簡(jiǎn)析劇場(chǎng)數(shù)字音頻系統(tǒng)的組成與發(fā)展

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、綜合國(guó)力的大大提高，人民群眾對(duì)精神文化的需求也越來(lái)越高，文化生活已成為普通百姓生活中不可缺少的一部分。在這種大背景下，滿足精神文化需要的各種平臺(tái)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。劇場(chǎng)自然也是其中之一，此文將介紹劇場(chǎng)數(shù)字音頻系統(tǒng)組成及其傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　一、典型劇場(chǎng)音頻系統(tǒng)組成及各部分功能

　　一個(gè)典型的劇場(chǎng)音頻系統(tǒng)應(yīng)該包括聲源、調(diào)音臺(tái)、周邊設(shè)備、信號(hào)處理設(shè)備、功放、音箱和傳輸系統(tǒng)等幾個(gè)部分，見(jiàn)圖1。根據(jù)劇場(chǎng)的特點(diǎn)一般也分為觀眾廳擴(kuò)聲系統(tǒng)、舞臺(tái)返送監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)、效果聲擴(kuò)聲系統(tǒng)、控制室監(jiān)聽(tīng)監(jiān)視系統(tǒng)、周邊電聲處理輔助系統(tǒng)、拾音及音源播放系統(tǒng)。

　　圖1 劇場(chǎng)音頻系統(tǒng)組成

　　一個(gè)大型的劇場(chǎng)音頻系統(tǒng)主要包括觀眾廳、舞臺(tái)部分的聲音還原系統(tǒng)、控制室監(jiān)聽(tīng)監(jiān)視系統(tǒng)，以及音像錄制和存儲(chǔ)系統(tǒng)等。舞臺(tái)部分包含演員表演時(shí)聲音的拾取和傳送，以及幫助演員把握演出效果的舞臺(tái)返送監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)。

　　音頻系統(tǒng)一般通過(guò)設(shè)置在舞臺(tái)上的話筒拾取現(xiàn)場(chǎng)各種聲音，轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)傳輸線纜送至音頻系統(tǒng)中心控制設(shè)備：經(jīng)調(diào)音臺(tái)（又稱(chēng)混音控制臺(tái)），對(duì)各種輸入聲源信號(hào)進(jìn)行匹配、放大、混合、調(diào)音和分配控制等。

　　電聲系統(tǒng)控制包括兩方面，一方面是音質(zhì)的處理，如均衡器、激勵(lì)器、效果器、降噪器等，另一方面是信號(hào)的控制，如壓限器、分配器、分頻器、音箱處理器等。

　　周邊處理設(shè)備對(duì)各種節(jié)目信號(hào)進(jìn)行加工處理和潤(rùn)色、彌補(bǔ)建筑聲學(xué)的缺陷、補(bǔ)償電聲設(shè)備性能的不足和產(chǎn)生特殊聲音效果。

　　信號(hào)處理設(shè)備是劇場(chǎng)音頻系統(tǒng)中重要的組成部分，也是系統(tǒng)調(diào)試的關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)的信號(hào)處理方法是把不同功能、不同用途的各種處理設(shè)備用很多專(zhuān)用線纜與調(diào)音臺(tái)和功放等設(shè)備互聯(lián)組成一個(gè)擴(kuò)聲系統(tǒng)。而現(xiàn)代的信號(hào)處理方法是在一臺(tái)設(shè)備中采用專(zhuān)用高精度浮點(diǎn)運(yùn)算的DSP處理芯片，輔之以各種高效的音頻數(shù)據(jù)算法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)均衡器、激勵(lì)器、效果器、降噪器等多種設(shè)備的工作。類(lèi)似多個(gè)設(shè)備的功能全部集成在一個(gè)設(shè)備上，且處理前后信號(hào)都是數(shù)字化的。

　　功放顧名思義就是“功率放大器”，它的作用就是放大調(diào)音臺(tái)和周邊設(shè)備（信號(hào)處理設(shè)備）送來(lái)的低電平音頻信號(hào)，使它的其輸出功率足以驅(qū)動(dòng)配接的揚(yáng)聲器負(fù)載。傳統(tǒng)功放是模擬類(lèi)功放，即把連續(xù)變化的音頻信號(hào)（模擬信號(hào)）直接進(jìn)行線性放大?，F(xiàn)代的功放也已經(jīng)向數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化過(guò)渡，數(shù)字功放的過(guò)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬功放，不會(huì)產(chǎn)生交越失真，因?yàn)閿?shù)字功放采用數(shù)字信號(hào)放大，使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位完全一致，相移為零，因此聲像定位準(zhǔn)確。傳統(tǒng)模擬功放中的功放管內(nèi)阻較大，所以在匹配不同阻值的揚(yáng)聲器時(shí)，模擬功放電路的工作狀態(tài)會(huì)受到負(fù)載（揚(yáng)聲器）大小的影響。而數(shù)字功放內(nèi)阻不超過(guò)0.2Ω（開(kāi)關(guān)管的內(nèi)阻加濾波器內(nèi)阻），相對(duì)于負(fù)載（揚(yáng)聲器）的阻值（4-8Ω）完全可以忽略不計(jì)，因此不存在與揚(yáng)聲器的匹配問(wèn)題。

　　揚(yáng)聲器（音箱）是一種把電能轉(zhuǎn)換為聲能的轉(zhuǎn)換器， 劇場(chǎng)音頻系統(tǒng)希望還原20～20kHz范圍的聲音，而目前任何一種揚(yáng)聲器都難以滿足寬頻聲音重放的需要。因?yàn)椴シ诺鸵粜枰亍⒋?、厚的紙盆振膜，而播放高音需要輕、薄的振膜，因此重放全音域的揚(yáng)聲器系統(tǒng)一般都是由高音、中音和低音三種不同類(lèi)型的揚(yáng)聲器單元結(jié)合組成的系統(tǒng)。

　　一般劇場(chǎng)觀眾席區(qū)揚(yáng)聲器聲場(chǎng)系統(tǒng)分為聲橋揚(yáng)聲器、臺(tái)框兩側(cè)揚(yáng)聲器、臺(tái)唇揚(yáng)聲器、補(bǔ)聲揚(yáng)聲器、效果聲揚(yáng)聲器等。聲橋揚(yáng)聲器通常采用左中右三組布局，臺(tái)框兩側(cè)揚(yáng)聲器是用來(lái)覆蓋觀眾席，拉低聲像位置，讓觀眾感覺(jué)聲音不是從聲橋等高位置傳來(lái)的而是從舞臺(tái)傳來(lái)的。臺(tái)唇揚(yáng)聲器是針對(duì)觀眾席前3排中央?yún)^(qū)域進(jìn)行補(bǔ)聲，并拉低聲像位置。對(duì)于上層觀眾席對(duì)下層觀眾席的遮擋部分及主揚(yáng)聲