隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，而擴(kuò)聲系統(tǒng)也逐漸進(jìn)入到數(shù)字時(shí)代，主要體現(xiàn)在音頻的應(yīng)用模式上，其正從模擬信號(hào)逐漸向數(shù)字信號(hào)過渡。接下來，專注音視頻領(lǐng)域十九載的一禾科技將與大家分享數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在擴(kuò)聲系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　　一、什么是擴(kuò)聲系統(tǒng)及優(yōu)秀擴(kuò)聲系統(tǒng)的三要素 　　什么是擴(kuò)聲系統(tǒng) ?擴(kuò)聲系統(tǒng)通常是把講話者的聲音對(duì)聽者進(jìn)行實(shí)時(shí)放大的系統(tǒng)，講話者和聽者通常在同一個(gè)聲學(xué)環(huán)境中。成功的擴(kuò)聲系統(tǒng)必須要具有足夠響度(足夠的聲增益)和足夠的清晰度，并且能使聲音均勻地覆蓋聽眾，擴(kuò)聲系統(tǒng)包括擴(kuò)聲設(shè)備和聲場環(huán)境組成，具體來講就是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的話筒、信號(hào)混合分配設(shè)備、信號(hào)處理調(diào)節(jié)設(shè)備、信號(hào)放大設(shè)備、傳輸線，把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?hào)的音箱和聽眾區(qū)的聲學(xué)環(huán)境。

　　優(yōu)秀擴(kuò)聲系統(tǒng)的三要素：聲場環(huán)境、擴(kuò)聲設(shè)備、專業(yè)的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試。

　　二、模擬擴(kuò)聲設(shè)備的組成和不足之處

　　• 傳統(tǒng)的模擬信號(hào)擴(kuò)聲系統(tǒng)由哪些部分組成?

　　一般在使用模擬音頻擴(kuò)聲設(shè)備時(shí)主要由以下5大部分組成。

　　1、音源部分(DVD、話筒、電腦、CD等)

　　2、混音處理部分(模擬調(diào)音臺(tái)、前置放大器、混音器等)

　　3、傳輸處理部分(分頻器、均衡器、壓限器等)

　　4、功率放大部分(各型號(hào)功率放大器)

　　5、電聲能轉(zhuǎn)換部分(各型號(hào)揚(yáng)聲器)

　　• 傳統(tǒng)的模擬信號(hào)擴(kuò)聲系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　傳統(tǒng)的模擬信號(hào)擴(kuò)聲系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　• 傳統(tǒng)的模擬信號(hào)擴(kuò)聲系統(tǒng)有哪些不足?

　　1、信號(hào)衰減大、傳輸距離短。

　　2、容易受到易受環(huán)境其他電磁干擾。

　　3、信噪比不高。

　　4、傳輸線路多，布線成本高。

　　5、連接調(diào)試繁瑣。

　　6、系統(tǒng)狀態(tài)難監(jiān)控，不具備遠(yuǎn)程控制。

　　• 總結(jié)：

　　簡單地說擴(kuò)聲系統(tǒng)的功能就是將聲壓級(jí)不夠的聲源在一定空間中準(zhǔn)確的還原和傳遞聲音信息。首先想要把聲音擴(kuò)出去就要對(duì)聲音進(jìn)行拾取，通過話筒拾音完后再將信號(hào)送至調(diào)音臺(tái)進(jìn)行混音、分配、初步放大，再通過各種音頻處理設(shè)備到功率放大器、到音箱。這樣的工藝流程形成了模擬時(shí)代的擴(kuò)聲技術(shù)。在前面我們講到模擬時(shí)代的擴(kuò)聲技術(shù)有六個(gè)方面的不足，特別是在大型擴(kuò)聲場合更加明顯，所以模擬向數(shù)字化過度是必然趨勢。

　　三、基于以太網(wǎng)的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)

　　• 什么是基于以太網(wǎng)的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)?

　　基于以太網(wǎng)的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)是專業(yè)音頻行業(yè)的一個(gè)技術(shù)焦點(diǎn)，以其不依賴于控制系統(tǒng)而獨(dú)立存在的特性，廣泛的應(yīng)用到很多項(xiàng)目中。不僅解決了多線路問題，還解決了遠(yuǎn)距離傳輸、數(shù)據(jù)備份、自動(dòng)冗余等一系列在模擬傳輸時(shí)代無法面對(duì)的問題。

　　• 比較常見的基于以太網(wǎng)的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)有哪些?

　　目前比較成熟的以太網(wǎng)音頻傳輸技術(shù)主要有CobraNet 和 EtherSound 、 Dante 這三種數(shù)字音頻傳輸技術(shù)。 市場上有超過60%的產(chǎn)品運(yùn)用Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)，有15%的產(chǎn)品運(yùn)用CobraNet數(shù)字音頻傳輸技術(shù)，運(yùn)用EtherSound數(shù)字音頻傳輸技術(shù)不到8%。我們將著重介紹Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)。

　　至于下一代網(wǎng)絡(luò)音視頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，新 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)——音視頻橋，簡稱AVB，以即插即用和自主開發(fā)的姿態(tài)面世，則是全世界現(xiàn)場演出行業(yè)所夢寐以求的系統(tǒng)解決方案。

　　四、Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)介紹及特點(diǎn)

　　• Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)介紹

　　Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)是澳大利亞Audinate公司于2003年提出，2006年研發(fā)成功并發(fā)布。首先與Audinate合作的是杜比實(shí)驗(yàn)室，其杜比Lake處理器成為第一個(gè)使用該技術(shù)的音頻設(shè)備，并在2008年華盛頓芭芭拉史翠珊秀上首次使用，這也推動(dòng)了Dante技術(shù)的迅速商業(yè)化。經(jīng)過十多年的發(fā)展，憑借其直觀、簡單配置和易用、超低網(wǎng)絡(luò)延遲等特點(diǎn)，現(xiàn)已被雅馬哈(Yamaha)、博世通訊系統(tǒng)(Bosch)、哈曼(Harman)、舒爾(Shure)、百威(Peavey)、思美(Symetrix)、愛思創(chuàng)(Extron)、瑞典立高(Lab.Gruppen)、Allen& Heath、森海塞爾(Sennheiser)和Powersoft等許多知名音響設(shè)備生產(chǎn)廠商作為音頻設(shè)備支持的標(biāo)準(zhǔn)音頻傳輸協(xié)議。

　　• Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)特點(diǎn)

　　1、更小的延時(shí)。在 100M 網(wǎng)絡(luò)帶寬，總傳輸音頻通道延時(shí)僅為 34µs。

　　2、采用了IEEE1588 精密時(shí)鐘協(xié)議進(jìn)行時(shí)鐘同步。

　　3、采用了zeroconf(Zero Configuration Networking)協(xié)議，利用自動(dòng)配置服務(wù)器自動(dòng)檢查接口設(shè)備、標(biāo)識(shí)標(biāo)簽以及區(qū)分IP 地址等工作，無需啟動(dòng)高層級(jí)別的 DNS 或者DHCP 服務(wù)，同時(shí)節(jié)省了復(fù)雜的手工網(wǎng)絡(luò)配置。

　　4、網(wǎng)絡(luò)的高兼容特性。Dante技術(shù)可以允許音頻信號(hào)和控制數(shù)據(jù)以及其他不相干的數(shù)據(jù)流共享在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中而不受干擾，用戶可以最大限度的利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)而無需為音頻系統(tǒng)建立專網(wǎng)。

　　5、自愈系統(tǒng)。為了避免意外導(dǎo)致的音頻傳輸中斷，Dante系統(tǒng)可以設(shè)定多重自我修復(fù)機(jī)制，例如時(shí)鐘丟失、網(wǎng)絡(luò)故障等。

　　6、音頻通道的傳輸模式可以是單播或是多播。

　　• Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)特點(diǎn)

　　Dante數(shù)字音頻傳輸技術(shù)依靠其自身強(qiáng)有力的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于專業(yè)音響行業(yè)、廣播系統(tǒng)、電話會(huì)議系統(tǒng)、樓宇智能音頻系統(tǒng)、大型運(yùn)動(dòng)會(huì)等行業(yè)。Dante網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)代表了當(dāng)下音頻傳輸技術(shù)的發(fā)展方向。

　　五、大型廣場擴(kuò)聲漢山廣場室外擴(kuò)聲系統(tǒng)

　　• 項(xiàng)目簡介與分析

　　漢山廣場是觀賞漢山夜景燈光秀的主要場所，其音樂和山頂燈光秀結(jié)合。整個(gè)廣場面積約64萬平方米，其中擴(kuò)聲區(qū)域南北長約400米，東西寬142米至240米。用戶要求整個(gè)廣場聲壓足夠大，站在每個(gè)地方聲音大小都差不多。

　　大型廣場擴(kuò)聲漢山廣場室外擴(kuò)聲系統(tǒng)

　　• 項(xiàng)目的平面效果圖

　　漢山廣場室外擴(kuò)聲系統(tǒng)平面效果圖

　　• 設(shè)計(jì)思路—音箱選擇：

　　根據(jù)國家室外擴(kuò)聲一級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，最大聲壓級(jí)≥105DB，聲場不均勻度≤8DB。一禾科技項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過實(shí)地考察及計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)測試確定該室外擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，擴(kuò)聲系統(tǒng)采用了8組雙12寸外置三分頻室外防水線陣列作為擴(kuò)聲音箱，主舞臺(tái)兩組線陣及4只流動(dòng)返聽，觀眾區(qū)部分六組線陣列音箱，每組線陣音箱均采用4只全頻加2只超低頻音箱。每只音箱的靈敏度106DB/W/M,額定功率2000W，每只音箱的最大聲壓級(jí)可達(dá)到139DB,在傳輸80米后仍能達(dá)到118DB的聲壓級(jí)，聲場不均勻度可以控制在8DB以內(nèi)。保證項(xiàng)目安裝調(diào)試完成后能達(dá)到國家音樂擴(kuò)聲一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　• 控制方式設(shè)計(jì)：

　　現(xiàn)場設(shè)置一個(gè)中心機(jī)房控制室，中心機(jī)房到最近的線陣音箱接近50米，最遠(yuǎn)的線陣音箱接近250米，所以功率放大器不可能放置在中心機(jī)房。因此一禾科技建議在舞臺(tái)兩側(cè)和整個(gè)廣場設(shè)置8個(gè)設(shè)備放置區(qū)域，8個(gè)設(shè)備放置區(qū)域作為信號(hào)處理室和功放室，靠近8組線陣音箱，以保證從功放到音箱的距離盡可能的短，避免線路上的損耗。8組線陣音箱，每組由4只全頻和2只超低音箱組成，因此每組線陣有14路信號(hào)需要單獨(dú)處理，總共有112路音頻處理信號(hào)和112路功率放大信號(hào)需要傳輸、處理。

　　• 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)：

　　如果還采用模擬擴(kuò)聲系統(tǒng)架構(gòu)，將有112條音頻信號(hào)需要被傳輸、處理、調(diào)節(jié)，平均每條線路長度超過100米，最長的將近200多米。信號(hào)衰減、干擾、高施工成本、備份復(fù)雜、無法監(jiān)控每條線路的信號(hào)傳輸狀況。所以整個(gè)系統(tǒng)采用1臺(tái)32路帶DANTE的數(shù)字調(diào)音臺(tái)作為信號(hào)混合、分配、初步放大。9臺(tái)數(shù)字音頻處理器作為信號(hào)處理的主架構(gòu)，中心控制機(jī)房1臺(tái)，8個(gè)設(shè)備放置區(qū)域各一臺(tái)，對(duì)每組線陣進(jìn)行分別、單獨(dú)處理。全部采用DANTE數(shù)字信號(hào)光纖傳輸，避免在信號(hào)傳輸上信號(hào)丟失和信號(hào)衰減。從中心機(jī)房到8個(gè)設(shè)備放置區(qū)域，每個(gè)區(qū)域只需要放置兩條光纖線即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸與備份，從而保證的信號(hào)傳輸質(zhì)量、簡化施工難度、節(jié)約施工成本。

　　室外擴(kuò)聲系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　大型廣場擴(kuò)聲漢山廣場室外擴(kuò)聲系統(tǒng)