(接上期)
2.辅助扬声器的设置及选型
由于农大体育馆内部场地非常大,所以当主扬声器组向内侧扭转以满足中间区域的观众的同时,必然会使位于东西两侧看台上的观众区声覆盖不足,同时又因为本台晚会需要电视播出,为了不影响画面的美观我们不得不放弃在舞台正前方放置中间辅助音箱的设想。所以我们采用了在东西两侧看台边缘上放置辅助扬声器的办法。辅助扬声器选择的是EAW LA215,LA215轻便、可靠、频带宽泛,既可作舞台监听也可多只组成主扩矩阵满足中小型场地的扩声需求。我们将LA215两两分成一组,每组间距15米放置在观众看台围栏外测的边缘上,同时考虑靠看台后部的观众,所以我们将辅助扬声器选择远场模式水平放倒,并且在扬声器下面垫上航空箱盖以增加扬声器的垂直覆盖角度。
3.返送扬声器的设置
同样因为需要电视播出的原因,主办方要求在电视画面中不能出现扬声器,所以这着实给舞台返送扬声器的设置提了一个不小的难题。对于主舞台来说,返送扬声器的设置要相对简单一点,我们将返送扬声器(同样选用的是EAW LA215)放置到主舞台的每道侧幕后,用航空箱垫高使其音圈基本与演员的耳朵处在同一水平面上;在舞台深处的台阶下也放置了返送扬声器,放到采用远场模式指向舞台深处的台阶上端。这样在主舞台上的演员就能够清晰地听到现场播放的音乐和自己演唱的歌声。

图1 主扬声器与副舞台返送扬声器
但是,对于主舞台前方的圆形副舞台来说,它的周围完全暴露在摄像机的镜头之下,在副舞台上表演的演员大多是主持人和歌手,而且在副舞台周围安排了众多演员为台上的演出烘托气氛,所以这样就更不能将返送扬声器放置在附近。经过讨论之后,我们在悬挂线阵列扬声器的架子上打了一个平台,将返送扬声器放置到这个平台上面指向副舞台,返送扬声器的音圈同样和演员的耳朵保持在一个水平面上,虽然副舞台的返送扬声器距离演员较远,但是在提升了输出增益之后也能够满足演员的需要(见图1)。
4.功率放大器的配置
对于功放的选择,要考虑其与音箱的阻抗及功率匹配问题,并且尽可能选择阻尼系数较大的功放。当功放的输出阻抗等于音箱的输入阻抗时,功放处于最佳设计负载状态,因此可以输出最大不失真功率。一般而言,扬声器配套使用同品牌原厂家功放,要求其功放的输出功率约扬声器连续功率1.5~2.5倍。
EAW KF761线阵列系统采用三分频系统(电子分频),额定阻抗16ohms,连续功率分别为低音:1600W/129dB,中音:500W/134dB,高音:150W/134dB,因此需要对高频单元和中、低频单元配置不同的功放推动其发声。对于高频单元,为了防止功放过载产生削波失真,产生高频谐波烧毁高音头,较中、低频单元须留出更大的功率储备量,选择输出功率为扬声器高频单元额定功率的2~2.5倍的功放;中、低频单元功率储备量可稍小,选择输出功率为扬声器中、低频单元额定功率的1.5~2倍的功放。由于每只扬声器所需功率较小,将相邻两只扬声器并联后再由功放推动,减少所需功放数量,同时扬声器输入阻抗变为原来的一半,即8ohms,对应功放输出阻抗也要降低,有利于提高功放使用效率。此外,一台双通道功放的两个通道应分别推动左右一组扬声器中的左声道和右声道。这样做的目的是为了安全上的考虑。倘若一台功放出现问题,不至于使左和右声道有明显的差异。 在此次设计中为主扬声器选用CREST AUDIO系列功放,高频单元采用CA12双通道功率放大器,当其采用立体声模式配接8ohms负载时每通道输出功率为700W,而两只扬声器并联后其高频单元总额定功率为300W,CA12能够满足其2~2.5倍的功率需求量;中、低频单元都采用CA18双通道功率放大器,当其采用立体声模式配接8ohms负载时每通道输出功率为1500W,而两只扬声器并联后其中频和低频单元总额定功率分别为1000W和3200W,由于在扬声器系统中我们特意配置了单独的超低扬声器,所以对于线阵列系统中的低音部分不需要推动太大,所以CA18能够满足其1.5~2倍的功率需求量。辅助扬声器系统选用的EAW LA215扬声器的参数为600W/130dB,选用的功率放大器为CA18,可以满足辅助及返送扬声器的功率需求量。[Page]
(二)扩声控制系统的设计
1.音控系统的设置
对于这种大型、重要的演出需要进行同期录音,所以现场调音台选用了数字调音台。与模拟调音台相比,数字调音台有以下几点明显的优势:
1)灵活的通道分配和信号路由,音频通道和物理结构不再是死板的一一对应,给了音响师更大灵活运用的空间;
2)将多功能音频处理能力集为一身:模拟调音台的处理范围往往局限于放大、均衡、相位处理、声像调节及母线分配等几个方面,对于压缩、扩展等动态处理及混响、延时等效果处理还需要借助外部的周边设备,所需周边设备较多,系统连接较为繁琐,降低了系统的可靠性;而数字调音台将各种处理能力内置于调音台中,只须调用即可完成几乎全部的音频处理,使作为音频系统核心的调音台功能大大增强,大大减少了周边设备的使用,使系统可简化更可靠,同时节约了资金的投入;
3)自动化的场景存储和调用,避免了很多常规状态下的重复劳动,提高了工作效率。同时,对于演出时大规模节目场景或内容的切换可以在彩排时对所需的更改进行存储,演出时直接调用即可,降低了产生人为失误的机率,减轻了音响师的工作压力,有利于节目质量的提高;
4)数字化的音频信号较模拟信号信噪比有较大的提升,减小了处理设备带来的噪声干扰,同时减小了传输过程中对信号的干扰和衰减,使声音更完美。
基于上述原因,在现场调音位采用数字调音台无疑又是一项大的进步。在本台晚会的设计中选用的是日本雅马哈(YAMAHA)PM5D实况数字调音台。YAMAHA PM5D的混音引擎具有32-bit的内部处理能力,能够支持64个通道(48个单声道、4个立体声模拟输入通道和4个内部立体声回环通道)的96 kHz动态音频输入。所有的板载数字模拟和模拟数字转换功能采用的都是真正的24-bit/96kHz转换器。PM5D的输出通道涵盖24个混音通道、2个立体声(ST A和B或者L-C-R)、8个矩阵、8个静音群以及8个数字控制放大器输出通道。另外,PM5D不需要使用电平表桥(meter bridge)。
PM5D具有4个24-bit/96 kHz的微型YGDAI扩展槽,能够兼容一系列输入输出接口卡和效果器插件(包括现有的8通道和16通道接口卡)以及Yamaha MY16-C CobraNet卡。其专用分流接口可以同时兼容4个PM5D控制台或者与Yamaha DM2000、 DM1000 或者 02R96调音台进行兼容。此外,PM5D还能够与Yamaha DME24N和 DME64N数字混音引擎联合以增强输出处理能力和系统控制能力。
PM5D装有8个内部立体声多重效果处理器,采用的是最新的REV-X演算法,能够兼容Yamaha的Add-On效果器套装。其所有的输入通道都装有4波段参数均衡器、独立的压缩和门效果处理器、L-R、L-C-R和环绕声左右相位效果器和一个可达1000毫秒(milliseconds)的最大通道延迟效果器。其所具有的8个效果处理器和12个图式均衡器能够同时操作使用,可以分配到辅助总线,也可以直接插入任何一个输入通道。
当然,数字调音台也有其不可避免的缺陷,其中最主要的问题就是操作系统的稳定性,一旦操作系统发生故障,将导致整个扩声系统的瘫痪,造成演出中断无法进行。对于这个潜在并无法预料其发生时间的问题,我们可以巧妙利用音控室的录音系统达到冗余备份的目的:将话筒和音源的信号同时送入扩声和录音调音台,正常工作时两调音台各司其职互不干扰;当扩声调音台发生故障时,通过加设二选一的输出切换器迅速将输出到功放的信号源切换至录音调音台,利用录音调音台对声音进行调整,保证演出的继续进行。但是由于本台晚会的预算和资金问题,我们只能用一张调音台来完成现场扩声以及录制混音的工作,希望在以后参加的活动中能够实现对音频系统的备份。[Page]

图2 扩声系统设计流程
四、系统的连接
在本台晚会的音频系统中共有三个子系统,他们分别为主扩系统、返送系统和录音系统,从理论上来说这三个子系统应当是相互联系又相互独立的,但是为了节约成本我们将主扩系统、返送系统和录音系统压缩到了一个大的系统之中,由 YAMAHA PM5D作为中枢将信号分配到各个子系统当中。
YAMAHA PM5D通过信号线将信号从调音台的立体声输出送到主扬声器的数字处理器,再由数字处理器将信号分配给各个功率放大器直至相应的扬声器;同样,通过调音台的AUX1母线将信号分配给了返送系统;通过矩阵输出将各路信号混合好后为转播车的音频记录设备提供了3路信号,按照国内电视节目的录制习惯这三路信号分别为现场所有的语言(包括主持人、歌手、语言类节目的演员的人声)、伴奏及音效、现场观众效果。(系统图请见图3)
结论
从2009年农民春晚的例子我们可以总结出关于对大型室内综合性文艺演出扩声系统设计的一个大致流程,如图2所示。
遗憾的是由于经费、时间等条件的限制,2009年农民春晚的扩声系统设计还存在着很多不足。但是我们还是能够从2009年农民春晚的扩声系统设计中看到在面对大型室内综合性晚会进行扩声系统设计的时候应当注意的一些问题。现总结如下:
1、对于整个扩声系统设计来说,首先要保证安全稳定的运行;
2、对于扬声器系统的设计和摆放,要在资金、时间等客观条件允许的情况下尽量使声音分布均匀,频率响应平直。如果有时间尽量对扬声器系统的设计方案进行声学模拟,这样可以提前找出设计中的不足并且加以改善。如果使用线阵列扬声器系统,要注意对选择适当的线阵列扬声器安装吊挂方式,因为不同的安装吊挂方式所得到的效果也是不同的,吊挂的高度、相邻线阵列之间的角度都对声场的均匀度和频率响应起着至关重要的作用。在本文中我们所选用的安装吊挂方式是针对2009年农民春晚这台晚会确定的。
3、在面对着这大型室内演出的时候,要极力避免回授的出现。通常我们所采用的抑制回授的方法是用图示均衡器将回授的频段进行衰减,但是过多的依赖这种方法会使声场的频率响应恶化。通过对返送扬声器的摆位和对舞台上拾音器的摆位的调整同样也可以达到抑制回授的效果;
4、在系统备份方面,在资金允许的情况下要尽量做到每一个环节都有备份。在本文的例子中虽然没有足够的资金将音控系统和扬声器系统作出备份,但是在放音设备上做了充足的准备,由硬盘播放器作为主要的放音设备,同时MD、CD也同步播放以防万一。
伴随电声技术的不断发展,音频设备的类型更加丰富,性能也有了大幅度的提高。但是对于一个高性能的扩声系统,仅仅有高性能的设备是远远不够的。系统的设计应规划于总体,着眼于细节。有一个合理的总体设计思路才能准确的把握全局,而对细节的雕琢使系统不会出现疏漏和隐患。

图3
参考文献
1. 朱伟.《扩声技术》[M].北京:中国广播电视出版社,2003.
2. 中华人民共和国文化行业标准《剧场等演出场所扩声系统工程导则》WH/T 25-2007[Z].北京:2007.
3. 张飞碧,项珏.《现代音响技术设计手册》[M].北京:机械工业出版社,2004.
4. 孙建京.《音响工程设计与应用》[M].北京:电子工业出版社,2006.
5. 陈小平.《扬声器和传声器原理与应用》[M].北京:中国广播电视出版社,2005.
6. 陈小平.《声音与人耳听觉》[M].北京:中国广播电视出版社,2006.
7. 杜功焕,朱哲民,龚秀芬.《声学基础》[M].南京:南京大学出版社,2001.
8. 周晓东. 《录音工程师手册》 [M].北京:中国广播电视出版社,2005.