室内扩声与室外扩声不同，涉及室内声学的许多专门问题，包括像室内天花板、墙壁、地板等的回声和混响、周围噪声和建筑物本身的声特性等。
第一节 声反馈与潜在声增益声反馈与潜在声增益
如果把包括传声器、放大器、扬声器组成的扩声系统放在室内，往往会引起啸叫。这是因为当一个人对着传声器讲话时，传声器不但接受了讲话者的直达声，而且还接受了扬声器发出的声及反射声。我们用下面方法得到平衡，即由扬声器在传声器产生的声压级绝不能超过讲话者在没有持续振荡时产生的声压级。换句话说，我们假设正反馈峰值的多余增益正好被负反馈谷值损耗抵消掉了。
从1969年博纳(R.E.Boner)发表了论文“音响系统的增益”以后，找到了计算音响系统的潜在声增益方法，此方法因此成为现代声学系统设计的基础理论。博纳提出的优化系统的几何形状准则是这样的：传声器靠近讲话人，以接受讲话者的直达声；使传声器离扬声器有足够远的距离，并处于扬声器的混响声场中，从扬声器来的直达声不是引起系统反馈的主要因素。假如听音者也在扬声器的混响声场中，就会使听音区域的声压级在扩声系统工作时不大于扩声系关闭时在传声器位置讲话人的声压级。
使用博纳的系统增益概念，最大增益对应于单位的Δ值， 即Δ=1(Δ定义为在扩声系统关闭时传声器处的声压级与扩声系统开启时听众区域的声压级之差的分贝值) 。虽然我们讨论了最大可能增益，但是在实际应用中会出现Δ比1大的情况。
（1）使用有指向性传声器就可以另外增加3dB~4dB的增益。
（2）把听音位置安排在扬声器的直接声场中，允许进一步增加系统的增益。
（3）如果讲话区域混响场声压级低于听音区域的混响声场声压级，也会再增加系统增益。也就是传声器区域的房间常数与听音区域的房间常数不同，类似的房间可以是大面积、低天花板、强吸收的房间内。在这样的房间中我们可以见到：从点声源发出的声音在临界距离Dc以外趋向衰减，衰减率是距离增加一倍衰减2dB~3dB。
（4）其他增加增益的方法是利用窄频带滤波器分别抑制各正反馈频率。 一般情况下，将增益调节到声波不产生持续振荡以前，要留有余量。调节到比最大增益低6dB。然而，即使精心调节系统，使用窄带滤波器，仍难以使增益调节到低于临界值3dB 以上。
第二节 小房间的声场计算
如上图所示典型的小房间，其体积小于80立方米，平均吸声系数为0.2，总表面积S为111平方米。首先由平均吸声系数可以算出房间常数：
，将总面积和平均吸声系数带入，房间常数计算结果：R = 28平方米。第二步，可以计算一个讲话人的临界距离：
，可取指向性指数为Q=3dB， 将上面房间常数结果R = 28平方米代入。计算结果：其临界距离为Dc = 1米。一个安装在墙上有6dB指向性指数的扬声器，由上右图中给出讲话者和聆听者的位置，假定传声器是无方向性的。
1、计算讲话者在传声器位置和聆听者位置产生的相对声压级。
我们首先将扩声系统关闭。传声器距离讲话者0.6米，在此距离直达声产生的声压级我们假定为大约70dB。而对于没有扩声系统的讲话者的临界距离Dc是1米，对于0.6米处的传声器就处在讲话者的直达声场和混响声场的转换区域中。由上图表所示，我们注意到混响声场和直达声场的合成声压级在0.6米的距离必大于单独的直接声场1dB。所以假定单独的直接声场的声压级是70dB，传声器位置的总声压级必为71dB。
然后，我们用类似的方法计算不用传声器的讲话人在听音者位置产生的声压级。聆听者距离讲话者4.2米，超过临界距离1米的3倍，故完全在讲话者的混响声场中。我们知道在混响声场中任何一点的声压级等于直达声场在临界距离产生的声压级。如果直达声在0.6米距离处产生的声压级为70dB，在距离1米处的声压级可以由直达声的平方反比规律得出，在此可查表得出，结果是要下降4.6dB，成为65.4dB。即混响声场的声压级为65.4dB。这个声压级是讲话者单独产生的，在聆听者位置也是65.4dB。
得到上面的结果，应注意我们所用方法中的两个问题：首先，在定义临界距离时没有考虑传声器的入射角， (例如我们选用一个无指向性传声器它就可接收到和计算结果一样的声场)。 其次，我们采用小数点的分贝值以避免混乱，实际上计算公式的适用范围是有限的，不能采用比1dB更小的值，这在我们计算最后答案时必须四舍五人。
2、计算出单独由扬声器产生的声场。
计算由扬声器产生的声场，需将系统的传声器断开，而用虚拟的测试信号进行计算。假设扬声器在传声器位置产生的声压级是71dB，相当于前面不用传声器的讲话人的声压级。扬声器安装在墙和天花板的交界处，其指向性指数假定为6dB，在此室内，我们可以计算出扬声器临界距离声器临界距离为1.4米，这几乎与扬声器到传声器的距离相等。
因传声器安装在扬声器临界距离处，而我们假设了这一点的声压级是71dB，这一声压级包括了直达声和混响声，传声器位置的直达声场必比71dB减少3dB，即68dB。聆听者距离扬声器4.8米(大于临界距离3倍)，故已完全置于扬声器的混响声场中，我们知道混响声场的声压级在临界距离处必等于单独的直达声场声压级，扬声器在聆听者位置产生的声压级也必然为68dB。
3、计算潜在声增益。
我们还可用同样的实例计算在聆听位置讲话人不用传声器产生的声压级与用传声器产生的声压级之差。前面算出了不用传声器的讲话人在聆听位置产生的声压级为65.4dB，扬声器在聆听位置产生的声压级为68dB，这个系统的增益即两者之差仅为2.6dB，很显然，这种扩声系统的价值并不大。
注意，系统的声增益于讲话者与传声器间的距离有关。按照博纳的论文，均衡系统的最大理论值Δ是1dB，在上例中，算出Δ是3dB。博纳强调，为了获得最大声系统增益，传声器必须在讲话者的直接声场中，并在扬声器的混响声场中。但在我们的例子里，传声器不完全在讲话者的直接声场之中，而是安置在扬声器临界距离处。为得到更大的声增益，可将传声器向讲话者移动到0.3米处，并用强指向性扬声器，其结果可使增加3dB，在听音位置得到潜在声增益为9dB。实际上，在一个小房间内，不用传声器的讲话者很容易就在房间内产生65dB的声压级，用扩声系统就显得没有必要了。
第三节 中等尺寸房间的声场计算
现在来研究一个较大尺寸的房间，而且用一只指向性传声器指向性传声器，如下图所示，房间体积918立方米、总表面积630平方米、面积129.6平方米、平均吸声系数0.15。（1）计算房间常数。可按前面的公式来计算，房间常数大约为110平方米。
（2）计算讲话者与扬声器的临界距离。
因为扬声器具有指向性，只计算我们感兴趣的、特定角度的临界距离。假定扬声器指向性指数（0度）是9dB。从下面图表中我们可以查出对应的临界距离是4.2米。扬声器指向性指数在垂直角度为60度时假定为-3dB，其对应临界距离为1米。不用传声器的讲话人指向性指数是3dB，其临界距离相应为2米。
1、讲话者的声压级计算。
聆听者距离讲话者12米，传声器与讲话者是0.6米。讲话者的临界距离为2米，大于与传声器距离的3倍，由此传声器完全在讲话者的直接声场之中。聆听者与讲话者距离大于临界距离的3倍，因此处在讲话者产生的混响声场中。假设单独由讲话者产生的距离讲话者0.6米处的声压级为70dB，我们可以计算出直接声场在Dc=2米处的声压级：70dB - 20Log(2/0.6) = 60 dB，结果为60dB。因而混响声场声压级亦为60dB，而单独由讲话者在聆听者所在位置产生的声压级也为60dB。
2、扬声器产生的声压级计算。
对扬声器进行类似的计算，聆听者位于扬声器的主轴上，3倍于4.2米的临界距离。传声器安置在距扬声器主轴角度为60度，也是3倍于1米的临界距离(对此角度)处。聆听者和传声器都在扬声器的混响声场中。如扬声器在传声器位置产生的声压级不大于70dB（与讲话者的声压级相同），则扬声器在聆听者位置产生的声压级亦为70dB，因为传声器和聆听者都处于扬声器的混响声场中。从已建立的关系知，讲话者在聆听者位置产生的声压级在扩声系统关闭时为60dB，声系统接通时为70dB，即最大可能增益为10dB。在适当的均衡系统允许有6dB的峰值储备，仍可在聆听者位置实现4dB的增益，但对扩声系统来说，它提供了一个小的但可以察觉到的声压级增长。
3、有指向性传声器的情况。
上面的分析是针对无指向性传声器，我们再来看有指向性传声器的情况。上左图所示是计算有指向性传声器的增益时的几何关系。此时讲话者与传声器的距离仍是0.6米，假定讲话者处在传声器的主轴上，扬声器距传声器5.4米，与主轴成75度。上右图所示为传声器典型的心形指向性图，此传声器的指向性指数在其主轴上大约为5dB。因为讲话人是在传声器的主轴上，传声器接受到讲话人的声音比混响声场大5dB，理论上是以5dB的因子增加系统的可能增益。
4、实际的潜在声增益。
说话人到传声器的距离仍然是0.6米，假定讲话人处在传声器的主轴上，扬声器处在传声器的75度的方向上，距离传声器5.4米。由于讲话人处在传声器主轴上，拾取的信号比其它方向上大5dB，从理论上加可以使得潜在的系统增益提高5dB。但是我们考虑到传声器的指向特性，如传声器在0度时的方向指数是5dB。由极坐标图表明在75度处的方向指数大约是3dB，这说明虽然扬声器与传声器的主轴成75度，它仍会接收扬声器来的直接声场，而存在3dB的差异。
我们知道，扬声器在扬声器和传声器间的连线方向的指向性指数是-3dB，也知道传声器沿此轴的指向性指数是+3dB，故沿此轴总合的指向性指数必为0dB。我们还可以从图表中查出等效临界距离。扬声器和传声器沿它们的公共轴的总合成临界距离约为1.3米，因二者间的距离3倍于此数值，传声器仍是处于扬声器的混响声场中。使用这只指向性传声器，允许在反馈以前增加系统潜在声增益5dB（实际上，大于3dB的附加增益是很难达到的）。
第四节 分布扬声器声场的计算
上图所示是一个中等尺寸的报告厅，体积是485立方米，表面积约440平方米，当室内空旷时，平均吸声系数为0.2，面积为135平方米。在此空室内对不用传声器的讲话者，房间常数R是110平方米。但是当室内被听众充满时，吸声系数增加到0.4，对应的房间常数是293平方米。计算出不用传声器的讲话者（指向性指数为3dB）的临界距临界距离离空场为2m，满场为3.4m。
如上图所示为某教室扩声系统的配备图，天花板内安装40个扬声器，其中心距离为1.5米，在4kHz范围内得到平滑的覆盖，作用于人耳的声压级在整个地面区域只有2dB~3dB的差异。对于这种一组扬声器而言，通常的临界距离和直混比的定义就含糊不清了。但是，我们感兴趣的只是潜在的声学增益，而这种含糊是可以忽略的。
我们已经说过，扬声器组在整个房间中建立起一个均匀的声覆盖，声场的具体叠加或相对指向性并不在增益计算的考虑因素之内。一个无指向性传声器距说话人0.6米，小于1/3 Dc。不管房间中有多少人，传声器都处在说话人的直达声声场中。最远的听音人距说话人的距离为9m。大于空场时Dc的3倍，并大于满场时Dc的3倍。当系统关闭时，假如无扩声帮助的说话人在传声器处产生的声压级为70dB。而当系统打开时，如果传声器处被放大的声压级不大于70dB，那么房间中的各处的最大声压级都不会超过70dB。
从临界距离的定义中可以看出，在无扩声帮助时说话人的空场中，在听音人位置处产生的声压级为59dB，而在坐满观众时大约为55dB。对于-6dB的可利用余量，计算出的在听音人位置上的声学增益空场时大约为5dB，而满场时为9dB。
关闭掉直接对着传声器的扬声器，可以获得更大的增益吗? 对这种密集安装的扬声器组而言是可行的。把扬声器紧密地安装到一起，是为了使声场的听觉声压级均匀一致。所以，相对而言任何单独一只扬声器的贡献都不大。但是关闭表演区的全部扬声器，而只覆盖观众区，可以提高系统增益。
在刚才所给的例子中，假定每只扬声器在语言频率范围内的指向性指数为：0度时为+6dB，45度时为+3dB，60度时为0dB。设想我们用25只扬声器覆盖观众区，并关闭房间前部的15只扬声器。理论上，潜在增益的增量对单独的听音人只有1dB，在观众席坐满时有2dB。尽管大部分直达声可以被观众吸收掉，但是增益的增大量不可能大于3dB。要取得这些结论，实际计算十分单调乏味，但并不困难。在传声器和听音人的位置上由每只扬声器产生的相对直达声，是由极坐标图形和距离计算得来的。通过设定每只扬声器的单独声输出，就可以利用总的反射声(混响声声场)和伪直达声反射声，估算出在整个房间产生的声压级。
第五节 系统增益与频率响应的关系
在前面的例子中，我们并没有规定进行增益计算时所处的频率范围。在大多数音响系统中，困扰系统增益的主要原因就是，确定人谈话的声音可以被充分放大到使坐席区各个部分达到舒适的听音声压级。所以，计算增益最重要的频率范围是对语言清晰度贡献最大的频段：这一区域是在500Hz~4000Hz。
系统低于500Hz的响应，可以缓慢地进行搁架衰减，不会使语声的质量严重下降。l高于4000Hz时，音响系统受声学环境的影响更为明显，这是因为整体的声学吸声量提高了。在非常高的频段上，大多数环境吸声量很大，而且空气本身的吸声量也十分明显，扬声器系统也趋向于呈现有指向性。由于这些因素，对于2500Hz以上的声音一般不会有严重的声反馈。
要确保音响系统成功地进行扩声，最好的方法就是在至少两个频带上进行增益计算。在设计良好的系统中，如果计算是在以1kHz和4kHz为中心的频率进行，那么将不会为取得想要的系统增益而引发不可预见的问题。
然而，要特别注意低于要特别注意低于500Hz的区域的区域。因为房间常数、扬声器系统的指向性，以及传声器的指向性，都会在200Hz~500Hz范围有大的变化，如房间在1kHz以下的吸声量非常小，而扬声器系统在这一区域上又呈无指向性。所以不在低频段进行大量的衰减而取得满意的系统增益是不大可能的。如果切除200Hz~500Hz的范围，以确保在1kHz和4kHz上所做的计算不存在大的偏差，最终导致的结果是，所有常用的并能具有满意的语言清晰度的系统，其声音就像电话声一样。
