專業(yè)音頻產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議（一）

魏增來(lái)，王 羽

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三研究所，北京 100015）

音響技術(shù)

專業(yè)音頻產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議（一）

魏增來(lái)，王 羽

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三研究所，北京 100015）

根據(jù)當(dāng)前專業(yè)音頻產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)應(yīng)用的需求，結(jié)合世界各大著名廠商在世界各個(gè)重要展會(huì)所展出的最新產(chǎn)品，提出目前專業(yè)音頻產(chǎn)品發(fā)展的若干細(xì)化的趨勢(shì)，并將國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與世界發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比，由此給出國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議及重要關(guān)注點(diǎn)。

專業(yè)音頻產(chǎn)品；發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)比；指向性可控?fù)P聲器；相控技術(shù)；調(diào)音臺(tái)；多學(xué)科結(jié)合；發(fā)展建議

1 前言

隨著數(shù)字信息處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，其影響越來(lái)越滲透到社會(huì)發(fā)展的每一個(gè)層面，專業(yè)音頻擴(kuò)聲領(lǐng)域雖然相比較能源、交通等其他行業(yè)而言，應(yīng)用范圍非常狹窄，但也不可避免地受到了極大的影響。專業(yè)音頻產(chǎn)品的應(yīng)用中，存在大量的信號(hào)處理環(huán)節(jié)，因此，數(shù)字信息處理以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展也使得這些環(huán)節(jié)迅速提升，產(chǎn)品的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)由此前的預(yù)期逐漸演化成現(xiàn)實(shí)，并通過(guò)成本的降低以及性能的提高，逐漸占領(lǐng)了絕大部分市場(chǎng)，同時(shí)也成為下一步發(fā)展的主流方向。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的研發(fā)將重點(diǎn)聚焦于如何進(jìn)一步提高聲音的質(zhì)量、信號(hào)傳輸處理的穩(wěn)定性、產(chǎn)品功能的多樣性以及操作使用的便利度等。

2 專業(yè)音頻產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)際專業(yè)音頻產(chǎn)品發(fā)展情況簡(jiǎn)介

如前所述，隨著數(shù)字與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，也隨著專業(yè)音頻行業(yè)內(nèi)各生產(chǎn)廠商及從業(yè)人員的不斷探索實(shí)踐，并基于數(shù)字產(chǎn)品所具有的抗干擾能力強(qiáng)、信噪比高、動(dòng)態(tài)范圍寬、處理能力及應(yīng)用功能強(qiáng)大、一體化程度高、擴(kuò)展能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為目前專業(yè)音頻領(lǐng)域研發(fā)的主流方向，尤其在信號(hào)處理環(huán)節(jié)；除此之外，在拾音器和揚(yáng)聲器等換能環(huán)節(jié)，相比于十幾年前，也有了相當(dāng)程度的發(fā)展和提高。

具體到揚(yáng)聲器系統(tǒng)，在滿足正常商業(yè)目標(biāo)的同時(shí)，世界各著名廠商一直沒(méi)有停止研究探索的腳步，這種研究主要緊緊圍繞著兩個(gè)核心目標(biāo)展開(kāi)，一是以提高還原度、減少失真度等為主的音質(zhì)目標(biāo)；另一個(gè)是以控制指向、提高使用效率和便捷度等為主的應(yīng)用功能目標(biāo)。

近年來(lái)，在揚(yáng)聲器系統(tǒng)的研發(fā)制造方面，隨著相關(guān)基礎(chǔ)理論以及主觀試聽(tīng)和客觀測(cè)量之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的研究不斷深入，對(duì)保真度相關(guān)的指標(biāo)評(píng)價(jià)也不斷增加與深化，從最初的頻率響應(yīng)評(píng)價(jià)分析發(fā)展到現(xiàn)在的頻率響應(yīng)、相位響應(yīng)、總諧波失真（THD）等相結(jié)合的多維綜合評(píng)價(jià)分析，一方面使得揚(yáng)聲器系統(tǒng)的音質(zhì)得到了很大提高；另一方面也為揚(yáng)聲器系統(tǒng)的下一步研發(fā)提供了更多理論及實(shí)踐支撐。

除此之外，有源揚(yáng)聲器系統(tǒng)或者所謂類有源系統(tǒng)，即必須匹配同廠功率放大器及處理器的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，也得到很快的發(fā)展，包括Meyersound、d&b、Kling&Freitag、L-Acoustics等，幾乎所有的高端廠家都在提供此類系統(tǒng)，甚至通過(guò)處理參數(shù)的壁壘，限制工程商或最終用戶采用其他品牌的功率放大器或處理器。這樣做的主要目的除了進(jìn)一步提高廠家自身的銷售業(yè)績(jī)以外，也確有一些益處：首先有利于獲得最佳的聽(tīng)音效果，因?yàn)槿魏稳丝峙露疾蝗缟a(chǎn)廠家的專業(yè)技術(shù)人員了解自己的產(chǎn)品，從而提供最佳的調(diào)整方式；其次，還可以進(jìn)一步提高揚(yáng)聲器系統(tǒng)的安裝調(diào)試效率，因?yàn)獒槍?duì)不同揚(yáng)聲器的所有調(diào)試參數(shù)都是事先配接好的，通過(guò)簡(jiǎn)單的程序或參數(shù)調(diào)用即可避免大量諸如分頻點(diǎn)調(diào)整、電平均衡、相位校正、頻率均衡等繁瑣復(fù)雜的揚(yáng)聲器調(diào)試工作，從而極大地縮短了整個(gè)音頻系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間。

此外，揚(yáng)聲器的指向性控制由于能夠在完善整個(gè)聲場(chǎng)的聲覆蓋質(zhì)量、便于調(diào)試和使用、提高安裝調(diào)試效率等方面有著很大的幫助，近年來(lái)也得到飛速發(fā)展。對(duì)于這一點(diǎn)，其實(shí)最簡(jiǎn)單的實(shí)例就是線陣列揚(yáng)聲器。其研發(fā)的初衷之一就是指向性控制，通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)整陣列內(nèi)各揚(yáng)聲器單元之間的夾角，就可以很方便地調(diào)整其垂直指向，以適應(yīng)不同聽(tīng)音范圍的需要。除此之外，線源陣列（也就是所謂線性音柱）等其他一些產(chǎn)品的研究也聚焦于指向性的控制方面。在這方面，世界上眾多廠商都做了大量探索，也推出了一些各具特色的產(chǎn)品。

相比較于揚(yáng)聲器系統(tǒng)，在主控設(shè)備方面，現(xiàn)代信息處理技術(shù)（IT技術(shù)）介入的程度更深。根據(jù)使用功能的不同，目前來(lái)看，主控設(shè)備主要分為兩大類，分別是調(diào)音臺(tái)和多通道的音頻媒體矩陣綜合處理器。調(diào)音臺(tái)主要應(yīng)用于需要進(jìn)行大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控的場(chǎng)所，如演出等。目前數(shù)字調(diào)音臺(tái)已經(jīng)成為市場(chǎng)主流，并逐漸從大型臺(tái)向小型化發(fā)展，性能越來(lái)越穩(wěn)定的同時(shí)，價(jià)格越來(lái)越便宜，極大地?cái)D占了原來(lái)此價(jià)格區(qū)間內(nèi)模擬調(diào)音臺(tái)的市場(chǎng)。音頻媒體矩陣則主要用于不需要太多現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控的場(chǎng)所，如會(huì)議或一些主要用于重放節(jié)目的表演等，其性能和系統(tǒng)架構(gòu)越來(lái)越穩(wěn)定，同時(shí)提供了更多外延功能，如多形式的遠(yuǎn)程操控界面、邏輯控制、與視頻系統(tǒng)的同步結(jié)合等。當(dāng)然，上述主控設(shè)備的選擇方式也并不是絕對(duì)的，必要時(shí)兩者可以有機(jī)地融合在一起。

對(duì)于均衡器、壓縮器、效果器等周邊設(shè)備，由于主控設(shè)備的進(jìn)一步集成化，周邊設(shè)備的生存空間越來(lái)越小，除個(gè)別極具特色的產(chǎn)品外，今后將慢慢并入主控設(shè)備中。

拾音器方面的研發(fā)生產(chǎn)，基本原理并無(wú)大的突破，各大型廠商大都關(guān)注音質(zhì)和外觀的提高，同時(shí)更加注重使用便利性和通用兼容性，以迎合目前市場(chǎng)上快速搭建或更改系統(tǒng)以及設(shè)備共用方面的需求。例如SENNHEISER公司推出的可組合式鵝頸傳聲器，每套傳聲器的鵝頸支桿和傳聲器頭均可輕松拆卸并更換，產(chǎn)品可提供多種不同尺寸、不同彎頭選擇的鵝頸以及多種不同指向的傳聲器頭（心形、強(qiáng)指向、超心形等），它們之間可進(jìn)行自由組合，同時(shí)顏色亦有多種選擇，以適應(yīng)不同場(chǎng)合、不同人員的使用要求。意大利WISYCOM公司的無(wú)線傳聲器系統(tǒng)除了自成系統(tǒng)外，其接收機(jī)還可兼容SHURE、SENNHEISER等主流公司的發(fā)射終端產(chǎn)品，通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)定，即可實(shí)現(xiàn)不同廠商、不同設(shè)備在同一系統(tǒng)內(nèi)的共用，從而為適應(yīng)不同演員的使用習(xí)慣提供了極大的便利。

音源設(shè)備方面，則與信息處理技術(shù)同步并緊密結(jié)合，原來(lái)以DAT (Digital Audio Tape，數(shù)字音頻磁帶機(jī))、MD（Mini Disc，迷你磁光盤(pán)）為記錄載體的設(shè)備目前已基本停產(chǎn)，以閃存卡等取而代之為記錄載體的設(shè)備，并提供USB等數(shù)據(jù)接口，易于復(fù)制和傳輸。

2.2 國(guó)內(nèi)專業(yè)音頻產(chǎn)品發(fā)展情況簡(jiǎn)介

目前，國(guó)內(nèi)專業(yè)音頻產(chǎn)業(yè)已從最早的爆發(fā)期上升到平穩(wěn)發(fā)展期，各廠商已越來(lái)越意識(shí)到純價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)所帶來(lái)的惡劣后果，轉(zhuǎn)而在產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品特色上更加投入。總體來(lái)講，行業(yè)發(fā)展應(yīng)該是穩(wěn)中有升，并在手拉手式會(huì)議系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)等小的領(lǐng)域取得了一定的成績(jī)，例如深圳市臺(tái)電實(shí)業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“臺(tái)電”）的TAIDEN HCS-8300 系列無(wú)紙化多媒體會(huì)議系統(tǒng)，其系列產(chǎn)品的綜合能力甚至已走在了世界最前列，憑借其先進(jìn)的技術(shù)、強(qiáng)大的功能和優(yōu)秀的質(zhì)量在聯(lián)合國(guó)總部（見(jiàn)圖1）、世界銀行、APEC會(huì)場(chǎng)等全世界范圍內(nèi)的重大場(chǎng)所得到了廣泛應(yīng)用。但筆者依然認(rèn)為，除此之外，國(guó)內(nèi)專業(yè)音頻產(chǎn)品在總體質(zhì)量和技術(shù)上均只處于世界中端甚至中低端水平，距離國(guó)際領(lǐng)先水平仍有相當(dāng)大的差距。

揚(yáng)聲器方面，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的外觀和工藝進(jìn)步明顯，數(shù)量和品種繁多，但中高端產(chǎn)品仍處于模仿階段，自身所掌握的核心技術(shù)不多，研發(fā)過(guò)程中的基礎(chǔ)理論指導(dǎo)不夠，后期對(duì)主觀試聽(tīng)也不夠重視，因此，質(zhì)量（尤其是聲音質(zhì)量）還亟待提高。

調(diào)音臺(tái)方面，小型模擬調(diào)音臺(tái)已基本能夠滿足使用要求，但在數(shù)字調(diào)音臺(tái)方面的研發(fā)仍有非常大的差距，無(wú)論在操作界面的使用便利性、DSP（數(shù)字信號(hào)處理）能力、產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面都亟需提高。

功率放大器方面，與上述揚(yáng)聲器系統(tǒng)非常相似，處于有量無(wú)質(zhì)的狀態(tài)，尤其在數(shù)字信號(hào)處理及遠(yuǎn)程監(jiān)控等行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)方面，雖然已有些進(jìn)展，但差距仍然很大。

圖1 臺(tái)電8300無(wú)紙化會(huì)議系統(tǒng)在美國(guó)聯(lián)合國(guó)總部的應(yīng)用

音頻媒體矩陣處理器方面，由于技術(shù)難度相對(duì)較大，前期研發(fā)投入較多，且市場(chǎng)被國(guó)外各檔次產(chǎn)品牢牢占據(jù)，因此國(guó)內(nèi)音頻媒體矩陣處理器的研發(fā)和生產(chǎn)處于剛剛起步階段，目前主要關(guān)注點(diǎn)仍停留在單體功能方面的完善上，在軟件的人性化、設(shè)備的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化等方面存在著非常大的差距。

筆者近年來(lái)多次考察了國(guó)內(nèi)外的一些專業(yè)產(chǎn)品工廠，實(shí)事求是地說(shuō)，國(guó)內(nèi)的工廠無(wú)論在規(guī)模上、管理上以及生產(chǎn)人員的年齡和素質(zhì)上與世界著名公司的工廠已無(wú)差距，甚至個(gè)別層面還有領(lǐng)先，但最大的問(wèn)題是國(guó)內(nèi)企業(yè)在自身核心技術(shù)和品牌價(jià)值方面的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以仍處于勞動(dòng)力環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品的附加值提不上去，利潤(rùn)不高，影響力不夠大，企業(yè)也因此而不夠強(qiáng)。

3 專業(yè)音頻產(chǎn)品發(fā)展的若干趨勢(shì)

在上述信息處理技術(shù)飛速發(fā)展并深刻影響到專業(yè)音頻產(chǎn)業(yè)的大背景之下，筆者根據(jù)當(dāng)前專業(yè)音頻擴(kuò)聲產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其未來(lái)應(yīng)用及市場(chǎng)的需求，同時(shí)結(jié)合世界各大著名廠商在世界各個(gè)重要展會(huì)所展出的最新產(chǎn)品，歸納出專業(yè)音頻產(chǎn)品發(fā)展的若干趨勢(shì)。

3.1 指向性可調(diào)、可控的揚(yáng)聲器系統(tǒng)

揚(yáng)聲器的指向性如果可調(diào)可控，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)聽(tīng)音區(qū)域的精確覆蓋，從而減少由于聲場(chǎng)環(huán)境所造成的聲反射等建筑聲學(xué)問(wèn)題，大大提高擴(kuò)聲效率，改善傳輸特性，提高可懂度、清晰度以及傳聲增益，其優(yōu)勢(shì)不言而喻。但基于聲波傳輸?shù)奈锢硖匦裕谝纛l擴(kuò)聲系統(tǒng)中，如何把聲能量有效地投射到需要覆蓋的區(qū)域一直是一個(gè)沒(méi)有得到有效解決的問(wèn)題，眾多業(yè)界同仁一直在為此不懈努力并做了很多有益的探索和嘗試。本文所指的指向性可調(diào)可控是指成品揚(yáng)聲器在安裝時(shí)或安裝完畢后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要而進(jìn)行的調(diào)整控制，揚(yáng)聲器本身通過(guò)設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)的成型的角度控制不在本文討論范圍之內(nèi)。目前來(lái)看，這種對(duì)揚(yáng)聲器指向性進(jìn)行有機(jī)控制及調(diào)整的研究和實(shí)踐主要圍繞兩個(gè)方向展開(kāi)，一是通過(guò)揚(yáng)聲器或其波導(dǎo)管等輻射位置或方式的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)指向性調(diào)控的物理控制方式；另外一種則是基于DSP和相位干涉等來(lái)改變揚(yáng)聲器指向的電子相控方式。

3.1.1 物理控制方式

所謂物理控制，就是通過(guò)便捷的方式調(diào)整揚(yáng)聲器箱體或者其中中高音部分的安裝或懸吊角度，實(shí)現(xiàn)其指向角在某一范圍內(nèi)的可調(diào)可控。總體來(lái)講，這種方式簡(jiǎn)單易行，成本低廉，但指向角可調(diào)范圍和調(diào)整精度有限。

如此而論，目前所熟知的線陣列揚(yáng)聲器其實(shí)就是一種可通過(guò)物理方式實(shí)現(xiàn)指向性調(diào)控的產(chǎn)品，在揚(yáng)聲器安裝之前，工程技術(shù)人員根據(jù)聽(tīng)音覆蓋需求，通過(guò)物理方式設(shè)定各只揚(yáng)聲器之間的連接夾角，從而獲得希望得到的揚(yáng)聲器覆蓋范圍，同時(shí)還可以根據(jù)調(diào)試或試聽(tīng)的效果，改變不同的連接夾角，相對(duì)容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)揚(yáng)聲器指向的可調(diào)可控。除此之外，各廠商還根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)及需求的不同，研究開(kāi)發(fā)了另外一些物理控制方式，筆者簡(jiǎn)單舉例如下。

（1）德國(guó)d&b的XC系列揚(yáng)聲器（如圖2所示）,擴(kuò)散特性俯角可根據(jù)聽(tīng)眾區(qū)進(jìn)行機(jī)械調(diào)節(jié)。兩分頻無(wú)源的XC-24C揚(yáng)聲器高頻單元采用陣列后，具有90°× 20°（h × v）的標(biāo)稱擴(kuò)散角度，但通過(guò)簡(jiǎn)單的撥動(dòng)把手，可以調(diào)整其高音輻射陣列的物理指向位置，從而在垂直方向?qū)崿F(xiàn)0°～-14 °的機(jī)械性連續(xù)的調(diào)整，調(diào)節(jié)方式如圖3所示。

（2）德國(guó)K.S Audio 的C/CPD Line Autocurve線陣列揚(yáng)聲器（如圖4所示），是于2011年法蘭克福展會(huì)推出的世界首款此類產(chǎn)品，它的基本原理是在每只揚(yáng)聲器內(nèi)內(nèi)置一臺(tái)高精度步進(jìn)電機(jī)，在揚(yáng)聲器初始吊裝時(shí)不需要設(shè)置任何角度，揚(yáng)聲器之間垂直連接并整體掛放即可，安裝完成后，調(diào)音師或系統(tǒng)工程師可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況，通過(guò)軟件和遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)，調(diào)整任意一只揚(yáng)聲器的垂直吊裝角度，調(diào)整精度為0.1°，同時(shí)通過(guò)控制程序中的FIR（有限脈沖響應(yīng)）濾波處理器同步地進(jìn)行相應(yīng)的頻率、相位等調(diào)整，使之與上下相鄰的兩只揚(yáng)聲器進(jìn)行耦合，通過(guò)這種方式最大可以實(shí)現(xiàn)每?jī)芍粨P(yáng)聲器之間0°～10°的夾角轉(zhuǎn)換，并最終形成整組線陣列揚(yáng)聲器的“J”值，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)音區(qū)域的實(shí)際情況。這種方式提供了一種全新的對(duì)揚(yáng)聲器覆蓋角度進(jìn)行控制的思路。該揚(yáng)聲器的后背板如圖5所示。

（3）中天信視聽(tīng)科技（深圳）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“IBO”）的LA-3612AHC可變水平指向線陣列揚(yáng)聲器（如圖6所示），是中國(guó)本土公司在揚(yáng)聲器指向性可調(diào)控方面進(jìn)行的有益探索的成效之一。該揚(yáng)聲器通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可實(shí)現(xiàn)水平對(duì)稱與非對(duì)稱模式的指向性調(diào)整。其調(diào)整方式是，松動(dòng)固定中高音號(hào)角水平波導(dǎo)面的兩顆螺栓，然后調(diào)整兩側(cè)或一側(cè)的波導(dǎo)面至想要的預(yù)設(shè)位置，然后再緊固相應(yīng)螺栓，即可在一定范圍（45°～120°）內(nèi)進(jìn)行輻射角度的步進(jìn)式調(diào)整。步進(jìn)的精度為22.5°，而且可以非對(duì)稱形式進(jìn)行調(diào)整，例如以揚(yáng)聲器輻射中心為軸線，左側(cè)可以是22.5°，右側(cè)可以是45°，從而共同組成67.5°的非對(duì)稱式水平輻射角。簡(jiǎn)單的操作使得工程技術(shù)人員在組成覆蓋遠(yuǎn)、近場(chǎng)的揚(yáng)聲器陣列時(shí)，無(wú)需拆換號(hào)角或者使用多個(gè)型號(hào)的揚(yáng)聲器，便可改變相應(yīng)區(qū)域的覆蓋范圍，使經(jīng)濟(jì)性和效率大為提高，擴(kuò)聲系統(tǒng)得以優(yōu)化，但筆者認(rèn)為，如果步進(jìn)精度能夠再提高一些會(huì)更好。其調(diào)節(jié)方式如圖7所示。

圖2 d&b XC系列揚(yáng)聲器

圖3 d&b XC系列揚(yáng)聲器垂直指向角的調(diào)整扳手及調(diào)整范圍

圖4 K.S Audio C/CPD Line Autocurve線陣列揚(yáng)聲器

圖5 K.S Audio C/CPD Line Autocurve線陣列揚(yáng)聲器的后背板

3.1.2 電子相控技術(shù)

一般的揚(yáng)聲器系統(tǒng)，是基于機(jī)械振動(dòng)的物理、聲學(xué)方法來(lái)獲得良好性能。電子相控技術(shù)則是在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于DSP技術(shù)，研制適用的算法，對(duì)揚(yáng)聲器陣列中的所有單元的各個(gè)頻段，分別進(jìn)行適當(dāng)?shù)南辔徽{(diào)控、音效處理，從而實(shí)現(xiàn)用電子手段（而不是常規(guī)慣用的機(jī)械辦法），在揚(yáng)聲器系統(tǒng)工作現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)調(diào)控?fù)P聲器陣列輻射主瓣的輻射角、指向性和放聲效果。

線源陣列揚(yáng)聲器是第一代通過(guò)多通道DSP及相控技術(shù)實(shí)現(xiàn)垂直指向可調(diào)控的革命性的揚(yáng)聲器產(chǎn)品，七、八年前，Renkus-Heniz等兩三個(gè)公司就先后推出了相關(guān)的定型量產(chǎn)產(chǎn)品，其最初的想法是通過(guò)對(duì)中高頻指向性的有效控制使其適用于長(zhǎng)混響時(shí)間的大型廳堂中，以提高語(yǔ)言清晰度和傳聲增益。此后，各個(gè)廠家迅速跟進(jìn)，并逐步推出了多款基于相同原理的產(chǎn)品。

圖6 IBO LA-3612AHC可變水平指向線陣列揚(yáng)聲器

圖7 IBO LA-3612AHC可變水平指向線陣列揚(yáng)聲器輻射角調(diào)整示意圖

（1）英國(guó)TANNOY的 Q-Flex線源陣列揚(yáng)聲器（如圖8所示），單體揚(yáng)聲器中，8個(gè)中低音單元和8個(gè)高音單元分別密集陣列，通過(guò)16個(gè)DSP通道分別處理后，采用16通道內(nèi)置功率放大器單獨(dú)推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其指向性的控制，它的垂直指向角能在5°～ 100°之間可調(diào)，且垂直指向軸線能在±70°的范圍內(nèi)予以傾斜擺動(dòng)，非常有利于實(shí)際的使用，單只的波束引導(dǎo)頻率下限能到700 Hz，4只揚(yáng)聲器拼接形成最長(zhǎng)陣列后可下延至110 Hz，同時(shí)30 m外的最大聲壓級(jí)可達(dá)103 dB。

（2）美國(guó)Renkus-Heinz的ICLive-R線源陣列揚(yáng)聲器（如圖9所示），單體揚(yáng)聲器中，采用5個(gè)中低音單元和3個(gè)高音單元陣列，并通過(guò)8通道DSP及放大，20°、25°、30°垂直可調(diào)的指向角能在±30°的范圍內(nèi)傾斜擺動(dòng)，單只的波束引導(dǎo)頻率下限能到800 Hz，兩只揚(yáng)聲器拼接陣列后下拉至400 Hz，30 m外的最大聲壓級(jí)能到105 dB。研發(fā)的目的除了常規(guī)的教堂、機(jī)場(chǎng)、火車站、會(huì)議廳堂外，還通過(guò)配接低音揚(yáng)聲器，準(zhǔn)備進(jìn)軍中小型演出廳堂。

圖8 TANNOY Q-Flex線源陣列揚(yáng)聲器

圖9 Renkus-Heinz ICLive-R線源陣列揚(yáng)聲器

（3）廣州迪士普音響科技有限公司的DSP1501相控陣聲柱（如圖10所示），是筆者所知道的國(guó)內(nèi)第一款基于類似原理研發(fā)的指向性可控產(chǎn)品，但是其性能相比較于國(guó)外同類產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，做了很多簡(jiǎn)化，其50°的垂直輻射角是固定不可調(diào)整的，但通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的遙控器能夠在±45°的范圍內(nèi)傾斜擺動(dòng)，而且揚(yáng)聲器下部還有一個(gè)小的LED屏顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，使用調(diào)整非常方便。雖然功能簡(jiǎn)單，且音質(zhì)也需要進(jìn)行較大提升，但該款揚(yáng)聲器畢竟在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的相控技術(shù)方面邁出了第一步，具有較高的技術(shù)含量，并能緊隨國(guó)際的發(fā)展，因此非常值得肯定。當(dāng)然，該產(chǎn)品還有另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是相比較而言非常便宜。

（4）Martin的 MLA Compact緊湊型線陣列揚(yáng)聲器。在上述線源陣列揚(yáng)聲器基礎(chǔ)上，有些公司就開(kāi)始考慮在更寬頻響范圍內(nèi)和更大聲壓級(jí)的條件下開(kāi)展類似的研發(fā)，以適應(yīng)大型擴(kuò)聲場(chǎng)所的需要。在2011年英國(guó)倫敦的Plasa展會(huì)，Martin公司推出了MLA Compact緊湊型線陣列揚(yáng)聲器（如圖11所示），其每單個(gè)箱體內(nèi)配置7個(gè)單元，包括4個(gè)高音、2個(gè)中音及2個(gè)低音，通過(guò)5個(gè)通道的獨(dú)立的DSP單元及功率放大器進(jìn)行處理和放大。多個(gè)箱體縱向陣列，可以在垂直方向上形成不同頻段的相控音柱，再應(yīng)用前述的線源陣列波束引導(dǎo)控制技術(shù)，從而使標(biāo)準(zhǔn)的線陣列揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)大約15°范圍內(nèi)的指向性控制。雖然可調(diào)的范圍不大，但畢竟提出了新的構(gòu)想，又向前進(jìn)了一步，同時(shí)也對(duì)該技術(shù)在大型揚(yáng)聲器上的應(yīng)用可行性進(jìn)行了一定的驗(yàn)證。

圖10 迪士普DSP1501相控陣聲柱

圖11 Martin MLA Compact緊湊型線陣列揚(yáng)聲器

圖12 EAW Anya大型寬頻線陣列揚(yáng)聲器

（5）大型線陣列揚(yáng)聲器EAW Anya系統(tǒng)（如圖12所示），是EAW公司在上述線源陣列揚(yáng)聲器基礎(chǔ)上經(jīng)多年研究開(kāi)發(fā)并于2013年推出的大型垂直指向可調(diào)控線陣列揚(yáng)聲器，它將垂直指向的可調(diào)范圍擴(kuò)展至0°～180°。單只的Anya揚(yáng)聲器為三分頻系統(tǒng)，共由22個(gè)單元組成，其中包括14個(gè)高音、6個(gè)中音及兩個(gè)低音單元，分別經(jīng)由內(nèi)置的22個(gè)通道的DSP進(jìn)行處理后再通過(guò)內(nèi)置的22個(gè)的功率放大器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每一只單元的電平、延時(shí)、相位等均獨(dú)立可控。該揚(yáng)聲器在物理布局上將所有同頻段的單元在垂直方向緊密陣列，這樣一來(lái)，多只Anya揚(yáng)聲器垂直排列后可視為不同頻段的多條線源陣列揚(yáng)聲器組合在一起，通過(guò)電子相控技術(shù)和專用控制軟件，實(shí)現(xiàn)每個(gè)頻段的指向性調(diào)控，并統(tǒng)一整合成為對(duì)整個(gè)揚(yáng)聲器陣列的垂直指向性控制技術(shù)。正是因?yàn)锳nya具備強(qiáng)大的垂直指向控制能力，因此其在安裝吊掛時(shí)，垂直排列即可，不需要任何“J”值設(shè)計(jì)和彎曲角度，工程技術(shù)人員只需根據(jù)聽(tīng)音區(qū)的需要，通過(guò)軟件設(shè)定整組揚(yáng)聲器的輻射角度和覆蓋區(qū)域，即可實(shí)現(xiàn)聲能量的定向投射，具有極高的靈活性，并極大地提高了效率和使用便利性。

（6）兩維空間指向可控?fù)P聲器。上述產(chǎn)品不管形式如何，均只能實(shí)現(xiàn)在垂直方向上的指向性可調(diào)可控，但實(shí)際使用的要求顯然不止于此，因此目前已有廠商開(kāi)始研發(fā)水平和垂直兩維空間指向均可調(diào)控的揚(yáng)聲器產(chǎn)品，具體是哪個(gè)廠家，目前仍屬于保密階段，在正式產(chǎn)品推出之前，廠家不希望透露任何技術(shù)內(nèi)容，甚至連廠家的名字也不愿意讓別人知道。筆者猜測(cè)一方面可能出于商業(yè)保密以及技術(shù)保護(hù)的目的，另一方面也許對(duì)產(chǎn)品研發(fā)的難度有著比較深刻的理解，不希望背負(fù)研發(fā)失敗的名聲。但筆者認(rèn)為其基本原理應(yīng)該還是以上述相控陣列波束引導(dǎo)為基礎(chǔ)的。

（未完待續(xù)）

（編輯 杜 青）

The Development Trend of Professional Audio Products and Proposals for the Related Domestic Industy

WEI Zeng-lai, WANG Yu
(The Third Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Beijing 100015, China)

According to the present technology situation of professional audio products and its application requirements in the future, and referring to the the latest and newest products of the famous manufacturers which have been exhibited in the most important exhibitions worldwide, the author presents some development trends of professional audio products, and after comparing with the abroad and the domestic related industry, gives some proposals and important points which should be focused on.

professional audio products；development trend; comparison; coverage adjustable loudspeaker, phase control; console; combination of multi-subjects; development proposals

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.01.004