重慶市人民大禮堂音頻系統(tǒng)的改造

趙保忠+軒詩(shī)頌

【摘 要】 針對(duì)重慶市人民大禮堂使用要求，介紹音頻系統(tǒng)的改造方案及調(diào)試，測(cè)試結(jié)果顯示符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】 大禮堂；音頻系統(tǒng)；調(diào)音臺(tái)鏡像備份；擴(kuò)聲特性測(cè)試

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.09.008

Reconstruction of Audio System in Chongqing People's Auditorium

ZHAO Bao-zhong1， XUAN Shi-song2

（1.China Oriental Performing Arts Group Co.， Ltd.， Beijing 100027， China；

2.Rightway Audio Consultants Ltd.， Beijing 100022， China）

【Abstract】The reform plan and debugging of audio system in Chongqing people's auditorium are introduced. The test result shows that the system meets the design goal.

【Key Words】auditorium； audio system； console mirror backup； sound reinforcement characteristic test

重慶市人民大禮堂（以下簡(jiǎn)稱大禮堂）于1954年4月竣工，是一座仿古民族建筑群，是重慶十大文化符號(hào)之一，且獨(dú)具特色的標(biāo)志性建筑物，也是國(guó)家AAAA級(jí)旅游景區(qū)。整座建筑由大禮堂和東、南、北樓四大部分組成。占地總面積為6.6×104 m2。其中，大禮堂占地1.85×104 m2，建筑高65 m，大廳凈空高55 m，內(nèi)徑46.33 m，圓形大廳四周環(huán)繞四層挑樓，可容納3 400余人。

大禮堂原有音頻系統(tǒng)經(jīng)過多年使用已經(jīng)不能勝任新的使用要求，在2017年進(jìn)行了改造。下文對(duì)大禮堂音頻系統(tǒng)的改造工程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1 功能需求及設(shè)計(jì)目標(biāo)

大禮堂是重慶市舉行大型集會(huì)和演出活動(dòng)的中心，重慶市的黨代會(huì)、人大會(huì)、政協(xié)會(huì)等重要會(huì)議和國(guó)際性會(huì)議，因此，會(huì)議功能是其最主要功能；同時(shí)要兼顧綜藝晚會(huì)、商業(yè)演出等各類文藝演出的需求。這就要求音頻系統(tǒng)要滿足：

● 功能全面，滿足各種公共大型活動(dòng)的多場(chǎng)景編輯及控制，提供現(xiàn)場(chǎng)調(diào)音和返送調(diào)音，并且操作靈活、安全穩(wěn)定、具有可擴(kuò)展性；

● 保證系統(tǒng)信號(hào)的傳輸質(zhì)量，提高信噪比和抗干擾性能；

● 系統(tǒng)的聲學(xué)特性指標(biāo)需達(dá)到GB 50371-2006《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》文藝類擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性一級(jí)指標(biāo)。

為了確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，專門針對(duì)會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)了全系統(tǒng)備份方案，包括電源備份、音源備份，調(diào)音臺(tái)備份、功率放大器輸入信號(hào)備份等；除在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上有所考量，在設(shè)備的選用上，選擇了經(jīng)市場(chǎng)檢驗(yàn)性能比較穩(wěn)定的調(diào)音臺(tái)與揚(yáng)聲器產(chǎn)品。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

由于該系統(tǒng)主要功能是保證政治性會(huì)議的順利召開，為了安全考慮，所有重要環(huán)節(jié)設(shè)備一律雙備份。同時(shí)，對(duì)調(diào)音臺(tái)的穩(wěn)定性和操控便捷性要求相應(yīng)比較高，既要保證調(diào)音臺(tái)運(yùn)行正常，又要求一旦由于不可抗力造成故障時(shí)可以迅速切換，所以最終選擇了兩套獨(dú)立的調(diào)音臺(tái)-接口箱系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)鏡像備份，如圖1所示。

為了保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，專門配置了50 kW不間斷電源。不間斷電源和市電同時(shí)進(jìn)入音頻系統(tǒng)。除調(diào)音臺(tái)外，同一區(qū)域有兩個(gè)設(shè)備的一個(gè)設(shè)備接入市電，另外一個(gè)接入不間斷電源。這就保證了無(wú)論哪一路電源出現(xiàn)故障，系統(tǒng)聲音不間斷。

調(diào)音臺(tái)和接口箱都擁有冗余雙電源，并且可以一路電源接在市電，另外一路接在不間斷電源。

2.1 音源及信號(hào)分配

音源主要有舞臺(tái)有線、無(wú)線傳聲器，CD播放器等。

有線傳聲器通過地面插座和跳線盤饋送到功放室?guī)в?8 V幻象電源的有源音頻分配器。有線傳聲器信號(hào)一分為二，分別給位于功放室的2臺(tái)調(diào)音臺(tái)的遠(yuǎn)程接口箱D2 RACK（見圖1）。其中，1～24通道進(jìn)入3臺(tái)XTA DS800，25～48通道分配給2臺(tái)KLARK TEKNIK DN1248。同一位置的會(huì)議傳聲器別給2臺(tái)不同的音分，保證每個(gè)環(huán)節(jié)都可以做到交叉雙備份。

16個(gè)通道的舒爾UR4D無(wú)線手持及頭戴傳聲器，以及2臺(tái)CD機(jī)和2臺(tái)筆記本電腦的音源位于三樓的音頻控制室，同樣是通過跳線盤連接到2臺(tái)KLARK TEKNIK DN1248有源音頻分配器，分別給2臺(tái)SD MINI RACK數(shù)字調(diào)音臺(tái)接口箱（見圖1）。同樣，這些音源分別送給2臺(tái)音分作為備份，以保證有故障時(shí)信號(hào)不間斷。

2.2 調(diào)音臺(tái)

系統(tǒng)配置了2臺(tái)SD8調(diào)音臺(tái)，舞臺(tái)接口箱是2臺(tái)D2 RACK，控制室本地接口箱是2臺(tái)SD MINI RACK（見圖1）。每臺(tái)調(diào)音臺(tái)分別通過4根原廠MADI同軸線連接舞臺(tái)接口箱和控制室接口箱，可以實(shí)現(xiàn)傳輸96 kHz采樣頻率的56通道信號(hào)，在調(diào)音臺(tái)采樣頻率設(shè)置在48 kHz時(shí)，可以作為MADI線的冗余備份，即任意切斷一個(gè)輸入或輸出MADI線，不影響調(diào)音臺(tái)與接口箱之間信號(hào)傳輸。2臺(tái)調(diào)音臺(tái)之間通過網(wǎng)線連接，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)音臺(tái)之間控制信息的鏡像備份。

做好設(shè)置之后，調(diào)音臺(tái)操作都可以做到主備跟隨。2臺(tái)調(diào)音臺(tái)的路由參數(shù)調(diào)節(jié)和母線分配都是完全一樣，這就改變了傳統(tǒng)的數(shù)模備份方式必須有兩位調(diào)音師同時(shí)操控調(diào)音臺(tái)的模式，同時(shí)避免了由于調(diào)音臺(tái)品牌型號(hào)不同造成的電平頻譜不一致引起的不適感。

2.3 揚(yáng)聲器與功率放大器

由于該項(xiàng)目屬于20世紀(jì)50年代老建筑，是文物保護(hù)單位，舞臺(tái)臺(tái)口兩側(cè)紅色柱子之間寬21 m，也沒有聲橋馬道等結(jié)構(gòu)，揚(yáng)聲器只能明裝吊掛在紅色柱子外側(cè)的白色墻壁位置。怎樣做到美觀大方又要最大限度地不破壞原有建筑成為一個(gè)難題。endprint

從觀眾席看，揚(yáng)聲器安裝位置在舞臺(tái)前沿后方8 m左右，一般揚(yáng)聲器在這個(gè)位置很容易輻射到舞臺(tái)臺(tái)口，從而影響系統(tǒng)傳聲增益。因此，需要選擇尺寸小、能量大、指向性好的揚(yáng)聲器。通過L-Acoustics揚(yáng)聲器輻射模擬分析軟件Soundvision進(jìn)行聲場(chǎng)分析，確定了揚(yáng)聲器的選型及吊掛方式。

主擴(kuò)揚(yáng)聲器選擇了KARAi白色定制款雙八英寸陣列揚(yáng)聲器系統(tǒng)，左右兩組每組各12只，采用專門設(shè)計(jì)的吊掛結(jié)構(gòu)吊掛，與三樓同高，如圖2所示，覆蓋觀眾區(qū)大堂和一至四層樓座。

對(duì)主擴(kuò)揚(yáng)聲器在觀眾區(qū)域的直達(dá)聲聲壓覆蓋進(jìn)行模擬分析。該模擬圖基于20 Hz～20 kHz寬頻帶粉紅噪聲，并以dBA進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果表明了系統(tǒng)能達(dá)到的長(zhǎng)時(shí)間最大聲壓級(jí)（RMS），峰值數(shù)據(jù)比圖示數(shù)據(jù)高10 dB，絕大多數(shù)觀眾區(qū)聲壓級(jí)差在±2 dB以內(nèi)，只有觀眾區(qū)左右兩側(cè)樓座部分主擴(kuò)揚(yáng)聲器無(wú)法覆蓋。

兩側(cè)主擴(kuò)揚(yáng)聲器無(wú)法覆蓋的位置設(shè)置了觀眾區(qū)側(cè)面補(bǔ)聲。根據(jù)軟件演算，一層樓座觀眾區(qū)安裝2只X12同軸揚(yáng)聲器系統(tǒng)，二三四樓樓座每層安裝1只X12同軸揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

針對(duì)觀眾區(qū)前區(qū)位置，設(shè)置了6只X12作為前區(qū)補(bǔ)聲揚(yáng)聲器。這6只揚(yáng)聲器和流動(dòng)返送揚(yáng)聲器背對(duì)背放置在舞臺(tái)臺(tái)口。臺(tái)口有兩組并聯(lián)的舞臺(tái)揚(yáng)聲器接口插座，根據(jù)樂池升降擺放在相應(yīng)位置。

最終觀眾區(qū)大部分座位都得到了很好的覆蓋（見圖3）。

所有揚(yáng)聲器都由L-Acoustics原廠功率放大器LA8和LA4X驅(qū)動(dòng)。其中，LA8二進(jìn)四出，LA4X四進(jìn)四出，均自帶處理器；輸入部分都有AES和模擬輸入兩種接口，并且可以通過普通網(wǎng)線使用LA Network Manager功放控制軟件遠(yuǎn)程控制，一鍵切換數(shù)字模擬輸入。

LA Network Manager軟件中可以切換被選中功放輸入信號(hào)是AES（數(shù)字）還是ANALOG（模擬）；也可以設(shè)置自動(dòng)切換模式，當(dāng)其中優(yōu)先信號(hào)斷掉，可立即切換到另外一個(gè)信號(hào)；如果遇到突發(fā)情況，還可以點(diǎn)擊TRIGGER FALLBACK按鈕手動(dòng)切換，切換過程中沒有任何信號(hào)間斷。

所有的信號(hào)都從功放室接口箱輸出，2臺(tái)接口箱配置了同樣數(shù)量的數(shù)字（AES）和模擬輸出卡。其中，主調(diào)音臺(tái)連接的接口箱數(shù)字信號(hào)輸出給功率放大器的數(shù)字（AES）輸入，備用調(diào)音臺(tái)連接的接口箱模擬信號(hào)輸出給功率放大器的模擬輸入，如圖4所示。

2套調(diào)音臺(tái)系統(tǒng)同時(shí)工作，同時(shí)輸出信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào)的選擇和切換由LA Network Manager實(shí)現(xiàn)。如遇一臺(tái)調(diào)音臺(tái)出現(xiàn)故障，只需要調(diào)音師轉(zhuǎn)到另外一臺(tái)調(diào)音臺(tái)工作即可，全程只需要在LA Network Manager上做一個(gè)切換。

3 系統(tǒng)調(diào)試

音頻系統(tǒng)改造完畢后，工程方和揚(yáng)聲器廠商進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試。

3.1 調(diào)試內(nèi)容

調(diào)試分為系統(tǒng)檢查與聯(lián)通、設(shè)備調(diào)試、揚(yáng)聲器安裝位置、角度校準(zhǔn)、揚(yáng)聲器預(yù)設(shè)校準(zhǔn)等環(huán)節(jié)。

系統(tǒng)檢查與聯(lián)通包括電源系統(tǒng)檢查、信號(hào)系統(tǒng)檢查、 輸出信號(hào)分配檢查、信號(hào)線及揚(yáng)聲器線導(dǎo)通情況檢測(cè) 、各信號(hào)與揚(yáng)聲器極性檢查，調(diào)音臺(tái)系統(tǒng)檢查，功率放大器預(yù)設(shè)通路檢查等環(huán)節(jié)。

設(shè)備調(diào)試包括音源播放器、無(wú)線傳聲器系統(tǒng)和調(diào)音臺(tái)系統(tǒng)、功率放大器等設(shè)備進(jìn)行通電連接設(shè)置，主要是調(diào)音臺(tái)與接口箱連接、調(diào)音臺(tái)系統(tǒng)鏡像調(diào)試，功率放大器預(yù)設(shè)與揚(yáng)聲器匹配等環(huán)節(jié)。

對(duì)揚(yáng)聲器安裝位置、角度校準(zhǔn)，以Soundvision軟件數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，并結(jié)合實(shí)際聽感。

3.2 擴(kuò)聲特性測(cè)試方法與結(jié)果

擴(kuò)聲特性測(cè)試主要依據(jù)GB 50371-2006《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、 GB4959《廳堂擴(kuò)聲特性測(cè)量方法》等國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法進(jìn)行。測(cè)試結(jié)果見表1。

3.3 揚(yáng)聲器廠家的調(diào)制及測(cè)試

另外，應(yīng)場(chǎng)地調(diào)音師要求，由L-Acoustics工廠工程師采用Soundvision調(diào)試出適合演出的模式。該測(cè)試軟件內(nèi)置有可選擇目標(biāo)曲線，對(duì)揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行了校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后的頻響曲線如圖5～圖8，并可將校準(zhǔn)后的各參數(shù)直接復(fù)制到功放控制軟件。

調(diào)試好的演出模式與之前調(diào)試的會(huì)議模式都保存在LA Network Manager中，供場(chǎng)地調(diào)音師和外來(lái)單位調(diào)音師選擇。

該系統(tǒng)2017年5月完工后，中國(guó)共產(chǎn)黨重慶市第五次代表大會(huì)的開閉幕式在此舉行，整個(gè)活動(dòng)中，音頻系統(tǒng)安全穩(wěn)定，語(yǔ)言清晰，得到使用方好評(píng)。endprint