综艺节目音频扩声系统设计与创新

刘海东

（天津海河传媒中心，天津 300070）

0 引 言

扩声系统又被称为扩音系统，涉及电子技术、电声技术、建声技术和声学艺术等多门类学科。扩声效果不仅与电声设备的综合性能有关，还与声音的传播环境、正确的系统设计和灵活的现场调音密切相关[1]。在选择性能良好的电声设备基础上，还需要通过合理的系统设计、精心的调试以及创新的应用，才能制作出悦耳、自然、动听、震撼的现场音响效果。

《青春有腔调》是天津海河传媒中心电视文艺频道于2023 年策划推出的一档音乐+访谈类录播综艺节目，录制现场设置300 m2演唱演奏区、50 m2主题访谈2 个主景区和1 个导演监听监看区。根据节目形式、内容和音频制作需求，本文从用电功率配比、安全性设备选型以及声压覆盖等方面进行综合考量和研判，形成初步方案和施工图纸，为下一步音频扩声系统设计提供参考数据。

1 系统设计思路与优化

1.1 扬声器系统的设计及摆放

扩声系统设计通常从声场设计开始。扬声器系统的设计及摆放其实就是在构建声场[2]。为满足现场高品质听音需求，扬声器系统必须正确摆放，并进行声场的调整。本文的方法是使用声学软件建模，进行声场模拟，确定扬声器系统的位置和数量等参数。通过软件集成的测量参数可确定扬声器的位置、角度，对声场进行模拟分析和调整，最终获得满足预期要求的声场设计输出结果。声场设计的整体逻辑如图1 所示。

图1 声场设计逻辑图

1.2 声场的声学指标测量和解决方案

声场的声学指标是建立在扬声器系统搭建的基础之上，关系到最终的音响效果[3]。根据录制现场踏勘数据和扬声器的摆放模式，本文采用Smarrt声学测试软件工具建模进行计算，初步得到实测数据。声场测试现场设备连接如图2 所示。

通过Smarrt 声学测试软件进行测试后，发现下述现象：

（1）测试通道和参考通道的延时不同会导致相干性曲线从高频开始下降；

（2）声学测量中，环境噪声会导致相干性曲线下降（在噪声对应的频率）；

（3）梳状滤波会导致相干性曲线下降（在梳状滤波对应180°相移的频率），不论是反射声还是两组有时间差的音箱同时出声，都会导致梳状滤波，影响现场录制听感。

通过对系统中全通带滤波器的某些频率点进行必要的延时调整，再调整频响曲线使其接近于平滑状态，上述问题就可以全部解决。另外还发现，由于现场摄像机位的景别分布与扬声器最佳摆放位置出现重合，致使扬声器摆放位置发生改变，导致现场扬声器声压级一旦超过100 dB 就会产生梳状滤波现象，严重影响现场音响效果。经过反复论证，技术人员决定增加无线耳机监听系统来满足、优化歌手和乐手的现场听感。最终，整个声学系统结合电声系统得到优化，成为“白纸”级别的无染色扩声系统。

1.3 扩声系统设备连接拓扑图及作用

本次扩声系统设计，首先考虑的是系统的安全性和高品质听感这两个关键点。为此，设计最终选用了安全性能稳定可靠和可提供高品质音质的现有全数字硬件器材。设计的系统拓扑如图3 所示，设备清单如表1 所示。

表1 设备清单

图3 系统拓扑图

2 电声设备的调试

调试电声设备时，通电前查看所有设备电源插头与接线板是否连接牢固。设备通电后，查看用电总闸显示端的电压、电流指示读数是否正常[4]。按照信号流程，逐一打开音频设备开关，检查通电后设备是否处于正常工作状态。这是保证电声设备调试安全的有效方法，详细调试要点如下。

（1）无线话筒、无线监听系统频率规划（调整接收机和发射机的接发频率）。使用SHURE Wireless Workbench 软件在工作场地进行全波段扫频，搜索出安全可靠的频率范围。本次测试输出频率范围结果为711 ～735 MHz 和743 ～766 MHz。在不出现互调失真的基础上，合理分配这两个范围内的频率给16 套无线话筒和2 套无线监听耳机系统，确保无线系统安全可靠运行。

（2）使用功率放大器监控软件LA Network，建立管理框架文件，配置使用的扬声器型号、类型、数量及路由等。通过局域网络的建立，实现远程监控所用LA8 功率放大器的工作状态。

（3）建立DIGICO 数字调音台系统框架文件，规划路由数量、通道处理项目及配置使用功能等。调音台共有37 个推子，由左（12 个推子）、中（13 个推子）、右（12 个推子）三个模块组成。每个模块有2 层，每层4 个页面。将16 路话筒和混响返回等信号设置到左、右模块第1 层，乐器的10 路信号设置到中间模块第1 层，其他的信号源推子位置也依据上述规律进行合理的设置。这样排序可以提升操作辨识度和工作效率。

分别调整无线话筒（16 个通道）和电声乐器（8 个通道，包括1 套电鼓、2 架键盘、1 把吉他及1 把贝斯）等的增益、压缩、均衡等基本参数。头戴话筒适用于访谈录制，但是人说话的音量大小不同，会影响录制电平，降低信噪比，因此在每个头戴话筒通道上插入扩展与压缩两个处理插件，分别调整扩展量、压缩比和门限电平，来解决此类问题。扩展器参数调整如图4 所示，压缩器门限电平与压缩比的关系如图5 所示。

图4 扩展器参数调整示意图

图5 压缩器门限电平与压缩比关系图

乐队全部为现场演奏，音乐的层次、平衡调整就尤为重要。例如，乐队中贝斯的信号是较难控制的，主要调整压缩插件中的启动、恢复时间和压缩比，由此既可以得到一个稳定、结实的音色，又可以听到华丽的击弦声。这样贝斯声就不会在整体音乐中被挤出去，使其成为整个乐队的低频基础。其他乐器也依据音乐风格等因素进行精调。最后，调整所有耳返通道中音频各信号源音量的基本比例，检查各种放音音源信号是否正常。

（4）12 路音频信号经隔离后，分类传送至电视高清转播车。12 路音频信号的类型、隔离方式及作用如表2 所示。

表2 电视高清转播车音频信号

3 创新性应用与探索

在节目现场录制阶段，技术人员勇于探索、大胆创新，进行了几个“第一次”尝试，颇有收获，现总结如下。

3.1 使用无线路由器与IPAD 虚拟调音台控制界面建立通信

技术人员使用无线路由器与IPAD 虚拟调音台控制界面建立通信，在几个录制区域自由移动，精调主唱话筒、乐器、伴唱间的输入电平、EQ 均衡及输出音量等参数。这种置身于声场中的调试有利于分析、调整数据，做出下一步正确判断，为歌手、乐手获得高品质听感奠定基础。除此之外，还可有效防止话筒回授。具体操作步骤、原则如下。

（1）输入电平的调整遵循声源动态特点，提前预留出10 ～20 dB 的动态响应空间。

（2）EQ 均衡的调整是先根据乐器自身属性和音乐风格进行粗调，再依据音乐整体层次等进行精调。

（3）对于输出音量（也就是“推子”电位器）的调整，应把各类母线电位器置于所在通道0 dB 处，这样有利于各类音频信号传送至后级设备的电平标准化。

3.2 彩排期间使用音频工作站记录信号

在录制现场彩排期间，技术人员使用音频工作站把乐队、演唱、伴唱等信号记录下来。待彩排结束后，将扩声调音台更换输入源，用工作站进行重放，精调各乐器和演唱声的音量、频率、压缩、门限、混响及激励等参数，综合把控声音总混比例，调整出有清晰度、有融合度、有层次、有宽度、有风格的声音。以下以压缩和混响参数为例，介绍参数的调整方法。

（1）压缩是动态范围控制的一种方式。压缩调整得当，会使声音具有冲击感和表现力。例如，在调整演唱话筒时，可将压缩比定义为6 ∶1，“make up”提升3 dB，目的是控制突然的大电平导致人声过载失真。调整鼓的时候采用8 ∶1 压缩比，“make up”提升5 dB，使得鼓声不会被巨大的电吉他声所淹没，并且使其声音更加紧致，更具有冲击力。

（2）混响分为三类，即厅（具有明显的空间边际感）、金属板（具备声音润色功能）以及房间（增加声音宽度）[5]。技术人员提前预置各种混响参数，加入各类风格不同的音乐中。例如，节目中嘉宾胡莎莎演唱流行音乐《九儿》，歌曲为4/4 拍，速度60，D转E 调。工作人员根据1 秒1 拍的节奏规律计算出预延时和混响时间，人声加入混响器中厅和明亮的金属板预置，精调至已计算出的数值，获得高品质的声音音色。

3.3 使用声级计和频谱仪在录制现场监测扩声信号动态和频率响应

技术人员使用声级计和频谱仪，在录制现场监测扩声信号的动态和频率响应，这样做有利于调音师实时监控声压、频响等参数，如发生异常，可以及时做出调整、修正，确保整场录制听感的高品质。

4 结 语

调音师的职业属性就是将舞台上艺术家对声音的诠释准确地记录下来，传递到每位听众的耳朵。在多年的实践工作中，笔者根据所在岗位实际情况，不断开拓新思路、研究新技术，积累出一整套音频制作的实施方法，具备处置系统故障的应急能力。实践再次验证，好声音的呈现，必须有精准合理的设计、高品质的设备、精心的调试和敬业的团队。