流動擴聲系統的構建與調試*

王 智，范曉陽

（云南藝術學院，云南 昆明 650500）

隨著國內經濟的高速發展，戶外大型文藝活動也越來越多，不同的場所和不同的演出形式對現場擴聲系統的要求也不盡相同，科學規劃，合理構建流動擴聲系統及系統調試，實現平穩運行，是保障演藝活動的關鍵。

流動擴聲系統不同于劇院、影院等擴聲系統，具有不固定、靈活搭配的特點，需要匹配不同空間環境及演出類型。這里“流動”有兩層含義，一是擴聲場所的不固定，二是擴聲系統構建的模式不固定。隨著科學技術不斷發展，人們對聲音品質的要求也越來越高，針對不同場所、節目類型與表演形式，需要構建不同的擴聲系統。但目前專業技術人員匱乏，很多從業者，包括演藝方或設備租賃方對擴聲系統構建缺少科學合理的思路，且系統搭建往往是將手里現有器材聚集使用；沒有深入了解設備與節目類型和聲場的關系，缺少專業性和針對性，使系統的構建和調試存在很多問題，造成設備堆積擺樣，擴聲效果不佳。筆者就此現象，對流動擴聲系統的構建與調試做以下闡述，為初學者提供一定的理論參考及實踐指導。

1 流動擴聲系統的構建

擴聲場地的不同，決定了流動擴聲系統的不同。筆者按信號流程把擴聲系統簡分為三部分，拾音等音源輸入部分稱前級；音頻信號分配與處理部分稱控制部分，揚聲器系統及其供聲布局部分稱后級。

根據多年的實踐經驗，構建擴聲系統時，先期，了解擴聲場所的空間大小與形狀，觀眾數量和分布方式等，由此來推算滿足現場聲壓級所需的聲功率是多少；再根據聲功率及供聲布局設計，選擇音箱及數量來構成后級。接著，應熟悉節目單，分析節目類型，統計演員數量，設計每個節目的拾音方案，測算各類傳聲器數量，保證選型合理，構建系統的前級部分。最后，綜合前后級的操控要求，來確定控制部分的功能和規模。

筆者基于上述倒推式思路構建流動擴聲系統，先落實后級規模，再部署前級，最后確定控制部分，組成專業、合理、適用的擴聲系統。

1.1 揚聲器系統的構建

為擴聲場所提供足夠聲壓級，獲取合理的聽覺響度，取決于擴聲系統提供的聲功率，通過聲功率又能推導出場地所需要的音箱數量。同時，音箱的布局也會影響聲場覆蓋效果，布局合理可避免聲場的缺陷，使聲音均勻覆蓋。

擴聲現場需要的聲功率可通過計算公式獲得，假定在一個供聲區內有多組（N組）靈敏度相同的音箱供聲，且在音箱的聲輻射軸線上，聲場視為自由聲場，聲場的聲壓級為：

則擴聲需要提供的電功率為：

P為饋給音箱的電功率，S為音箱的軸向靈敏度，D為聲音接收點距音箱的距離。

假定接收點偏離音箱輻射軸線?度，那么偏離軸線供聲區域聲場的直達聲聲壓級為：

電功率 為：

LP(?)為偏離軸線?角接收點的聲壓級，D?為偏離軸線?角供聲點軸射距離，D?為音箱的指向性函數，20lgD?值應由音箱生產廠家提供。

通過上式可算出，當聲場要達到Lp聲壓級（期望的或是要求的聲壓級）時，需要多少瓦的音箱才能實現[1]。

由于計算公式復雜，且供聲區各點到音箱的距離不同，要分別對近場中場遠場計算，在具體實踐中不便操作，筆者給出三種實用的估算方法：

平方估算（每平方米2 W～5 W）

立方估算（每立方米0.5 W～1 W）

聽眾人數估算（人均1 W～5 W）

其中，平方估算法較適合空間高度不規則，或戶外中小場地的聲功率估算；立方估算法更適合廳堂會館的聲功率估算；人數估算法常用于戶外大型廣場的聲功率估算。三種方法的聲功率取值均由節目類型及響度追求決定，在具體操作中，建議總功率應留有一定裕量，結合音箱布點及供聲方式進行修正。

通過以上估算，即可由所需聲功率快速判斷出現場需要的揚聲器種類及數量。在對音箱進行布局時，要注意擴聲環境、觀眾席長寬、縱深等問題。集中供聲是將音箱集中于舞臺兩側，用線少連接簡單，方便實用，但容易引發嘯叫；分區供聲是把音箱采用分散的方式放置不同位置供聲，可提高直達聲比例，聲壓分布較為均勻。針對不同擴聲活動的需求，可以將集中、分區等供聲方式結合使用。現在，大型室外擴聲系統多采用線陣列音箱，其指向性強、輻射范圍廣，為各種供聲方式都提供了便利。

舞臺監聽又稱為舞臺返送，監聽音箱的數量、擺放位置及角度取決于舞臺的大小、形狀等舞臺狀況，使演員可以清晰地聽到直達聲，且覆蓋均勻。特別需要注意的是，監聽音箱與傳聲器間的距離、指向性的把控，否則容易引發嘯叫。

1.2 拾音的構建

前級部分更多地服務于表演人員，其構建與節目類型、表演順序、演員人數等有關。構建前級時，需要提前熟悉表演節目，確保有足夠數量的傳聲器能夠合理、有序地分配使用。

節目類型決定使用傳聲器的種類，不同的節目類型都有不同的使用需求，如大型合唱的拾音，由于拾取的是群體的聲音而非個人的聲音，就需要多支拾取范圍廣且靈敏度高的單指向形電容傳聲器；而對于樂隊主唱的拾音，為避免樂器串音，選擇靈敏度低、拾取范圍窄的無線傳聲器更為合適。每種傳聲器都有自身的優點和缺點，而調音師應該揚長避短，并結合應用環境，從而獲得理想的聲音效果。

另外，傳聲器的合理分配也尤為重要。一場演出中經常有下列情況，集體朗誦后緊接是器樂合奏，下一個節目是多人聯唱，中間還有主持人穿插。此類情形常讓調音師頭疼不已，若傳聲器用錯將導致節目無法正常進行。這就需要調音師提前對傳聲器數量和分配進行規劃，主持人最好有自己專屬的傳聲器，而表演者的傳聲器，將演員與傳聲器一一標注對應，并與控制部分對接好，做到表演時不慌亂不出錯。

1.3 控制部分的構建

控制部分是連接前級后級的重要組成部分，包括調音臺與周邊設備。如何選擇調音臺、周邊設備至關重要，在滿足操控功能的同時，系統的穩定、安全、傳輸便捷也需考慮。

調音臺的選型應綜合考量。首先，應按擴聲規模、使用傳聲器數量及與系統中的其他設備的匹配來選擇，確保調音臺通道數量可以滿足演出需要；如果通道數量有限，也可選擇多臺調音臺聯集工作。其次，針對節目類型、擴聲環境等，選擇功能適配，傳輸便捷的調音臺。最后，根據資金情況選擇性價比較高的調音臺。模擬調音臺直觀簡明，便于操控，但功能受限，長距離連接很多傳聲器線極為不便，更適用于會議、小型演出等的擴聲。數字調音臺支持信號網線傳送，傳聲器和音箱的接口箱到調音臺只需一根網線就能雙向傳輸信號，非常便捷；對信號的處理能力也更強，具備場景存儲和調用、參數復位、自帶處理器、藍牙遙控等更多的功能，方便快捷的同時，提供了更高的安全保障，適用于大型復雜的擴聲活動。

頻率處理器、動態處理器、混響器、延時器周邊設備等，在需要彌補聲場缺陷、信號加工處理、后級設備保護等處理時，可選擇性的使用。

圖1 合唱表演

圖2 大型舞蹈表演

2 擴聲實踐案例

以筆者負責的云南藝術學院60周年校慶活動（見圖1、圖2）為例，解析擴聲系統設計和建構。

此活動在云南藝術學院的運動場舉辦，觀眾席長約120 m，寬約80 m，可容納10 000多名觀眾，僅表演人員就有1 000多人，且節目形式多樣，包括交響樂隊、合唱團、大型舞蹈、群聲朗誦、舞臺劇、歌曲聯唱等。

2.1 后級構建

表演區為U型的三層舞臺，觀眾區為縱深120 m的長方形，如圖3、圖4所示。

（1）現場所需聲功率

根據場地的規模，先測算出擴聲所需要的聲功率，按面積估算，每平方米按3 W取值估算，有效場地面積需要的聲功率為：120×80×3 W=28.8 kW；若按人數估算，每人按3 W估算，場地可容納10 000人，所需聲功率為：10 000人×3 W=30 kW。綜合考慮，需要提供的聲功率為29 kW～31 kW。

（2）音箱布局和數量

觀眾區采用左右線陣列音箱+超低音音箱+補聲音箱的方式，保證聲場的響度均勻和頻率響應均衡。觀眾區中遠場的聲覆蓋由左右各12單元的線陣列音箱和4只超低音箱負責，近場由6只均勻鑲嵌在臺裙中的補聲音箱供聲，同時彌補左右線陣跨度過大帶來的中空現象。

（3）音箱功率分配

左右主擴線陣列音箱12×2=24只，每只有效功率1 kW，滿功率提供24只×1 kW=24 kW；超低音箱4只×1.5 kW =6 kW；臺裙音箱6只×300 W=1.8 kW；為觀眾區提供總聲功率31.8 kW，符合估算要求。

（4）舞臺返送

舞臺采用U型環繞舞臺分布供聲，舞臺臺口4只+左側縱深4只+右側縱深4只，每只返送音箱200 W功率，可滿足舞臺監聽的響度和聲場均勻分布。

2.2 拾音的配置

由于節目類型復雜，且表演人數多，需準備106支傳聲器，以保證節目順利進行，以及前后臺的溝通與配合。

（1）交響樂傳聲器配置

圖3 U型三層的舞臺

圖4 設計圖

根據交響樂隊的規模，用了52支傳聲器（見圖5）。因為在戶外擴聲，為了避免拾取到風聲和嘈雜的環境聲，選用了可以夾在樂器上的傳聲器42支（部分為貼片傳聲器），拾取樂器的直達聲。由于樂隊龐大，無法做到每個樂器都單給貼片傳聲器，而且還需要拾取交響樂隊的群聲，所以，又用了10支站架式電容傳聲器拾取群聲，兼顧沒有貼片傳聲器的樂器拾音，增加群感。

（2）合唱與朗誦傳聲器配置

合唱與朗誦用到了12支站架電容傳聲器和6支手持無線傳聲器。領誦與領唱每人分配1支手持傳聲器，方便朗誦者的運動，也突出領唱的聲音特色。合唱與集體朗誦分3組品字形站位，每組按ABCD方式分配4支電容傳聲器，電容傳聲器間距1.8 m，3組共12支電容傳聲器加6支手持傳聲器，拾取群聲和領唱。

（3）舞臺劇傳聲器配置

舞臺劇共有20多名演員。在舞臺劇中，演員需要奔跑并做大幅度的表演動作，手持傳聲器與站架傳聲器不方便演員的表演，所以選用了20支頭戴式傳聲器，固定在演員頭部，可以保證表演中拾取到的演員聲音清晰穩定。

（4）主持人與歌曲演唱傳聲器配置

6位主持人每人固定配1支手持傳聲器，聯唱、獨唱、領導講話致辭等共用10支手持傳聲器，這部分共配置了16支手持無線傳聲器。拾音方式最為簡單，難點在于手持傳聲器數量有限，無法滿足每個演員單獨固定使用，所以，要與控臺調音師溝通好，標注每個傳聲器相對應的演員。

2.3 控制部分的構建

圖5 交響樂隊的拾音

因有106路傳聲器輸入，還有主備2臺計算機4路播放舞蹈音樂的信號，外加2路LED大屏的聲音信號，共需要對112路信號進行調音、切換等控制，還需對舞臺返送信號進行調控，工作量大，處理復雜容易出錯。故考慮用3張數字調音臺組成3個分控系統，一張負責交響樂隊的調控，一張負責舞臺返聽的調控，一張作為主控負責交響樂以外的傳聲器，并對計算機播放音樂、LED影音、交響樂調音臺輸出信號進行總控。

（1）交響樂調音臺選用56路的數字調音臺。負責52路交響樂傳聲器信號的處理及調控，并把混合后的2路立體聲信號送給主控調音臺，樂隊所需的混響器和壓縮器使用數字調音臺上自備的效果器。

（2）舞臺返送調音臺選用40路數字調音臺，主要對聯唱、領唱、主持等傳聲器進行單控，保證歌手能按個人喜好調控聲音響度和比例平衡。交響樂隊及合唱分聲部間的平衡進行分組控制。

（3）主控調音臺（見圖6）選用70路數字調音臺，分別對合唱、朗誦、舞臺劇、主持人及獨唱等54路傳聲器信號進行調控，同時，還需對交響樂合成的2路立體聲信號、2臺計算機播放的4路舞蹈音樂信號、LED大屏的2路立體聲信號等合計62路聲音信號進行調控。

為了保障節目的效果，盡量避免嘯叫帶來的影響，給主控調音臺與返聽調音臺都增設了1臺反饋抑制器，防止突然出現嘯叫影響演出效果。3張數字調音臺分由三位調音師控制，各負其責，減輕了主控調音師的工作量和壓力，保證大型晚會擴聲工作的順利完成。

3 系統調試

圖6 主控調音臺

擴聲系統規范、合理、科學的調試，是保證擴聲音質的必要條件。根據以往的擴聲實踐經驗，筆者在系統調試時，習慣于先調試后級，再調試前級，最后進行系統統調，步驟為：音箱系統調試→傳聲器增益信噪比調試→整體聲音效果調試，下面分別進行闡述。

3.1 后級調試

因為擴聲系統要求均勻覆蓋不同的區域，所以先對分布在各點位的音箱進行響度均勻和頻率均衡調試，再對音箱輻射區存在的相位問題進行補償。

（1）響度均勻調節

播放測試音樂，分別打開左右側線陣音箱，通過音箱處理器調整左右線陣列音箱的響度，使之平衡；再加入超低音箱，調整線陣音箱與超低音音箱的比例，并保證聲場的清晰度與豐滿度合適。最后切換臺裙補聲音箱開關，調節補聲音箱與線陣列音箱的響度關系，使中前區聲音清晰而豐滿。

（2）頻率均衡及相位補償

通過聲場測試軟件發送粉紅噪聲，用測試傳聲器拾取并檢查聲場的頻率響應，然后調節主控調音臺上的圖示均衡，對聲場改變的某些頻率進行鏡像補償。另外，針對各音箱輻射的聲波到達聽點存在的延遲，需通過軟件測試，并用處理器做相位補償，減弱由于聲場缺陷造成的聲音畸變現象。

這里要強調，頻率和相位的補償，不必追求極致，因為測試點（聽音點）不同，調整結果會不同。主張用熟悉的音樂進行主觀試聽，測試高中低頻率是否均衡，針對清晰度、層次感、豐滿度等進行頻段調節，獲得滿意的整體音響效果。

（3）舞臺監聽的調試

首先，要調整各聲部間的比例關系，給獨唱、獨奏添加一定混響效果，保證演員在舞臺上清晰聽到自己及伴奏的聲音；其次，要盡量減小主擴音箱對舞臺監聽的影響，通過均衡器、反饋抑制器等設備，避免返送監聽嘯叫。

3.2 前級調試

傳聲器的調試一般需要使用者配合完成，調試時要了解個人或樂器最適合的傳聲器類型和拾音距離，保證音質，避免線路噪聲。無線傳聲器有對應的接收機，在調試前需要檢查傳聲器頻率與接收機頻率是否對應。如果無線傳聲器與接收機較遠，出現斷頻，可以給接收機加入信號放大器。最關鍵的是，無線傳聲器與接收機的發送和接收增益一定要調節匹配好，若傳聲器的發送增益大，動態大的聲音信號就易失真；接收機增益小，聲音的信噪比則會惡化。

根據節目所需要的效果，演唱、獨奏等可加入適量的混響效果，改善聲音的圓潤度、空間感，演員表演也會更輕松和自信；但過量的混響會導致聲音混濁，降低可懂度，還易產生嘯叫。針對不同演員的聲音特點和節目的類型，需要調整對應通道均衡器的高、中、低頻比例，達到較好的聽覺效果。

前級的調試需要熟悉每個節目的特點及傳聲器調度，珍惜每次聯排，在節目彩排中不斷細調和完善，保證正式演出時有理想聲音效果。

3.3 系統統調

前后級調試完成后，要對整個系統進行統調，達成整個系統的相互匹配，保證系統的安全性、穩定性及擴聲效果。

首先，對系統的數字網口設置備份連接，保證音頻信號和控制信號傳輸上的的安全。在數字音頻矩陣上，對左中右三路主輸出的電平及均衡進行調測，保證饋送到聲場前區、中區、后區的聲音在響度和頻率響應上平衡。按節目單順序在調音臺上建立對應的“場景”存儲號，用于每個節目的通道啞音、推子狀態、效果處理的快速調用。其次，調音臺的動態處理器，對需要控制動態范圍的某些通道進行規劃和參數設定。同時應設置幾套混響器參數，使不同的音源聲音既有還原度又有圓潤度和豐滿度。最后，對系統做聲反饋抑制，避免發生嘯叫。

嘯叫控制是擴聲效果的基本保障，也是系統調試的重點，主要從以下幾點進行調控。

（1）傳聲器設置應盡量靠近聲源，以降低傳聲器的增益，減小嘯叫發生的概率；提醒歌唱演員不要把傳聲器貼在嘴上，避免近講效應，從而影響聲音的清晰度。

（2）盡可能拉開傳聲器與揚聲器的距離，避免傳聲器的拾音范圍與揚聲器的輻射范圍重疊太深形成聲環路而增大嘯叫的概率。

（3）盡量使用單指向形傳聲器，減少聲反饋的激勵量，也避免不必要的串聲干擾。

（4）使用聲反饋抑制器，在節目聯排時對觀眾擴聲系統及舞臺返送系統易嘯叫的頻率點，提前進行頻率鎖定和適度抑制，確保正式演出不發生嘯叫。

4 結語

流動擴聲系統在于要滿足不同的擴聲環境與各種簡繁的演出形式，其構成千變萬化，調試也各有所宗。隨著科技的進步以及人們對聲音效果需求的日益提高，音響設備的功能也在不斷完善，擴聲系統的構建與調試越發重要。無論功能多么簡單或強大的設備，都需要有經驗的專業人士來搭配和駕馭。沒有科學、專業的系統組成，無法獲得理想的擴聲效果，造成設備資源的浪費。