剧场数字音频系统传输网络及其应用.pdfVIP

场数字音频系统传输网络及其应用 Digital audio transmission network and its application in the theater Abstract This paper presented digital audio transmission network and its application in the theater Key words: audio transmission network，DSP 摘 要 介绍剧场音频系统组成及各部分功能；音频系统数字化发展趋势；分析比较 了数字化网络基于以太网和基于光纤分布式数据接口（FDDI）的传输形式；比较了FDDI 环 型和星型两种组网形式的优缺点；介绍中山市文化艺术中心剧场音频系统设计要求，选用 OPTOCORE 技术组网，主节点和各个分节点间采用星型布线。 关键词 中山市文化艺术中心 音频系统 数字化 传输形式 组网形式 节点 笔者有幸参与了中山市文化艺术中心的剧场电声系统的设计，在三年的设计和施工配合 过程中对剧场电声系统有所了解并有所收获。现拿出来与大家分享，当然笔者不是专业从事 音视频系统设计的人员，可能个人见解存在不准确的地方，恳请读者批评指正。 1 典型剧场音频系统组成及各部分功能 一个典型的剧场音频系统应该包括声源、调音台、周边设备、信号处理设备、功 、音 箱和传输系统等几个部分，见图1。根据剧场的特点一般也分为观众厅扩声系统、舞台返送 监听系统、效果声扩声系统、控制室监听监视系统、周边电声处理辅助系统、拾音及音源播 系统。 图1 剧场音频系统组成 一个大型的剧场音频系统主要包括观众厅、舞台部分的声音还原系统、控制室监听监视 1 系统，以及音像录制和存储系统等。舞台部分包含演员表演时声音的拾取和传送，以及帮助 演员把握演出效果的舞台返送监听系统。 音频系统一般通过设置在舞台上的话筒拾取现场各种声音，转换成电流信号，经过传输 线缆送至音频系统中心控制设备：经调音台(又称混音控制台)，对各种输入声源信号进行匹 配、 大、混合、调音和分配控制等。 电声系统控制包括两方面，一方面是音质的处理，如均衡器、激励器、效果器、降噪器 等，另一方面是信号的控制，如压限器、分配器、分频器、音箱处理器等。 周边处理设备对各种节目信号进行加工处理和润色、弥补建 声学的缺陷、补偿电声设 备性能的不足和产生特殊声音效果。 信号处理设备是剧场音频系统中重要的组成部分，也是系统调试的关键设备。传统的信 号处理方法是把不同功能、不同用途的各种处理设备用很多专用线缆与调音台和功放等设备 互联组成一个扩声系统。而现代的信号处理方法是在一台设备中采用专用高精度浮点运算的 DSP 处理芯片，辅之以各种高效的音频数据算法可以代替传统均衡器、激励器、效果器、 降噪器等多种设备的工作。类似多个设备的功能全部集成在一个设备上，且处理前后信号都 是数字化的。 功 顾名思义就是 “功率 大器”，它的作用就是 大调音台和周边设备 （信号处理设 备）送来的低电平音频信号，使它的其输出功率足以驱动配接的扬声器负载。传统功 是模 拟类功 ，即把连续变化的音频信号 （模拟信号）直接进行线性 大。现代的功放也已经向 数字化网络化过渡，数字功 的过载能力远远高于模拟功 ，不会产生交越失真，因为数字 功 采用数字信号 大，使输出信号与输入信号相位完全一致，相移为零，因此声像定位 确。传统模拟功 中的功 管内阻较大，所以在匹配不同阻值的扬声器时，模拟功 电路的 工作状态会受到负载 （扬声器）大小的影响。而数字功 内阻不超过0.2 (开关管的内阻加 滤波器内阻)，相对于负载（扬声器）的阻值 （4~8 ）完全可以忽略不计，因此不存在与扬 声器的匹配问题。 扬声器（音箱）是一种把电能转换为声能的转换器， 剧场音频系统希望还原20 ～20kHz 范围的声音，而目前任何一种扬声器都难以满足宽频声音重 的需要。因为播放低音需要重、 大、厚的纸盆振膜，而播 高音需要轻、薄的振膜，因此重 全音域的扬声器系统一般都是 2 由高音、中音和低音三种不同类型的扬声器单元结合组成的系统。