现场扩声系统的构建流程

高 银

(中国人民解放军69330部队,新疆哈密 839200)

现场扩声系统构建是一项基础性、系统性工程,音响工作人员应按照标准程序,精细做好系统构建各项相关准备工作,确保安全、高效完成扩声任务。构建流程如下。

1 加强现场实地勘察,做好系统设计准备

搭建扩声系统前,应重点关注建筑结构布局,掌握室内外扩声特点,弥补建筑声学缺陷,做好现场的实地勘察和扩声系统设计准备工作,可采取以下方式:一是现场观察了解。在室内扩声时,观察扩声现场有无明显的声波反射体、房间天花板的形状是否有利于声波的反射、侧墙面是否平行、后墙面是否作了吸声处理等;在室外扩声时,观察扩声场地有无明显障碍物,舞台面积、位置、大小、纵深是否满足要求,音箱的布局结构和安装条件是否合理,了解当地气候变化特点是否影响声场效果,考查供电容量、用电安全、临时线路的铺设是否符合标准要求。二是用耳朵聆听。现场给予一个清脆的掌声或播放音乐时,可聆听扩声现场是否存在多重回声、颤动回声效果,概略估算出混响效果是否符合场地标准,也可在观众区不同位置聆听声压级是否有明显的变化,概略判定出声场覆盖区域是否均匀。三是用仪器测量。当现场播放声源停止,并衰减声压级60d B 时,可精准测量出混响时间是否符合扩声标准;也可利用电输入法或声输入法测量出房间传输频率特性曲线,直观感受频率特性曲线是否平坦,是否存在严重的梳状滤波效应等。

2 突出声场模拟测量,满足扩声系统规范

扩声场地声场质量的好坏评判,并不是一个笼统的概念,它可以利用计算机系统对声场参数辅助量化,因此声场模拟也是扩声系统设计中不可或缺的环节。做好声场模拟测量应从以下方面入手:首先应当掌握扩声系统量化标准及相关音频基本概念,夯实理论功底,满足声场模拟设计需求。例如:最大声压级、传输频率特性、传声增益、声场不均匀度、语言清晰度、噪声级等系列量化指标的概念和不同扩声场所对量化指标的等级要求。其次应当熟悉声场模拟软件操作方法技巧。例如:EASE (室内演出测量)、EASE FOCUS (室外扩声测量),掌握软件基本绘制方法、音箱的参数调节、声压级的测量等技巧是声场模拟测量的基本功,也是系统设计的基础前提。最后应当熟知声场模拟程序,其程序为:第一步先导入音箱性能数据,绘制舞台区域、观众区域;第二步要对音箱位置进行模拟、调整相关参数,并测试整场声压级分布;第三步要调节音箱吊挂的参数并再次测试声压级分布状况;最后待各项指标达到要求后导出施工效果图,为确定设备选型、系统安装连接提供数据性支撑。

3 依据声场模拟结果,合理选择系统设备

根据声场模拟数据施工图、扩声系统构成、任务需求情况,应合理选择以下两个方面设备:一是声源输入设备,主要考虑音频线路的传输方式,音频分配器、舞台接口箱的路由数量,数字音频处理器和航空箱的分配数量,调音台的备份情况及性能参数等问题,确保设备安全可靠、功能齐全、性价比高。二是音频输出设备,主要考虑功放的功能型号、通道数量、输出功率大小是否满足系统要求等。确定功放功率大小可用公式10lgPe (功放输出功率)=SPLr(声压级)+20lgr(测量声压级距音箱的距离)-SPLs(音箱灵敏度)进行概略估算,例如:距离扩声音箱25米的观众区声压级为100d B,音箱的灵敏度为95dB,代入上述公式:10lgPe=100+20lg (25-1)-95,可以推算出Pe ≈1800W;如果是室内语言类扩声,也可以利用公式P=V·0.3W/m对室内所需声功率进行预估,而后概略推算出所需的功放功率;还可以在声场模拟软件中输入音箱的性能参数、场地声压级,精准测试出扩声场地功率放大器的输出功率,确保功放音箱功率匹配,满足系统要求。

4 精准安装统调设备,确保信号畅通无阻

系统安装统调应当坚持设备安装安全牢固、系统传输稳定可靠的原则,扎扎实实做好每一道工序,确保系统信号畅通无阻。一是确定设备安装位置。应根据声场模拟结果,结合扩声场地现有条件确定设备安装位置,需考虑以下方面因素:传声器的线路走向是否合理,是否利用舞台接口箱进行中转信号,调音台的安装位置是否满足听音条件,是否方便工作人员操作,是否需要设置单独的返送调音台,补音音箱、监听音箱的安装位置是否安全可靠,数字处理器、功放、航空箱的安装位置是否合理,要做到胸有成竹后,方可进行安装,确保系统安全稳定。二是调音台声源系统的接入。例如:现场采用信号损耗小、抗干扰能力强的数字传输方式,其接入方法为:首先将多路拾音传声器或多路音源设备利用多芯线缆接入舞台接口箱,然后通过AES50、数字光纤实现舞台接口箱与调音台之间的数字传输通联,最后将数字调音台送回的数字信号数模转换后直接送入系统的下级设备,或将数字信号以AES50端口串联的形式送入现场录音系统和舞台返听系统,实现音源共享。在声源接入时应注意传声器的相位一致性,和线路的平衡方式,确保信号高质量流通。三是音箱与功放的安装连接。在声场模拟中已经设定好音箱的种类型号、功率大小,计算出了功放的输出功率,同时在设备选型中也选择了功放的型号、功率大小,接下来首先应当根据系统的驱动方式做好功放音箱的整体匹配。例如:利用主扩(L声道)线阵音箱的低中高频扬声器单元分别与低中高频功放进行匹配,如8 只音箱性能为(功率HF/MF/LF 为:100W/120W/800W,单元阻抗均为16Ω),经串联、并联后阻抗可为8Ω,8个音箱的低音总功率为6400W,为功放选择合适的连接方式后,可计算出驱动音箱低音单元的功放数量,同理可推算出驱动音箱中音、高音单元的功放数量,依此算法也可计算出主扩(R 声道)、前侧补声道,超低音声道所驱动的功放数量。其次做好系统的安装与连接,按照声场模拟位置依次安装好主扩音箱、前侧补音音箱、超低音音箱,并结合场地实际情况连接好数字音频处理器、功放,并制作专用跳线用于连接功放与音箱,做好功放与音箱的整体匹配,确保系统在安全稳定运行的情况下既要节省功率资源,也要避免通道串扰。四是舞台返送系统的连接。舞台返送系统包含舞台监听系统和耳返系统,其信号可经返送调音台本地输出直接送至有源音箱,也可送入无线耳返系统,可供现场表演者和乐手的监听,以增加音乐临场感。

5 全面校准声学特性,优化补偿系统缺陷

扩声系统设备安装初调完毕后,场地还远远未达到扩声标准规范,在声学测量时,点声源音箱系统可利用噪声发生器、倍频程带通滤波器、声级计、电平记录仪进行测量,主要测量混响时间、声场的分布、频率特性等参数;线声源系统则可利用Smaart软件进行测量。其程序为:首先校准系统声压级,然后测量主扩音箱的幅频特性和相频特性,设定音箱的分频点,调整音箱相位,再依次测量主扩音箱与各类辅助音箱的相位耦合情况,最后测量场地语言清晰度指数,确保现场声学特性符合最佳设计值。

图1 线性阵列系统声学特性测量连接图

构建性能稳定、功能齐全、使用方便的扩声系统,应当遵循先进实用、安全稳定的设计安装原则,严格安装标准程序,注重理论与实践相结合,做到硬件与软件的无缝对接,技术与艺术的有效融合,确保音质重放逼真、声场扩散均匀、听音体验舒适。