綜藝節目音頻擴聲系統設計與創新

劉海東

（天津海河傳媒中心，天津 300070）

0 引 言

擴聲系統又被稱為擴音系統，涉及電子技術、電聲技術、建聲技術和聲學藝術等多門類學科。擴聲效果不僅與電聲設備的綜合性能有關，還與聲音的傳播環境、正確的系統設計和靈活的現場調音密切相關[1]。在選擇性能良好的電聲設備基礎上，還需要通過合理的系統設計、精心的調試以及創新的應用，才能制作出悅耳、自然、動聽、震撼的現場音響效果。

《青春有腔調》是天津海河傳媒中心電視文藝頻道于2023 年策劃推出的一檔音樂+訪談類錄播綜藝節目，錄制現場設置300 m2演唱演奏區、50 m2主題訪談2 個主景區和1 個導演監聽監看區。根據節目形式、內容和音頻制作需求，本文從用電功率配比、安全性設備選型以及聲壓覆蓋等方面進行綜合考量和研判，形成初步方案和施工圖紙，為下一步音頻擴聲系統設計提供參考數據。

1 系統設計思路與優化

1.1 揚聲器系統的設計及擺放

擴聲系統設計通常從聲場設計開始。揚聲器系統的設計及擺放其實就是在構建聲場[2]。為滿足現場高品質聽音需求，揚聲器系統必須正確擺放，并進行聲場的調整。本文的方法是使用聲學軟件建模，進行聲場模擬，確定揚聲器系統的位置和數量等參數。通過軟件集成的測量參數可確定揚聲器的位置、角度，對聲場進行模擬分析和調整，最終獲得滿足預期要求的聲場設計輸出結果。聲場設計的整體邏輯如圖1 所示。

圖1 聲場設計邏輯圖

1.2 聲場的聲學指標測量和解決方案

聲場的聲學指標是建立在揚聲器系統搭建的基礎之上，關系到最終的音響效果[3]。根據錄制現場踏勘數據和揚聲器的擺放模式，本文采用Smarrt聲學測試軟件工具建模進行計算，初步得到實測數據。聲場測試現場設備連接如圖2 所示。

通過Smarrt 聲學測試軟件進行測試后，發現下述現象：

（1）測試通道和參考通道的延時不同會導致相干性曲線從高頻開始下降；

（2）聲學測量中，環境噪聲會導致相干性曲線下降（在噪聲對應的頻率）；

（3）梳狀濾波會導致相干性曲線下降（在梳狀濾波對應180°相移的頻率），不論是反射聲還是兩組有時間差的音箱同時出聲，都會導致梳狀濾波，影響現場錄制聽感。

通過對系統中全通帶濾波器的某些頻率點進行必要的延時調整，再調整頻響曲線使其接近于平滑狀態，上述問題就可以全部解決。另外還發現，由于現場攝像機位的景別分布與揚聲器最佳擺放位置出現重合，致使揚聲器擺放位置發生改變，導致現場揚聲器聲壓級一旦超過100 dB 就會產生梳狀濾波現象，嚴重影響現場音響效果。經過反復論證，技術人員決定增加無線耳機監聽系統來滿足、優化歌手和樂手的現場聽感。最終，整個聲學系統結合電聲系統得到優化，成為“白紙”級別的無染色擴聲系統。

1.3 擴聲系統設備連接拓撲圖及作用

本次擴聲系統設計，首先考慮的是系統的安全性和高品質聽感這兩個關鍵點。為此，設計最終選用了安全性能穩定可靠和可提供高品質音質的現有全數字硬件器材。設計的系統拓撲如圖3 所示，設備清單如表1 所示。

表1 設備清單

圖3 系統拓撲圖

2 電聲設備的調試

調試電聲設備時，通電前查看所有設備電源插頭與接線板是否連接牢固。設備通電后，查看用電總閘顯示端的電壓、電流指示讀數是否正常[4]。按照信號流程，逐一打開音頻設備開關，檢查通電后設備是否處于正常工作狀態。這是保證電聲設備調試安全的有效方法，詳細調試要點如下。

（1）無線話筒、無線監聽系統頻率規劃（調整接收機和發射機的接發頻率）。使用SHURE Wireless Workbench 軟件在工作場地進行全波段掃頻，搜索出安全可靠的頻率范圍。本次測試輸出頻率范圍結果為711 ～735 MHz 和743 ～766 MHz。在不出現互調失真的基礎上，合理分配這兩個范圍內的頻率給16 套無線話筒和2 套無線監聽耳機系統，確保無線系統安全可靠運行。

（2）使用功率放大器監控軟件LA Network，建立管理框架文件，配置使用的揚聲器型號、類型、數量及路由等。通過局域網絡的建立，實現遠程監控所用LA8 功率放大器的工作狀態。

（3）建立DIGICO 數字調音臺系統框架文件，規劃路由數量、通道處理項目及配置使用功能等。調音臺共有37 個推子，由左（12 個推子）、中（13 個推子）、右（12 個推子）三個模塊組成。每個模塊有2 層，每層4 個頁面。將16 路話筒和混響返回等信號設置到左、右模塊第1 層，樂器的10 路信號設置到中間模塊第1 層，其他的信號源推子位置也依據上述規律進行合理的設置。這樣排序可以提升操作辨識度和工作效率。

分別調整無線話筒（16 個通道）和電聲樂器（8 個通道，包括1 套電鼓、2 架鍵盤、1 把吉他及1 把貝斯）等的增益、壓縮、均衡等基本參數。頭戴話筒適用于訪談錄制，但是人說話的音量大小不同，會影響錄制電平，降低信噪比，因此在每個頭戴話筒通道上插入擴展與壓縮兩個處理插件，分別調整擴展量、壓縮比和門限電平，來解決此類問題。擴展器參數調整如圖4 所示，壓縮器門限電平與壓縮比的關系如圖5 所示。

圖4 擴展器參數調整示意圖

圖5 壓縮器門限電平與壓縮比關系圖

樂隊全部為現場演奏，音樂的層次、平衡調整就尤為重要。例如，樂隊中貝斯的信號是較難控制的，主要調整壓縮插件中的啟動、恢復時間和壓縮比，由此既可以得到一個穩定、結實的音色，又可以聽到華麗的擊弦聲。這樣貝斯聲就不會在整體音樂中被擠出去，使其成為整個樂隊的低頻基礎。其他樂器也依據音樂風格等因素進行精調。最后，調整所有耳返通道中音頻各信號源音量的基本比例，檢查各種放音音源信號是否正常。

（4）12 路音頻信號經隔離后，分類傳送至電視高清轉播車。12 路音頻信號的類型、隔離方式及作用如表2 所示。

表2 電視高清轉播車音頻信號

3 創新性應用與探索

在節目現場錄制階段，技術人員勇于探索、大膽創新，進行了幾個“第一次”嘗試，頗有收獲，現總結如下。

3.1 使用無線路由器與IPAD 虛擬調音臺控制界面建立通信

技術人員使用無線路由器與IPAD 虛擬調音臺控制界面建立通信，在幾個錄制區域自由移動，精調主唱話筒、樂器、伴唱間的輸入電平、EQ 均衡及輸出音量等參數。這種置身于聲場中的調試有利于分析、調整數據，做出下一步正確判斷，為歌手、樂手獲得高品質聽感奠定基礎。除此之外，還可有效防止話筒回授。具體操作步驟、原則如下。

（1）輸入電平的調整遵循聲源動態特點，提前預留出10 ～20 dB 的動態響應空間。

（2）EQ 均衡的調整是先根據樂器自身屬性和音樂風格進行粗調，再依據音樂整體層次等進行精調。

（3）對于輸出音量（也就是“推子”電位器）的調整，應把各類母線電位器置于所在通道0 dB 處，這樣有利于各類音頻信號傳送至后級設備的電平標準化。

3.2 彩排期間使用音頻工作站記錄信號

在錄制現場彩排期間，技術人員使用音頻工作站把樂隊、演唱、伴唱等信號記錄下來。待彩排結束后，將擴聲調音臺更換輸入源，用工作站進行重放，精調各樂器和演唱聲的音量、頻率、壓縮、門限、混響及激勵等參數，綜合把控聲音總混比例，調整出有清晰度、有融合度、有層次、有寬度、有風格的聲音。以下以壓縮和混響參數為例，介紹參數的調整方法。

（1）壓縮是動態范圍控制的一種方式。壓縮調整得當，會使聲音具有沖擊感和表現力。例如，在調整演唱話筒時，可將壓縮比定義為6 ∶1，“make up”提升3 dB，目的是控制突然的大電平導致人聲過載失真。調整鼓的時候采用8 ∶1 壓縮比，“make up”提升5 dB，使得鼓聲不會被巨大的電吉他聲所淹沒，并且使其聲音更加緊致，更具有沖擊力。

（2）混響分為三類，即廳（具有明顯的空間邊際感）、金屬板（具備聲音潤色功能）以及房間（增加聲音寬度）[5]。技術人員提前預置各種混響參數，加入各類風格不同的音樂中。例如，節目中嘉賓胡莎莎演唱流行音樂《九兒》，歌曲為4/4 拍，速度60，D轉E 調。工作人員根據1 秒1 拍的節奏規律計算出預延時和混響時間，人聲加入混響器中廳和明亮的金屬板預置，精調至已計算出的數值，獲得高品質的聲音音色。

3.3 使用聲級計和頻譜儀在錄制現場監測擴聲信號動態和頻率響應

技術人員使用聲級計和頻譜儀，在錄制現場監測擴聲信號的動態和頻率響應，這樣做有利于調音師實時監控聲壓、頻響等參數，如發生異常，可以及時做出調整、修正，確保整場錄制聽感的高品質。

4 結 語

調音師的職業屬性就是將舞臺上藝術家對聲音的詮釋準確地記錄下來，傳遞到每位聽眾的耳朵。在多年的實踐工作中，筆者根據所在崗位實際情況，不斷開拓新思路、研究新技術，積累出一整套音頻制作的實施方法，具備處置系統故障的應急能力。實踐再次驗證，好聲音的呈現，必須有精準合理的設計、高品質的設備、精心的調試和敬業的團隊。