簡析劇場數(shù)字音頻系統(tǒng)的組成與發(fā)展

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展、綜合國力的大大提高，人民群眾對精神文化的需求也越來越高，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得到了進一步的發(fā)展。劇場自然也是其中之一，此文將介紹劇場數(shù)字音頻系統(tǒng)組成及其傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　一、典型劇場音頻系統(tǒng)組成及各部分功能

　　一個典型的劇場音頻系統(tǒng)應(yīng)該包括聲源、調(diào)音臺、周邊設(shè)備、信號處理設(shè)備、功放、音箱和傳輸系統(tǒng)等幾個部分，見圖1。根據(jù)劇場的特點一般也分為觀眾廳擴聲系統(tǒng)、舞臺返送監(jiān)聽系統(tǒng)、效果聲擴聲系統(tǒng)、控制室監(jiān)聽監(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 劇場音頻系統(tǒng)組成

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

　　音頻系統(tǒng)一般通過設(shè)置在舞臺上的話筒拾取現(xiàn)場各種聲音，轉(zhuǎn)換成電流信號，經(jīng)過傳輸線纜送至音頻系統(tǒng)中心控制設(shè)備：經(jīng)調(diào)音臺（又稱混音控制臺），對各種輸入聲源信號進行匹配、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、激勵器、效果器、降噪器等，另一方面是信號的控制，如壓限器、分配器、分頻器、音箱處理器等。

　　周邊處理設(shè)備對各種節(jié)目信號進行加工處理和潤色、彌補建筑聲學的缺陷、補償電聲設(shè)備性能的不足和產(chǎn)生特殊聲音效果。

　　信號處理設(shè)備是劇場音頻系統(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)備用很多專用線纜與調(diào)音臺和功放等設(shè)備互聯(lián)組成一個擴聲系統(tǒng)。而現(xiàn)代的信號處理方法是在一臺設(shè)備中采用專用高精度浮點運算的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、激勵器、效果器、降噪器等多種設(shè)備的工作。類似多個設(shè)備的功能全部集成在一個設(shè)備上，且處理前后信號都是數(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)音臺和周邊設(shè)備（信號處理設(shè)備）送來的低電平音頻信號，使它的其輸出功率足以驅(qū)動配接的揚聲器負載。傳統(tǒng)功放是模擬類功放，即把連續(xù)變化的音頻信號（模擬信號）直接進行線性放大?，F(xiàn)代的功放也已經(jīng)向數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化過渡，數(shù)字功放的過載能力遠遠高于模擬功放，不會產(chǎn)生交越失真，因為數(shù)字功放采用數(shù)字信號放大，使輸出信號與輸入信號相位完全一致，相移為零，因此聲像定位準確。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聲器時，模擬功放電路的工作狀態(tài)會受到負載（揚聲器）大小的影響。而數(shù)字功放內(nèi)阻不超過0.2Ω（開關(guān)管的內(nèi)阻加濾波器內(nèi)阻），相對于負載（揚聲器）的阻值（4-8Ω）完全可以忽略不計，因此不存在與揚聲器的匹配問題。

　　揚聲器（音箱）是一種把電能轉(zhuǎn)換為聲能的轉(zhuǎn)換器， 劇場音頻系統(tǒng)希望還原20～20kHz范圍的聲音，而目前任何一種揚聲器都難以滿足寬頻聲音重放的需要。因為播放低音需要重、大、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聲器系統(tǒng)一般都是由高音、中音和低音三種不同類型的揚聲器單元結(jié)合組成的系統(tǒng)。

　　一般劇場觀眾席區(qū)揚聲器聲場系統(tǒng)分為聲橋揚聲器、臺框兩側(cè)揚聲器、臺唇揚聲器、補聲揚聲器、效果聲揚聲器等。聲橋揚聲器通常采用左中右三組布局，臺框兩側(cè)揚聲器是用來覆蓋觀眾席，拉低聲像位置，讓觀眾感覺聲音不是從聲橋等高位置傳來的而是從舞臺傳來的。臺唇揚聲器是針對觀眾席前3排中央?yún)^(qū)域進行補聲，并拉低聲像位置。對于上層觀眾席對下層觀眾席的遮擋部分及主揚聲