浅谈数字音频节点设备及系统在大型扩声场所中运用及优势

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　在互联网技术高速发展的今天，数字化、网络化的技术应用已经深入到人们生活中的方方面面。而作为新时代的音频扩声系统工作者，我们更应该紧跟时代发展，牢牢把握住数字化、网络化音频系统的前沿技术，为设计更好、更优质的扩声系统而贡献自己的智慧及力量。而本文就如何构建大型场所中的网络化、数字化音频扩声系统跟大家在下面进行一个简单的探讨及优势说明。

　　扩声系统的组成部分：构建一套音频扩声系统的前提条件，就是要清晰了解该音频扩声系统的组成部分。只有清晰了解一套音频扩声系统的组成，才能根据该系统不同的扩声需求来搭配不同音频节点设备完善其扩声功能。

　　例：

　　以一套剧场扩声系统，其在使用传统音频扩声设备时主要由以下5大部分组成。

　　音源部分(DVD、话筒、CD等)——2、输入混合处理部分(模拟调音台、混音器等)——3、传输处理部分(分频器、均衡器、压限器等)——4、功率放大部分(各型号功率放大器)——5、电声能转换部分(各型号扬声器)



　　模拟系统

　　而下面我们再看看数字化、网络化音频扩声系统的硬件构建方式与组成部分。

　　音源部分(DVD、话筒、CD等)——2、输入混合处理部分(数字调音台、智能混音器等)——3、传输处理部分(网络数字音频处理器，网络音频传输器)——4、功率放大及电声能转换部分(网络数字音箱)



　　网络数字系统硬件部分

　　通过以上对比，我们不难发现，数字化音频扩声系统对比传统扩声系统，其大量减少了周边处理设备及功率放大部分的简化，这种设计被称为NAD，即无功放设计。那么，网络化、数字化音频扩声系统在实际应用中怎样实现其扩声功能及其优势又在哪里呢?接下来笔者再一一为大家进行深入剖析。

　　一、混合放大部分

　　首先，我们来进行输入混合处理部分的比对，输入混合处理部分其音频节点设备为调音台，而目前在音频扩声领域中，调音台又分为模拟调音台及数字调音台。模拟调音台之所以称为模拟调音台，是因为其处理的音频信号为传统的电流信号，其工作原理是通过不同的集成电路来混合及处理各类音频信号，因此模拟调音台的体积相对较大。并且，电流信号都具有一定物理特性，在不断的放大过程中容易产生信号的变形。所以，其处理后的音频信号往往相对精度较低，而要提高其处理精度又会产生调音台造价过高、体积过大等问题。数字调音台的工作原理是把传统模拟音频信号转换为数字信号来进行混合及处理，其工作原理是处理的是0与1的二进制数字编码信号，在处理时不具有模拟信号的物理变形特性，不易产生音频信号的失真。同时，数字调音台内部采用的是大量高度的集成微芯片，因而减少了调音台的体积与重量。相对于传统模拟调音台，数字调音台的处理精度更高，体积更小并且处理能力更为强大。以BYH公司的PAL品牌24路数字调音台举例，其不单具有模拟调音台的混合、处理功能，还具有效果器、均衡器、压限器、噪声门等多种DSP处理模块，可对音频信号进行多种效果处理。并且，其还具备50种场景的存储与调取功能，可根据剧场在不同场合的使用要求进行多种场景模式的一键保存与调用。极大的节省了调音师在剧场使用功能转变时的调试时间与繁复的工作步骤。另该数字调音台还内置一个数码播放器，将音源部分也整合在一起，极大地简化了操作。



　　VARYAG24数字调音台







　　二、传输处理部分

　　传统的传输处理节点设备主要有分频器、均衡器、压限器等音频处理设备。通过各类不同的音频处理设备一级一级的传输与处理才能获得调音师最终所需要的音频信号。而在处理设备增多的同时，往往也会增加音频信号在传输与放大过程中的变形几率，这就是我们常说的失真。特别是在某些需要远距离传输音频信号的场所，如：剧场、体育馆等扩声场所。传统音频传输与处理的方式更是存在巨大的缺陷。以上我们说到了模拟信号在放大过程中容易产生变形，这只是其其中一种物理特性，在长距离传输时，模拟信号会产生信号的衰减以及易受到外部电磁场的干扰。在音频信号需要长距离传输时，传统的解决办法是在布音频传输线时尽量远离干扰源，在传输到一定距离后增加音频信号放大设备来进行对所需信号的二次、甚至是三次放大。这样的做法不仅耗费了大量的人力及物力还对音质有着严重的影响，大大降低了信噪比。而在数字化音频高速发展的今天，以上的问题均已得到了有效的解决。下面以BYH公司PAL品牌的网络音频平台来为大家进行剖析对比。PAL品牌的网络音频平台主要由网络音频传输器以及网络音频处理器构成。网络音频处理器是一台高度集成的数字化音频处理器，其具备多种处理功能，包含了均衡器、分频器、压限器、动态处理器等多种处理模块。因其大量采用高精度的DSP处理芯片进行对信号的处理，对比传统处理设备，其体积轻巧，精度高，并且处理功能更加强大。并且，PAL公司的网络音频处理器采用COBRANET网络音频传输协议，通过连接网线或光纤线可与网络音频传输器结合使用，进行对数字音频信号远距离的传输与处理。连接电脑后，还可实时的对网络中传输的数字信号进行调整与监测，极大的提高了音频工程师的工作效率，同时还极大地降低了甲方的施工成本。数字化的传输与处理方式有效的克服了传统传输与处理方式容易产生信号衰减、容易受到电磁干扰、容易产生信号失真等问题。并且，其还具有一项最大的优势，就是一条网线或光纤线就可替代传统64条音频线所传输的信号量。举个例子：舞台上如有24支电容话筒，8台功放。按照传统的做法我们需要从舞台上布24条音频到音控室，因每台功放都是两通道的，所以我们还要从音控室再布16条音频线到舞台，也就是40条音频线。抛开传输信号的好坏不说，光是这布线成本与人工成本就已经让人很头疼。如果采用PAL公司的网络音频平台，舞台到音控室之间只需简单的布下2条CAT5类网线即可。在这之中，一条网线便可容纳下64不定方向的音频信号传输量，同时还极大的提升了所传输信号的品质。布下两条网线是因为PAL公司的网络音频平台还具备实时的冗余备份功能，在其中一条网线断开的情况下，第二条网线自动生效，保障信号的无缝有效传输。



　　AUDIONET硬件部分



　　AUDIONET软件部分

　　三、放大部分与电声能转换部分

　　到了最后，混合与处理好的音频信号就需要进行信号的放大与由电能转换成声能的步骤。处理好的信号通过传统的模拟功放进行信号的放大，然后再传输给扬声器，这样就完成了一套音频扩声系统的构建了。信号的放大与电声能转换部分也是一套音频扩声系统构建的重点部分。传统的功率放大器一般分为A类、B类、AB类以及H类等功率放大器，因其工作原理，其电声转换率最高的往往都不能超过50%，造成了电能的大量浪费与损耗。而在与扬声器之间连接的音箱线越长信号的衰减会越大，噪声和信号的失真也会越大。因此，在音频技术不断进步与网络数字技术不断普及的今天，网络数字音箱必定会成为日后的主流趋势。所谓网络数字音箱指的是，可兼容网络音频信号和控制监测信号，内部自带高精度DSP处理模块和功率放大器的扬声器。以PAL网络数字音箱为例，其内部采用D类数字功率放大器，其具有体积小，重量轻，发热量小等特点，并且电声转换率高达惊人的95%。PAL网络数字音箱连接网络音频信号后即插即用，使用方便简洁，减少了音频信号在传输过程中产生失真的可能，极大的提升了音质，还原度高。D类数字功放高效稳定，节能环保，因其就安装在扬声器内部，有效降低了放大后的信号在进行二次传输中的损耗。同时，通过连接电脑，还可以对每只网络有源数字音箱进行控制与监测，极大的扩展了音频工程师们的可操作空间，发挥无限创意。


网络数字音响



　　 软件控制、监测界面



　　设备系统示意图



　　软件控制示意图



　　通过以上的对比分析，我们不难发现网络数字音频设备与传统模拟设备之间的区别与优势。在网络化、数字化技术不断普及与深入发展的今天，网络化、数字化技术也融入了音频扩声系统的方方面面，更重要的是网络数字扩声系统是和互联网兼容的。不难想象，在今后的发展中，网络数字音频产品必定会取代传统模拟音频产品。网络数字音频技术在解决了传统技术所不能解决的难题的同时，也为音频工作者们带来了无限的创意想象与发挥空间。网络短短的10年发展，已经给人们的生活带来了翻天覆地的变化。相信，在下一个10年，网络数字音频技术也会给音频扩声领域带来翻天覆地的变化。作为前沿音频工作者，大家更应牢牢把握时代，掌握网络音频数字技术，为音频扩声领域贡献才智和力量。

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浅谈数字音频节点设备及系统在大型扩声场所中运用及优势，呵呵……:D