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（福建省泉州市永春县文化馆，福建 泉州 362600）
【摘要】：随着社会的进步，科技的发展，特别是数字网络技术的普及，使专业音响领域数字化、网络化成为了一种趋势。很多电视节目制作领域，数字一体化处理系统正逐步取代传统的混响器、均衡器等模拟设备。在录音与扩声的技术领域也经历了从模拟时代进入到数字时代的过程，现场扩声也发生了重要变化。本文通过对设备转变的分析，进一步阐述了现场应用的方式方法。
【关键词】：数字化；技术；扩声；应用
扩声通常是指将讲话者的声音对听者进行实时放大的过程。扩声系统则是扩声过程得以完善的体系及设备。扩声的应用往往是讲话者与听者同在一个声学环境中。成功的扩声要求具有足够响度和足够的清晰度，并且能使声音均匀地覆盖听众，同时又不能覆盖没有听众的区域[1]。扩声包括扩声设备和声场组成，主要由声源和它周围的声环境、把声音转化为电信号的话筒、放大信号并对信号进行加工的设备、传输线、把信号转变为声信号的扬声器和听众区的声学环境等组成。
一.扩声领域设备的数字化转变
扩声如果简单地说就是将声压级不够的声源在一定空间中准确的还原和传递声音信息。要想把声音扩出去，首先要做的是将声音拾取回来。传统的声音信号都是由模拟的电信号进行传输的，声源在发声时产生空气波动即会带动拾音器上的振腊振动产生弱电，弱电将形成的电信号通过话筒放大器时，效果器等诸多设备处理就形成了可用的高质量的声音信号。从扩声常用的设备来说，音频处理设备在数字化转变过程中转变较大。音频处理设备包括均衡器、混响器、延时器、压限器等[2]。首先，在模拟时代的均衡器是由电路对电信号进行改变，评价均衡器的技术指标包括中心频率、斜率，由于是电路组成物理属性对制造工艺的要求以及电路设计的水平直接影响了其均衡的品质，在串联谐振式均衡器中是通过电位器改变电极的输出量时低频调节电感太大，相应带来诸多缺陷和不便。数字式的均衡器则运用数字信号代替电信号，降低了对于硬件的依赖后则更加稳定并没有类似模拟均衡器的电感不平均的缺陷，可以做到精准。其次，其他效果器也是同樣的原理，从模拟时代进入数字时代后，由于效果不同在电路设计和程序编写的算法不尽相同，但归根结底都是运用二进制编码进行计算。其计算速度以及效果都依赖于效果器内的DSP芯片来进行，进而保证了硬件数字效果器的工作效率。
二.数字化设备的局限性
对于声音的处理由模拟信号向数字信号进行转变之后，声音信号的属性发生了变化，经过模拟设备时遵循模拟信号的属性可以达到时间同步，因此在以往的模拟时代不会被时间差困扰。而在数字化信号时代，由于转换以及编码的运算会产生延迟，信号通过数字设备时延迟时间也不尽相同。由此可见，在音乐录音时需要将第一个数字设备在信号汇总进入录机前将所有信号同步，那么就需要字时钟来发送同步信号。此时不难发现字时钟的重要性，如果没有字时钟的存在，无论是乐手的监听、舞台返听、后场补偿等均无法完成同步，对于舞台效果或扩音效果来说无疑是致命的。扩声与在录音棚内进行的录音是有很大差别的，从话筒的摆放到型号的选择，都要根据现场的具体情况进行灵活运用。运用数字设备要想达到较好的扩音效果，则需要选择较好的设备，才不会出现现场的扩声声场混乱、声音浑浊啸叫等问题。在数字设备日渐完善的今天扩声领域已经形成了数字扩声系统的操作模式，但无论数字设备多么先进，都需要扩音师因地制宜灵活运用扩音技术与扩音设备，才能做到高水准的扩声效果。
三.数字技术在扩声系统中的应用
随着数字技术的日益成熟，数字技术在扩声系统中得到了广泛应用，显然使扩声系统得到了提升和改进。总结扩声系统中数字系统的应用表现在以下几个方面：
1.线性阵列音箱的普及与推广
线性阵列音箱在市场上逐渐替代了传统点声源的常规音箱，线性阵列的设计理念也逐步引入到单只音箱的设计中，各大品牌相继推出了具有垂直阵列结构的单体音箱，以适应不同大小场合的应用。所谓线性阵列，就是利用扬声器单元之间的声干扰原理，在有效设计声场中，声波由球面变为柱面波向外传播[3]。由于每只线阵列音箱都有一个较窄的垂直指向性，使阵列中的每一只音箱的声音能够准确、集中地到达指定区域，与此同时，声场计算软件可以做声场模拟，从而达到对整个声场进行有效的设计和控制。另外，市面上的阵列音箱会同时带有模拟音频输入接口和网络数字传输接口，使用者可以用网线将音箱与电脑连接起来，利用专用控制软件达到操作控制的目的。
2.数字功放应运而生
随着数字音箱的发展和应用，数字功放也随之而来。数字功放会比模拟功放的具有优越性，表现在其集普通模拟信号输入、网络数字信号输入、数字DSP处理和数字功率放大器等功能于一体[4]。使用者可以连接网络数字音频信号和监控信号，实现对功放设备的远程监控，对于功放的功能还可以实现远程调节以及网络音频信号的接收。数字功放相比较模拟功放来说，具有体积小、重量轻、效率高、操作方便等优势，与此同时，数字功放功率输出有效率可达95%且只有5%的热损耗，单从热损耗一方面来说，只是模拟功放的十分之一。由此可见，数字技术应用在功放领域是一项新的突破，有利于声音的扩展和扩音领域的发展。
3.扩声系统的数字化、网络化
媒体矩阵使扩声系统具有了强大的音频数字处理功能，同时支持了网络传输，这使扩声系统的数字化、网络化发展得到了快速推广。音频系统的数字化，使得扩声系统的管理功能更加强大，在系统调试和操作、信号处理或单色加工、弥补室内音质缺陷、创建立体声扩声效果以及产生特殊要求的声音效果等方面都具有强大优势。在信号记忆、存储和重复调用、资源共享以及高质量信号远程传输等方面都做出了突出贡献。
4.计算机辅助设计技术
采用计算机辅助设计技术，能够快速地计算出声场中各项声学参量，解决了在以往设计中一直困扰着设计者的许多难题。通过对扬声器系统布局方式的调整和对房间声学边界条件等因素的调整，能够很方便地对设计方案进行修改和验证，从而获得更好的设计结果。但要真实地反映现场的音质全貌并不容易做到[5]。舞台上对于自然声源的模拟，与传声器特性有关的参数的计算，以及声场中的一些声干涉现象等还很难模拟设计。因此计算机辅助设计是获取扩声系统良好音质的必要条件，但其模拟设计的结果只可以作为一个客观的参考，不能简单地作为实际声场的完整再现。在计算机辅助设计过程中，设计者应对于声学知识进行一定程度的了解，对于设计方案的适应场所能够准确定位，并有能力及时解决现场发生的各种声学问题。
综上所述，数字技术将数字处理器与计算机平台进行了优化组合，使得音响设计师在进行音响工程系统设计的同时，充分享受到了计算机网络带来的便利。数字化技术极大的方便了音响师对于音响系统的设计与控制，增强了系统的灵活性和方便性。面对扩音技术的新一代变革，音响师突破了一定范围内的地域限制，实现了远程控制。同时也为今后的扩音系统的发展提供了广阔的技术空间。
参考文献：
[1]王鸿.数字化网络化技术在综艺节目现场扩声制作中的应用[J].现代电视技术，2012（9）：64-65.
[2]王恒乾.数字软件调音台SAC在扩声领域的应用[J].音响技术，2013（3）：51-52.
[3]郑典勇，徐文学，何健，等.扩声系统发展浅述[J].声频工程，2009（9）：7-9.
[4]王季卿.厅堂音质设计和进展问题[J].近代声学进展，1996（Z1）：544-553.
[5]孙广荣.厅堂扩声CAD与工程招标[J].电声技术，2005（2）：6-8.
【摘要】：随着社会的进步，科技的发展，特别是数字网络技术的普及，使专业音响领域数字化、网络化成为了一种趋势。很多电视节目制作领域，数字一体化处理系统正逐步取代传统的混响器、均衡器等模拟设备。在录音与扩声的技术领域也经历了从模拟时代进入到数字时代的过程，现场扩声也发生了重要变化。本文通过对设备转变的分析，进一步阐述了现场应用的方式方法。
【关键词】：数字化；技术；扩声；应用
扩声通常是指将讲话者的声音对听者进行实时放大的过程。扩声系统则是扩声过程得以完善的体系及设备。扩声的应用往往是讲话者与听者同在一个声学环境中。成功的扩声要求具有足够响度和足够的清晰度，并且能使声音均匀地覆盖听众，同时又不能覆盖没有听众的区域[1]。扩声包括扩声设备和声场组成，主要由声源和它周围的声环境、把声音转化为电信号的话筒、放大信号并对信号进行加工的设备、传输线、把信号转变为声信号的扬声器和听众区的声学环境等组成。
一.扩声领域设备的数字化转变
扩声如果简单地说就是将声压级不够的声源在一定空间中准确的还原和传递声音信息。要想把声音扩出去，首先要做的是将声音拾取回来。传统的声音信号都是由模拟的电信号进行传输的，声源在发声时产生空气波动即会带动拾音器上的振腊振动产生弱电，弱电将形成的电信号通过话筒放大器时，效果器等诸多设备处理就形成了可用的高质量的声音信号。从扩声常用的设备来说，音频处理设备在数字化转变过程中转变较大。音频处理设备包括均衡器、混响器、延时器、压限器等[2]。首先，在模拟时代的均衡器是由电路对电信号进行改变，评价均衡器的技术指标包括中心频率、斜率，由于是电路组成物理属性对制造工艺的要求以及电路设计的水平直接影响了其均衡的品质，在串联谐振式均衡器中是通过电位器改变电极的输出量时低频调节电感太大，相应带来诸多缺陷和不便。数字式的均衡器则运用数字信号代替电信号，降低了对于硬件的依赖后则更加稳定并没有类似模拟均衡器的电感不平均的缺陷，可以做到精准。其次，其他效果器也是同樣的原理，从模拟时代进入数字时代后，由于效果不同在电路设计和程序编写的算法不尽相同，但归根结底都是运用二进制编码进行计算。其计算速度以及效果都依赖于效果器内的DSP芯片来进行，进而保证了硬件数字效果器的工作效率。
二.数字化设备的局限性
对于声音的处理由模拟信号向数字信号进行转变之后，声音信号的属性发生了变化，经过模拟设备时遵循模拟信号的属性可以达到时间同步，因此在以往的模拟时代不会被时间差困扰。而在数字化信号时代，由于转换以及编码的运算会产生延迟，信号通过数字设备时延迟时间也不尽相同。由此可见，在音乐录音时需要将第一个数字设备在信号汇总进入录机前将所有信号同步，那么就需要字时钟来发送同步信号。此时不难发现字时钟的重要性，如果没有字时钟的存在，无论是乐手的监听、舞台返听、后场补偿等均无法完成同步，对于舞台效果或扩音效果来说无疑是致命的。扩声与在录音棚内进行的录音是有很大差别的，从话筒的摆放到型号的选择，都要根据现场的具体情况进行灵活运用。运用数字设备要想达到较好的扩音效果，则需要选择较好的设备，才不会出现现场的扩声声场混乱、声音浑浊啸叫等问题。在数字设备日渐完善的今天扩声领域已经形成了数字扩声系统的操作模式，但无论数字设备多么先进，都需要扩音师因地制宜灵活运用扩音技术与扩音设备，才能做到高水准的扩声效果。
三.数字技术在扩声系统中的应用
随着数字技术的日益成熟，数字技术在扩声系统中得到了广泛应用，显然使扩声系统得到了提升和改进。总结扩声系统中数字系统的应用表现在以下几个方面：
1.线性阵列音箱的普及与推广
线性阵列音箱在市场上逐渐替代了传统点声源的常规音箱，线性阵列的设计理念也逐步引入到单只音箱的设计中，各大品牌相继推出了具有垂直阵列结构的单体音箱，以适应不同大小场合的应用。所谓线性阵列，就是利用扬声器单元之间的声干扰原理，在有效设计声场中，声波由球面变为柱面波向外传播[3]。由于每只线阵列音箱都有一个较窄的垂直指向性，使阵列中的每一只音箱的声音能够准确、集中地到达指定区域，与此同时，声场计算软件可以做声场模拟，从而达到对整个声场进行有效的设计和控制。另外，市面上的阵列音箱会同时带有模拟音频输入接口和网络数字传输接口，使用者可以用网线将音箱与电脑连接起来，利用专用控制软件达到操作控制的目的。
2.数字功放应运而生
随着数字音箱的发展和应用，数字功放也随之而来。数字功放会比模拟功放的具有优越性，表现在其集普通模拟信号输入、网络数字信号输入、数字DSP处理和数字功率放大器等功能于一体[4]。使用者可以连接网络数字音频信号和监控信号，实现对功放设备的远程监控，对于功放的功能还可以实现远程调节以及网络音频信号的接收。数字功放相比较模拟功放来说，具有体积小、重量轻、效率高、操作方便等优势，与此同时，数字功放功率输出有效率可达95%且只有5%的热损耗，单从热损耗一方面来说，只是模拟功放的十分之一。由此可见，数字技术应用在功放领域是一项新的突破，有利于声音的扩展和扩音领域的发展。
3.扩声系统的数字化、网络化
媒体矩阵使扩声系统具有了强大的音频数字处理功能，同时支持了网络传输，这使扩声系统的数字化、网络化发展得到了快速推广。音频系统的数字化，使得扩声系统的管理功能更加强大，在系统调试和操作、信号处理或单色加工、弥补室内音质缺陷、创建立体声扩声效果以及产生特殊要求的声音效果等方面都具有强大优势。在信号记忆、存储和重复调用、资源共享以及高质量信号远程传输等方面都做出了突出贡献。
4.计算机辅助设计技术
采用计算机辅助设计技术，能够快速地计算出声场中各项声学参量，解决了在以往设计中一直困扰着设计者的许多难题。通过对扬声器系统布局方式的调整和对房间声学边界条件等因素的调整，能够很方便地对设计方案进行修改和验证，从而获得更好的设计结果。但要真实地反映现场的音质全貌并不容易做到[5]。舞台上对于自然声源的模拟，与传声器特性有关的参数的计算，以及声场中的一些声干涉现象等还很难模拟设计。因此计算机辅助设计是获取扩声系统良好音质的必要条件，但其模拟设计的结果只可以作为一个客观的参考，不能简单地作为实际声场的完整再现。在计算机辅助设计过程中，设计者应对于声学知识进行一定程度的了解，对于设计方案的适应场所能够准确定位，并有能力及时解决现场发生的各种声学问题。
综上所述，数字技术将数字处理器与计算机平台进行了优化组合，使得音响设计师在进行音响工程系统设计的同时，充分享受到了计算机网络带来的便利。数字化技术极大的方便了音响师对于音响系统的设计与控制，增强了系统的灵活性和方便性。面对扩音技术的新一代变革，音响师突破了一定范围内的地域限制，实现了远程控制。同时也为今后的扩音系统的发展提供了广阔的技术空间。
参考文献：
[1]王鸿.数字化网络化技术在综艺节目现场扩声制作中的应用[J].现代电视技术，2012（9）：64-65.
[2]王恒乾.数字软件调音台SAC在扩声领域的应用[J].音响技术，2013（3）：51-52.
[3]郑典勇，徐文学，何健，等.扩声系统发展浅述[J].声频工程，2009（9）：7-9.
[4]王季卿.厅堂音质设计和进展问题[J].近代声学进展，1996（Z1）：544-553.
[5]孙广荣.厅堂扩声CAD与工程招标[J].电声技术，2005（2）：6-8.