MIDAS XL8数字调音台的基础构成与解析——基于1.06版系统

黄 鹏

（深圳保利剧院，广东 深圳 518054）

MIDAS XL8数字调音台的基础构成与解析
——基于1.06版系统

黄 鹏

（深圳保利剧院，广东 深圳 518054）

从用户的角度详细介绍与解析MIDAS XL8数字调音台的基础构成、安全设计以及系统软件的版本区别。

XL8；数字调音台；安全；版本

XL8数字调音台的出现意味着英国现场模拟调音台制造公司MIDAS正式步入数字领域。XL8保持MIDAS调音台原有的出色音质和可靠性，事实上，XL8的出色性能正是MIDAS以其旗下成熟的模拟调音台为基础改进而来的，如它的操作界面是由设计XL4及H、L等系列模拟调音台的设计团队来完成的。

1 核心技术

XL8的核心技术——AES50基于SuperMAC（网络数字传输技术）和HyperMAC（千兆级网络传输音频协议）构建。SONY 欧洲的Sonyoxford团队开发的SuperMAC技术于2004年5月在第116届AES（国际音频技术学会）大会上率先公布，最早开发这项技术的目的是为解决DSD数字多轨传输，当时的SuperMAC 3.0仅支持8通道352.8 kHz、24bit的PCM信号。同年8月，SuperMAC Logic Cores v1.1成功运用在Protools 平台。HyperMAC基于SuperMAC研发，于2004年10月在第117届AES大会上首次公布。HyperMAC仅依靠一条五类网线就可以最高支持到384通道的数字音频传输。2005年7月，AES通过AES50技术的国际标准；在同年的伦敦国际舞台灯光音响技术展（PLASA SHOW）上，MIDAS公司在了解SONY欧洲公司的AES50技术之后表示将在其数字调音台上引入这项技术；2006年德国法兰克福乐器、舞台灯光及音响展上，MIDAS XL8数字调音台首次亮相。

SuperMAC/HyperMAC传输技术的主要亮点在于使用单条五类或六类网线就可以完成多达384个通道的数字传输，而且各通道传输延时最低仅有63 μs（在不同采样频率时延时略有不同），对比其他的网络音频传输系统，AES50有更大的优势。

在XL8的系统里采用了18个可传输24输入/输出通道的AES50（SuperMAC）音频接口，用来连接所有的音频接口设备；并采用两条可传输192个输入/输出音频通道的HyperMAC接口，作为XL8的主干连接网络，分别为X、Y两组，正常工作时只有一条主干线在工作，另外一条作热备份，默认为X组。

Midas XL8具有出色的音质不仅仅是因为它拥有最好的前置传声器放大器、转换器和可量身定做的处理运算法则；更因为它拥有一个全面自动延时管理系统。该系统除了可以管理所有内部的路由分配和延时处理，还可以对外部的模拟插入信号提供补偿，这意味着所有的音频采样在混音之前都是同步的，因此，其所有输出信号的相位都是绝对一致的。

众所周知，所有数字处理都需要时间运行，至少是几次取样时间，但无一例外都需要时间；ADCs（模－数转换）和DACs （数－模转换）需要更长的延时（一般是几毫秒）；所以，如果使用模拟插入点的话，该通道就会有比其他更长的延时。

以往的数字台由于缺乏对数字信号延时管理的重视，在数字转换中存在着不同的延时而导致在混合中产生梳状滤波器效应，致使输出的信号产生相位失真，这是早期数字调音台被人拒用的最重要的理由。如今，XL8将这个问题完全解决。AES50形式完全不同于以以太网为基础的系统，它是一个时分多路（TDM）系统，仅利用了以太网的物理分布（电子硬件、连接头等等），通过TDM允许将单独的取样数据实时传输，不需要数据打包，减少响应时间；在XL8系统上，一个单独的AES50连接只有70 μs延时。

2 基本构成

2.1 模拟输入音分接口

DL431 MIC SPLITER是XL8的模拟输入音分接口，见图1。接口箱前面板可以控制每路的输入音量和本地耳机监听。每台DL431有24路MIC/LINE通用输入口，每路输入信号送至ABC三路独立前置放大，A、B两路可独立进行远程或本地增益控制，而C口为固定增益前置放大，并且带输出变压器隔离的录音或者转播车专用口，每套XL8推荐标配4台DL431。DL431有两组AES50数字接口，支持两套XL8调音台共享输入资源，并且可以分别独立控制各自的输入增益，对于需要FOH及MONITOR双系统来说十分方便。DL431具备两组冗余备份电源，提高可靠性，并且可以脱离调音台作独立设备使用。

2.2 输入/输出接口

DL451 I/O 24路输入/输出接口是XL8的模拟或数字输入/输出接口设备，见图2。每台DL451有3组插卡槽，配套卡有模拟8路输入，模拟8路输出，数字AES3规格的8入8出。DL451配套卡可以任意组合订购，一般标配接口是以上3组接口各一张，或者是两个模拟输出及一个数字卡；模拟输入口支持传声器及线路输入。DL451具备Midi & GPIO等第三方数据接口以及未来的更多选择。每台XL8标准配置5台DL451。

2.3 信号路由器

DL461是XL8的信号路由器，见图3，主要管理整个XL8输入/输出系统以及所有配套DSP的分配。DL461拥有10个冗余备份AES50接口，可通过一条六类网线（最大传输距离100 m）或者一组光纤接口（最大传输距离500 m）连接主调音台。XL8标配两台DL461，一主一备。

2.4 DSP处理器

DL471是XL8的DSP处理器，所有XL8上的音频信号处理均通过DL471来完成。XL8标配10台DL471，采用级联方式，9台运行1台冗余备份；每台DL471内部有8个ADI SHARC DSP单元。每台DL471有不同的AMU识别码，不同的识别码负责处理不同的功能，由DL461负责管理。不同识别码的设备所负责XL8的功能分配如图4所示，对处理判断万一出现的故障情况非常有用。

2.5 图示均衡控制界面

DN9331 GRAPHIC CONTROLLER 是XL8配套的内部图示均衡控制界面，如图5所示，可以直接管理XL8内部16条输出通道的单声道图示均衡及16个插件式效果器里的16台立体声图示均衡。DN9331拥有31个100 mm的电动推子，4个记忆编组和4个库，每个库可以控制32个通道，该设备通过一条5类网线与XL8控制台的Ethernet接口连接。

2.6 数字硬盘录音机

DN9696 数字硬盘录音机是XL8最实用的选装设备，见图7。在1.06版系统后，XL8支持与DN9696连接进行实时录音及带后监听，为重要的现场演出提供了出色的数字音频记录甚至是后期缩混，且操作简便。DN9696内置硬盘支持96路96 k、24 bit数字录音约9 h，记录格式为BWAV，可用目前大多数的音频编辑软件进行后期制作。DN9696具有4组AES50接口，可以外挂USB/1394/SATA硬盘，可外接显示器、键盘、鼠标等用于实时操作及监控。

2.7 主控制台

XL8的主控制台是由3组8通道输入控制模块及2组输出控制模块组成，每部分都是一个分离的硬件模块，与相邻模块之间相互独立，拥有自己的电源、界面处理器、GUI处理器和显示屏，每一模块都只需通过以太网链接入网络；其外观参见图7。主控制台可同时控制96路输入信号，51路输出母线，拥有24个输入通道电动推杆、36个输出通道电动推杆以及12路VCA电动推杆；输入及输出面板上共有79个可自定义颜色及名字的显示按钮，拥有两组独立的SOLO监听控制系统，可供两个调音师同时使用。

主控制台内含两台基于Linux系统的MCs控制电脑，其运行的都是完整版本的XL8 Linux系统软件。任何一台主控电脑都可以独自运行整个系统，而且两台主控电脑MCs的切换操作不会造成任何音频的损失，XL8主控制台内还包含X/Y两组路由器，可连接8组冗余备份的AES50音频接口，两组路由器可通过两条光纤或两条六类网线与外部的DL461路由器相连。

3 安全设计

现场调音安全是第一位的，其次才是声音的好坏。数字调音台出现至今一直被业界质疑的最大原因就是稳定性，因为它主要靠电脑及软件来完成声音的处理，一旦软件或硬件上有BUG或者出现操作上的不当，不是死机就是噪声大作。相当多的案例让业内人士对数字调音台产生抗拒情绪，所以，在使用XL8之前，应特别注意安全上的措施。

3.1 电源

XL8的所有设备均使用开关电源。如今的电子技术使得开关电源的稳定性已经超过传统使用变压器的电源了，而且开关电源的电压适应性也比传统电源好，均为100 V～250 V的适应范围。XL8的DL431输入音分及主控台均用了双电源互为备份。

3.2 信号传输

在数字传输时代，一条小小的光纤或者一条网线就可以代替数百条传统的模拟线，既减少了成本，也减少了远距离传输的线路损耗。可以说，这是数字音频最大的优势，但同时，数字线路的传输安全也变得尤为重要。XL8在传输设计上采用X+Y的双线传输模式，系统平时只是运行于X线或者Y线。不仅如此，XL8主界面到DL461路由器的信号传输采用双光纤和双网线4重备份的安全设计，只需要几秒种就可以完成整个系统的数据线切换。XL8系统内部具有自动实时网路诊断功能，用户在XL8的操控台上任何一组屏幕都可以随时监控到XL8所有硬件设备的状态与性能，包括任何软件、硬件或者连接等问题。

3.3 DSP核心处理器

数字音频最重要的部分在DSP核心处理器，数字设备的DSP最怕出问题也最容易出问题。一旦DSP死机，轻则出现噪音，重则系统瘫痪。XL8采用了DSP运算分割级联的方法避免系统完全瘫痪。XL8拥有10台DSP，系统运行最多用9台，1台作热备份。每台DSP有一个ID，各ID主管一组运算，当其中一台DSP出现问题时，DL461路由器会让备份DSP自动代替出问题的DSP，备份设备此时会立即显示出问题的DSP的ID号码。这时，操作人员可以采用冷启动方法来尝试修复出问题的DSP，并不影响整个DSP系统的运行，待这台DSP启动正常后，则自动转为备份DSP。N+1的备份方式就好似拥有10台DSP做车轮式的后备，形同一台永不停顿的机器。

3.4 路由器

从以上介绍可知，DL461在XL8里占着重要的位置，所有设备都是经DL461作路径及功能分配的，这也是SuperMAC / HyperMAC的重要核心技术，一旦该设备损坏则全盘瘫痪。所以，XL8标配两台DL461作整体备份，一台管理X通道，一台管理Y通道，可以任意切换、互为备份。

3.5 主控制台

XL8的控制电脑管理着96个输入通道和51个主输出通道的操作功能，所有外接设备都通过主控制台发出指令。XL8主控制台由3个输入面板和2个输出面板组成，各自有电源开关，使用过程中可以关闭任意一个模块重启而不会影响当前的输入/输出信号。实践证明，使用中关闭3组输入模块的任意2组，只省下1组输入模块，仍然不影响XL8的所有通道功能的使用；甚至将整台XL8控制器全关掉，系统的声音仍然保持在关机前的状态，所有输出信号仍然正常出声。在系统整体重启后，面板上的所有设置会自动恢复到关机前状态，而现场的声音只有大概1 s的停顿。

XL8的主控制台内装有2台控制电脑，分别是MC1和MC2，互相独立，使用者只需要在面板上就可以关闭MC1、切换MC2，切换过程大约耗时45 s，这期间输出的声音仍然保持切换前的状态，当然，切换后首先要做的是保存当前的系统状态为一个新的场景文件，因为这两台服务器是互不相干的，内部的硬盘也是各自独立的。也可以在切换前把场景文件先拷贝到U盘里待切换完成后导入当前使用的主机里。可以说，XL8的设计师把2台服务器加上5台面板控制电脑装在一个控制台中，各自独立，使用者相当于拥有2台XL8。

4 系统连接界面

图8为XL8的系统连接界面（Diagnostics）。图中的左上角为DSP roles ，表示DSP的使用率。红色的方块为redeploy（重置）按钮，如果DSP占用率抬高时按此键可以重新分配DSP。

图中左边两组stage x 与stage y所连接的设备显示外接2台DL461路由器所连接的所有设备，包括10台DL471 DSP以及DL431输入音分、DL451 IO接口等。设备及连接线Link显示为绿色——这说明所连接的设备以及线路均在正常状态。若某DSP的Link闪烁黄线的状态，说明该DSP部分连接出现故障，但仍可在系统中正常运行。在用鼠标碰到Link上可以显示出当前设备连接的线路状态，用户可以根据显示在演出后进行故障排除。

图中右边两组FOH X与FOH Y显示与XL8主控制台内部电脑（上半部）及内部路由器（下半部）连接的所有设备。上半部设备包括5台显示器（GUI）、5个输入输出控制板（Surface）、2台内部主服务器（MC1/MC2）。其中，MC1的线路及设备显示为红色，而MC2线路及设备都为绿色，这说明目前设备的主控制服务器正在使用MC2，而MC1处在非工作的被叫状态。下半部所连接的设备中 IO 2也显示为红色，说明DL451 ID号为2号的音频接口设备在关闭状态或者未接入系统中。

两组stage x/y与FOH X/Y之间的连接线HMac 1/2显示XL8主控台与外接DL461路由器之间的两组HyperMAC总线连接状态。在两条总线的下方有个红色的Swap键，并且显示X Network Active ——这表示系统正使用X通道的总线状态。而Swap键则可用来切换系统X或Y的总线状态。

5 系统1.05 版与1.06版的区别

5.1 路由通道

笔者最初使用的XL8系统版本是1.05版，在2007年年底厂家新推出了改良版1.06版。MIDAS的设计师很保守，显然他们和所有的现场扩声工程师一样，担心一贯使用MIDAS模拟调音台的音响师会很难接受数字调音台，因此，在1.05版中将数字调音台最让人头痛的输入/输出的路由通道进行预置，也就是说，所有配套的输入/输出接口均按照固定的ID编号来使用。1.06版系统开放了路由设置，在强大又直观XL8的设置界面中，当鼠标移动到任何一个接口，系统会显示当前接口的配线资料，如图9所示。

5.2 DL451输入功能

1.05版系统还有个很不完善之处，就是DL451的模拟输入及数字输入因为路由的关系只能使用插入的方式接入调音台通道，所以，不能调整GAIN输入音量，如果要调整输入音量必须使用D431的模拟输入，这给使用上带来很大的不便。因为DL451的输入功能形同虚设，所以，MIDAS 在1.06版进行了改进，模拟输入和数字输入都可以在自定义的调音台输入通道上调整GAIN的音量，而且模拟输入通道还可以接电容传声器，这大大扩展了XL8的输入/输出通道。

5.3 DL461连接接口

1.06版系统有一个比较重要的设置是开放了与DL461连接的接口定义。1.05版系统主控台与DL461的连接只能按六类网线（Copper）或者光纤（Fibre）单选一的设置，一旦选择了光纤，再想选用六类线时必须修改内部程序才可以完成，这在设备使用安全上显得有些不尽人意。在1.06版系统的Preferences设置中增加了一项Stage Link Types设置，可以任选光纤或者六类网线，或设置光纤与六类网线混用，真正地做到了4线热备份，如图10所示。

5.4 接口及设备支持

1.06版系统大大增强了XL8的接口支持，在一个系统中可支持最大8台DL431输入接口，可将XL8的输入通道增强到192路。还可利用XL8控制台上的8个AES50接口及DL461上的10个AES50接口最大可接18台DL451，使得一台XL8可以拥有432路输入及432路输出，如图11所示。

此外，1.06版系统增加了对Klarkteknik DN9696数字硬盘录音机的支持，利用调音台的DIR OUT（直通输出）实现96路现场录音及录音回放信号返回，在XL8的Preferences菜单中的Virtual Sound Check栏实现相关录音及回放设置，如图12所示。

5.5 数字电平显示设置

在1.05版系统，所有面板上的调节旋钮的刻度都是类似模拟台的操作习惯，只有面板的刻度显示。1.06版系统中，MIDAS在Preferences菜单里增加了个Display Rotary Values选项，默认是关闭的，如图13所示，只要将此选项切换到ON，那么用手碰触到XL8控制台任何一个可调节的感应旋钮都可以在当前的显示器中显示该旋钮的刻度数值，精确到小数点后两位。

6 展望与期待

根据笔者的使用体会并结合前文所述，数字调音台与模拟调音台的最大区别就是硬件与软件的多层次结合，而且软件可以丰富硬件的功能，充分发挥并完善硬件的作用。我们欣喜地看到XL8的1.10版（BATA版）已经更新，支持MAC OS的离线编辑软件可以在MIDAS的网站上提供下载。笔者试用后发现1.10版的系统有几个重大革新。

（1）增加多声道系统的支持。在Preferences菜单可选择3声道、4声道及5.1声道，但是在输入通道显示菜单里没有发现有关的通道方位设置，也许在后续的版本中会有完善。

（2）增加3个软插件处理器——带延时功能的立体声变调器、立体声压缩器和8通道多功能动态处理器。

（3）增加Presetlibrary （预设置库），用户可以将自己一些常用的动态处理、均衡、效果设置等参数预存在Presetlibrary菜单里供以后使用中快速提取。

（4）支持XL8系统内部两个主电脑MC1/MC2硬盘中的文件进行快速备份及管理，很方便。而之前的版本必须要通过U盘拷贝后切换到MC1或MC2才可以进行管理。

（5）主菜单中增加了对XL8主控台输出面板上的8个效果参数旋钮的自定义功能，用户可以将这8个旋钮自定义为输入、输出、效果等各种需求。

（6）支持离线编辑软件对XL8软件系统进行升级。

作为XL8的用户，笔者对它还有更高的期望，希望厂家今后可以再增加一些实用的功能，比如：

（1）在XL8的通道显示窗上增加VCA通道的设置提示。因为XL8有12组VCA，可以控制96路输入通道及51路输出通道，虽然在VCA定义后用户可以通过VCA推子上的选择键查看该推子的所有设置，但仍然不够直观，原因是数字调音台需要像模拟台一样可以直观地看到每一个通道的VCA设置状态，以避免用户在操作中漏选或错选。

（2）场景自动运行菜单（Snapshot Automation）中增加音量推子的淡入淡出（Fade in Fade out）时间设置，场景自动运行菜单是数字调音台模拟调音台相比最有优势的功能，它可以按照用户的定义在演出前记忆每个场景的各个通道参数，在演出的过程中任意调配记忆进行调音场景的变化，尤其适用于大型乐队、音乐剧等通道占用比较多的演出，但如果没有淡入淡出时间设置，场景变换时声音变化会太突然，这是演出很忌讳的现象。

（3）在XL8主控制台的软件中增加系统外接设备的热重启功能。在1.06版系统中，如果外接设备遇到连接问题，有时需要通过冷启动进行恢复（也就是通过开关设备的电源操作），但操作过程中会出现强烈的冲击声危害到后级设备，所以希望厂家可以通过增加热启动的方式在软件中避免设备在重启过程中出现冲击声，这样可以避免在演出过程中产生不必要的噪声。

（注：本文部分资料及图片参考自MIDAS官方网站以及SONY OXFORD官方网站。）

黄鹏，高级录音师、高级音响师，中国录音师协会高级会员，中国声频工程协会会员，目前担任深圳保利剧院音响主管。多次参与大型演出现场扩声及大型专业剧场及大型旅游景区的舞台音响、灯光、舞台机械的专业设计、施工、运行工作。

Basic Construction and Analysis of Mixer MIDAS XL8-Based on 1.06 Version System

HUANG Peng
(Shenzhen Poly Theatre, Shenzhen Guangdong 518054, China)

From the points of consumer, detail introduction and analysis have been made for the basic construction and security design of MIDAS XL8, as well as its version identif i cation of OS software.

XL8; Digital Mixer; Security; Version of software

10.3969/j.issn.1674-8239.2010.08.005

（编辑 潘 浪）