擴(kuò)聲系統(tǒng)是聲源和聽眾在同一個(gè)時(shí)空里的聲音增強(qiáng)的電子系統(tǒng),，這個(gè)空間是個(gè)大空間，聽眾聽不到直接來自聲源的聲音,，需要通過增強(qiáng)進(jìn)行傳輸,。這個(gè)過程是實(shí)時(shí)的，并且在一個(gè)共用的空間內(nèi),，譬如,，在室內(nèi)大廳，如音樂廳,、歌劇院,、戲劇院、多功能廳,、會堂,、體育館，在室外典型的是體育場,。它區(qū)別于有線公共廣播系統(tǒng)（聲源同聽眾不在一個(gè)空間）,、放聲系統(tǒng)（其聲源是存儲在磁帶或唱片中的節(jié)目信號，非實(shí)時(shí)的）,，也區(qū)別于會議系統(tǒng)（其發(fā)言人和聽眾是全方位的）,。不同的是聲學(xué)關(guān)系,，因?yàn)閾P(yáng)聲器和傳聲器在同一個(gè)時(shí)空里，由聲信號相耦合而組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),，由于聲音的正反饋,，當(dāng)滿足系統(tǒng)不穩(wěn)定條件時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)嘯叫,，并且在臨界點(diǎn)附近的傳輸會產(chǎn)生失真,。

    擴(kuò)聲系統(tǒng)的基本組成由傳聲器、調(diào)音臺,、功率放大器,、揚(yáng)聲器以及中間增加了各種信號處理設(shè)備（也稱周邊設(shè)備）這樣五大功能塊，隨之?dāng)?shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,，設(shè)備的更新?lián)Q代,，使系統(tǒng)的整合和控制、信號的傳輸和調(diào)整的方式也隨之而變,，下面來談?wù)劮从吃谠O(shè)備上的變化,。

    1、傳聲器

    數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化對傳聲器沒有太多的沖擊,，從換能原理上仍然是：電容式,、電容駐極體式和寬帶動圈式，在指向性上有心型,、超心型,、寬心型，在應(yīng)用上音質(zhì)的多樣化,，也就是對不同的樂器和人聲有不同品牌和型號的傳聲器對應(yīng)選擇,，還有，克服傳聲器接收時(shí)的“梳狀濾波”失真的壓力區(qū)（PZM）傳聲器……都有各自的使用空間,。

    無線傳聲器是傳聲器的特殊分支,，它能適應(yīng)演員在劇場上的大范圍的移動。其中,，解決接收“死點(diǎn)”,、動態(tài)范圍和頻率穩(wěn)定性問題，仍然是無線傳聲器的主要技術(shù)關(guān)鍵,，寬帶調(diào)制和結(jié)合壓擴(kuò)技術(shù)的窄帶調(diào)制是它采用的兩種調(diào)制方式,，它的使用方式有手持式、頭戴式和佩帶式,，克服近講氣流聲,、手持和衣服的摩擦聲是它要解決的通常問題。

    當(dāng)有多個(gè)傳聲器工作時(shí)，會增加系統(tǒng)的增益,，因此會產(chǎn)生聲反饋而嘯叫,，傳聲器之間的信號延遲會產(chǎn)生“梳狀濾波”失真，現(xiàn)在也有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備自動調(diào)節(jié)解決這類問題,。

    現(xiàn)場5.1聲道的環(huán)繞聲拾音的傳聲器配置組件也提出來了,，我們知道，立體聲拾音使用多傳聲器多軌時(shí)由調(diào)音臺中的全景電位器（PanPot）控制聲象,，而使用主傳聲器法時(shí)傳聲器的配置有專門的制式如X/Y制,、M/S制、A/B制?，F(xiàn)在,，對5.1聲道的主傳聲器法也有幾種制式如ASM(AdjustableSurroundMicrophone)5，INA(德語“理想心形指向性布置”的縮寫)等,。

    對于未來,，使用專門算法的傳聲器陣列技術(shù)也可能用于擴(kuò)聲中的傳聲器。

    2,、調(diào)音臺

    調(diào)音臺是音頻節(jié)目信號的調(diào)控中心,，其輸入可以是多個(gè)傳聲器、各種音源設(shè)備（如CD唱機(jī)）,，然后,，由調(diào)音臺統(tǒng)一調(diào)配，各路信號可以進(jìn)行增益調(diào)節(jié),、相位調(diào)正、簡單頻率均衡,、然后進(jìn)行編組,、合成輸出。調(diào)音臺有簡單到復(fù)雜的各種擋次和價(jià)位,。

    數(shù)字式調(diào)音臺是目前熱門的話題,，在重要的擴(kuò)聲系統(tǒng)的方案評審中都會有是選用“模擬”的還是“數(shù)字”的討論，數(shù)字式的,，當(dāng)然是先進(jìn),，其客觀指標(biāo)較高，輸入等效噪聲電平和輸入動態(tài)指標(biāo)較優(yōu),，對調(diào)音狀態(tài)可以存儲下來,，對大型演出復(fù)雜的調(diào)音自然方便多了，但錄音師會感到使用的界面和操作不習(xí)慣,，還有兩個(gè)問題,，一個(gè)是“死機(jī)”問題，另一個(gè)是操作過程中的菜單“翻頁”，這兩個(gè)問題應(yīng)該說已經(jīng)有許多補(bǔ)救措施,，應(yīng)該說不會出現(xiàn)系統(tǒng)故障,，當(dāng)然還有價(jià)格問題。

 我認(rèn)為“模擬”和“數(shù)字”會共存很長一段時(shí)間,，現(xiàn)在還很難預(yù)測,，數(shù)字調(diào)音臺會還是不會替代模擬式調(diào)音臺。

    5.1聲道環(huán)繞聲調(diào)音臺,。傳統(tǒng)的調(diào)音臺有兩路母線（總線）,，即終端是兩路立體聲輸出，5.1聲道環(huán)繞聲調(diào)音臺,，有至少6路母線,，多路輸入信號各自的聲象需要定位在XY平面上，定位是通過信號的增益調(diào)節(jié)分配到6條母線上,，操作上可以是屏幕顯示,，搖柄操作。5.1聲道環(huán)繞聲調(diào)音臺也有“數(shù)字”和“模擬”的,，模擬的聲象需要至少5個(gè)類似立體聲中的全景電位器,，也稱聲象搖移控制器。在擴(kuò)聲系統(tǒng)中極少使用5.1聲道調(diào)音臺,，而5.1聲道的電影還音是很普及的事情（當(dāng)然電影還音不需要調(diào)音臺）,，在小型多功能廳只要解決拾音問題，加上5.1聲道調(diào)音臺就可以實(shí)現(xiàn)5.1聲道的擴(kuò)聲,。當(dāng)然對大的場館,，從觀眾席的角度判斷也不可能設(shè)置環(huán)繞聲。

    3,、信號處理周邊設(shè)備和媒體矩陣（MediaMatrix）

    在調(diào)音臺輸出到功率放大器輸入之間,，可以引入一些系統(tǒng)加工設(shè)備，壓限器（compressors/Limiter）,、均衡器(equalizers)和電子分頻器(crossovers),、混響、延遲等設(shè)備,。

    壓限器由壓縮器和限幅器組成,，壓縮器對大信號和小信號有不同的放大倍數(shù)，大信號有較小的放大倍數(shù),，從而使信號的動態(tài)范圍壓縮到預(yù)定的較小范圍內(nèi),，以適應(yīng)隨后設(shè)備的動態(tài)范圍要求，限幅器限制信號的最大電平,，當(dāng)信號中出現(xiàn)如炮聲這樣的高電平信號上進(jìn)行限幅處理,，使之不會隨后傳輸時(shí)出現(xiàn)削波失真,。

    均衡器，是進(jìn)行多頻段的頻譜均衡,，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的頻率成分,，它可以是1/3倍頻程間隔的30段均衡器。

    電子分頻器是針對揚(yáng)聲器的,，也是揚(yáng)聲器管理的一部分,，揚(yáng)聲器在頻域是分頻段工作的，在空間是分區(qū)域分配的,，所以揚(yáng)聲器的管理有信號的分配和分頻,，在完成分配和分頻后才由各自的功率放大器去完成功率的放大。電子分頻是低通,、帶通和高通濾波器,。

    模擬設(shè)備由一臺又一臺獨(dú)立的設(shè)備實(shí)現(xiàn)每一種功能，對于分布式的擴(kuò)聲系統(tǒng),，這些設(shè)備會裝滿幾個(gè)機(jī)架,，還有大量的電纜線用來連接它們。最初的數(shù)字設(shè)備也是獨(dú)立的單一功能,，除了上述問題,，還有每臺設(shè)備重復(fù)的模數(shù)和數(shù)模變換，累積了量化失真問題,。

    媒體矩陣（MediaMatrix）由一臺設(shè)備完成上述所有功能,，而且可以多路輸入和輸出并行工作，擴(kuò)聲系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)作為路由器,也可以作調(diào)音臺使用,。它的操作是設(shè)計(jì)師在屏幕上使用鼠標(biāo)進(jìn)行菜單編輯,，并完成設(shè)計(jì)的原理方框圖的連接。

    媒體矩陣（MediaMatrix）由數(shù)字信號處理器（DSP）芯片為核心的硬件系統(tǒng)配以專用版本的軟件系統(tǒng)組成,，它的網(wǎng)絡(luò)連接是在以太網(wǎng)（Ethernet）的結(jié)構(gòu)上使用Cabranet協(xié)議完成音頻信號和控制信號的傳送,。

    媒體矩陣只是美國百威公司的一組產(chǎn)品，其他公司同類產(chǎn)品還有,，如美國Symetrix公司的Symnet音頻矩陣（AudioMatrix），英國BSS公司的Soundweb系列產(chǎn)品,。

    4,、功率放大器

    新一代的功率放大器有三個(gè)輸入接口：模擬輸入、數(shù)字（AES/EBU）輸入和網(wǎng)絡(luò)接口,，這就是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,。

模擬輸入就是傳統(tǒng)的模擬輸入，這同傳統(tǒng)功放沒有區(qū)別,。

    數(shù)字輸入,，是輸入PCM數(shù)字信號，即0,1的二進(jìn)制數(shù)字信號，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換,，轉(zhuǎn)換成模擬信號,，經(jīng)前級放大進(jìn)入功率放大器，功率放大器還是模擬的,。它不是現(xiàn)在說的所謂“數(shù)字功率放大器”,，所謂“數(shù)字功放”，最早是D類放大器,，它將模擬信號脈寬調(diào)制(PWM)的信號,，通過一個(gè)低通濾波器輸出，PWM信號不是我們原先定義的數(shù)字信號即PCM信號,，后來美國德州儀器（TI）等公司推出由PCM碼流轉(zhuǎn)化為PWM的芯片,，他們稱為純數(shù)字音頻放大器（TrueDigitalAudioAmplifier）,這樣就叫出來了，其實(shí)應(yīng)該叫“功率型數(shù)模轉(zhuǎn)換器”,，不是原來意義上的數(shù)字信號的“放大”,，PWM信號大小就是它的輸出功率。這類功放的特點(diǎn)是效率高,，電源變壓器可以小些,，音質(zhì)不是它的特點(diǎn)。目前還沒有看到把它用在擴(kuò)聲系統(tǒng)中,。

    網(wǎng)絡(luò)接口是實(shí)現(xiàn)對功放的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié),、分組、控制,、監(jiān)測和開關(guān),，調(diào)節(jié)主要是調(diào)節(jié)增益，監(jiān)控是功放溫度測定,、功放保護(hù)狀態(tài),、負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控、輸入/輸出狀態(tài)控制,，電源開啟,、關(guān)閉和休眠等，在控制室用一臺PC機(jī)和專用軟件通過功放的網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)操作,。

    這就是功放的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,，如果使用以太網(wǎng)（Ethernet）和Cabranet協(xié)議則可以在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)音頻信號傳送和控制信號的監(jiān)控。

    另外,，功率放大器還發(fā)展了各種保護(hù)電路,，保護(hù)自己不損壞，保護(hù)負(fù)載揚(yáng)聲器不損壞,，而且不會過載停機(jī),，以及超高頻和射頻干擾保護(hù)等,。

    5、揚(yáng)聲器

    揚(yáng)聲器的種類,、品牌很多,，每個(gè)品牌都有自己的系列產(chǎn)品，對擴(kuò)聲系統(tǒng)來說,，揚(yáng)聲器的分配布置是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,，用EASE軟件進(jìn)行聲場仿真時(shí)，在場館體型確定后,，揚(yáng)聲器的指向性和它的布置是主要參數(shù),，揚(yáng)聲器布置分集中式和分布式，選用的揚(yáng)聲器也不同,，揚(yáng)聲器指向性是窄還是寬同遠(yuǎn)距離投射還是近距離投射有關(guān),。這里我只想談兩個(gè)問題，也是這次北京國家大劇院的法國設(shè)計(jì)方案中最有爭議的兩個(gè)問題：①不使用有源揚(yáng)聲器系統(tǒng)②選用線陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng),。

    有源揚(yáng)聲器系統(tǒng)指的是功率放大器組合在揚(yáng)聲器箱體內(nèi),，它采用電子分頻，每個(gè)頻段有獨(dú)立的功放,，它整合后,，由自己內(nèi)部解決匹配、頻率均衡等信號處理問題,，使整體性能更加優(yōu)化（它完全不同于多媒體有源音箱）,，國外知名品牌的擴(kuò)聲用揚(yáng)聲器系統(tǒng)如美國MeyerSound公司，德國d&b公司都使用這種技術(shù),。如果建議不使用有源揚(yáng)聲器系統(tǒng),，也就是放棄這種優(yōu)良的技術(shù)，提出不使用的原因可能是考慮防火安全,，或者是每個(gè)揚(yáng)聲器位置需要配交流電源,。

    線陣列（lineArray）揚(yáng)聲器系統(tǒng)，線陣列揚(yáng)聲器的原理在上世紀(jì)60~70年代也曾被廣泛應(yīng)用,，后各種號筒揚(yáng)聲器的出現(xiàn),，它逐步退出視線，重新提出是在上世紀(jì)90年代后,，并在本世紀(jì)初達(dá)到了高潮,，各大知名公司都推出他們的系列產(chǎn)品。它的基本原理是,，排列成線列的一列同間距的相同的聲源，同相輻射時(shí),，它呈現(xiàn)線聲源的特性即柱面波傳播,，它不同于球面波發(fā)散,，其聲壓隨距離增加一倍減3dB(不是球面發(fā)散的6dB),這樣可以有更遠(yuǎn)的傳播距離。線陣列揚(yáng)聲器有幾個(gè)條件參數(shù)：

    滿足柱面波的近場距離,，超過這個(gè)距離則按球面波發(fā)散,。

 這個(gè)距離同波長有關(guān)，低頻的近場距離短,，高頻的遠(yuǎn),，計(jì)算該距離時(shí)還要考慮一個(gè)約束條件，即滿足柱面波的允差,。

    聲源單體的間距d>λ/2時(shí),指向性會出現(xiàn)旁瓣,。

    當(dāng)聲源不滿足同相幅射時(shí)，而成為相干的有限個(gè)脈動球源組成的線列源仍然按球面發(fā)散,。

    當(dāng)前的線陣列加進(jìn)了數(shù)字信號處理（DSP）,調(diào)節(jié)波陣面,，調(diào)節(jié)相位等來控制指向特性，加之承受功率大,，輻射距離遠(yuǎn),，覆蓋的聲場均勻，它被廣泛地用于大型的擴(kuò)聲場所,，在北京國家大劇院提出這個(gè)問題,，法國的設(shè)計(jì)是選用線陣列而排斥其他方案，不同的意見是,，線陣列是適用大型的擴(kuò)聲場所,，大的空間，而象北京國家大劇院的音樂廳是不適用的,，另外,，傳統(tǒng)的古典音樂，喜歡音箱隱藏的,，只有流行音樂,、搖滾才有把音箱外露的布置，所以不主張使用線陣列,。

    上面介紹了擴(kuò)聲系統(tǒng)中的音頻設(shè)備的近期發(fā)展趨勢,，它只是專業(yè)音頻設(shè)備的一部分，專業(yè)音頻設(shè)備還有：公共廣播系統(tǒng)（機(jī)場,、車站,、樓宇），廣播錄音,、監(jiān)聽系統(tǒng),，會議音頻系統(tǒng)，同聲傳譯系統(tǒng),，科技館展覽廳的解說播音系統(tǒng),，園林景點(diǎn)展示的解說播音系統(tǒng)（每個(gè)點(diǎn)解說詞不同,，互相又不能干擾），都有專用的技術(shù),。也值得我們?nèi)リP(guān)注,。

擴(kuò)聲系統(tǒng)中的音頻設(shè)備

http://www./thread-128340-1-1.html

(出處: 中國HIFI音響網(wǎng))