擴聲系統中的音頻設備
發布時間:2007/8/23 0:00:00 訪問次數:573
來源:電子標準論壇
擴聲系統是聲源和聽眾在同一個時空里的聲音增強的電子系統,這個空間是個大空間,聽眾聽不到直接來自聲源的聲音,需要通過增強進行傳輸。這個過程是實時的,并且在一個共用的空間內,譬如,在室內大廳,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。它區別于有線公共廣播系統(聲源同聽眾不在一個空間)、放聲系統(其聲源是存儲在磁帶或唱片中的節目信號,非實時的),也區別于會議系統(其發言人和聽眾是全方位的)。不同的是聲學關系,因為揚聲器和傳聲器在同一個時空里,由聲信號相耦合而組成一個閉環系統,由于聲音的正反饋,當滿足系統不穩定條件時,系統出現嘯叫,并且在臨界點附近的傳輸會產生失真。
擴聲系統的基本組成由傳聲器、調音臺、功率放大器、揚聲器以及中間增加了各種信號處理設備(也稱周邊設備)這樣五大功能塊,隨之數字化和網絡化,設備的更新換代,使系統的整合和控制、信號的傳輸和調整的方式也隨之而變,下面來談談反映在設備上的變化。
1、傳聲器
數字化和網絡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,在應用上音質的多樣化,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選擇,還有,克服傳聲器接收時的“梳狀濾波”失真的壓力區(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,它能適應演員在劇場上的大范圍的移動。其中,解決接收“死點”、動態范圍和頻率穩定性問題,仍然是無線傳聲器的主要技術關鍵,寬帶調制和結合壓擴技術的窄帶調制是它采用的兩種調制方式,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。
當有多個傳聲器工作時,會增加系統的增益,因此會產生聲反饋而嘯叫,傳聲器之間的信號延遲會產生“梳狀濾波”失真,現在也有相應的技術和設備自動調節解決這類問題。
現場5.1聲道的環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由調音臺中的全景電位器(PanPot)控制聲象,而使用主傳聲器法時傳聲器的配置有專門的制式如X/Y制、M/S制、A/B制。現在,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也可能用于擴聲中的傳聲器。
2、調音臺
調音臺是音頻節目信號的調控中心,其輸入可以是多個傳聲器、各種音源設備(如CD唱機),然后,由調音臺統一調配,各路信號可以進行增益調節、相位調正、簡單頻率均衡、然后進行編組、合成輸出。調音臺有簡單到復雜的各種擋次和價位。
數字式調音臺是目前熱門的話題,在重要的擴聲系統的方案評審中都會有是選用“模擬”的還是“數字”的討論,數字式的,當然是先進,其客觀指標較高,輸入等效噪聲電平和輸入動態指標較優,對調音狀態可以存儲下來,對大型演出復雜的調音自然方便多了,但錄音師會感到使用的界面和操作不習慣,還有兩個問題,一個是“死機”問題,另一個是操作過程中的菜單“翻頁”,這兩個問題應該說已經有許多補救措施,應該說不會出現系統故障,當然還有價格問題。
我認為“模擬”和“數字”會共存很長一段時間,現在還很難預測,數字調音臺會還是不會替代模擬式調音臺。
5.1聲道環繞聲調音臺。傳統的調音臺有兩路母線(總線),即終端是兩路立體聲輸出,5.1聲道環繞聲調音臺,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節分配到6條母線上,操作上可以是屏幕顯示,搖柄操作。5.1聲道環繞聲調音臺也有“數字”和“模擬”的,模擬的聲象需要至少5個類似立體聲中的全景電位器,也稱聲象搖移控制器。在擴聲系統中極少使用5.1聲道調音臺,而5.1聲道的電影還音是很普及的事情(當然電影還音不需要調音臺),在小型多功能廳只要解決拾音問題,加上5.1聲道調音臺就可以實現5.1聲道的擴聲。當然對大的場館,從觀眾席的角度判斷也不可能設置環繞聲。
3、信號處理周邊設備和媒體矩陣(MediaMatrix)
在調音臺輸出到功率放大器輸入之間,可以引入一些系統加工設備,壓限器(compressors/Limiter)、均衡器(equalizers)和電子分頻器(crossovers)、混響、延遲等設備。
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,大信號有較小的放大倍數,從而使信號的動態范圍壓縮到預定的較小范圍內,以適應隨后設備的動態范圍要求,限幅器限制信號的最大電平,當信號中出現如炮聲這樣的高電平信號上進行限幅處理,使之不會隨后傳輸時出現削波失真。
來源:電子標準論壇
擴聲系統是聲源和聽眾在同一個時空里的聲音增強的電子系統,這個空間是個大空間,聽眾聽不到直接來自聲源的聲音,需要通過增強進行傳輸。這個過程是實時的,并且在一個共用的空間內,譬如,在室內大廳,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。它區別于有線公共廣播系統(聲源同聽眾不在一個空間)、放聲系統(其聲源是存儲在磁帶或唱片中的節目信號,非實時的),也區別于會議系統(其發言人和聽眾是全方位的)。不同的是聲學關系,因為揚聲器和傳聲器在同一個時空里,由聲信號相耦合而組成一個閉環系統,由于聲音的正反饋,當滿足系統不穩定條件時,系統出現嘯叫,并且在臨界點附近的傳輸會產生失真。
擴聲系統的基本組成由傳聲器、調音臺、功率放大器、揚聲器以及中間增加了各種信號處理設備(也稱周邊設備)這樣五大功能塊,隨之數字化和網絡化,設備的更新換代,使系統的整合和控制、信號的傳輸和調整的方式也隨之而變,下面來談談反映在設備上的變化。
1、傳聲器
數字化和網絡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,在應用上音質的多樣化,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選擇,還有,克服傳聲器接收時的“梳狀濾波”失真的壓力區(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,它能適應演員在劇場上的大范圍的移動。其中,解決接收“死點”、動態范圍和頻率穩定性問題,仍然是無線傳聲器的主要技術關鍵,寬帶調制和結合壓擴技術的窄帶調制是它采用的兩種調制方式,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。
當有多個傳聲器工作時,會增加系統的增益,因此會產生聲反饋而嘯叫,傳聲器之間的信號延遲會產生“梳狀濾波”失真,現在也有相應的技術和設備自動調節解決這類問題。
現場5.1聲道的環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由調音臺中的全景電位器(PanPot)控制聲象,而使用主傳聲器法時傳聲器的配置有專門的制式如X/Y制、M/S制、A/B制。現在,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也可能用于擴聲中的傳聲器。
2、調音臺
調音臺是音頻節目信號的調控中心,其輸入可以是多個傳聲器、各種音源設備(如CD唱機),然后,由調音臺統一調配,各路信號可以進行增益調節、相位調正、簡單頻率均衡、然后進行編組、合成輸出。調音臺有簡單到復雜的各種擋次和價位。
數字式調音臺是目前熱門的話題,在重要的擴聲系統的方案評審中都會有是選用“模擬”的還是“數字”的討論,數字式的,當然是先進,其客觀指標較高,輸入等效噪聲電平和輸入動態指標較優,對調音狀態可以存儲下來,對大型演出復雜的調音自然方便多了,但錄音師會感到使用的界面和操作不習慣,還有兩個問題,一個是“死機”問題,另一個是操作過程中的菜單“翻頁”,這兩個問題應該說已經有許多補救措施,應該說不會出現系統故障,當然還有價格問題。
我認為“模擬”和“數字”會共存很長一段時間,現在還很難預測,數字調音臺會還是不會替代模擬式調音臺。
5.1聲道環繞聲調音臺。傳統的調音臺有兩路母線(總線),即終端是兩路立體聲輸出,5.1聲道環繞聲調音臺,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節分配到6條母線上,操作上可以是屏幕顯示,搖柄操作。5.1聲道環繞聲調音臺也有“數字”和“模擬”的,模擬的聲象需要至少5個類似立體聲中的全景電位器,也稱聲象搖移控制器。在擴聲系統中極少使用5.1聲道調音臺,而5.1聲道的電影還音是很普及的事情(當然電影還音不需要調音臺),在小型多功能廳只要解決拾音問題,加上5.1聲道調音臺就可以實現5.1聲道的擴聲。當然對大的場館,從觀眾席的角度判斷也不可能設置環繞聲。
3、信號處理周邊設備和媒體矩陣(MediaMatrix)
在調音臺輸出到功率放大器輸入之間,可以引入一些系統加工設備,壓限器(compressors/Limiter)、均衡器(equalizers)和電子分頻器(crossovers)、混響、延遲等設備。
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,大信號有較小的放大倍數,從而使信號的動態范圍壓縮到預定的較小范圍內,以適應隨后設備的動態范圍要求,限幅器限制信號的最大電平,當信號中出現如炮聲這樣的高電平信號上進行限幅處理,使之不會隨后傳輸時出現削波失真。