淺談綜藝節(jié)目音頻系統(tǒng)備份方案的設(shè)計要點(diǎn)

鄧天

【摘要】結(jié)合當(dāng)前廣播電視播出對技術(shù)安全的要求，以及綜藝節(jié)目錄制的現(xiàn)場擴(kuò)聲和轉(zhuǎn)播系統(tǒng)架構(gòu)，分析總結(jié)音頻系統(tǒng)易發(fā)的故障及隱患，提出備份系統(tǒng)設(shè)計思路和解決措施。

【關(guān)鍵詞】綜藝節(jié)目;音頻系統(tǒng);備份;播出安全

D01：10.3969/j.issn.1674-8239.2021.12.005

Talking about the Design Points of Audio System Backup Scheme of Variety Show

DENG Tian

（Shanghai Radio and Television Station，Shanghai 201112，China）

【Abstract】Combining the current technical safety requirements for radio and television broadcasting，and the on-site sound reinforcement and rebroadcasting system architecture for variety show recording，analyze and summarize the easy failures and hidden dangers of the audio system，and propose the design ideas and solutions for the backup system.

【Key Words】variety show;audio system;backup;broadcast security

隨著人民生活水平與大眾審美的提高，觀眾對電視節(jié)目，尤其是社會影響力較大的大型綜藝節(jié)目的制作質(zhì)量也有了更高的要求。在節(jié)目直播的過程中，現(xiàn)場制作和轉(zhuǎn)播的安全保障工作成為決定節(jié)目成敗的重要環(huán)節(jié)，是音頻系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)施的重中之重。

綜藝節(jié)目的播出涉及視頻和音頻系統(tǒng)，這兩個子系統(tǒng)貫穿現(xiàn)場制作和播出端，又涉及傳輸、播出等系統(tǒng)。對于音頻系統(tǒng)來說，現(xiàn)場制作部分包含了拾音、混音、信號傳輸和主擴(kuò)揚(yáng)聲器等環(huán)節(jié)，而轉(zhuǎn)播制作部分則主要包含混音和與播出相關(guān)的信號傳輸。這兩套系統(tǒng)往往共用拾音傳聲器和播放器等音源設(shè)備，存在一定的交叉界面。對于大型節(jié)目的制作而言，現(xiàn)場和播出的音頻系統(tǒng)都需要考慮備份的問題，并綜合考慮節(jié)目需求、安全級別和制作成本等因素予以實(shí)施。

1大型綜藝節(jié)目音頻系統(tǒng)常見的問題及隱患

在大型綜藝節(jié)目的錄制和播出過程中，可能會遇到各種各樣的問題，影響節(jié)目的正常制作和播出安全。因此，需要充分考慮可能出現(xiàn)的突發(fā)問題，針對這些問題為音頻系統(tǒng)設(shè)計備份方案。音頻系統(tǒng)常見的故障和隱患分為以下類型。

（1）前級設(shè)備故障：無線傳聲器射頻干擾，音頻播放器設(shè)置不當(dāng)、死機(jī)等。

（2）調(diào)音臺故障：調(diào)音臺接口故障、死機(jī)，人為操作不當(dāng)（如靜音、設(shè)置錯誤等）。

（3）傳輸線路故障：線路老化、強(qiáng)磁干擾、斷線等。

（4）后級故障：原件老化、單元燒毀等。

2音頻系統(tǒng)備份設(shè)計

對于綜藝節(jié)目的音頻系統(tǒng)，現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)與播出系統(tǒng)的前級十分類似，主要涉及輸入信號和調(diào)音臺的備份，而現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)在后級設(shè)備的備份上較為復(fù)雜，通常會將主備調(diào)音臺系統(tǒng)的輸出信號在功率放大器或揚(yáng)聲器處進(jìn)行切換。

對于輸入信號來說，需要將傳聲器和播放器等前級設(shè)備的主備信號接入有源或無源音分，通過音分與擴(kuò)聲主備調(diào)音臺和播出主備調(diào)音臺相連。這種“交叉?zhèn)浞荨钡姆绞侥軌蚝芎玫卮_保音源和調(diào)音臺系統(tǒng)的安全，當(dāng)主音源信號出現(xiàn)問題時，可直接在主調(diào)音臺上切換備份音源;如主調(diào)音臺出現(xiàn)問題，可以切換至備份調(diào)音臺，同時備份調(diào)音臺仍能獲得主備信號。如圖1所示，主擴(kuò)、返送和播出調(diào)音臺都采用了雙調(diào)音臺備份的模式，音源信號也對每個系統(tǒng)的主備調(diào)音臺進(jìn)行1：1的備份。

2.1輸入信號的備份

輸入信號是節(jié)目內(nèi)容的來源，對輸入信號的備份能夠確保后級設(shè)備接收到正常的信號。電視節(jié)目的語言信號和音樂播放是非常重要的，對于需要在舞臺上移動的演員（如主持人）來說，傳聲器可采用無線手持傳聲器與領(lǐng)夾傳聲器互為主備的方案;如使用演講臺等固定的傳聲器擺放形式，也可以采用有線與有線傳聲器結(jié)合，或者有線與無線傳聲器相結(jié)合的備份方案。

相比有線傳聲器，無線傳聲器的穩(wěn)定性更容易受到錄制現(xiàn)場環(huán)境的影響。大型活動現(xiàn)場使用的LED、燈光設(shè)備，外加無線攝像機(jī)，固定微波電路、手機(jī)電路、手持對講、監(jiān)聽系統(tǒng)、翻譯系統(tǒng)、移動微波設(shè)備和衛(wèi)星新聞采集SNG設(shè)備等大量的無線設(shè)備。這些設(shè)備同時占用了無線射頻帶寬，有可能與無線傳聲器系統(tǒng)的射頻頻率產(chǎn)生重疊，進(jìn)而造成干擾。尤其是近期5G移動網(wǎng)絡(luò)在700 MHz的重新劃分，使原本緊湊的無線頻段變得更加緊張。由于無線信號看不見摸不著，一旦出現(xiàn)干擾，很難快速排查故障。

為了解決無線射頻干擾問題，音頻技術(shù)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)在項(xiàng)目前期與各技術(shù)部門做深入細(xì)致的技術(shù)溝通，對音頻系統(tǒng)中使用的無線設(shè)備進(jìn)行頻率規(guī)劃并上報頻段，以此避免節(jié)目制作團(tuán)隊(duì)內(nèi)部出現(xiàn)的干擾情況。在條件允許的情況下，還應(yīng)對項(xiàng)目現(xiàn)場做無線頻率勘察，確認(rèn)周邊無線射頻環(huán)境，進(jìn)而排除來自節(jié)目制作團(tuán)隊(duì)外部的干擾。在此基礎(chǔ)上，使用支持主備頻點(diǎn)切換的設(shè)備，當(dāng)無線傳聲器被干擾時，根據(jù)預(yù)設(shè)的判斷機(jī)制進(jìn)行無線頻點(diǎn)的即時切換，通過無線傳聲器本身實(shí)現(xiàn)射頻的備份。

對于音樂播放器來說，使用1：1的主備播放器設(shè)備是廣電類節(jié)目制作最為基本的要求，系統(tǒng)設(shè)計師和工程師應(yīng)注意根據(jù)播放器選擇相應(yīng)的同步設(shè)備，確保主備系統(tǒng)播放內(nèi)容、時間的一致性。

2.2音分的選擇

在輸入信號設(shè)備遵循主備設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，需要為整個音頻系統(tǒng)輸入端選擇音分，同時為主擴(kuò)調(diào)音臺、返送調(diào)音臺和播出調(diào)音臺的主備系統(tǒng)進(jìn)行信號分配。音分的選型要同時考慮兩方面的問題。

首先是阻抗問題，從等效電路的角度來看，傳聲器（或播放器）為信號源，調(diào)音臺的傳聲器放大器為負(fù)載，通過音分將一個傳聲器分配到兩張或多張調(diào)音臺，實(shí)際上將各調(diào)音臺的傳聲器放大器在電路上做了并聯(lián)，進(jìn)而降低了負(fù)載阻抗。當(dāng)負(fù)載阻抗降低到一定程度，信號源為了維持初始信號電壓，不得不增加電流輸出。當(dāng)信號源無法提供相應(yīng)電流時，就會出現(xiàn)信號失真，這就是所謂的“過載”。為了避免這種情況的出現(xiàn)，需要在音分中加入變壓器，使得傳聲器在電路中“看到”的負(fù)載是變壓器而非多個調(diào)音臺的話放，避免過載的出現(xiàn)。通常，當(dāng)信號分配超過1：2時，無源音分就需要引入變壓器的機(jī)制。

引入變壓器之后，幻象供電的問題也需要考量。在一套無源音分構(gòu)成的系統(tǒng)中，規(guī)范的做法應(yīng)該是由一張調(diào)音臺進(jìn)行供電。但考慮到安全因素，應(yīng)由至少2張調(diào)音臺進(jìn)行供電，以避免由于主調(diào)音臺故障而導(dǎo)致的供電丟失。而通過變壓器接收信號的調(diào)音臺則無法向傳聲器施加有效的供電，這一因素也促使一些系統(tǒng)設(shè)計師和工程師在系統(tǒng)實(shí)施過程中使用有源音分。

有源音分的優(yōu)勢在于能夠直接向電容傳聲器提供幻象供電，劣勢則是需要供電，并且成為了新的、不可備份的系統(tǒng)單一節(jié)點(diǎn)。一些音分產(chǎn)品采用雙電源模式來提升其安全可靠性，同時配合監(jiān)聽功能提高系統(tǒng)監(jiān)測能力和故障排查的效率。

總之，音分系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)節(jié)目規(guī)格、形式、通道數(shù)、調(diào)音臺數(shù)量以及預(yù)算情況等因素綜合考慮進(jìn)行選擇。2.3調(diào)音臺的備份

2.3.1調(diào)音臺輸入

如前文所述，調(diào)音臺的輸入信號來自于音分系統(tǒng)。在大型演出中，調(diào)音臺通常會在舞臺后臺位置設(shè)置接口箱，接口箱與音分相鄰，通過較短的信號線即可完成連接。除接口箱外，觀眾席處還設(shè)有調(diào)音臺的操作界面，接口箱和操作界面之間的信號傳輸通常使用數(shù)字音頻傳輸協(xié)議（MADI）或網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議（二層協(xié)議如gigaACE，三層協(xié)議如Dante等）。從接口箱到控臺操作界面之間的傳輸應(yīng)采用雙備份的架構(gòu)，在一條數(shù)字線纜或網(wǎng)線出現(xiàn)問題時，音頻信號和控制信號的傳輸不應(yīng)出現(xiàn)任何中斷。

對于主備傳聲器或音樂播放器而言，調(diào)音臺需要占用雙倍的輸入接口，但控制界面的推子應(yīng)只有一組，以此實(shí)現(xiàn)操作設(shè)置參數(shù)的一致性。面對這種應(yīng)用場景，部分?jǐn)?shù)字調(diào)音臺可以一鍵對某一輸入通道（或同時針對多個輸入通道）所對應(yīng)的物理輸入端口進(jìn)行切換，確保調(diào)音臺操作的簡化和一致性。

2.3.2調(diào)音臺的備份與鏡像

調(diào)音臺作為音頻系統(tǒng)中信號處理及分配的控制核心設(shè)備，它的備份也是系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)施的重中之重，這里既牽扯設(shè)備自身的功能，也牽扯調(diào)音臺操作模式和人員配備。根據(jù)不同的項(xiàng)目級別，調(diào)音臺的備份級別也不相同。較低級別的備份通常配備一名操作人員對主調(diào)音臺進(jìn)行操作，備份調(diào)音臺無人值守。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，這名操作人員再從主臺切換到備臺。高級別的調(diào)音臺備份需要兩名操作人員同時對主備調(diào)音臺進(jìn)行同樣的操作，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，僅通過后級功率放大器對兩張調(diào)音臺輸出信號的切換即可實(shí)現(xiàn)無縫銜接。

對于第一種情況而言，備份調(diào)音臺在不使用時應(yīng)保持主輸出靜音，避免對后級設(shè)備的主備切換造成影響。對于第二種情況來說，后級設(shè)備對信號的切換也應(yīng)由人來進(jìn)行，不應(yīng)采用自動切換的模式。

鏡像則是在信號備份的基礎(chǔ)上讓兩張互為主備的調(diào)音臺的操作動作自動同步。這種功能能夠非常好地解決單一操作者從主臺轉(zhuǎn)移至備臺過程中由于調(diào)音臺參數(shù)不一致所導(dǎo)致的聲音中斷問題。但鏡像功能帶來的潛在問題是，出現(xiàn)故障的調(diào)音臺可能會把故障“鏡像”給另一張調(diào)音臺：如備份調(diào)音臺由于推子故障所帶來的抖動可能會反過來影響主調(diào)音臺的推子。

調(diào)音臺的備份與鏡像問題較為復(fù)雜，鑒于應(yīng)用場景的不同，不同的使用者對這兩個技術(shù)的組合有著不同的認(rèn)識和看法。此外，調(diào)音臺的備份與后級設(shè)備的切換機(jī)制緊密相連，因此，在考慮調(diào)音臺系統(tǒng)備份的時候一定要考慮后級功率放大器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)的備份和信號切換機(jī)制。

2.4功率放大器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)備份

考慮到舞美裝置和制作成本的問題，系統(tǒng)后級的功率放大器和揚(yáng)聲器通常不會做1：1的設(shè)備備份，這種方式對于大型演出來說更加不切實(shí)際。當(dāng)然，功率放大器并不像調(diào)音臺那樣存在頻繁地被操作的情況，因此作為系統(tǒng)鏈路的單一節(jié)點(diǎn)，功率放大器同時接收來自主調(diào)音臺和備調(diào)音臺的輸出信號，并通過自動或手動切換的方式來進(jìn)行主備切換。當(dāng)前，多數(shù)大型演出都采用了主調(diào)音臺通過數(shù)字或網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議的方式與功率放大器進(jìn)行連接，同時備份調(diào)音臺采用模擬音頻信號與功率放大器連接。

功率放大器會對這兩組輸入信號進(jìn)行比較。在自動模式下，功率放大器會將輸入信號與用戶設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)主鏈路信號小于閾值且備鏈路信號高于閾值時，功放會在一個設(shè)定的時間范圍內(nèi)將輸出從主信號切換到備信號。在手動模式下，主備信號的切換完全由人來進(jìn)行判斷和操作。

自動切換模式往往伴隨著一定的風(fēng)險，尤其是當(dāng)主擴(kuò)調(diào)音臺系統(tǒng)出現(xiàn)問題，但無法被完全靜音時，它所發(fā)出的信號可能會導(dǎo)致功率放大器在主備鏈路之間來回切換，造成聽感的跳躍。在這種模式下進(jìn)行工作，需確保系統(tǒng)從主鏈路切換到備份鏈路后不再跳轉(zhuǎn)回來，即完全關(guān)閉主調(diào)音臺的音頻輸出。而手動模式則對操作人員要求較高，需由專人全程負(fù)責(zé)功率放大器的控制軟件，聽從指令做手動的一鍵切換。

3AoIP

網(wǎng)絡(luò)化在音頻系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)不再是新鮮的話題。從系統(tǒng)架構(gòu)而言，網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議改變了信號的傳輸方式和連接模式。從傳輸方式來說，它替代了模擬信號線，以更低的成本和更高的通信數(shù)據(jù)量，讓大規(guī)模系統(tǒng)的實(shí)施變得更為輕松;從連接模式來說，它打破了音頻系統(tǒng)信號“從輸入到輸出”的串行模式，變?yōu)橐跃W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為核心的“星型模式”。這種演變使得網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)成為了系統(tǒng)的單節(jié)點(diǎn)，重要程度高于系統(tǒng)其他任何環(huán)節(jié)。因此，通過主備交換機(jī)與所有音頻設(shè)備主備網(wǎng)口進(jìn)行連接的全新模式開始逐步普及開來。

主備網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸鏈路的最大優(yōu)勢在于其信號切換完全自動，且切換過程幾乎不被聽覺感知。不僅如此，信號的分配也變得更加靈活。只要將設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中，就能夠從系統(tǒng)的任意環(huán)節(jié)提取信號，這極大地提升了系統(tǒng)組合的靈活性。

當(dāng)然，伴隨網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議而來的，也是更高的學(xué)習(xí)成本和對技術(shù)人員IT知識的更高要求。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的世界中，有很多新的規(guī)則需要學(xué)習(xí)。因此，在大型音頻系統(tǒng)中對網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議的使用應(yīng)遵循開放的態(tài)度和謹(jǐn)慎的原則，在期待其便利性的同時也要充分考慮新技術(shù)帶來的風(fēng)險。對于一線從業(yè)人員來說，學(xué)習(xí)和預(yù)搭建測試是系統(tǒng)落地不可或缺的重要動作。

4總結(jié)

隨著科技的進(jìn)步，音頻技術(shù)的發(fā)展也是日新月異。各種更先進(jìn)、更實(shí)用的設(shè)備也隨之出現(xiàn)，如何讓科技服務(wù)于工作，這需要結(jié)合實(shí)際不斷探索和思考。大眾審美的提高，也對音頻系統(tǒng)以及音頻制作提出了更高的要求。但無論時代如何發(fā)展，安全依然是所有工作的重中之重。能夠運(yùn)用科技的力量對節(jié)目進(jìn)行安全的制作、讓節(jié)目安全播出，無疑是提高制作質(zhì)量的重要一環(huán)。