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1、当前国内剧院音频系统的设计要点中国电子科技集团公司第三研究所魏增来2010年5月1一、当前国内剧院音频系统的要求及特点1.扩声特性指标要求越来越高：音质好、响度大、动态宽、均匀度好。2.使用功能越来越多：综合性+专长、专长+综合性、单一功能剧场非常少3.可靠性要求越来越高：主控设备备份及全通道备份4.大都要兼顾自用及出租的需要：便利性、易于操作性5.先进性的体现：部分或整体的数字化、网络化6.对舞台及演员听觉效果的重视2二、当前国内剧院音频系统的设计要点1. 扩声特性指标： 任何扩声系统都应该以最终的还音效果为主要目的。虽然目前有关的扩声特性测量方法及声学指标还不能完全体现最终听觉效果的好坏，
2、但其仍然是判断一个扩声系统成败的重要手段之一。 3二、当前国内剧院音频系统的设计要点 针对扩声系统的声学特性测量方法、声学特性指标等国家及行业标准根据技术及需求的不断发展，经历了一定的演变：厅堂扩声系统声学特性指标（GYJ25-86）演出场所扩声系统的声学特性指标（WH/T18-2003）厅堂扩声系统设计规范（GB50371-2006）4二、当前国内剧院音频系统的设计要点厅堂扩声系统声学特性指标（GYJ25-86）音乐壹级：最大声压级（空场稳态准峰值声压级）： 100-6300KHz范围内平均声压级103dB传输频率特性：以100-6300Hz的平均声压级为0dB，在此频带范围内允许4dB；5
3、0-100Hz和6300-10000Hz的允许范围详见具体文件之图。传声增益： 100-6300Hz的平均值-4dB（戏剧演出），-8dB（音乐演出）声场不均匀度： 100Hz：10dB1000Hz和6300Hz：8dB总噪声级：NR255二、当前国内剧院音频系统的设计要点演出场所扩声系统的声学特性指标（WH/T18-2003）音乐及歌剧室内壹级：最大声压级（空场稳态准峰值声压级）： 80-8000KHz范围内平均声压级109dB传输频率特性：以80-8000Hz的平均声压级为0dB，在此频带范围内允许4dB；40-80Hz和8000-16000Hz的允许范围为+4-12 dB（详见具体文件之
4、图） 传声增益： 80-8000Hz的平均值-6dB声场不均匀度： 80Hz：10dB；500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz和8000Hz：6dB；16000Hz：8dB 总噪声级：NR256二、当前国内剧院音频系统的设计要点厅堂扩声系统设计规范（GB50371-2006）文艺演出类壹级：最大声压级（空场稳态准峰值声压级）：额定通带内106dB传输频率特性：以80-8000Hz的平均声压级为0dB，在此频带范围内允许4dB；40-80Hz和8000-16000Hz的允许范围为+4-10 dB（详见具体文件之图） 传声增益： 80-8000Hz的平均值-8dB声场不均匀度： 10
5、0Hz10dB；1000Hz6dB；8000Hz8dB总噪声级：NR257二、当前国内剧院音频系统的设计要点对音频系统的扩声特性指标应正确理解。 “扩声系统声学特性指标”是必要但非充分的。是技术层面对扩声系统不完全的要求 ，而不是舞台演出艺术对扩声系统的要求。剧院音频系统的设计应实现音频工程技术与声音艺术美学的对接。自然声与电声的关系，专业性古典类演出，应以自然声为主，电声为辅。对达到相关的扩声特性指标要有足够的重视度，严格的实际测量会出现很多问题。8二、当前国内剧院音频系统的设计要点2. 通常的声场覆盖方式：2.1 观众席扬声器：l声桥扬声器：原则上覆盖所有观众席。通常采用左中右三组布局方式
6、，以满足SIS（Space Image System）的需要。l台框两侧扬声器：原则上覆盖所有观众席。并拉低声桥上扬声器的声像位置。9二、当前国内剧院音频系统的设计要点10二、当前国内剧院音频系统的设计要点l台唇扬声器：针对观众席前排（13排）中央区域进行补声，并拉低声像位置。声压级不能过小。11二、当前国内剧院音频系统的设计要点l补声扬声器：通常针对上层观众席对下层观众席的遮挡部分及主扬声器覆盖较差的两侧观众席区域。12二、当前国内剧院音频系统的设计要点13二、当前国内剧院音频系统的设计要点14二、当前国内剧院音频系统的设计要点15二、当前国内剧院音频系统的设计要点16二、当前国内剧院音频系
7、统的设计要点17二、当前国内剧院音频系统的设计要点18二、当前国内剧院音频系统的设计要点l效果声：侧环绕、后环绕、天空效果。注意与主扬声器系统在声压级及覆盖角方面的匹配。l舞台效果声：配合演出剧目需要、体现舞台场景的效果。需较大声压级和较窄的指向角，以便从舞台内部重放效果至观众席。19二、当前国内剧院音频系统的设计要点2.声场覆盖：2.2 舞台扬声器：l主监听：SIDE FILL扬声器，为舞台主监听，固定安装在假台口两侧。l侧舞台及后舞台：根据需要配置，通常为固定安装。侧台侧台主舞台后舞台20二、当前国内剧院音频系统的设计要点l流动监听：根据需要流动摆放，建议多设几个通道，且需注意指向角的配置
8、。l耳机返送系统：通常为1对多，频点可调。造价相对较贵，用于主要演员。21二、当前国内剧院音频系统的设计要点2.声场覆盖：2.3 需要注意的问题：l扬声器选型：线阵列亦或传统阵列？适合实际功能需要。l扬声器安装：明装亦或暗装？一定要慎重考虑暗装形式下，扬声器后部空间的吸声问题。22二、当前国内剧院音频系统的设计要点23二、当前国内剧院音频系统的设计要点24二、当前国内剧院音频系统的设计要点3.主扩系统的主要构成形式： 剧院主扩声系统的主要构成并无过多特殊之处，需要注意的通常是监听返送调音、话筒信号分配、各调音位之间的信号沟通链路、功率放大器监控等。25二、当前国内剧院音频系统的设计要点3.主扩
9、系统的主要构成形式：话筒节目源主控调音台声场处理设备扬声器处理设备功率放大器周边处理设备工程技术层面（参数基本固定）艺术美学层面（参数根据需要调整）扬声器26二、当前国内剧院音频系统的设计要点3.主扩系统的主要构成形式：话筒节目源主控调音台声场处理设备扬声器处理设备功率放大器周边处理设备扬声器远程监控设备功放机房主控机房27二、当前国内剧院音频系统的设计要点3.主扩系统的主要构成形式：话筒节目源主控调音台声场处理设备扬声器处理设备功率放大器周边处理设备观众席扬声器信号分配系统返送调音台周边处理设备声场处理设备扬声器处理设备功率放大器舞台扬声器互联链路其他系统28二、当前国内剧院音频系统的设计要
10、点其他需要注意的问题：l针对扬声器的调音台信号饲送（Feed）：调音台信号饲送通道数量与功率放大器输入信号数量有本质的区别，后者由前者分配而来，可能远大与前者。前者决定于扬声器系统的配置及布局方式，后者决定于扬声器的具体数量。通常观众席扩声由调音台主输出（L/C/R、Mono）或矩阵输出（Matrix）饲送、舞台扩声由调音台辅助输出（Aux）饲送、控制室监听由调音台本地监听输出（Monitor）饲送；此外，信号记录由调音台录音输出（REC）饲送，其他外部系统由调音台编组输出（Group）或通道直接输出（Direct）饲送。29二、当前国内剧院音频系统的设计要点其他需要注意的问题：l针对扬声器的
11、调音台信号饲送（Feed）：上述通常的方式并非一成不变，如主舞台监听亦可采用调音台主输出饲送等。明确的调音台信号饲送方式将成为调音台选型的重要依据；而明确的功率放大器信号馈入方式也将成为声场处理设备配置的重要依据。30二、当前国内剧院音频系统的设计要点其他需要注意的问题：l拾音器的配置：系统中应配备多通路的无线传声器系统，头戴式、手持式、领夹式互相搭配。采用集中式天线接收，设置良好的天线分配网络，使得无线传声器接收机可以在舞台、主控机房、现场调音位等地点流动使用。此外，应配备完善的有线传声器，传声器选型应在不同的拾音风格、不同的指向之间互相搭配 。31二、当前国内剧院音频系统的设计要点其他需要
12、注意的问题：l各调音预留位及其之间的信号链路预留：通常来讲，剧场扩声系统大都设置有主控机房主调音位、观众席主调音位以及舞台上、下台口返送调音位等，以满足不同方式的信号调整控制。如前所述，各调音位之间有可能产生信号的相互调用，因此，在上述调音位，除布置正常的话筒/线路输入及线路输出接口外，还应该预留一定的互联链路，数量同样以两两之间不低于双向8通道为宜。 32二、当前国内剧院音频系统的设计要点其他需要注意的问题：l拾音器信号分配：考虑到剧场扩声系统通常会设置多个调音位，同时，个别演出可能还需要进行电视录像或转播，因此，拾音器信号就不能只简单地送到主控机房就可以了，而需要进行多通道的信号分配。通常
13、的设计方式是在舞台附近设置一间技术用房，舞台、乐池、灯光桥等地的拾音器信号首先汇集于此，经专用分配系统分配后，再分别送至上述各调音位或电视播出用专用接口。根据剧场规模的不同，分配系统的通道数宜控制在24至48通道之间。 33二、当前国内剧院音频系统的设计要点其他需要注意的问题：l便利性设备的配置：硬盘即时播放机、多轨录音机、跳线盘、耦合隔离变压器等。 34二、当前国内剧院音频系统的设计要点4.数字化、网络化概念话筒节目源主控调音台声场处理设备扬声器处理设备功率放大器周边处理设备扬声器基于剧院音频系统的实时特性，在调音台数字化时一定要基于剧院音频系统的实时特性，在调音台数字化时一定要注意设备的操
14、作便利性。注意设备的操作便利性。35二、当前国内剧院音频系统的设计要点4.数字化、网络化概念话筒节目源主控调音台声场及扬声器处理设备编解码设备功率放大器周边处理设备观众席扬声器返送调音台周边处理设备舞台扬声器网络编解码设备网络编解码设备编解码设备远程监控设备36二、当前国内剧院音频系统的设计要点4.数字化、网络化概念话筒节目源声场及扬声器处理设备编解码设备功率放大器周边处理设备观众席扬声器返送调音台周边处理设备舞台扬声器网络编解码设备编解码设备远程监控设备主控调音台37二、当前国内剧院音频系统的设计要点5.主要安全保障措施l系统及设备备份： 主要包括：数字DSP处理环节备份 调音台环节备份 功
15、率放大器环节备份 全通道备份 系统备份中，可能需要在系统中加入信号分配以及信号混合或切换两个环节，设计人员在这两个环节的设备选型上一定要慎之又慎，不能由于草率行事而给系统增加新的故障节点，需选用成熟的、稳定的高端产品，以保证整个系统的质量。38二、当前国内剧院音频系统的设计要点5.主要安全保障措施l跳线盘阵列的应用：系统流程的所有主要节点经过跳线盘l供电安全：主要设备双路供电或UPS支持l系统配置冗余：线路冗余、接口冗余等39二、当前国内剧院音频系统的设计要点6.现场同期记录及后期编辑l混合（MIX）同期记录：现场调整完毕后，由调音台直接送出两轨立体声或5.1轨环绕声信号至录音设备。l分轨（M
16、ulti-Tracks）同期记录：将现场各通道信号（包括话筒及其他节目源等）直接送入分轨记录设备。 分轨记录时，大都采用专业信号分配系统，亦可通过专业调音台的Direct Out输出，记录电平以不失真前提下的最大电平为佳。目前记录设备大都选用数字音频工作站，以便于后期编辑。40二、当前国内剧院音频系统的设计要点6.现场同期记录及后期编辑 分轨记录的目的在于便于后期编辑。分轨信号可在演出结束后，重新混合平衡，以弥补现场调音的不足之处。亦或按照与现场扩声不同的标准进行调整制作。41三、调试过程简述1.调试目的：调试目的：l充分发挥系统设备的最优性能l达到最佳的主观听觉效果l实现最便利的操作l形成最
17、优的系统保护42三、调试过程简述2.调试阶段：调试阶段：l单体设备调试（调试准备）l控制处理系统电平调校l声场调试l整体联调43三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：单体设备调试（调试准备）：单体设备调试（调试准备）： 常规的线缆测试、电压测试、单体设备通电以及单体设备功能测试 。44三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：控制处理系统电平调校：控制处理系统电平调校： 校正整个控制处理过程中各个环节的电平设置，使其分别处于适当的范围之内，避免电平范围设置不当而造成的信噪比降低或削波现象产生，同时，设定适当的电平余量，以提高系统安
18、全性，此外，良好的电平调校亦可使得今后的工作人员操作简便。 45三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：控制处理系统电平调校：控制处理系统电平调校：l统一各环节电平设置：首先关闭功率放大器，然后通过外接的信号发生器或调音台内置的信号发生器，发送一个单频信号（或粉噪信号）馈入调音台，调节信号发生器的电平，直至发送的信号为0dB，此后调节调音台输入和输出Fader至0dB，使调音台输出同样稳定在0dB；此后调节信号流程中所经过的所有处理环节，使其输入输出均处于0dB状态。 46三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：控制处理系统电平调
19、校：控制处理系统电平调校：l寻找最大可用电平：保持上述状态，降低主处理设备中输出电平至，打开功率放大器，将功率放大器旋钮置于最大位置，缓慢增加主处理设备中分配矩阵的输出电平，直至功率放大器削波指示灯闪烁为止。此时主处理设备的电平值即为最大可用电平。 47三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：控制处理系统电平调校：控制处理系统电平调校：l设定常规输出电平：将主处理设备的输出电平从上述最大可用电平下拉6dB，设为常规输出电平，此时其他主要设备的电平状态为：调音台输出0dB，功率放大器0dB。l设定限制保护：主处理设备的最终输出之前，为每一个信号输出通道都配置了一台
20、虚拟压限器，调节压限器的阈值电平，使其高于最大可用电平12dB左右，并将压缩比提高至50:1:1，设定功率放大器之前的限制保护。 48三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：声场调试：声场调试：l扬声器覆盖范围的调整：通过调整扬声器或扬声器组的俯仰及水平角度，使之实现正确及恰当范围内的声场覆盖，大范畴的角度设定已在设计及安装阶段完成，调试阶段主要进行相关角度的微调，并寻找相邻两组扬声器之间的交界点。 49三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：声场调试：声场调试：l扬声器频率响应的调整：针对不同的扬声器特性及其覆盖范围内的建筑声学
21、特性，通过客观测量及主观试听的方式，进行频率均衡，调整扬声器的频率响应，使其音质尽量接近适合大众的、通用的音响美学范畴。注意：扬声器调校和声场调校的区别。注意：扬声器调校和声场调校的区别。 50三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：声场调试：声场调试：l统一不同扬声器组之间的电平关系：以最弱电平的扬声器组为基础，并参考主扬声器组的电平范围，向两侧相邻扬声器组扩展，将所有扬声器组的功率输出电平调整至尽可能接近或一致。从而在绝大部分听音区域内获得良好的声场均匀度。 51三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：声场调试：声场调试：l调
22、整不同扬声器组之间的相位关系：这是声场调试阶段最为关键也最难处理的环节。调整不慎，各扬声器组之间非常容易产生强烈及复杂的声干涉现象或信号延迟现象，严重影响瞬态响应、弹性感、清晰度等最终扩声音质。可通过测距仪器的测量、计算以及专业软件的测试，以距离主要听音区最近的扬声器组为基准，逐一确定了各组扬声器之间的延时关系，从而在大部分观众席中，使各覆盖扬声器组之间的相位关系趋于一致。 52三、调试过程简述3.各阶段主要调试内容及方法：各阶段主要调试内容及方法：整体调试：整体调试：l均衡的微调：在各组扬声器均打开的情况下，通过主观试听，查找某一听音区的频率响应问题，并对相应扬声器组进行均衡微调。l电平的微
23、调：根据传声增益情况以及系统各设备情况，对系统控制处理路由电平进行微调，以保证较好的信噪比和操作便利性。53四、当前国内剧院音频系统的大胆预测1.数字化： 由于数字信号在抗干扰、易传输、易保存等方面所具有的优势，因此数字化将是音频系统发展的一个重要趋势。 数字化进程：DSP处理设备、调音台等主控设备、功率放大器、传声器扬声器等换能设备。 数字化的其他优点：易于管理、集成化、施工简单、维护方便等。54四、当前国内剧院音频系统的大胆预测2.网络化 基于资源共享的要求，网络化亦是今后音频系统发展的趋势。 前提：数字传输质量的提高。及时、准确、多信道。55四、当前国内剧院音频系统的大胆预测3.定向投射
24、扬声器的应用 基于多扬声器阵列声波束引导原理的定向传声技术近几年得到了较快发展，目前主要应用于大混响空间内。但随着相关技术的发展，将成为今后的主流扬声器。 前提：大声压级、价格、频率响应。56基于DSP技术的多扬声器阵列是在“声柱”的技术基础上结合DSP技术发展而成的，其基本设计思路是：多只（组）扬声器单元直线排列，每一个（组）扬声器单元均配备有一套内置的DSP处理模块和一路内置功放模块。各单元信号均根据需要，经DSP运算处理（加权、延时、求和等），从而实现声波束引导，形成可变且可控的空间指向。 Renkus-Heinz ICONYXTannoy Q-FLEX四、当前国内剧院音频系统的大胆预测
25、575859TANNOY QFlex：极好的声线控制能力.（/70度）单元排列密集，可以消除声场干涉直观的控制界面高性能的内置DSP，可用网络控制，内置功率放大器前场的声压级与后座的声压级基本保持一致606162四、当前国内剧院音频系统的大胆预测4.多重环绕声和可变混响系统的应用 为进一步提高临场感和震撼力，环绕声扩声也越来越多地应用到剧场剧院类音频系统中。 同时，针对多用途的厅堂，可变混响系统也因为其多种适用性而加入到整个系统当中来。 前提：多通道处理系统的计算能力、步进细腻度及时变性，如LCS系统等。6364四、当前国内剧院音频系统的大胆预测5.简捷的系统架构和信号流程 单一机房设置，众多
26、网络控制接口。 数字调音台内置声场处理模块，并具有网络接口，可直接与音频网络内的所有信号进行沟通。 有源扬声器系统具备有数字网络输入接口，内置专用DSP处理器及远程监控模块。扬声器可接入主备两组信号，并自动检测切换。 控制机房与扬声器之间只需1根数据连线即可实现音频信号的传输、对扬声器的远程调控以及远程监测等功能。65四、当前国内剧院音频系统的大胆预测4.简捷的系统架构和信号流程话筒观众席有源扬声器系统网络编解码设备主控调音台返送监听调音台编解码设备舞台有源扬声器系统节目源及记录设备远程监控设备预留接口控制机房观众席区域舞台区域66四、当前国内剧院音频系统的大胆预测6.无线化： 随着无线网络的发展，也许10年后的某一天，系统设备之间的仅有的1根连线也将取消。67感谢各位聆听欢迎大家批评指正 68
