多功能演播室系统优化设计
多功能演播室音频系统优
电视台的演播室系统包括：视频系统、音频系统、灯光系统、通话系统和空调、消防、地线、供电系统等。其中，音频系统是以调音台为核心，将各路传声器拾取的声音，以及磁带录音机、CD、唱机和录像机的线路音频输入调音台，通过调音台选择、处理、混合，再通过各种声音处理设备处理后，输出到录像机和扬声器。整个演播室音频系统是一套完善的音频系统，它能够同时满足扩音和录音的需要。
由于电视台400平米的演播室功能强大，且具有一定的广泛性，因此我以400平米演播室作为多功能演播室的设计平台，并根据北京电视台400平米演播室的具体情况，针对其不足之处提出合理的优化建议，以使演播室的功能更加强大，扩录效果更加优质，为搭建和改造电视台多功能演播室的音频系统提供参考和依据。
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目前北京电视台400平米演播室情况
功能说明：录制访谈类节目；相声表演；独唱； 知识竞赛等节目。系统说明：扩路一体模式，主调音台为MIDIAS Heritage 1000调音台，备台为SONY SRO-V332调音台，通过接口板上电缆对接方式实现信号的全部传送。信号源部分，以胸别式话筒、有线话筒、无线话筒及鹅颈话筒为主，另配有CD、MD、卡座等。周边设备很好的体现了数字化的应用，例如选用了TC人声效果器等。现场扩声由2只JBL SP212-A和2支SP212-9共同完成。仿真结果如图：
存在问题：演播室功能有一定局限性；现场扩声系统不足；现场扩声效果可以改善，例如可以增强低音效果等；监听系统不够完善.
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优化设计
中型多功能演播室，其音频系统设计应能满足如下使用功能的演出及演播需要：录制电子音乐、流行音乐；访谈类节目；综合文娱演出；小型室内乐、民乐；曲艺、小品等节目。
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设计思路和方法：
充分考虑系统的使用方式及使用功能；多功能的使用要求使语言与音乐的重放效果都要侧重；多种使用方式使我们的系统要提供方便的操作性和灵活的功能转换；要保证系统的兼容性、可靠性及扩展性；采用目前世界上最先进、最新的声学计算机辅助设计软件进行设计及计算，以减少系统设计的盲目性。具体的声场分布图将在后面给出。
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优化说明：增强扩声效果，使本演播室功能更加强大、效果更优——对低频声音进行单独加强处理；在周边设备方面，更多的使用了数字化设备，使信号更加准确，尽可能减小失真；选用目前较为流行的线阵列音箱，线阵列音箱的主要优点在于随距离的增加声压级衰减较小；对演播室的监听系统作了着重处理，选用了目前技术较为先进的监听音箱进行监听，以保证录制效果；整个系统中，体现网络化的优势。
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方案特点：主扬声器采用具有频率线性耦合方面技术的产品，以提高声场均匀度、减少声干涉现象；配备流动系统或流动型低音箱，可适应不同使用功能需要，流动系统可方便地接进预留的数字或模拟音频接口进行扩声，也能方便地与主扩声系统合并使用；在考虑性能价格比的前提下，尽量数字化、集成化，以提高声音质量，降低故障率及维护成本；计算机调试，主要的系统构成以及系统设置可通过电脑以软件编辑方式完成，而不用进行繁杂的系统实际连线工作；多级密码管理，大大提高系统安全性，避免误操作；预设多种使用模式（如访谈类节目、综合文艺演出等），可根据具体情况通过预设键方便快捷地调用，使系统功能更加丰富，功能转换更加灵活，操作使用更加方便；多重信号监控监听；100段可调频点无线话筒，并具有专用网络监控系统，可方便地监视或调整无线话筒系统的工作状态；功率放大器系统具有网络控制扩展接口，如有必要，可以很方便地升级，以增强对功放系统的管理；为提高系统安全性并便于一些临时性操作，配备了大量的跳线盘，所有主要信号全部经过跳线盘，设备流程可方便地更改，大大提高系统灵活性及安全性；名牌音频产品，性价比高，配套性强。
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扬声器布局与选型说明：主扬声器组：为保证常规节目（如综合晚会、流行音乐会等）的观演需要，在演播区两侧7米以上位置悬吊设置两组主音箱，以立体声方式，均匀覆盖观众席。每个主音箱组由两只德国Kling&Freitag公司阵列式的LINE212系列阵列式扬声器组成，形成105×50度的指向性，能够均匀覆盖全场观众席，并能提供较高声压级。LINE212音箱是德国Kling&Freitag公司的最新产品，具有独特的“相关频率线性耦合技术”，可以显著提高声场均匀度，减小声干涉现象的发生。
辅助低音扬声器：为体现流行音乐或其他节目重放中的低音震撼感，另行配置了两只K&F SW118E大功率流动式的低音箱，它们将根据需要，可与固定安装音箱或流动音箱配合使用，以实现不同的使用功能。如在进行流行音乐会的演播时，可以放置在演播区两侧，与主扬声器组共同使用，可有效提高低频效果，将系统还音的频率响应延伸至30Hz。
拉声像全频扬声器：为保证节目的声像一致性，还配置了两只德国K&F公司的CA1515高档全频辅助音箱，指向性采用90×50度，使用时采用支架安放于主扬声器组下，高度不超过2.5米，用于拉低主扩扬声器组的声像位置，使前区观众获得良好的声像定位。
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系统设备说明
1）输入部分：
系统中，演播区域将设置至少28路话筒及8个线路输入接口，其中16路话筒以及8个线路接口分别以4个话筒、2个线路为一组，分置于演播区左右侧的前后区域，另外8路话筒接口则以4个为一组，分置于演播区左右侧的中央区域，同时，考虑到个别情况下需要吊装拾音，在演播区顶上，我设置前后两组天花拾音器接口，2个为一组，共四个接口。上述所有的信号将传输至音频控制室内的跳线盘上。而在控制室内，配置了16套无线话筒系统以及多种节目源设备，它们也将全部接至跳线盘，经跳线盘选择后送入主控调音台，以主控调音台为中心，配合以效果器等周边设备进行混音处理。此后，调音台将经由主输出、编组输出及辅助输出等送出12路信号接至大型综合数字音频处理矩阵，在该矩阵内，可进行诸如均衡（图示及参量）、压限、延时、矩阵切换、电平控制、预设模式等处理，处理完毕后的信号分别送至相应的功率放大器，驱动主扬声器组、监听扬声器组以及辅助扬声器进行扩声。另外，调音台还可输出信号至监听音箱、录音机以及其它系统，进行监听、录音或用作其它用途。
核心部分：
在本系统中，调音台的选择较为重要，我最终依然选择了MIDAS公司的H3000－52大型现场调音台，该调音台具有48个MONO、4个STEREO输入；8个编组、12个辅助、6个矩阵以及3个主输出，并具有哑音编组、VCA编组等功能。此调音台具有双层控制回路，提供了两组相互独立的Fader以及均衡器，可同时用于主控和监听。
除调音台外，本系统的核心处理设备为数字音频综合处理平台，我选配的音频矩阵为美国BIAMP公司的：AUDIA FLEX，这是一台模块化的处理器，在一个固定的框架内，可根据需要任意配置输入输出接（总接口数最大为24个）。优化设计中，共配置了两个矩阵平台，分别用于主控机房以及流动系统，前者为12个输入、12路输出，主要用于主扩声信号以及返送信号的声场处理等；后者为10个输入、6个输出，主要用于流动系统临时信号的接入以及流动扩声信号的声场处理。如果在今后的使用过程中，感觉输入输出接口不够，一方面可以增加I/O接口卡，使整个系统扩展成24×24的矩阵，另一方面，也可以通过增加音频矩阵主机与现有主机进行网络互联来实现大面积的扩展。
系统中，所有送入音频处理平台的信号在平台中进行均衡、压缩限制、滤波、延时等处理后，按照不同的使用功能送至相应输出口，馈给相应的功率放大器群，进行扩声。该综合音频处理平台通过计算机调试，并可预存多种使用模式（如流行音乐模式、文艺晚会模式、访谈类节目模式等），调出每种模式时，媒体矩阵会自动完成所有相应的声处理及通道分配工作，使音箱系统按照相应的模式进行扩声。这样就可以使工作人员不用在复杂的大型调音台上完成复杂的功能转换工作，使系统更加简单方便，大大降低了工作人员的操作难度，避免误操作。
此外，该平台可通过目前音频较为通用的Cobranet传输协议接入基于TCP/IP协议的局域网中，1条CAT5类线可传输64通道（32路双向）的音频信号，这样，如果今后想在电视中心其他地点调用本演播室音频系统的信号，只需在使用地放置一台媒体矩阵主机并通过网线与本演播室主控机房连接起来即可，使用起来非常方便，便于施工及维护保养，而且因为采用数字化传输，解决了远距离传输的信号衰减问题。
3）周边设备：
考虑到要扩展演播室的功能，满足更多节目的录制需要，我选择了功能更加强大的周边信号处理设备，以对声音做更加细致和多样的处理。
4）监听监控系统：
除了对上述设备的优化外，作为电视台的演播室系统，在保证节目的正常、准确录制时，其监听监控系统是非常重要的。因此，在优化设计中，我着重对此系统进行了重新设计。例如，我选择了更加优质的监听音箱，以使录音师更加准确的监听声音。另外，为了更好的对信号进行监控，我选择了更加先进的1:1隔离变压器以及电话耦合器。
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电力电源系统要求：
电源负荷要求：扩声系统交流电源的负荷应符合中华人民共和国行业标准《民用建筑电器设计规范》JGJ/T16-92中第3.1.1.1条所规定的负荷标准。扩声系统电源应从变配电所内的低压配电箱（柜）供给二路独立电源，与扩声控制室配电箱（柜）内互投。配电箱（柜）对扩声用功放设备采用单相三线制（L＋N＋PE）放射式供电。
扩声设备的电源应由不带可控硅调光负荷的照明变压器供电。当照明变压器带有可控硅调光设备时，应根据情况采取下列防干扰措施：（1）可控硅调光设备自身具备抑制干扰波的输出措施，使干扰程度限制在扩声系统设备允许范围内。（2）引至扩声控制室的供电电源干线不应穿越可控硅调光设备的辐射干涉区。（3）引至调音台或前级控制台的电源应插接单相隔离变压器。
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设备、器材连接方法扩声系统的功率馈送应符合以下规定：（1）采用定阻输出。（2）馈电采用聚氯乙烯双芯多股铜芯导线穿管敷设。自功放输出端至最远扬声器（或扬声器系统）的导线衰耗不应大于0.5分贝（1000赫兹）。
扩声系统的功放单元应根据需要合理配置，符合以下规定：（1）对前级分频控制的扩声系统，其分频功率输出馈送线路应分别单独分路配线。（2）同一范围的不同分路扬声器（或扬声器系统）不应接至同一功放单元，避免功放设备故障时造成大范围失声。或采用功放备份。
系统设备之间的连接按以下要求：（1）所有设备连接均采用四芯金属屏蔽绞线，对角线对并接连接。（2）系统设备均使用平衡式信号传输，接插件端点焊接。（3）所有信号连接线均按系统图流程要求编制编号，并做永久性标记。
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施工部分所有线路的敷设均采用钢管穿管敷设。管线施工按照GB50258-96《电气装置安装工程1Kv及以下配线工程施工几验收规范》的要求进行。信号连接线缆均选用四芯金属屏蔽绞线，对角并接，以防止干扰。设备之间的信号连接均采用平衡式连接，端点采用焊接。
机架安装应符合设计要求，当有困难时可根据电缆地槽和接线盒位置做适当调整；机架的底座应与地面固定；机架应竖直安装，垂直偏差不大于0.1%；几个机架并排安装在一起，面板应在同一平面上并与基准线平行，前后偏差不大于3毫米。对于相互有一定间隔而排成一列的设备，其面板前后偏差不得大于5毫米；机架内的设备、部件的安装，应在机架定位完毕并加固后进行，安装在机架内的设备应牢固、端正；机架上的固定螺丝、垫片和弹簧垫圈均应按要求紧固不得遗漏。
结论：
经优化改造后的演播室音频系统能够实现更多功能，满足更多节目形式的需要。现场扩声效果得到了明显改善，包括声场均匀度、低频效果等方面。此外，监听监控系统也得到了优化，系统的安全可靠性有了明显提高。总之，这套优化系统的性价比明显高于现存系统，起到了优化系统的作用。
参考文献：
1 胡泽编著.《数字音频工作站》京.中国广播电视出版社. 2003.1
2 韩宪柱编著.《声音制作基础》.北京. 中国广播电视出版社.
3张绍高，朱伟编译. 《录音技术》. 北京. 北京广播学院录音艺术学院.
4李晋林编著.《电视节目制作技艺》. 北京. 中国广播电视出版社. 2002.9
5孙建京主编.《现代音响工程》. 北京. 人民邮电出版社. 2002.3
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