè)廳等語(yǔ)言擴(kuò)聲為主的廳堂，放大器的功率和小于音箱功率的1/3，這樣可使音箱失真最小，保證度最好。

（3）對(duì)電影院、舞廳等音響效果以擴(kuò)聲為主的廳堂，放大器的功率可大于音箱功率的1/3，這樣可使音箱的音量充沛，節(jié)奏強(qiáng)勁，功率得到充分發(fā)揮。

放大器的功率確定后，即可根據(jù)所定型號(hào)的單臺(tái)放大器功率確定放大器的臺(tái)數(shù)。例如上題兩只音箱的功率為567w，單只音箱功率為284w。

如用于舞會(huì)擴(kuò)聲，放大器的功率為567×1.33=754w，單只音箱的驅(qū)動(dòng)功率為377w。

如果音箱阻抗為八歐，可選美國(guó)皇冠GSL-800功放一臺(tái)，功率為400w×2。

如果音箱阻抗為四歐，可選美國(guó)皇冠GSL-460功放兩臺(tái)，接為BTL形式，單臺(tái)功率為430w。

3)速算法    在一項(xiàng)工程現(xiàn)場(chǎng)，常常采用速算法進(jìn)行估算。

對(duì)于采用靈敏度為95-100dB音箱系統(tǒng)的廳堂，其功率可按0.5w/m3來(lái)速算，要求較高的廳堂及功率可按1w/m3來(lái)速算，速算法也可以作為公式法的參考。

例如某多功能廳堂內(nèi)面積為400㎡。高5m，平時(shí)作為一般廳堂使用，選擇靈敏度為98db的音箱，按0.5w/m3速算需要功率1000w，此時(shí)可選250w×2或275w×2的功率放大器兩臺(tái)，按阻抗匹配的原則，選擇四只額定功率250w，靈敏度98db的音箱即可滿足需要。