重慶市人民大禮堂音頻系統的改造

趙保忠+軒詩頌

【摘 要】 針對重慶市人民大禮堂使用要求，介紹音頻系統的改造方案及調試，測試結果顯示符合設計目標。

【關鍵詞】 大禮堂；音頻系統；調音臺鏡像備份；擴聲特性測試

文章編號： 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之一，且獨具特色的標志性建筑物，也是國家AAAA級旅游景區。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，內徑46.33 m，圓形大廳四周環繞四層挑樓，可容納3 400余人。

大禮堂原有音頻系統經過多年使用已經不能勝任新的使用要求，在2017年進行了改造。下文對大禮堂音頻系統的改造工程進行簡單介紹。

1 功能需求及設計目標

大禮堂是重慶市舉行大型集會和演出活動的中心，重慶市的黨代會、人大會、政協會等重要會議和國際性會議，因此，會議功能是其最主要功能；同時要兼顧綜藝晚會、商業演出等各類文藝演出的需求。這就要求音頻系統要滿足：

● 功能全面，滿足各種公共大型活動的多場景編輯及控制，提供現場調音和返送調音，并且操作靈活、安全穩定、具有可擴展性；

● 保證系統信號的傳輸質量，提高信噪比和抗干擾性能；

● 系統的聲學特性指標需達到GB 50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》文藝類擴聲系統聲學特性一級指標。

為了確保系統的安全穩定，專門針對會議系統設計了全系統備份方案，包括電源備份、音源備份，調音臺備份、功率放大器輸入信號備份等；除在系統的設計上有所考量，在設備的選用上，選擇了經市場檢驗性能比較穩定的調音臺與揚聲器產品。

2 系統設計方案

由于該系統主要功能是保證政治性會議的順利召開，為了安全考慮，所有重要環節設備一律雙備份。同時，對調音臺的穩定性和操控便捷性要求相應比較高，既要保證調音臺運行正常，又要求一旦由于不可抗力造成故障時可以迅速切換，所以最終選擇了兩套獨立的調音臺-接口箱系統，兩套系統鏡像備份，如圖1所示。

為了保證系統的安全穩定，專門配置了50 kW不間斷電源。不間斷電源和市電同時進入音頻系統。除調音臺外，同一區域有兩個設備的一個設備接入市電，另外一個接入不間斷電源。這就保證了無論哪一路電源出現故障，系統聲音不間斷。

調音臺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 音源及信號分配

音源主要有舞臺有線、無線傳聲器，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帶有48 V幻象電源的有源音頻分配器。有線傳聲器信號一分為二，分別給位于功放室的2臺調音臺的遠程接口箱D2 RACK（見圖1）。其中，1～24通道進入3臺XTA DS800，25～48通道分配給2臺KLARK TEKNIK DN1248。同一位置的會議傳聲器別給2臺不同的音分，保證每個環節都可以做到交叉雙備份。

16個通道的舒爾UR4D無線手持及頭戴傳聲器，以及2臺CD機和2臺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KLARK TEKNIK DN1248有源音頻分配器，分別給2臺SD MINI RACK數字調音臺接口箱（見圖1）。同樣，這些音源分別送給2臺音分作為備份，以保證有故障時信號不間斷。

2.2 調音臺

系統配置了2臺SD8調音臺，舞臺接口箱是2臺D2 RACK，控制室本地接口箱是2臺SD MINI RACK（見圖1）。每臺調音臺分別通過4根原廠MADI同軸線連接舞臺接口箱和控制室接口箱，可以實現傳輸96 kHz采樣頻率的56通道信號，在調音臺采樣頻率設置在48 kHz時，可以作為MADI線的冗余備份，即任意切斷一個輸入或輸出MADI線，不影響調音臺與接口箱之間信號傳輸。2臺調音臺之間通過網線連接，可以實現調音臺之間控制信息的鏡像備份。

做好設置之后，調音臺操作都可以做到主備跟隨。2臺調音臺的路由參數調節和母線分配都是完全一樣，這就改變了傳統的數模備份方式必須有兩位調音師同時操控調音臺的模式，同時避免了由于調音臺品牌型號不同造成的電平頻譜不一致引起的不適感。

2.3 揚聲器與功率放大器

由于該項目屬于20世紀50年代老建筑，是文物保護單位，舞臺臺口兩側紅色柱子之間寬21 m，也沒有聲橋馬道等結構，揚聲器只能明裝吊掛在紅色柱子外側的白色墻壁位置。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難題。endprint

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

主擴揚聲器選擇了KARAi白色定制款雙八英寸陣列揚聲器系統，左右兩組每組各12只，采用專門設計的吊掛結構吊掛，與三樓同高，如圖2所示，覆蓋觀眾區大堂和一至四層樓座。

對主擴揚聲器在觀眾區域的直達聲聲壓覆蓋進行模擬分析。該模擬圖基于20 Hz～20 kHz寬頻帶粉紅噪聲，并以dBA進行模擬。模擬結果表明了系統能達到的長時間最大聲壓級（RMS），峰值數據比圖示數據高10 dB，絕大多數觀眾區聲壓級差在±2 dB以內，只有觀眾區左右兩側樓座部分主擴揚聲器無法覆蓋。

兩側主擴揚聲器無法覆蓋的位置設置了觀眾區側面補聲。根據軟件演算，一層樓座觀眾區安裝2只X12同軸揚聲器系統，二三四樓樓座每層安裝1只X12同軸揚聲器系統。

針對觀眾區前區位置，設置了6只X12作為前區補聲揚聲器。這6只揚聲器和流動返送揚聲器背對背放置在舞臺臺口。臺口有兩組并聯的舞臺揚聲器接口插座，根據樂池升降擺放在相應位置。

最終觀眾區大部分座位都得到了很好的覆蓋（見圖3）。

所有揚聲器都由L-Acoustics原廠功率放大器LA8和LA4X驅動。其中，LA8二進四出，LA4X四進四出，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線使用LA Network Manager功放控制軟件遠程控制，一鍵切換數字模擬輸入。

LA Network Manager軟件中可以切換被選中功放輸入信號是AES（數字）還是ANALOG（模擬）；也可以設置自動切換模式，當其中優先信號斷掉，可立即切換到另外一個信號；如果遇到突發情況，還可以點擊TRIGGER FALLBACK按鈕手動切換，切換過程中沒有任何信號間斷。

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

2套調音臺系統同時工作，同時輸出信號，數字、模擬信號的選擇和切換由LA Network Manager實現。如遇一臺調音臺出現故障，只需要調音師轉到另外一臺調音臺工作即可，全程只需要在LA Network Manager上做一個切換。

3 系統調試

音頻系統改造完畢后，工程方和揚聲器廠商進行了系統調試。

3.1 調試內容

調試分為系統檢查與聯通、設備調試、揚聲器安裝位置、角度校準、揚聲器預設校準等環節。

系統檢查與聯通包括電源系統檢查、信號系統檢查、 輸出信號分配檢查、信號線及揚聲器線導通情況檢測 、各信號與揚聲器極性檢查，調音臺系統檢查，功率放大器預設通路檢查等環節。

設備調試包括音源播放器、無線傳聲器系統和調音臺系統、功率放大器等設備進行通電連接設置，主要是調音臺與接口箱連接、調音臺系統鏡像調試，功率放大器預設與揚聲器匹配等環節。

對揚聲器安裝位置、角度校準，以Soundvision軟件數據為基準，并結合實際聽感。

3.2 擴聲特性測試方法與結果

擴聲特性測試主要依據GB 50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》、 GB4959《廳堂擴聲特性測量方法》等國家相關標準要求和相應標準的測試方法進行。測試結果見表1。

3.3 揚聲器廠家的調制及測試

另外，應場地調音師要求，由L-Acoustics工廠工程師采用Soundvision調試出適合演出的模式。該測試軟件內置有可選擇目標曲線，對揚聲器系統進行了校準，校準后的頻響曲線如圖5～圖8，并可將校準后的各參數直接復制到功放控制軟件。

調試好的演出模式與之前調試的會議模式都保存在LA Network Manager中，供場地調音師和外來單位調音師選擇。

該系統2017年5月完工后，中國共產黨重慶市第五次代表大會的開閉幕式在此舉行，整個活動中，音頻系統安全穩定，語言清晰，得到使用方好評。endprint