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扩声系统中的音频设备

发布时间:2007/8/23 0:00:00 访问次数:577

来源:电子标准论坛


扩声系统是声源和听众在同一个时空里的声音增强的电子系统,这个空间是个大空间,听众听不到直接来自声源的声音,需要通过增强进行传输。这个过程是实时的,并且在一个共用的空间内,譬如,在室内大厅,如音乐厅、歌剧院、戏剧院、多功能厅、会堂、体育馆,在室外典型的是体育场。它区别于有线公共广播系统(声源同听众不在一个空间)、放声系统(其声源是存储在磁带或唱片中的节目信号,非实时的),也区别于会议系统(其发言人和听众是全方位的)。不同的是声学关系,因为扬声器和传声器在同一个时空里,由声信号相耦合而组成一个闭环系统,由于声音的正反馈,当满足系统不稳定条件时,系统出现啸叫,并且在临界点附近的传输会产生失真。


扩声系统的基本组成由传声器、调音台、功率放大器、扬声器以及中间增加了各种信号处理设备(也称周边设备)这样五大功能块,随之数字化和网络化,设备的更新换代,使系统的整合和控制、信号的传输和调整的方式也随之而变,下面来谈谈反映在设备上的变化。


1、传声器


数字化和网络化对传声器没有太多的冲击,从换能原理上仍然是:电容式、电容驻极体式和宽带动圈式,在指向性上有心型、超心型、宽心型,在应用上音质的多样化,也就是对不同的乐器和人声有不同品牌和型号的传声器对应选择,还有,克服传声器接收时的“梳状滤波”失真的压力区(PZM)传声器……都有各自的使用空间。


无线传声器是传声器的特殊分支,它能适应演员在剧场上的大范围的移动。其中,解决接收“死点”、动态范围和频率稳定性问题,仍然是无线传声器的主要技术关键,宽带调制和结合压扩技术的窄带调制是它采用的两种调制方式,它的使用方式有手持式、头戴式和佩带式,克服近讲气流声、手持和衣服的摩擦声是它要解决的通常问题。


当有多个传声器工作时,会增加系统的增益,因此会产生声反馈而啸叫,传声器之间的信号延迟会产生“梳状滤波”失真,现在也有相应的技术和设备自动调节解决这类问题。


现场5.1声道的环绕声拾音的传声器配置组件也提出来了,我们知道,立体声拾音使用多传声器多轨时由调音台中的全景电位器(PanPot)控制声象,而使用主传声器法时传声器的配置有专门的制式如X/Y制、M/S制、A/B制。现在,对5.1声道的主传声器法也有几种制式如ASM(AdjustableSurroundMicrophone)5,INA(德语“理想心形指向性布置”的缩写)等。


对于未来,使用专门算法的传声器阵列技术也可能用于扩声中的传声器。


2、调音台


调音台是音频节目信号的调控中心,其输入可以是多个传声器、各种音源设备(如CD唱机),然后,由调音台统一调配,各路信号可以进行增益调节、相位调正、简单频率均衡、然后进行编组、合成输出。调音台有简单到复杂的各种挡次和价位。


数字式调音台是目前热门的话题,在重要的扩声系统的方案评审中都会有是选用“模拟”的还是“数字”的讨论,数字式的,当然是先进,其客观指标较高,输入等效噪声电平和输入动态指标较优,对调音状态可以存储下来,对大型演出复杂的调音自然方便多了,但录音师会感到使用的界面和操作不习惯,还有两个问题,一个是“死机”问题,另一个是操作过程中的菜单“翻页”,这两个问题应该说已经有许多补救措施,应该说不会出现系统故障,当然还有价格问题。


我认为“模拟”和“数字”会共存很长一段时间,现在还很难预测,数字调音台会还是不会替代模拟式调音台。


5.1声道环绕声调音台。传统的调音台有两路母线(总线),即终端是两路立体声输出,5.1声道环绕声调音台,有至少6路母线,多路输入信号各自的声象需要定位在XY平面上,定位是通过信号的增益调节分配到6条母线上,操作上可以是屏幕显示,摇柄操作。5.1声道环绕声调音台也有“数字”和“模拟”的,模拟的声象需要至少5个类似立体声中的全景电位器,也称声象摇移控制器。在扩声系统中极少使用5.1声道调音台,而5.1声道的电影还音是很普及的事情(当然电影还音不需要调音台),在小型多功能厅只要解决拾音问题,加上5.1声道调音台就可以实现5.1声道的扩声。当然对大的场馆,从观众席的角度判断也不可能设置环绕声。


3、信号处理周边设备和媒体矩阵(MediaMatrix)


在调音台输出到功率放大器输入之间,可以引入一些系统加工设备,压限器(compressors/Limiter)、均衡器(equalizers)和电子分频器(crossovers)、混响、延迟等设备。


压限器由压缩器和限幅器组成,压缩器对大信号和小信号有不同的放大倍数,大信号有较小的放大倍数,从而使信号的动态范围压缩到预定的较小范围内,以适应随后设备的动态范围要求,限幅器限制信号的最大电平,当信号中出现如炮声这样的高电平信号上进行限幅处理,使之不会随后传输时出现削波失真。

来源:电子标准论坛


扩声系统是声源和听众在同一个时空里的声音增强的电子系统,这个空间是个大空间,听众听不到直接来自声源的声音,需要通过增强进行传输。这个过程是实时的,并且在一个共用的空间内,譬如,在室内大厅,如音乐厅、歌剧院、戏剧院、多功能厅、会堂、体育馆,在室外典型的是体育场。它区别于有线公共广播系统(声源同听众不在一个空间)、放声系统(其声源是存储在磁带或唱片中的节目信号,非实时的),也区别于会议系统(其发言人和听众是全方位的)。不同的是声学关系,因为扬声器和传声器在同一个时空里,由声信号相耦合而组成一个闭环系统,由于声音的正反馈,当满足系统不稳定条件时,系统出现啸叫,并且在临界点附近的传输会产生失真。


扩声系统的基本组成由传声器、调音台、功率放大器、扬声器以及中间增加了各种信号处理设备(也称周边设备)这样五大功能块,随之数字化和网络化,设备的更新换代,使系统的整合和控制、信号的传输和调整的方式也随之而变,下面来谈谈反映在设备上的变化。


1、传声器


数字化和网络化对传声器没有太多的冲击,从换能原理上仍然是:电容式、电容驻极体式和宽带动圈式,在指向性上有心型、超心型、宽心型,在应用上音质的多样化,也就是对不同的乐器和人声有不同品牌和型号的传声器对应选择,还有,克服传声器接收时的“梳状滤波”失真的压力区(PZM)传声器……都有各自的使用空间。


无线传声器是传声器的特殊分支,它能适应演员在剧场上的大范围的移动。其中,解决接收“死点”、动态范围和频率稳定性问题,仍然是无线传声器的主要技术关键,宽带调制和结合压扩技术的窄带调制是它采用的两种调制方式,它的使用方式有手持式、头戴式和佩带式,克服近讲气流声、手持和衣服的摩擦声是它要解决的通常问题。


当有多个传声器工作时,会增加系统的增益,因此会产生声反馈而啸叫,传声器之间的信号延迟会产生“梳状滤波”失真,现在也有相应的技术和设备自动调节解决这类问题。


现场5.1声道的环绕声拾音的传声器配置组件也提出来了,我们知道,立体声拾音使用多传声器多轨时由调音台中的全景电位器(PanPot)控制声象,而使用主传声器法时传声器的配置有专门的制式如X/Y制、M/S制、A/B制。现在,对5.1声道的主传声器法也有几种制式如ASM(AdjustableSurroundMicrophone)5,INA(德语“理想心形指向性布置”的缩写)等。


对于未来,使用专门算法的传声器阵列技术也可能用于扩声中的传声器。


2、调音台


调音台是音频节目信号的调控中心,其输入可以是多个传声器、各种音源设备(如CD唱机),然后,由调音台统一调配,各路信号可以进行增益调节、相位调正、简单频率均衡、然后进行编组、合成输出。调音台有简单到复杂的各种挡次和价位。


数字式调音台是目前热门的话题,在重要的扩声系统的方案评审中都会有是选用“模拟”的还是“数字”的讨论,数字式的,当然是先进,其客观指标较高,输入等效噪声电平和输入动态指标较优,对调音状态可以存储下来,对大型演出复杂的调音自然方便多了,但录音师会感到使用的界面和操作不习惯,还有两个问题,一个是“死机”问题,另一个是操作过程中的菜单“翻页”,这两个问题应该说已经有许多补救措施,应该说不会出现系统故障,当然还有价格问题。


我认为“模拟”和“数字”会共存很长一段时间,现在还很难预测,数字调音台会还是不会替代模拟式调音台。


5.1声道环绕声调音台。传统的调音台有两路母线(总线),即终端是两路立体声输出,5.1声道环绕声调音台,有至少6路母线,多路输入信号各自的声象需要定位在XY平面上,定位是通过信号的增益调节分配到6条母线上,操作上可以是屏幕显示,摇柄操作。5.1声道环绕声调音台也有“数字”和“模拟”的,模拟的声象需要至少5个类似立体声中的全景电位器,也称声象摇移控制器。在扩声系统中极少使用5.1声道调音台,而5.1声道的电影还音是很普及的事情(当然电影还音不需要调音台),在小型多功能厅只要解决拾音问题,加上5.1声道调音台就可以实现5.1声道的扩声。当然对大的场馆,从观众席的角度判断也不可能设置环绕声。


3、信号处理周边设备和媒体矩阵(MediaMatrix)


在调音台输出到功率放大器输入之间,可以引入一些系统加工设备,压限器(compressors/Limiter)、均衡器(equalizers)和电子分频器(crossovers)、混响、延迟等设备。


压限器由压缩器和限幅器组成,压缩器对大信号和小信号有不同的放大倍数,大信号有较小的放大倍数,从而使信号的动态范围压缩到预定的较小范围内,以适应随后设备的动态范围要求,限幅器限制信号的最大电平,当信号中出现如炮声这样的高电平信号上进行限幅处理,使之不会随后传输时出现削波失真。

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