流動擴聲系統(tǒng)的構建與調(diào)試*

王 智，范曉陽

（云南藝術學院，云南 昆明 650500）

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展，戶外大型文藝活動也越來越多，不同的場所和不同的演出形式對現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)的要求也不盡相同，科學規(guī)劃，合理構建流動擴聲系統(tǒng)及系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)平穩(wěn)運行，是保障演藝活動的關鍵。

流動擴聲系統(tǒng)不同于劇院、影院等擴聲系統(tǒng)，具有不固定、靈活搭配的特點，需要匹配不同空間環(huán)境及演出類型。這里“流動”有兩層含義，一是擴聲場所的不固定，二是擴聲系統(tǒng)構建的模式不固定。隨著科學技術不斷發(fā)展，人們對聲音品質(zhì)的要求也越來越高，針對不同場所、節(jié)目類型與表演形式，需要構建不同的擴聲系統(tǒng)。但目前專業(yè)技術人員匱乏，很多從業(yè)者，包括演藝方或設備租賃方對擴聲系統(tǒng)構建缺少科學合理的思路，且系統(tǒng)搭建往往是將手里現(xiàn)有器材聚集使用；沒有深入了解設備與節(jié)目類型和聲場的關系，缺少專業(yè)性和針對性，使系統(tǒng)的構建和調(diào)試存在很多問題，造成設備堆積擺樣，擴聲效果不佳。筆者就此現(xiàn)象，對流動擴聲系統(tǒng)的構建與調(diào)試做以下闡述，為初學者提供一定的理論參考及實踐指導。

1 流動擴聲系統(tǒng)的構建

擴聲場地的不同，決定了流動擴聲系統(tǒng)的不同。筆者按信號流程把擴聲系統(tǒng)簡分為三部分，拾音等音源輸入部分稱前級；音頻信號分配與處理部分稱控制部分，揚聲器系統(tǒng)及其供聲布局部分稱后級。

根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗，構建擴聲系統(tǒng)時，先期，了解擴聲場所的空間大小與形狀，觀眾數(shù)量和分布方式等，由此來推算滿足現(xiàn)場聲壓級所需的聲功率是多少；再根據(jù)聲功率及供聲布局設計，選擇音箱及數(shù)量來構成后級。接著，應熟悉節(jié)目單，分析節(jié)目類型，統(tǒng)計演員數(shù)量，設計每個節(jié)目的拾音方案，測算各類傳聲器數(shù)量，保證選型合理，構建系統(tǒng)的前級部分。最后，綜合前后級的操控要求，來確定控制部分的功能和規(guī)模。

筆者基于上述倒推式思路構建流動擴聲系統(tǒng)，先落實后級規(guī)模，再部署前級，最后確定控制部分，組成專業(yè)、合理、適用的擴聲系統(tǒng)。

1.1 揚聲器系統(tǒng)的構建

為擴聲場所提供足夠聲壓級，獲取合理的聽覺響度，取決于擴聲系統(tǒng)提供的聲功率，通過聲功率又能推導出場地所需要的音箱數(shù)量。同時，音箱的布局也會影響聲場覆蓋效果，布局合理可避免聲場的缺陷，使聲音均勻覆蓋。

擴聲現(xiàn)場需要的聲功率可通過計算公式獲得，假定在一個供聲區(qū)內(nèi)有多組（N組）靈敏度相同的音箱供聲，且在音箱的聲輻射軸線上，聲場視為自由聲場，聲場的聲壓級為：

則擴聲需要提供的電功率為：

P為饋給音箱的電功率，S為音箱的軸向靈敏度，D為聲音接收點距音箱的距離。

假定接收點偏離音箱輻射軸線?度，那么偏離軸線供聲區(qū)域聲場的直達聲聲壓級為：

電功率 為：

LP(?)為偏離軸線?角接收點的聲壓級，D?為偏離軸線?角供聲點軸射距離，D?為音箱的指向性函數(shù)，20lgD?值應由音箱生產(chǎn)廠家提供。

通過上式可算出，當聲場要達到Lp聲壓級（期望的或是要求的聲壓級）時，需要多少瓦的音箱才能實現(xiàn)[1]。

由于計算公式復雜，且供聲區(qū)各點到音箱的距離不同，要分別對近場中場遠場計算，在具體實踐中不便操作，筆者給出三種實用的估算方法：

平方估算（每平方米2 W～5 W）

立方估算（每立方米0.5 W～1 W）

聽眾人數(shù)估算（人均1 W～5 W）

其中，平方估算法較適合空間高度不規(guī)則，或戶外中小場地的聲功率估算；立方估算法更適合廳堂會館的聲功率估算；人數(shù)估算法常用于戶外大型廣場的聲功率估算。三種方法的聲功率取值均由節(jié)目類型及響度追求決定，在具體操作中，建議總功率應留有一定裕量，結合音箱布點及供聲方式進行修正。

通過以上估算，即可由所需聲功率快速判斷出現(xiàn)場需要的揚聲器種類及數(shù)量。在對音箱進行布局時，要注意擴聲環(huán)境、觀眾席長寬、縱深等問題。集中供聲是將音箱集中于舞臺兩側，用線少連接簡單，方便實用，但容易引發(fā)嘯叫；分區(qū)供聲是把音箱采用分散的方式放置不同位置供聲，可提高直達聲比例，聲壓分布較為均勻。針對不同擴聲活動的需求，可以將集中、分區(qū)等供聲方式結合使用。現(xiàn)在，大型室外擴聲系統(tǒng)多采用線陣列音箱，其指向性強、輻射范圍廣，為各種供聲方式都提供了便利。

舞臺監(jiān)聽又稱為舞臺返送，監(jiān)聽音箱的數(shù)量、擺放位置及角度取決于舞臺的大小、形狀等舞臺狀況，使演員可以清晰地聽到直達聲，且覆蓋均勻。特別需要注意的是，監(jiān)聽音箱與傳聲器間的距離、指向性的把控，否則容易引發(fā)嘯叫。

1.2 拾音的構建

前級部分更多地服務于表演人員，其構建與節(jié)目類型、表演順序、演員人數(shù)等有關。構建前級時，需要提前熟悉表演節(jié)目，確保有足夠數(shù)量的傳聲器能夠合理、有序地分配使用。

節(jié)目類型決定使用傳聲器的種類，不同的節(jié)目類型都有不同的使用需求，如大型合唱的拾音，由于拾取的是群體的聲音而非個人的聲音，就需要多支拾取范圍廣且靈敏度高的單指向形電容傳聲器；而對于樂隊主唱的拾音，為避免樂器串音，選擇靈敏度低、拾取范圍窄的無線傳聲器更為合適。每種傳聲器都有自身的優(yōu)點和缺點，而調(diào)音師應該揚長避短，并結合應用環(huán)境，從而獲得理想的聲音效果。

另外，傳聲器的合理分配也尤為重要。一場演出中經(jīng)常有下列情況，集體朗誦后緊接是器樂合奏，下一個節(jié)目是多人聯(lián)唱，中間還有主持人穿插。此類情形常讓調(diào)音師頭疼不已，若傳聲器用錯將導致節(jié)目無法正常進行。這就需要調(diào)音師提前對傳聲器數(shù)量和分配進行規(guī)劃，主持人最好有自己專屬的傳聲器，而表演者的傳聲器，將演員與傳聲器一一標注對應，并與控制部分對接好，做到表演時不慌亂不出錯。

1.3 控制部分的構建

控制部分是連接前級后級的重要組成部分，包括調(diào)音臺與周邊設備。如何選擇調(diào)音臺、周邊設備至關重要，在滿足操控功能的同時，系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、傳輸便捷也需考慮。

調(diào)音臺的選型應綜合考量。首先，應按擴聲規(guī)模、使用傳聲器數(shù)量及與系統(tǒng)中的其他設備的匹配來選擇，確保調(diào)音臺通道數(shù)量可以滿足演出需要；如果通道數(shù)量有限，也可選擇多臺調(diào)音臺聯(lián)集工作。其次，針對節(jié)目類型、擴聲環(huán)境等，選擇功能適配，傳輸便捷的調(diào)音臺。最后，根據(jù)資金情況選擇性價比較高的調(diào)音臺。模擬調(diào)音臺直觀簡明，便于操控，但功能受限，長距離連接很多傳聲器線極為不便，更適用于會議、小型演出等的擴聲。數(shù)字調(diào)音臺支持信號網(wǎng)線傳送，傳聲器和音箱的接口箱到調(diào)音臺只需一根網(wǎng)線就能雙向傳輸信號，非常便捷；對信號的處理能力也更強，具備場景存儲和調(diào)用、參數(shù)復位、自帶處理器、藍牙遙控等更多的功能，方便快捷的同時，提供了更高的安全保障，適用于大型復雜的擴聲活動。

頻率處理器、動態(tài)處理器、混響器、延時器周邊設備等，在需要彌補聲場缺陷、信號加工處理、后級設備保護等處理時，可選擇性的使用。

圖1 合唱表演

圖2 大型舞蹈表演

2 擴聲實踐案例

以筆者負責的云南藝術學院60周年校慶活動（見圖1、圖2）為例，解析擴聲系統(tǒng)設計和建構。

此活動在云南藝術學院的運動場舉辦，觀眾席長約120 m，寬約80 m，可容納10 000多名觀眾，僅表演人員就有1 000多人，且節(jié)目形式多樣，包括交響樂隊、合唱團、大型舞蹈、群聲朗誦、舞臺劇、歌曲聯(lián)唱等。

2.1 后級構建

表演區(qū)為U型的三層舞臺，觀眾區(qū)為縱深120 m的長方形，如圖3、圖4所示。

（1）現(xiàn)場所需聲功率

根據(jù)場地的規(guī)模，先測算出擴聲所需要的聲功率，按面積估算，每平方米按3 W取值估算，有效場地面積需要的聲功率為：120×80×3 W=28.8 kW；若按人數(shù)估算，每人按3 W估算，場地可容納10 000人，所需聲功率為：10 000人×3 W=30 kW。綜合考慮，需要提供的聲功率為29 kW～31 kW。

（2）音箱布局和數(shù)量

觀眾區(qū)采用左右線陣列音箱+超低音音箱+補聲音箱的方式，保證聲場的響度均勻和頻率響應均衡。觀眾區(qū)中遠場的聲覆蓋由左右各12單元的線陣列音箱和4只超低音箱負責，近場由6只均勻鑲嵌在臺裙中的補聲音箱供聲，同時彌補左右線陣跨度過大帶來的中空現(xiàn)象。

（3）音箱功率分配

左右主擴線陣列音箱12×2=24只，每只有效功率1 kW，滿功率提供24只×1 kW=24 kW；超低音箱4只×1.5 kW =6 kW；臺裙音箱6只×300 W=1.8 kW；為觀眾區(qū)提供總聲功率31.8 kW，符合估算要求。

（4）舞臺返送

舞臺采用U型環(huán)繞舞臺分布供聲，舞臺臺口4只+左側縱深4只+右側縱深4只，每只返送音箱200 W功率，可滿足舞臺監(jiān)聽的響度和聲場均勻分布。

2.2 拾音的配置

由于節(jié)目類型復雜，且表演人數(shù)多，需準備106支傳聲器，以保證節(jié)目順利進行，以及前后臺的溝通與配合。

（1）交響樂傳聲器配置

圖3 U型三層的舞臺

圖4 設計圖

根據(jù)交響樂隊的規(guī)模，用了52支傳聲器（見圖5）。因為在戶外擴聲，為了避免拾取到風聲和嘈雜的環(huán)境聲，選用了可以夾在樂器上的傳聲器42支（部分為貼片傳聲器），拾取樂器的直達聲。由于樂隊龐大，無法做到每個樂器都單給貼片傳聲器，而且還需要拾取交響樂隊的群聲，所以，又用了10支站架式電容傳聲器拾取群聲，兼顧沒有貼片傳聲器的樂器拾音，增加群感。

（2）合唱與朗誦傳聲器配置

合唱與朗誦用到了12支站架電容傳聲器和6支手持無線傳聲器。領誦與領唱每人分配1支手持傳聲器，方便朗誦者的運動，也突出領唱的聲音特色。合唱與集體朗誦分3組品字形站位，每組按ABCD方式分配4支電容傳聲器，電容傳聲器間距1.8 m，3組共12支電容傳聲器加6支手持傳聲器，拾取群聲和領唱。

（3）舞臺劇傳聲器配置

舞臺劇共有20多名演員。在舞臺劇中，演員需要奔跑并做大幅度的表演動作，手持傳聲器與站架傳聲器不方便演員的表演，所以選用了20支頭戴式傳聲器，固定在演員頭部，可以保證表演中拾取到的演員聲音清晰穩(wěn)定。

（4）主持人與歌曲演唱傳聲器配置

6位主持人每人固定配1支手持傳聲器，聯(lián)唱、獨唱、領導講話致辭等共用10支手持傳聲器，這部分共配置了16支手持無線傳聲器。拾音方式最為簡單，難點在于手持傳聲器數(shù)量有限，無法滿足每個演員單獨固定使用，所以，要與控臺調(diào)音師溝通好，標注每個傳聲器相對應的演員。

2.3 控制部分的構建

圖5 交響樂隊的拾音

因有106路傳聲器輸入，還有主備2臺計算機4路播放舞蹈音樂的信號，外加2路LED大屏的聲音信號，共需要對112路信號進行調(diào)音、切換等控制，還需對舞臺返送信號進行調(diào)控，工作量大，處理復雜容易出錯。故考慮用3張數(shù)字調(diào)音臺組成3個分控系統(tǒng)，一張負責交響樂隊的調(diào)控，一張負責舞臺返聽的調(diào)控，一張作為主控負責交響樂以外的傳聲器，并對計算機播放音樂、LED影音、交響樂調(diào)音臺輸出信號進行總控。

（1）交響樂調(diào)音臺選用56路的數(shù)字調(diào)音臺。負責52路交響樂傳聲器信號的處理及調(diào)控，并把混合后的2路立體聲信號送給主控調(diào)音臺，樂隊所需的混響器和壓縮器使用數(shù)字調(diào)音臺上自備的效果器。

（2）舞臺返送調(diào)音臺選用40路數(shù)字調(diào)音臺，主要對聯(lián)唱、領唱、主持等傳聲器進行單控，保證歌手能按個人喜好調(diào)控聲音響度和比例平衡。交響樂隊及合唱分聲部間的平衡進行分組控制。

（3）主控調(diào)音臺（見圖6）選用70路數(shù)字調(diào)音臺，分別對合唱、朗誦、舞臺劇、主持人及獨唱等54路傳聲器信號進行調(diào)控，同時，還需對交響樂合成的2路立體聲信號、2臺計算機播放的4路舞蹈音樂信號、LED大屏的2路立體聲信號等合計62路聲音信號進行調(diào)控。

為了保障節(jié)目的效果，盡量避免嘯叫帶來的影響，給主控調(diào)音臺與返聽調(diào)音臺都增設了1臺反饋抑制器，防止突然出現(xiàn)嘯叫影響演出效果。3張數(shù)字調(diào)音臺分由三位調(diào)音師控制，各負其責，減輕了主控調(diào)音師的工作量和壓力，保證大型晚會擴聲工作的順利完成。

3 系統(tǒng)調(diào)試

圖6 主控調(diào)音臺

擴聲系統(tǒng)規(guī)范、合理、科學的調(diào)試，是保證擴聲音質(zhì)的必要條件。根據(jù)以往的擴聲實踐經(jīng)驗，筆者在系統(tǒng)調(diào)試時，習慣于先調(diào)試后級，再調(diào)試前級，最后進行系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)，步驟為：音箱系統(tǒng)調(diào)試→傳聲器增益信噪比調(diào)試→整體聲音效果調(diào)試，下面分別進行闡述。

3.1 后級調(diào)試

因為擴聲系統(tǒng)要求均勻覆蓋不同的區(qū)域，所以先對分布在各點位的音箱進行響度均勻和頻率均衡調(diào)試，再對音箱輻射區(qū)存在的相位問題進行補償。

（1）響度均勻調(diào)節(jié)

播放測試音樂，分別打開左右側線陣音箱，通過音箱處理器調(diào)整左右線陣列音箱的響度，使之平衡；再加入超低音箱，調(diào)整線陣音箱與超低音音箱的比例，并保證聲場的清晰度與豐滿度合適。最后切換臺裙補聲音箱開關，調(diào)節(jié)補聲音箱與線陣列音箱的響度關系，使中前區(qū)聲音清晰而豐滿。

（2）頻率均衡及相位補償

通過聲場測試軟件發(fā)送粉紅噪聲，用測試傳聲器拾取并檢查聲場的頻率響應，然后調(diào)節(jié)主控調(diào)音臺上的圖示均衡，對聲場改變的某些頻率進行鏡像補償。另外，針對各音箱輻射的聲波到達聽點存在的延遲，需通過軟件測試，并用處理器做相位補償，減弱由于聲場缺陷造成的聲音畸變現(xiàn)象。

這里要強調(diào)，頻率和相位的補償，不必追求極致，因為測試點（聽音點）不同，調(diào)整結果會不同。主張用熟悉的音樂進行主觀試聽，測試高中低頻率是否均衡，針對清晰度、層次感、豐滿度等進行頻段調(diào)節(jié)，獲得滿意的整體音響效果。

（3）舞臺監(jiān)聽的調(diào)試

首先，要調(diào)整各聲部間的比例關系，給獨唱、獨奏添加一定混響效果，保證演員在舞臺上清晰聽到自己及伴奏的聲音；其次，要盡量減小主擴音箱對舞臺監(jiān)聽的影響，通過均衡器、反饋抑制器等設備，避免返送監(jiān)聽嘯叫。

3.2 前級調(diào)試

傳聲器的調(diào)試一般需要使用者配合完成，調(diào)試時要了解個人或樂器最適合的傳聲器類型和拾音距離，保證音質(zhì)，避免線路噪聲。無線傳聲器有對應的接收機，在調(diào)試前需要檢查傳聲器頻率與接收機頻率是否對應。如果無線傳聲器與接收機較遠，出現(xiàn)斷頻，可以給接收機加入信號放大器。最關鍵的是，無線傳聲器與接收機的發(fā)送和接收增益一定要調(diào)節(jié)匹配好，若傳聲器的發(fā)送增益大，動態(tài)大的聲音信號就易失真；接收機增益小，聲音的信噪比則會惡化。

根據(jù)節(jié)目所需要的效果，演唱、獨奏等可加入適量的混響效果，改善聲音的圓潤度、空間感，演員表演也會更輕松和自信；但過量的混響會導致聲音混濁，降低可懂度，還易產(chǎn)生嘯叫。針對不同演員的聲音特點和節(jié)目的類型，需要調(diào)整對應通道均衡器的高、中、低頻比例，達到較好的聽覺效果。

前級的調(diào)試需要熟悉每個節(jié)目的特點及傳聲器調(diào)度，珍惜每次聯(lián)排，在節(jié)目彩排中不斷細調(diào)和完善，保證正式演出時有理想聲音效果。

3.3 系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)

前后級調(diào)試完成后，要對整個系統(tǒng)進行統(tǒng)調(diào)，達成整個系統(tǒng)的相互匹配，保證系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性及擴聲效果。

首先，對系統(tǒng)的數(shù)字網(wǎng)口設置備份連接，保證音頻信號和控制信號傳輸上的的安全。在數(shù)字音頻矩陣上，對左中右三路主輸出的電平及均衡進行調(diào)測，保證饋送到聲場前區(qū)、中區(qū)、后區(qū)的聲音在響度和頻率響應上平衡。按節(jié)目單順序在調(diào)音臺上建立對應的“場景”存儲號，用于每個節(jié)目的通道啞音、推子狀態(tài)、效果處理的快速調(diào)用。其次，調(diào)音臺的動態(tài)處理器，對需要控制動態(tài)范圍的某些通道進行規(guī)劃和參數(shù)設定。同時應設置幾套混響器參數(shù)，使不同的音源聲音既有還原度又有圓潤度和豐滿度。最后，對系統(tǒng)做聲反饋抑制，避免發(fā)生嘯叫。

嘯叫控制是擴聲效果的基本保障，也是系統(tǒng)調(diào)試的重點，主要從以下幾點進行調(diào)控。

（1）傳聲器設置應盡量靠近聲源，以降低傳聲器的增益，減小嘯叫發(fā)生的概率；提醒歌唱演員不要把傳聲器貼在嘴上，避免近講效應，從而影響聲音的清晰度。

（2）盡可能拉開傳聲器與揚聲器的距離，避免傳聲器的拾音范圍與揚聲器的輻射范圍重疊太深形成聲環(huán)路而增大嘯叫的概率。

（3）盡量使用單指向形傳聲器，減少聲反饋的激勵量，也避免不必要的串聲干擾。

（4）使用聲反饋抑制器，在節(jié)目聯(lián)排時對觀眾擴聲系統(tǒng)及舞臺返送系統(tǒng)易嘯叫的頻率點，提前進行頻率鎖定和適度抑制，確保正式演出不發(fā)生嘯叫。

4 結語

流動擴聲系統(tǒng)在于要滿足不同的擴聲環(huán)境與各種簡繁的演出形式，其構成千變?nèi)f化，調(diào)試也各有所宗。隨著科技的進步以及人們對聲音效果需求的日益提高，音響設備的功能也在不斷完善，擴聲系統(tǒng)的構建與調(diào)試越發(fā)重要。無論功能多么簡單或強大的設備，都需要有經(jīng)驗的專業(yè)人士來搭配和駕馭。沒有科學、專業(yè)的系統(tǒng)組成，無法獲得理想的擴聲效果，造成設備資源的浪費。