張沫然

(山東科技大學(xué)濟南校區(qū)，山東 濟南 250031)

1 樓宇對講系統(tǒng)簡介

1.1 概念

樓宇對講系統(tǒng)，是現(xiàn)代建筑的重要組成部分，主要是應(yīng)用了電氣自動化技術(shù)。它能夠以免提的方式，在建筑兩個終端之間，實現(xiàn)無線溝通與交流。不僅可以實現(xiàn)物業(yè)與室內(nèi)之間的交流，還可以實現(xiàn)大門口與室內(nèi)之間的交流，室內(nèi)與室內(nèi)之間的交流，也可以實現(xiàn)。對講系統(tǒng)主要為語音傳輸?shù)陌l(fā)送與接收，其操作方法根據(jù)實際需求以及價格，分為自動化控制以及半控制。由于自動化控制的雙向語音狀態(tài)，需要花費較高的成本費用，因此一般情況下，建筑樓宇中的對講系統(tǒng)，都是半控制。其操作方法為：講話人通過本地對講終端講話，就會將語音發(fā)送到本地端的麥克風(fēng)中，進行語音采集。再通過音頻的前置放大器以及半控電路，將麥克風(fēng)的音頻傳輸?shù)竭h端的對講終端，實現(xiàn)語音的傳輸。在遠端的語音傳輸中，整個過程相反。從上述分析中可以看出，在語音傳輸中，需要使用到對講終端、麥克風(fēng)、半控電路、放大器等設(shè)備，因此每一個設(shè)備的質(zhì)量與性能，都會影響到最終的音頻特性。

1.2 特性

根據(jù)國家部門的相關(guān)要求，為了保障樓宇對講系統(tǒng)的音頻特性，在全程響度、靈敏度/頻率、音頻轉(zhuǎn)換時間等，都提出較為苛刻的要求。要求在對講過程中，頻率必須在200～400 Hz之間，呼叫響度為20+10/-5dB，符合樓宇對講系統(tǒng)使用以及管理的相關(guān)要求，音頻轉(zhuǎn)換時間不能超過200 m/s。只有分別滿足這些要求，才能使使用雙方都聽到對方的聲音，并且聽清楚，不會出現(xiàn)漏字現(xiàn)象。

2 樓宇對講系統(tǒng)電聲設(shè)計

2.1 全程響度設(shè)計

全程響度，直接決定著接收方是否能夠聽到發(fā)送方的語音響度，單位為dB。在設(shè)計中，需要對全程響度評定值進行詳細(xì)的模擬與計算，最終選擇適宜的響度值。其模擬方法為：在樓宇對講系統(tǒng)的對講終端，通過聲音的發(fā)出，其聲壓為89.3 dBSPL，然后在遠端對講終端中進行語音接收，再對接收到的聲壓進行計算，就可以得知響度值。通過模擬計算，分別得出了以下結(jié)果：-19.7 dBPa、-34.7 dBPa、74.3 dBPa、59.3 dBPa。

從上述模擬計算中可以看出，全程響度值，直接決定著樓宇對講系統(tǒng)中的語音大小范圍。如果聲音太小，就會伴隨著一些噪音，讓對方無法準(zhǔn)確聽清楚講話人所表達的意思，增大了理解難度；如果聲音太大，就會在對象系統(tǒng)中出現(xiàn)一定的聲音回路，同時伴隨著漏字以及連續(xù)丟字的現(xiàn)象，致使對方無法準(zhǔn)確、全面接收到語音信息。只有在對講終端與遠程終端，響度值符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，才能提高靈敏度，減少各種因素的干擾，準(zhǔn)確、清楚的接收到語音信息。由于麥克風(fēng)的靈敏度較低，在-38 dB到-45 dB之間，因此就需要對講人在講話時，稍微地提高自己的音量，才能讓麥克風(fēng)接收到準(zhǔn)確的信息，然后通過相關(guān)設(shè)備傳輸?shù)綄Ψ降亩小Ｔ趯嶋H設(shè)計中，還要考慮到放大器與半控電路的性能，只有實現(xiàn)兩者的功能一致，才能在音頻轉(zhuǎn)化中提高真實度與靈敏性。對于建筑面積較小的樓宇，一般推薦使用BTL功放形式的對講系統(tǒng)，可以有效減輕語音中的雜音，使其良好的傳輸?shù)竭h程終端中，避免失真[1]。

2.2 靈敏度/頻率設(shè)計

靈敏度/頻率，直接影響到接收方語音的頻率平坦度，由于人耳的聽覺范圍在20～20 000 Hz之間，正常情況下的語音范圍不超過4 000。如果頻率不夠均勻，當(dāng)音頻過低時，就會引起傳輸效果降低，無法讓接收方聽清楚；當(dāng)音頻過高時，就會出現(xiàn)很多雜音，部分語音含糊不清，毫無聲調(diào)感，增加了接收方的理解難度。而影響因素主要為電頻響和聲頻響，電頻響是指音頻在傳輸中，存在著技術(shù)上的失誤，主要為電路設(shè)計的參數(shù)不符合規(guī)定，就會存在著音頻失真的現(xiàn)象。

麥克風(fēng)，是音頻轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備之一，能夠進行聲音的捕捉。因此聲音捕捉的準(zhǔn)確度與清晰度，將決定著語音傳輸?shù)钠教苟?。在樓宇對講系統(tǒng)中，使用的麥克風(fēng)，會受到外觀、結(jié)構(gòu)等因素的限制，導(dǎo)致無法發(fā)揮最大的作用。因此在設(shè)計中，就必須高度重視麥克風(fēng)的安裝結(jié)構(gòu)，使其各個部件相互配合，才能發(fā)揮最大作用。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

揚聲器，是語音在傳輸中的重要設(shè)備之一，其影響因素與安裝結(jié)構(gòu)，存在著密切的聯(lián)系。早期使用的揚聲器，雖然體積較大，但是音頻質(zhì)量較佳。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段使用的揚聲器，雖然體積較小，但是音頻的靈敏性、音波的真實性等，卻明顯趨于劣勢，頻率平坦度降低。通過機殼厚度的增加，使其分布均勻，這樣就可以將音頻準(zhǔn)確、真實的傳輸?shù)綄Ψ蕉校Ｕ弦纛l的平坦度。在音頻交匯的地方，還可以避免受到各種因素的干擾，防止出現(xiàn)磁場上的紊亂，具有非常強烈的穿透力，提高清晰程度[2]。

2.3 音頻轉(zhuǎn)換時間設(shè)計

音頻轉(zhuǎn)換時間，將直接影響到語音在傳輸過程中，是否存在漏字或者連續(xù)丟字的情況。半控制的對講系統(tǒng)，雙方在溝通中，需要講話方通過聲壓的語句的間斷，來進行音頻的傳輸。根據(jù)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求音頻轉(zhuǎn)換時間不能超過200 m/s。這樣才能保障對方準(zhǔn)確接收到語音信息，降低各種故障失誤。如果音頻非線性失真，就會不斷增加奇次諧波，不僅會使對方在聽感上出現(xiàn)破音，還會導(dǎo)致語音傳輸斷裂，無法獲得完整的語音。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要在設(shè)計中安裝軟阻尼，來進行共振的削弱，還要通過前后腔的有效隔離，為其提供一個密封的語音傳輸渠道，滿足實際需求。

4 結(jié)語

綜上所述，在樓宇對講系統(tǒng)的電聲設(shè)計中，需要從全程響度；靈敏度/頻率設(shè)計；音頻轉(zhuǎn)換時間設(shè)計三個方面入手，找出語音在傳輸中存在的問題，然后分析其原因，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)整，提高語音的傳輸準(zhǔn)確性、真實性、清晰度，滿足各種生活、生產(chǎn)需求，提高客戶的滿意度。