电视演播厅的音频系统怎样设计好方案
电视演播厅的音频系统怎样设计好方案
电视演播厅是电视台举行综艺晚会、知识竞赛等的场所。
近年来，综艺晚会一直是体现电视台综合实力、电视导演艺术创作水平的平台。正因为如此，其形式越来越多样化，观众参与越来越多，对演播厅的现场扩声的要求越来越高。而演播厅音频系统不仅仅是现场扩声，也是一种音响艺术的创作，它涵盖了现场扩声、多轨录音信号的提供、现场直播节目中音频信号的提供和调控等多方面的需要。
借助于科技的进步、电声技术的发展，尤其是电声设备性能的日益改善，忠实地还原现场声音信息，进而给音响的艺术创作，提供了广阔的天地，使从扩声的角度为实现演播厅的多功能化成为可能。尤其是现场直播节目，其复杂性和可靠性都是设计时要解决的问题。
在设计一个演播厅的音响系统时，工程设计人员应本着“科学性、经济性、可靠性、前瞻性和可扩展性”，对整个音频扩声系统的各项指标、使用功能有通盘考虑，才能完成演播厅音频系统的设计。
一、系统设计依据:
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-92）
《厅堂扩声系统声学特性指标》（GYJ25-86）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）
《厅堂扩声系统的声学特性指标与测量方法》（WH0301-93）
《会议系统电及音频的性能要求》（GB/T15381-94）
《镜框台口箱型舞台的基本要求》
《剧场设备配置规范》（舞台机械部分）（修改三稿）
《剧场建筑设计规范》JGJ57-2000
《剧场建筑设计规范（修改征求意见稿）》1999.5
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（1997年版）
《剧院、电影院、多用途厅堂声学设计规范》（国家标准送审稿）
《演播室数字音频接口标准》GYT158-2000
《县级广播电视工程技术规范》GY5058-1996
《电视演播室灯光技术规范》GYJ45-92
以上列举的是有关的国家标准、行业标准及技术规范。作为工程设计人员应熟知这些并严格按此设计。这是整个演播厅音频系统设计的出发点。
二、系统设计目标：
作为电视台演播厅的音频系统，其设计目标必须达到国家相关技术标准，同时满足演播厅现场扩声、多轨录音信号的提供、现场直播节目中音频信号的提供和调控等等的要求。具体包括：
1． 根据各类节目所需的最大声压级配置系统
扩声系统的最基本要求是要有足够的声压级。而各类节目有不同的要求，这就要求系统必须按最大声压级提供声功率。这里的关键是配置合适数量及相应档次的音箱。音频系统配置了主声道音箱，其声压级计算由公式：
LP＝LS+10lgW+10lg(Q/4πr2+4/R)
其中LP：距离r处声场声压级，LS：音箱灵敏度，W：音箱驱动功率，Q：音箱指向性因素，R：厅堂房间参数）。
以一个声道为例，例如采用JBL SR 4735X音箱，查参数及计算得： LS＝97dB，W＝600W Q＝12.68，由T＝0.16V/α平均S=1.3及α平均＝A/S 算得R＝Sα/（1-α）=1303，则距音箱20米处的额定声压级
LP=97+10*2.78-10*2.25＝102.3dB
这样，左右声道同时工作时的声压级可增加3dB，加上辅助吊挂两路音箱，则在104dB的基础上可增加9dB，总声压级约为111.3dB。根据语言、歌舞、音乐等综艺节目的要求，灵活配置音箱的数量（声道、阵列等），即可达到各种演播的扩声要求。
2．好的房间（厅堂）频率响应
由于厅堂的几何尺寸、装饰材料的吸声特性及结构的不规则性，加之扬声器单元电声转换的固有缺陷，其频率特性不可能做到平直。为此，系统中应采用双31段频率均衡器，通过粉红噪声源、频谱分析仪的调整，可大大弥补厅堂的频率特性，使之在40—18KHZ频率范围内为±3 dB内。其二是采用电子分频技术，200HZ以下的超低频信号的还音用双18" 超低音箱。既改善了音箱的频率响应，也避免了扬声器单元的互调失真。
3．足够的传声增益
显然，室内扩声系统的传声增益，很大程度上取决于其建声特性，但与电声系统也有一定的相关性。鉴于此，系统大都应采用指向强的话筒，并且，音箱的辐射角均采用较小的品种，且应仔细调整声场覆盖。由公式
Gx=10Lg[QLRL2L(Ф)2/4πD2+4(1-α)Sα]r-10Lg[QLRL2(Ф)R2M(θ)/4πr2+4(1-α)/Sα平QM]r-10Lgδ-A
其中D：扬声器与供声共之间的距离
R：声源与传声器之间的距离
S：室内表面积
α平：平均吸声系数
S：室内传输响应的最大值与平均值之差
QL：扬声器指向性因数
RL（Ф）：扬声器在角Ф方向的指向性因数
Ф：扬声器声轴与传声器指向的夹角
QM：传声器指向性因数
RM（Ф）：传声器在角Ф方向的指向性因数
θ：传声器指向与扬声器声轴的夹角
根据公式，参考剧院的建声条件及扬声器传声器的指向性，估算平均传声增益应达到-6dB，达到国家规定的标准。
4．足够的语言清晰度
语言清晰度实际上是一个声学概念，它很大程度上取决于厅堂的混响时间，也与扬声器陈列时的相位关系、音箱声轴的辐射角度等有相关性。由计算机声场模拟也证实了上述结论，这就为最大声压级的提供与扬声器箱的数量找到了一个平衡点。系统应考虑演播厅主要为现场演出（语言、音乐等），建议T60（500HZ）宜从长考虑。但语言清晰度与混响时间有很强的相关性，为保证好的扩声效果，语言清晰度能控制在80%左右。当然这必须用专门的快速语言传输指数(RASTI)测试方法验证。
5．要求确保各音箱的摆放位置及辐射角度，确保声场的均匀分布
演播厅通常采用集中供声方式。它具有声象定位准确，音箱摆放方便等优点。但声场的分布不够均匀。设计时必须考虑充分利用厅堂的近次反射声，仔细调整音箱投射角，以提高声压级及声场的均匀分布。通常采用的措施包括适当控制吸声量、结合装修设计设置声音扩散体、天棚的造型应有利于声音向观众席均匀扩散、在合适的位置添加辅助音箱等。最终演播厅全场声场均匀度宜在±3dB内。
6． 利用跳线架及音分器，预留多用途接口，以满足演播厅多方面的需要。
考虑到演播厅现场扩声的需要及录播、现场直播音频信号可靠性的要求，在音频系统中应预留传输音频信号的接口。比如播控调音台与现场扩声调音台互为备份、为录音调音台、转播车等提供多路音频信号。给其它媒体的音频信号预流接口，音源设备、周边设备等通过跳线架作为应急调整备份，同时考虑配置D/A、A/D转换器，以提供数字音频信号。考虑到静电、噪音的干扰，系统信号传输全部采用平衡接法，局部采用1：1隔离变压器，应有专门的屏蔽接地装置。同时应配置电话耦合器，方便主持人与现场外观众的电话交流。
7． 确保系统的可扩充性
考虑到技术及事业的发展及目前的财力，系统设计中切忌有所谓一步到位的想法，但应充分考虑今后用途及设备扩充。比如今后的5.1声道环绕立体声扩声，今后与数字设备的信号衔接。这些在调音台的选型，设备的连接均应作详细考虑，有的应通过跳线盘、预留接口，完成音源信号的互录、调音台前监听，以及周边设备的应急调用，设备的增添等。考虑到现场直播的安全，系统还应配置备用调音台，在主调音台发生故障时，则可通过跳线架人工转接，仍可保证最低系统要求的扩声及音频信号传输。
8．足够的声功率及富裕的功放推动功率
由前面进行的定量分析计算，合理配置系统音箱及功放。音箱的配置前已述，功放配置可根据实际情况在桥型、双声道立体声、双声道并联输出模式灵活联结，额定输出功率可比音箱额定功率大20%—50%。不仅可提高系统的安全可靠性，对改善系统音质也极为有利。
总之，我们设计的演播厅音频系统，应充分考虑业主的使用需要，在投资额不大的前提下，参照相关术规范，达到科学、实用、合理的要求。
深圳宝安音响公司
