簡析劇場數字音頻系統的組成與發展

隨著中國經濟的快速發展、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展。劇場自然也是其中之一，此文將介紹劇場數字音頻系統組成及其傳輸網絡。

　　一、典型劇場音頻系統組成及各部分功能

　　一個典型的劇場音頻系統應該包括聲源、調音臺、周邊設備、信號處理設備、功放、音箱和傳輸系統等幾個部分，見圖1。根據劇場的特點一般也分為觀眾廳擴聲系統、舞臺返送監聽系統、效果聲擴聲系統、控制室監聽監視系統、周邊電聲處理輔助系統、拾音及音源播放系統。

　　圖1 劇場音頻系統組成

　　一個大型的劇場音頻系統主要包括觀眾廳、舞臺部分的聲音還原系統、控制室監聽監視系統，以及音像錄制和存儲系統等。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聽系統。

　　音頻系統一般通過設置在舞臺上的話筒拾取現場各種聲音，轉換成電流信號，經過傳輸線纜送至音頻系統中心控制設備：經調音臺（又稱混音控制臺），對各種輸入聲源信號進行匹配、放大、混合、調音和分配控制等。

　　電聲系統控制包括兩方面，一方面是音質的處理，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。

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

　　信號處理設備是劇場音頻系統中重要的組成部分，也是系統調試的關鍵設備。傳統的信號處理方法是把不同功能、不同用途的各種處理設備用很多專用線纜與調音臺和功放等設備互聯組成一個擴聲系統。而現代的信號處理方法是在一臺設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據算法可以代替傳統均衡器、激勵器、效果器、降噪器等多種設備的工作。類似多個設備的功能全部集成在一個設備上，且處理前后信號都是數字化的。

　　功放顧名思義就是“功率放大器”，它的作用就是放大調音臺和周邊設備（信號處理設備）送來的低電平音頻信號，使它的其輸出功率足以驅動配接的揚聲器負載。傳統功放是模擬類功放，即把連續變化的音頻信號（模擬信號）直接進行線性放大。現代的功放也已經向數字化網絡化過渡，數字功放的過載能力遠遠高于模擬功放，不會產生交越失真，因為數字功放采用數字信號放大，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。傳統模擬功放中的功放管內阻較大，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會受到負載（揚聲器）大小的影響。而數字功放內阻不超過0.2Ω（開關管的內阻加濾波器內阻），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）是一種把電能轉換為聲能的轉換器， 劇場音頻系統希望還原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合組成的系統。

　　一般劇場觀眾席區揚聲器聲場系統分為聲橋揚聲器、臺框兩側揚聲器、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排中央區域進行補聲，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