PPAA（扩声）系统设计

编译/何青青

笔者参与过很多PA（扩声）系统的设计，设计PA系统时应该做到哪些？而系统又对什么无能为力呢？

1 良好PA系统声音的特点

（1）声音干净

干净的声音可以避免失真。尽管失真的形式有多种，但是最明显的表现就是功率放大器电路过载时声音出现的“模糊”或“粗糙”现象。这种现象在某些场所可以出现（比如“过载的”电吉他声），不过在现场扩声系统中是绝对不能出现的。现场扩声中我们要能够清晰地重现“过载的”电吉他声，而不是将本来没有的失真信号加进去。

（2）声音清晰

没有噪声的声音会显得清晰。如果将扩声系统所有的输入信号静音，本底噪声听起来像尼亚加拉大瀑布（或像巨型油轮的机舱）那样响，那么，整场演出包括观众在内都会受不了。

（3）声音易懂

若所有的环节都明朗可理解，那么，声音听起来自然就易懂。假设某人对着传声器说话时口齿清晰，那么，每一位观众听到的声音应该都比较清晰（比较明朗易懂）。室内声学环境太差会影响声音易懂度，而一套好的扩声系统正确安装后，通过其出来的声音应该能让在场多数观众都能听得清晰。

（4）声音自然

要是某些频段比较突出或者比较缺乏，那么，声音听起来就不自然。这种效果用于做特效还可以，但一般来说不希望歌唱声听起来像是歌手在使用廉价传声器，或者鼓声听起来像是鼓手在用橡胶锤捶木门。如果歌手确实使用的是廉价传声器，那么希望大家闭着眼睛都能听出来。尽管均衡器可以补偿某些乐器的音质，但是廉价的三流夹板吉他声听起来就是三流的，同样，假设架子鼓没调好音，也没有阻尼，那么，即使使用非常昂贵的传声器、调音台、功率放大器以及扬声器系统，也不会产生优质的声音。

（5）声音平衡

要使声音听起来平衡，需要各种元素共同配合。假设吉他声太重，那么，乐队其他的乐器声音就会听不清楚，或者军鼓声盖过了人声等等，这样的演出可能就不会成为观众欣赏到的最棒的一次演出。对于观众来说声音平衡很重要，但对于音乐家来说就没那么重要，因为音乐家在演奏时更加关注的是自己或其他一些特殊乐器的声音（这也就是为什么很小的音响系统也需要配置监听的原因）。吉他演奏者（哪怕坐在观众中间）也会觉得吉他声不够响亮。同样，贝司手弹奏贝司时以及小提琴手演奏小提琴时也都会出现类似情况。尽管其中涉及个人品味和主观性因素，但其目的就是保持声音平衡，否则，有些音乐家就会发牢骚或者干脆弃场而去。

（6）声音分布均匀

不仅在音响工程师所坐的位置上声音听起来要干净、清晰、易懂、自然和平衡，在场的每一位观众都应该能听到同样优质的声音，这要求尽可能确保声音能够覆盖整个观众区。当人们穿过观众区时，肯定不希望在不同位置听到的声音变化差别太大。所选的扬声器系统也要均匀分布（扬声器系统所覆盖到的同一个区域内，声音在任何频段上都应该保持一致），有着良好的指向性控制（不需要覆盖到的区域，声音绝对不能辐射到：墙面和天花板反射回来的反射声会导致声音出现峰谷——AKA梳状滤波，从而影响声音在不同频率点上的平坦度）。扬声器系统的摆放位置对于声音的不均匀度来说也是个重要的因素。

（7）声级足够

尽管音量大时，听起来震撼，但对于出色的扩声系统来说音量过大会干扰其他一些特性（事实上声级过高，声音听起来不会干净、清晰、易懂、自然、平衡以及均匀，甚至会觉得“太响”）。虽然声音太响不合适，但是音量必须足够。

为了使声音足够响，扩声系统需要过激励余量（至少要预留出几分贝，以便失真情况下还能听清）。因此，功率最好能够比实际功率稍大些。输出每增加3 dB，系统功率要增加一倍。如果需要3 dB的过激励余量，那么系统功率就要是原来的两倍，否则根本没有动态储备。

系统的声级是否足够取决于该系统所应用的场合。

演讲时，系统对声级要求相对不太高（听音位能产生大约85 dBA的峰值声级基本就足够了）。过激励余量也不太高，输出信号没必要低于100 Hz，甚至没必要低于200 Hz（过低反而成为麻烦）。

录音时（比如典型的迪斯科/舞曲等），输出电平需要更高，低音部分也要延伸；不过无需太多的过激励余量，因为录音时的峰值电平可事先预知，而且一般的迪斯科/舞曲音乐的动态范围是做了限制的。

现场演唱会时，系统的要求比较苛刻。传声器对着军鼓可以拾取120 dB以上的声级。有些声学乐器（尤其是铜管乐器）在没有扩声系统的情况下都会产生大量高声级的声音，被放大的乐器信号（尤其是经放大器压缩后的信号，或平均电平较大的信号）更具挑战性。一支狂热的摇滚乐队既需要扩声系统的声级盖过后台，而且还要保证观众区的声级比“正常的听音范围”高出很多（到达观众耳朵的峰值一般在110 dB～115 dB左右）。同样，动态范围也更好，系统需要的过激励余量——需要6 dB甚至更高的余量，一点也不夸张——甚至压缩器或限幅器都需要用到。

一般来说，我们推荐的PA系统规模大小能够满足观众的需求。不过，非常“响亮”的风格（比如重金属乐器）可能需要更高的输出容量。

2 PA系统无法做到的

（1）消除乐器或者后台功放的失真。

假如信号进入多芯缆之前就失真了，那么，当它到达PA系统时也会出现失真。

（2）将嘈杂的效果踏板静音或避免可控硅机箱工作时产生的嗡嗡声干扰电吉他。

电吉他的音头会将各种声音都拾取进来（包括灯光硅箱、感应线圈以及当地出租车服务中心所发出的声音）。调音台面板上没有“抹掉”按钮，尽管陷波器和高通滤波开关可以将50 Hz的哼声减小，但是不能完全消除。

（3）演员说话含糊不清或者歌手传声器使用不当导致歌声不连贯时，还希望观众能听懂。

笨拙的表达能力和欠佳的传声器使用技巧都可以弥补：通过上演讲课以及学习如何正确使用传声器就可以。

（4）使用便宜传声器拾音却要声音听起来自然。

EQ较好部分声音渲染相对出色，但别期望会出现奇迹。同样，使用自己的传声器是个不错的主意，但是扩声系统越高级，人们就越能发现20英镑的便宜传声器和其他歌手使用的优质传声器之间的明显差距。虽然这两种传声器都发挥了其最佳性能，但是彼此的效果还会相差较大。

（5）在嘈杂的环境中仍要保持声音平衡。

当然，调音师会针对操作环境做一些调整，但是不可能完全补偿较差的动态范围，也无法听口琴演奏者独奏。谨慎的音响工程师可以将损失降到最低，但是不能阻止其发生。

（6）每个角落的声音都分布均匀。

当观众与扬声器系统的视线不成直线（扬声器系统安装在柱子后面、墙壁的凹处、隔断区或者阳台），或者观众区分散的角度比扬声器系统覆盖的角度更宽时，分布曲线难免会不平坦（甚至很糟糕）。要想覆盖整个观众区就需要添加更多的音箱，并做一些附加的处理，尽量使分散的音箱或音箱族之间按时序排列得更紧些。

（7）没设计好或者预算不够却要保持声级充足。

面积较大或者声学条件不好的场所，声音覆盖起来并不容易，费用也不低（既要达到足够的声级，又要使得每一排的每个座位都能听到高清晰度的声音是不太实际、也不太经济的）。