【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5 圖 1 數(shù)字?jǐn)U聲系統(tǒng)圖示 從傳輸距離看，模擬系統(tǒng)的傳輸有限性被數(shù)字傳輸?shù)臒o限性取代，在概念表達(dá)上可以稱為 “ 云 ” ，指可以傳輸?shù)膬?nèi)容。 [1]在數(shù)字 系統(tǒng)解決方案中的表述方式為平臺(tái)， 即由傳輸網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)軟件共同組成了數(shù)字音頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)， 如圖 2 所示 。 圖 2 擴(kuò)聲系統(tǒng)組成圖示 輸入節(jié)點(diǎn)或模塊的選擇是多樣的。數(shù)字混音技術(shù)和芯片技術(shù)已經(jīng)完全在部件和芯片級(jí)上解決了數(shù)字聽感和采樣速率，根據(jù)專業(yè)擴(kuò)聲需要和標(biāo)準(zhǔn)，全數(shù)字調(diào)音臺(tái)解決方 [1] Shien S． Gudie to MPEGI audio standand [J]． IEEETransactions onBmadeasting， 1994， 40(4)：3539． 中國(guó)傳媒大學(xué)南廣學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 案可以涵蓋最大輸入要求并能聯(lián)機(jī)擴(kuò)展，并根據(jù)人們的使用習(xí)慣任意選配。需要指出的是，絕大部分從業(yè)人員的使用習(xí)慣目前仍然是模擬調(diào)音臺(tái)，因此，滿足用戶體驗(yàn)的設(shè)計(jì)在未來變得相當(dāng)重要。 輸出節(jié)點(diǎn)和模塊的選擇也是多樣的。在未來發(fā)展中，環(huán)境噪聲的控制逐漸成 為城市管理的強(qiáng)制要求，聲源設(shè)計(jì)中將常用到分散擴(kuò)聲，這也使數(shù)字音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)的流行成為必然?；跀?shù)字音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)的傳輸特點(diǎn)，輸出節(jié)點(diǎn)將主要采用有源節(jié)點(diǎn)。 一直以來， 有源音箱 基本上都是使用內(nèi)置的模擬功放，其與生俱來的低效率、高耗能、高熱量、可靠性差和體積笨重等缺點(diǎn)，與社會(huì)發(fā)展和節(jié)能、環(huán)保、低碳的理念極不適應(yīng)。隨著 D 類放大技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)音頻技術(shù)的飛速發(fā)展，內(nèi)置 D 類功放模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸、處理模塊的有源音箱將成為市場(chǎng)主流，徹底改變模擬功放有源音箱的工作方式 ，突出體現(xiàn)智能、輕便、節(jié)能、高保真和高可靠性等特點(diǎn)。 以 CMARK K 系列網(wǎng)絡(luò)有源音箱為例，這類音箱同時(shí)帶有模擬音頻輸入接口和數(shù)字音頻傳輸接口，采用網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議與外部連接，真正做到了只用一根網(wǎng)線解決所有問題?？芍苯优c網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)連接，不但可以輸出音頻，同時(shí)還具備 DSP 處理功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、音量、電壓等，在中英文控制軟件界面里隨時(shí)顯示上述信息。這類音箱的另一個(gè)功能就是可實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)控制，方便使用者對(duì)整個(gè)音響系統(tǒng)的搭建與控制，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字功放與傳統(tǒng)音箱的完美結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)字有源音箱成為音 響發(fā)展的必然趨勢(shì)。 數(shù)字音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)的特性由傳輸特點(diǎn)、輸入的用戶體驗(yàn)方式、輸出環(huán)境要求及強(qiáng)制限定要求所決定。具體如下： (1)開放交互性：數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)內(nèi)開放性和互聯(lián)性，使得點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸簡(jiǎn)單明了，軟件的使用習(xí)慣與系統(tǒng)的架構(gòu)表示易于理解。設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和功能的預(yù)留在結(jié)構(gòu)完成后，主要取決于設(shè)備的選用和設(shè)計(jì)師對(duì)數(shù)字結(jié)構(gòu)的理解。極大地發(fā)揮了人的主觀能動(dòng)性，使得系統(tǒng)開放交互性突出。 (2)抗擾安全性：數(shù)字?jǐn)U聲設(shè)備的設(shè)計(jì)具有實(shí)時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)切功能，這是可靠性的保障，其傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)流，這使抗擾性極大提高，組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的可控 性以及平臺(tái)軟件的定制性，使數(shù)字系統(tǒng)具有模擬系統(tǒng)無可比擬的安全性。 (3)主動(dòng)體驗(yàn)性：數(shù)字系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)完成前的創(chuàng)意溝通，可以提高用戶和客戶的體驗(yàn)，功能模擬可以在任意計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，功能設(shè)計(jì)可以存儲(chǔ)于 DSP 處理器，使用時(shí)只需一鍵調(diào)用，同時(shí)，在需要?jiǎng)?chuàng)意場(chǎng)合可以隨時(shí)提前改變?cè)O(shè)置并重新定義系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 (4)節(jié)能節(jié)約性：數(shù)字系統(tǒng)的輸出設(shè)備選用 D類放大器或由 D 類放大器組成的有源音箱，可提高使用的能效，因其傳輸特性的線材選用 5 類或 6 類網(wǎng)線，遠(yuǎn)距離傳輸選用光纜，耗材大幅下降，節(jié)能節(jié)約性顯著。 數(shù)字音頻系統(tǒng)的特性決定了系統(tǒng)集成的簡(jiǎn)便 性，它改變了以往總線控制設(shè)計(jì)的方法，使得設(shè)計(jì)中的功能與系統(tǒng)布線的關(guān)聯(lián)減小。也就是說，可以將數(shù)字音頻系統(tǒng)當(dāng)作設(shè)計(jì)平臺(tái)，簡(jiǎn)化了集成的工作，擺脫了總線設(shè)計(jì)的自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)要求。 以太網(wǎng)的發(fā)展使得交換機(jī)的選取簡(jiǎn)單化，綜合布線的設(shè)計(jì)能力決定了數(shù)字音頻系統(tǒng)的傳輸能力，只需要適當(dāng)選擇數(shù)字音頻傳輸器和 DSP 處理器，就可以組建數(shù)字音頻中國(guó)傳媒大學(xué)南廣學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 系統(tǒng)。簡(jiǎn)言之，簡(jiǎn)單就是最大的優(yōu)勢(shì)。 公共廣播系統(tǒng) (Public Address System，簡(jiǎn)稱 PA 系統(tǒng) )，是在一定的區(qū)域范圍內(nèi)傳播實(shí)時(shí)信息的重要手段，主要用于飛機(jī)場(chǎng)、火車站、汽 車站、體育場(chǎng)、商場(chǎng)和超市等大、中、小型場(chǎng)所，其主要任務(wù)是為公共場(chǎng)所提供清晰的富有效率的聲響環(huán)境。在平時(shí)向廣播服務(wù)區(qū)播送背景音樂、語音信息和發(fā)布定時(shí)信號(hào)（如上下班鈴聲、火車定點(diǎn)報(bào)站）；在緊急情況下（例如發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)），強(qiáng)行發(fā)布災(zāi)害性警報(bào)。 公共廣播系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它需要電子技術(shù)、電聲技術(shù)、建聲技術(shù)和聲學(xué)藝術(shù)等多門學(xué)科的密切配合，公共廣播系統(tǒng)的音響效果不僅與電聲系統(tǒng)的綜合性能有關(guān)，還與聲音的傳播環(huán)境、建筑聲學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)音使用密切相關(guān)。所以公共廣播系統(tǒng)的最終效果需要正確合理的電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試、良好的聲音傳播 條件和正確的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)音技術(shù)，三者相輔相成，缺一不可。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須綜合考慮上述問題，在選擇性能良好的電聲設(shè)備基礎(chǔ)上，通過周密的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，仔細(xì)的系統(tǒng)調(diào)試和良好的建聲條件，達(dá)到悅耳、自然的音響效果。 公共廣播系統(tǒng)包括背景音樂和緊急廣播功能，通常結(jié)合在一起，它的對(duì)象為公共場(chǎng)所，在走廊、電梯門口、電梯轎廂、大廳、商場(chǎng)、餐廳、酒吧、宴會(huì)廳、小區(qū)花園等處裝設(shè)組合式聲柱或分散式揚(yáng)聲器箱，平時(shí)播放背景音樂，當(dāng)發(fā)生緊急事件時(shí)，強(qiáng)切為緊急廣播，用它來指揮疏散人群。 背景音樂 (Back ground Music，簡(jiǎn)稱 BGM)，它 的主要作用是掩蓋噪聲并創(chuàng)造一種輕松和諧的氣氛，聽者若不專心，就不能辨別其聲源位置，音量較小，是一種創(chuàng)造輕松愉快環(huán)境氣氛的音樂。因此，背景音樂的效果有兩個(gè)，一是心理上掩蓋環(huán)境噪聲，二是創(chuàng)造與室內(nèi)環(huán)境相適應(yīng)的氣氛。 公共廣播系統(tǒng)的控制功能較多，如分區(qū)廣播與全呼廣播功能、強(qiáng)制切換功能和優(yōu)先廣播功能等。聲樂要求不高，音質(zhì)以中音和中高音為主。由于這種系統(tǒng)中廣播用的話筒與向公眾廣播的揚(yáng)聲器一般不處于同一房間內(nèi)，故沒有聲反饋的問題。 二、主控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 演唱會(huì)的音頻系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路總體如下：本次演唱會(huì)音頻系統(tǒng)由信號(hào)分配器、現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)、舞臺(tái)監(jiān)聽系統(tǒng)、電視播出混音系統(tǒng)及高清轉(zhuǎn)播車組成。 （一）總體設(shè)計(jì) 主要信號(hào)流程如下：傳聲器拾取的信號(hào)和樂隊(duì)信號(hào)經(jīng)信號(hào)分配器發(fā)送到舞臺(tái)監(jiān)聽系統(tǒng)調(diào)音位和現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)調(diào)音位，現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)調(diào)音位給電視播出混音系統(tǒng)調(diào)音位中國(guó)傳媒大學(xué)南廣學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 提供部分分軌樂隊(duì)信號(hào)、傳聲器信號(hào)。電視播出混音系統(tǒng)調(diào)音位發(fā)送節(jié)目信號(hào)到高清轉(zhuǎn)播車，作為電視播出立體聲信號(hào)。舞臺(tái)監(jiān)聽系統(tǒng)調(diào)音位同時(shí)為高清轉(zhuǎn)播車提供一組節(jié)目信號(hào)作為備份。如圖 3 所示。 圖 3 2021 年江蘇衛(wèi)視跨年演唱會(huì)音頻系統(tǒng)圖 中國(guó)傳媒大學(xué)南廣學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 （二）音源服務(wù)器設(shè)計(jì) 音源服務(wù)器的作用為讀取音頻文件或者實(shí) 時(shí)采集聲音，按照特定的速率發(fā)送流。如果是實(shí)時(shí)采集，則不需要加入時(shí)間信息，如果從文件讀取，則需要根據(jù)合適的時(shí)間信息發(fā)送個(gè)穩(wěn)定的流。中央音源服務(wù)器，其應(yīng)用于遠(yuǎn)程音頻存取和播放系統(tǒng)，包括電源模塊、中央處理模塊、存儲(chǔ)模塊、高速電力載波模塊、交互模塊；中央處理模塊 利用中央處理芯片外圍接口去讀取存儲(chǔ)模塊獲取音頻數(shù)據(jù)，所述存儲(chǔ)模塊、所述高速電力載波模塊和所述交互模塊都是所述中央處理模塊的附屬模塊，所述存儲(chǔ)模塊是用于存放音源文件的存儲(chǔ)設(shè)備，所述高速電力載波模塊解析電力線上的數(shù)據(jù)或把數(shù)據(jù)耦合到電力線上，所述交互模塊用于接受用戶控制信息；所述音源服務(wù)器響應(yīng)所述系統(tǒng)中的播放終端的請(qǐng)求，發(fā)送音頻數(shù)據(jù)給播放終端。 本次采用的是 RH8100全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音源服務(wù)器。該設(shè)備具有如下特征： 標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP 協(xié)議，真正嵌入式操作系統(tǒng)，嵌入式硬件架構(gòu)系統(tǒng)，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠， GUI圖形操作界面， 7英寸 LCD 液晶顯示屏配合電阻觸摸屏 。WEB 后臺(tái)管理，密碼登入 ,界面操作簡(jiǎn)單 ,實(shí)現(xiàn)無人值守、遠(yuǎn)程控制；自帶嵌入式操作系統(tǒng)，安全穩(wěn)定，無需另安裝操作系統(tǒng)（另安裝軟件的主機(jī)非純硬件設(shè)備，有可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定）。圖形化操作系統(tǒng)，界面操作與服務(wù)器軟件保持一致性，簡(jiǎn)化用戶學(xué)習(xí)曲線。雙核 CPU，配合大容量?jī)?nèi)存，保證系統(tǒng)運(yùn)行流暢快捷。標(biāo)準(zhǔn)配置 4G Flash，用戶可選配更大容量。提供基本 4路數(shù)字音源播放，可堆疊擴(kuò)展至 128路以上（與帶寬有關(guān)），提供第一路、第二路模擬音頻輸出（蓮花插座）； 1路模擬音頻輸入，提供多種接口插座 ， XLR3插座（卡儂母座）、 TRS 接口（ 母座）、 RCA 插座（蓮花母座）便于接入多種模擬音源設(shè)備；此路模擬音頻與設(shè)備第四路數(shù)字音頻混音 .SD 卡插槽，管理員數(shù)據(jù)備份方便、安全。WEB 后臺(tái)管理。自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)變化。 19英寸 4U 鋁面板機(jī)箱，高檔美觀；支持主、備服務(wù)器，自動(dòng)切換小于 20毫秒，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。觸摸界面緊急停、插播設(shè)置，操作方便可以關(guān)閉、開啟各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的功放；定時(shí)執(zhí)行前，提前 1分鐘打開設(shè)備電源。 （三）主控服務(wù)器設(shè)計(jì) 主控服務(wù)器系統(tǒng)的作用為接收音源服務(wù)器的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)音頻數(shù)據(jù)，以及通過Socket 傳送到指定客戶端網(wǎng)絡(luò)音頻裝置；接收客戶端的請(qǐng)求之后將音頻數(shù)據(jù)發(fā)到客戶端。 客戶端的作用是向 Server 端發(fā)起連接請(qǐng)求或者處在監(jiān)聽接收狀態(tài)，接收主控服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)過來的音頻數(shù)據(jù)并播放之。 音源、主控服務(wù)器，這兩個(gè)模塊的功能也可以由一個(gè) Server 來統(tǒng)一完成；而客戶端則要具備網(wǎng)絡(luò)接收接口．能夠?qū)崟r(shí)接收音頻流并播放。結(jié)構(gòu)框圖如圖 4 所示。 中國(guó)傳媒大學(xué)南廣學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 圖 4 主控服務(wù)器 點(diǎn)播與廣播工作都是通過服務(wù)器存數(shù)據(jù)庫內(nèi)尋找合適的音頻資源并加以編輯通過網(wǎng)絡(luò)輸送給客戶端完成的，其中點(diǎn)播是客戶端向服務(wù)器端主動(dòng)發(fā)送請(qǐng)求信息 的過程，而廣播是客戶端被動(dòng)接收服務(wù)器端發(fā)送音頻的過程。而這時(shí)的客戶端有一個(gè)端口處在監(jiān)聽狀態(tài)隨時(shí)接收來