HiQnet Performance Manager在擴聲系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用

【摘 要】 介紹HiQnet Performance Manager軟件在擴聲系統(tǒng)應(yīng)用中，揚聲器吊掛高度及角度的設(shè)計計算、聲場模擬及調(diào)整、 擴聲系統(tǒng)監(jiān)控等功能的具體操作。

【關(guān)鍵詞】 HiQnet Performance Manager；擴聲系統(tǒng)；設(shè)計；軟件應(yīng)用

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.11.005

【Abstract】The application of hiqnet performance manager in the design of sound reinforcement system was introduced including the concrete operation of design and calculation of height and angle of loudspeaker， simulation and adjustment of sound field， sound reinforcement system monitoring and other function.

【Key Words】HiQnet Performance Manager； amplification system； design； software applications

音響工程師在到達一個新的演出場地后，能夠快速實現(xiàn)擴聲系統(tǒng)設(shè)計、搭建、調(diào)試和運行是保證演出順利進行的基本條件。

對于擴聲系統(tǒng)的設(shè)計，傳統(tǒng)做法是結(jié)合建筑圖紙，使用聲場模擬軟件（如EASE、EASE Focus等）建模，選擇不同的揚聲器型號、數(shù)量及位置，分析聲場不均勻度和聲壓值，最后確認設(shè)計方案交付施工。進行系統(tǒng)調(diào)試時，需同時使用不同廠家的控制軟件和測試軟件（Smaart、SysTune等）分別操作。演出過程中，對系統(tǒng)及設(shè)備的監(jiān)控，如沒有自動生成的軟件監(jiān)控界面，則需要花費時間制作，或者單獨打開每一臺設(shè)備監(jiān)控，十分不方便。因此，將擴聲系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試、監(jiān)控等功能統(tǒng)一于一個軟件中，可以使音響工程師快捷、高效、準確地實施一個既定的擴聲系統(tǒng)，保證演出順利進行。

HiQnet Performance Manager（以下簡稱PM）軟件可以滿足上述的需求，實現(xiàn)了對擴聲系統(tǒng)設(shè)計、搭建、調(diào)試和監(jiān)控的一體化。筆者結(jié)合實例，闡述如何運用HiQnet Performance Manager完成擴聲系統(tǒng)的設(shè)計，以及應(yīng)用中的技巧及注意事項。

1 HiQnet Performance Manager軟件介紹

HiQnet Performance Manager是一款用于擴聲系統(tǒng)設(shè)計和可網(wǎng)絡(luò)管理的軟件，主要配合JBL揚聲器和CROWN數(shù)字功率放大器的應(yīng)用。

PM的工作流程模式可以引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計師實現(xiàn)完整的系統(tǒng)設(shè)計、配置和控制，內(nèi)嵌JBL Line Array Calculator Ⅲ（以下簡稱“LAC Ⅲ”）聲場模擬軟件、Smaart聲學(xué)測試軟件、NetSetter設(shè)備網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定軟件等工具，并配有所有揚聲器原廠預(yù)設(shè)和校準調(diào)整參數(shù)，供選配設(shè)備時使用，提高自動化控制接口配置效率，并指引音響工程師們快速完成系統(tǒng)的調(diào)試；運行監(jiān)控模式提供系統(tǒng)設(shè)備的測試和監(jiān)控，實時掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài)。PM的操作界面直觀、智能化，將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計操作簡化為拖放方式，大大縮短設(shè)計時間。

PM軟件廣泛用于大型演唱會、音樂節(jié)等大型商業(yè)演出及固定安裝擴聲系統(tǒng)的設(shè)計與使用中。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 揚聲器系統(tǒng)的安裝設(shè)計

為滿足現(xiàn)場的音質(zhì)要求，揚聲器系統(tǒng)必須有正確的擺放或吊掛，并進行聲場的調(diào)整。常規(guī)的方法是利用聲學(xué)軟件EASE建模，進行聲場模擬，確定揚聲器系統(tǒng)的位置、數(shù)量等，但前期建模花費時間較多。通過PM軟件集成的LAC Ⅲ可快速地確定揚聲器的位置、角度，并對聲場進行模擬分析和調(diào)整，調(diào)整后輸出最后的安裝參數(shù)。筆者以某體育館流動演出的擴聲系統(tǒng)設(shè)計為例，給出設(shè)計步驟及調(diào)試方法。

2.1.1 設(shè)置觀眾聽覺平面

該體育館有兩層觀眾席，首先需要確定相應(yīng)的觀眾聽覺平面（Plane Definition）。“Plane Definition”有兩種定義方法。

（1）輸入觀眾席X、Y方向（水平距離、垂直高度）起端和末端的位置數(shù)據(jù)，如圖1所示，LAC Ⅲ便可自動生成相應(yīng)的觀眾聽覺平面。LAC Ⅲ最多可現(xiàn)實24層觀眾席聽覺平面。

（2）對于沒有圖紙、數(shù)據(jù)的陌生場地，除了常規(guī)場地測量之外，LAC Ⅲ提供另一便捷測量方法：將“Plane Definition”選擇為Distance VS Angle（距離/角度）；選擇一個基點（通常選擇揚聲器吊掛位置下方），使用帶測角度的電子測距儀，分別測量基點（起端）至一層和二層終端的距離及其角度，填入軟件，軟件會自動換算出所有觀眾平面，如圖2。

2.1.2 設(shè)置揚聲器系統(tǒng)的型號和數(shù)量

確定揚聲器系統(tǒng)的型號和數(shù)量有兩種方法：

（1）根據(jù)工程師的經(jīng)驗和系統(tǒng)預(yù)算，選用合適的揚聲器系統(tǒng)型號和數(shù)量進行模擬驗證；

（2）使用不同型號和數(shù)量揚聲器系統(tǒng)進行模擬，選出滿足場地演出需求的揚聲器。

不管使用哪種方法進行模擬，在LAC Ⅲ中都能一鍵快速切換揚聲器系統(tǒng)型號和數(shù)量，并實時生成模擬數(shù)據(jù)。在該體育館的擴聲系統(tǒng)中，選用12只JBL VTX V20進行吊掛模擬，見圖3。

2.1.3 設(shè)置揚聲器系統(tǒng)的吊掛高度和深度

準確地設(shè)定揚聲器吊掛高度和角度，關(guān)系到聲場的覆蓋，直接影響整個觀眾席的音質(zhì)。根據(jù)現(xiàn)場情況，設(shè)定揚聲器系統(tǒng)吊掛的頂部位置Top （of Array） （X、Y軸參數(shù)）后，揚聲器系統(tǒng)的底部Bottom（of Array）位置會自動生成；或者可以先設(shè)置底部位置，自動生成頂部位置。在實際使用中，這兩個數(shù)值能準確體現(xiàn)出揚聲器系統(tǒng)的吊掛高度和深度，如圖3所示，頂部高度為12 m，深度為1 m。由此，能確定現(xiàn)場的安裝空間或支架內(nèi)部所需空間是否滿足揚聲器系統(tǒng)的吊掛要求，同時，還要兼顧舞美、舞臺機械設(shè)計等相關(guān)專業(yè)的設(shè)計要求。endprint

2.1.4 調(diào)整揚聲器角度獲得最佳頻響曲線

當設(shè)置了觀眾席平面和揚聲器吊掛高度之后，音響工程師可單獨對每一只揚聲器的投射位置和角度進行調(diào)整，或使用“Get me started”角度自動計算功能，系統(tǒng)會根據(jù)已設(shè)置的觀眾平面和吊掛高度自動生成所有揚聲器的投射位置和夾角角度，音響工程師根據(jù)生成的角度和軟件右下角各測試點的頻響曲線可微調(diào)每一組揚聲器的角度、增益和EQ以獲得各測試點最佳的頻響曲線。所有參數(shù)調(diào)整后，各測試點的頻響曲線都能實時響應(yīng)。經(jīng)過眾多國內(nèi)外演出團隊對LAC Ⅲ軟件的模擬頻響曲線與現(xiàn)場測量取得的曲線比較整理，得出軟件模擬的準確性可達95%。

2.1.5 輸出揚聲器系統(tǒng)吊掛報告

當所有參數(shù)設(shè)計完畢之后便可輸出揚聲器系統(tǒng)吊掛數(shù)據(jù)報告，供施工人員準確完成揚聲器吊掛工作。報告的輸出形式有以下兩種。

（1）文本模式

報告可以在系統(tǒng)中隨時調(diào)看，也可輸出打印。

內(nèi)容有揚聲器系統(tǒng)吊掛所有的參數(shù)：每組揚聲器系統(tǒng)吊掛的高度、深度和重量；第一只與最后一只揚聲器系統(tǒng)的傾斜角度以及每兩只揚聲器系統(tǒng)之間的垂直夾角，由此可以計算出整組揚聲器系統(tǒng)的垂直角度；使用的支架類型及支架兩個吊掛點的承重，揚聲器線纜重量估算，并合計總的吊掛重量，從而可以確定吊掛葫蘆的承重需求。

（2） APP模式

輸出報告同時還可生成一個二維碼，通過微信、QQ或者彩信分享到施工人員手機上。手機下載JBL ARRAY LINK APP，如圖4所示，通過掃描LAC Ⅲ生成的二維碼，同樣可以獲得揚聲器系統(tǒng)安裝吊掛需要的所有參數(shù)，現(xiàn)場安裝吊掛十分方便且環(huán)保。

2.2 功率放大器與揚聲器的匹配

對于不同的音響工程師，功放柜的設(shè)置、功率放大器組合方式及其與揚聲器系統(tǒng)之間的物理連接設(shè)計各不相同，因此，常用的直接程序預(yù)設(shè)調(diào)用方式不能適應(yīng)靈活的系統(tǒng)需求。PM軟件內(nèi)置系統(tǒng)自動辨識配對功能，在不需要更改功率放大器與揚聲器系統(tǒng)之間的物理連接的情況下，用戶只需告知軟件功率放大器與揚聲器系統(tǒng)之間的物理關(guān)系，軟件會導(dǎo)入相應(yīng)的“Preset”（預(yù)設(shè)）。

還以上述體育館擴聲系統(tǒng)為例，系統(tǒng)采用6臺Crown IT 4×3500HD數(shù)字功率放大器驅(qū)動12只 VTX V20 線陣列揚聲器系統(tǒng)，使用3臺Crown IT 12000HD驅(qū)動6只VTX S25超低頻揚聲器系統(tǒng)。JBL VTX V20是三分頻4通道（L1、L2、M、H）驅(qū)動，IT 4×3500HD亦是4通道，那么只需通過拖放操作設(shè)定功率放大器通道為L1、L2、M、H，使功率放大器的通道分別對應(yīng)的揚聲器系統(tǒng)的各通道；同理，S25和IT 12000HD配對亦是如此。施工人員只需按要求連接設(shè)備便可，如圖5所示。若超低頻揚聲器系統(tǒng)采用心形方式放置，只需在揚聲器系統(tǒng)配對時，在設(shè)置“Orientation”（方向）選擇“R”（Rear）便可。

2.3 設(shè)備參數(shù)的預(yù)設(shè)

2.3.1 設(shè)備網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定

PM內(nèi)置HiQnet NetSetter設(shè)備網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定工具，用于設(shè)置所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（有源揚聲器系統(tǒng)、功率放大器、處理器等）在局域網(wǎng)內(nèi)的ID和IP等參數(shù)。IP地址可設(shè)置為自動獲取或固定。工程師可以使用“LOCATE”功能快速查找軟件上設(shè)備與對應(yīng)的現(xiàn)場設(shè)備的位置。

2.3.2 揚聲器系統(tǒng)原廠預(yù)設(shè)（Presets）參數(shù)的選擇

每個揚聲器系統(tǒng)出廠都有多個預(yù)設(shè)供用戶不同應(yīng)用選擇。當多個型號或多個系列在同一系統(tǒng)中使用時，如何為這些揚聲器系統(tǒng)選擇預(yù)設(shè)參數(shù)以達到相互兼容，是音響工程師在一般系統(tǒng)調(diào)試前遇到的棘手問題。

PM內(nèi)置了全部JBL線陣列的原廠程序（廠家根據(jù)揚聲器系統(tǒng)特性預(yù)設(shè)的程序），用戶只需選擇揚聲器系統(tǒng)合適的超低部分的分頻點便可；同一系統(tǒng)中，不同型號的揚聲器系統(tǒng)之間可自行匹配、全頻揚聲器系統(tǒng)與超低揚聲器可自行配對，并自動將相關(guān)的Presets灌入功率放大器，使系統(tǒng)獲得非常一致的音色及相位響應(yīng)。

3 系統(tǒng)調(diào)試

3.1 軟件與現(xiàn)場設(shè)備的聯(lián)接

當工程師完成“Preset”之后，下一步工作是“Go Online” ，即建立軟件控制管理程序與硬件設(shè)備的聯(lián)接。軟件程序會通過設(shè)備ID與現(xiàn)場功率放大器設(shè)備配對，并將預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)灌入。聯(lián)接前，所有操作為離線設(shè)計，上線后即為在線實時操作，如進行參數(shù)修改就會實時存儲到功率放大器內(nèi)。

3.2 功率放大器輸入源的選擇

數(shù)字功率放大器輸入源有三種：數(shù)字輸入、模擬輸入和網(wǎng)絡(luò)輸入（CobraNet）；同時，具有高、中、低三個自定義優(yōu)先級別。不同的輸入源可用于主、備或第三張調(diào)音臺同時輸入，根據(jù)輸入優(yōu)先級別的設(shè)定智能選擇。當高優(yōu)先級信號斷開，會自動切換到下一優(yōu)先級的信號源。此功能常用于電視臺直播和大型演出等專業(yè)系統(tǒng)。

3.3 調(diào)試（工程師）模式下檢測線路及揚聲器單元

系統(tǒng)工程師在移交擴聲系統(tǒng)給調(diào)音師之前，需保證系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備全部正常工作。PM軟件在調(diào)試（工程師）模式下，內(nèi)置White（白噪）、Pink（粉噪）、Sine（單頻）信號發(fā)生器，可提供對系統(tǒng)所有設(shè)備和元件測試功能：對整個系統(tǒng)所有設(shè)備或單獨揚聲器單元逐一測試、核對功率放大器通道與揚聲器單元（高頻、中頻、低頻）的匹配是否有誤、線纜是否有虛接、揚聲器單元阻抗值顯示等，如圖6。工程師模式能大幅提高系統(tǒng)搭建的工作效率，且能快速判定故障所在位置。

3.4 可靈活操作的調(diào)試手段

PM可對揚聲器組或單獨每一只揚聲器（超低）進行延時調(diào)整。對應(yīng)超低揚聲器組不同擺放方式，可單獨調(diào)整每一只超低頻揚聲器的延時，單位可選秒、英尺或米，系統(tǒng)會自行換算。延時器設(shè)有開關(guān)，可快速對比添加延時和沒有添加延時的聲音區(qū)別，如圖7所示。endprint

每組揚聲器組和單獨揚聲器的增益都可以分別調(diào)整。例如覆蓋近場的揚聲器由于與觀眾的距離比較近，通常都會適當減少增益，如圖8所示。

設(shè)計時在LAC Ⅲ中對EQ的設(shè)置，現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)試模式下亦可以更改，界面與LAC Ⅲ模擬調(diào)整的數(shù)據(jù)一致，分為五部分：

第一個是揚聲器線陣列尺寸補償EQ，主要針對中/低頻聲音的處理，具有全局性，工廠根據(jù)不同揚聲器線陣列組合尺寸設(shè)置的一個低頻擱架式EQ；只需設(shè)置增益，頻點與斜率取決于增益變量，軟件會根據(jù)揚聲器線陣列尺寸生成相應(yīng)的頻點及斜率，使揚聲器線陣列整組得到一致的相位和音質(zhì)。

第二個為環(huán)境補償EQ，具有全局性，主要調(diào)整補償由于大氣環(huán)境的溫度和濕度給高頻能量帶來的影響；同時，亦能快速調(diào)整整組揚聲器音色明亮或變暗，體現(xiàn)系統(tǒng)整體音色平衡，滿足藝術(shù)效果。

第三個為投射距離補償EQ，針對投射不同距離的揚聲器的聲音補償，可用于提升投射遠區(qū)揚聲器的高頻能量和降低投射近區(qū)揚聲器的高頻能量。此EQ的頻率和Q值用于全局，但每個通道的增益可單獨調(diào)整。

第四和第五個EQ是每個通道獨立的EQ，頻率、增益和Q值都可以調(diào)整，十分靈活，如圖9所示。

除校準EQ之外，軟件另外提供12段分組參量EQ供工程師調(diào)整系統(tǒng)使用，包括常用的PEQ、Low Shelf、High Shelf、Low Pass 、High Pass 等。

3.5 調(diào)整系統(tǒng)的測試（調(diào)音師）模式（整合smaart7/8聲場調(diào)試軟件）

在測試（調(diào)音師）模式下，PM軟件通過網(wǎng)絡(luò)集成聲場環(huán)境測試軟件Smaart在同一工作界面。當PM與Smaart連接之后，工具欄的Disconnected（紅色）會變成Connected（綠色）。在軟件窗口會顯示實量的揚聲器頻響曲線，根據(jù)頻響曲線可以直接在窗口里面添加EQ，EQ將實時作用于揚聲器對應(yīng)的功率放大器，工程師能直接看到添加EQ后曲線的變化。同時，Smarrt所有基本功能在PM軟件都能實現(xiàn)操作，包括測量傳聲器開關(guān)、延時補償、測試信號開關(guān)、截圖等，避免了多個軟件之間相互切換操作的復(fù)雜性，如圖10所示。

4 系統(tǒng)監(jiān)控

4.1 運行監(jiān)控模式

當所有設(shè)置調(diào)整完成之后，便可進入Run Show（運行監(jiān)控）模式，如圖11所示。在此模式下可以選擇不同方式顯示整個擴聲系統(tǒng)的運行情況，如系統(tǒng)輸入和輸出電平的平均值和峰值，每一通道或整個系統(tǒng)的溫度、電壓、揚聲器單元的阻抗、健康情況是否正常等。如其中某一項監(jiān)控數(shù)值超出預(yù)設(shè)的正常范圍，軟件提示會從綠色轉(zhuǎn)為紅色警示。PM運行監(jiān)控模式能非常直接地協(xié)助工程師、調(diào)音師了解擴聲系統(tǒng)的運行情況，避免信號過載、溫度過高等影響正常演出的情況發(fā)生。

4.2 運行監(jiān)控模式中的參數(shù)微調(diào)

在運行監(jiān)控模式中，容許調(diào)音師微調(diào)系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)，如揚聲器線陣列組啞音、增益、EQ和延時。

與之前的工程師、調(diào)音師模式參數(shù)調(diào)整不同的是，在此模式中進行的觸摸屏操作、鍵盤操作、鼠標操作，對參數(shù)的改變十分微小，如滾動鼠標輪，電平變化是以0.1 dB的步進范圍進行。此模式能保證參數(shù)在獲得變化的同時，避免大幅度調(diào)整給系統(tǒng)帶來意外的變化，極大地提高了系統(tǒng)的安全性。

5 軟件使用技巧及注意事項

5.1 揚聲器覆蓋角度調(diào)整及吊架的靈活使用

揚聲器之間的垂直夾角調(diào)整宜由上至下逐漸增加，通常上端揚聲器投射位置較遠，需要更多能量，如揚聲器之間夾角過大，能量會分散；下端揚聲器投射位置較近，可適當擴大揚聲器之間的夾角，均勻覆蓋觀眾席便可。

另外，在調(diào)整揚聲器組整體角度時需注意揚聲器吊架的吊掛點位置，保證揚聲器組的重心在兩個吊掛點之內(nèi)且兩個吊掛點的承重相近，如吊掛圖出現(xiàn)“無效重心位置 ”（如圖12）或“某一吊點承重超過負荷”則需要重新調(diào)整，以保證系統(tǒng)的安全性。如果此揚聲器組的覆蓋角度和吊掛高度能獲得最佳的頻響曲線，則可以使用吊架反裝方式吊掛，如圖13，以保證最佳的頻率響應(yīng)。JBL線陣列AF吊架都能使用反裝方式吊掛，并配備后拉架，以適應(yīng)不同演出場的苛刻需求。

5.2 軟件使用注意事項

（1）建議將設(shè)備IP地址設(shè)置為固定，且所有設(shè)備的IP地址設(shè)置在同一網(wǎng)段內(nèi)，如設(shè)備IP地址與軟件IP地址不在同一網(wǎng)段內(nèi)，程序與設(shè)備無法同步，且進行固件升級時偶爾會報錯。

（2）調(diào)試完成保存數(shù)據(jù)下線之后再次上線，如有其他工程師調(diào)試系統(tǒng)，需確認是否使用原來調(diào)試完畢的數(shù)據(jù)，如選擇原來調(diào)試的參數(shù)，則直接將程序參數(shù)發(fā)送至設(shè)備，反之則從設(shè)備讀取參數(shù)至PM。

（3）PM1.0版本編寫的程序不能用于PM2.0以上的軟件版本。

（4）PM軟件支持的計算機軟件運行系統(tǒng)為Win7、8.1或10，硬件配置為：CPU-64 bit雙核@2.5 GHz或以上，RAM-8 G或以上。

6 結(jié)語

筆者通過介紹HiQnet Performance Manager的功能、特點和使用方法，有利于進行系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試及測試。當前，軟硬件兼顧發(fā)展已成為一種趨勢，硬件設(shè)備需要優(yōu)秀的管理軟件做支撐，且這些軟件應(yīng)具有界面直觀、方便快捷和集成強大的功能，兩者相輔相成，可為音響工程師實現(xiàn)高效、高質(zhì)地搭建擴聲系統(tǒng)提供強有力的支持。

參考文獻：

[1] The Performance Manager User Guide.

[2] PM Measurement Integration User Guide V1.0（PM集成用戶手冊）.

作者簡介：

杜鵬，本科學(xué)歷，安恒利（國際）有限公司工程部技術(shù)主任，項目經(jīng)理。主要從事專業(yè)音頻系統(tǒng)的設(shè)計和工程施工管理，參與的項目有上海迪士尼樂園、深圳大劇院、順德演藝中心等。endprint