大师班·扩声技术讲座

薛云霞

【摘 要】 总结中国传媒大学第十四届录音艺术大师班扩声技术讲座的主要内容，主题涵盖现场扩声中声音的拾取、大型 演唱会的现场混音技巧、理解功率放大器的标称功率、扩声系统设计层面的几点考虑、音频扩声产品和系统的 发展趋势及相关建议五个方面。

【关键词】 大师班；声音拾取；混音技巧；标称功率；扩声设计；音频发展趋势

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.10.005

【Abstract】The author sums up the main contents of amplifying technology lecture in the fourteenth recording arts master class of Communication University of China. The topics covered related suggestions in five aspects， such as live sound sound pickup， concert live mixing skills， understanding of the power amplifier， some considerations on the design of sound reinforcement system， development trend of audio frequency sound reinforcement products and systems.

【Key Words】master class； sound pickup； mixing technique； nominal power； sound reinforcement design； audio development trend

中国传媒大学每年一届的录音艺术大师班在国内外具有相当的影响力，也是中国传媒大学的学术品牌活动之一，活动邀请了国内外顶尖专家给大家带来高水平的精彩讲座，分享、交流、碰撞、融合，旨在交流专家学者的真知灼见和不同的观点，互相学习、互相借鉴、取长补短，促进共同发展。

中国传媒大学第十四届录音艺术大师班第一次以扩声为主题研讨。对于选择这一主题进行研讨，中国传媒大学艺术学部音乐与录音艺术学院院长徐沛东表示，近年来，无论在电视节目制作、剧场剧院中小型演出，还是体育场馆的大型演出中，扩声工作已经成为不可或缺的重要环节，这一环节的成败直接影响着节目最终呈现的效果。

本届大师班，马昕、陈怀民、魏增来、Christopher Pyne、Pat Brown等国内外行业大师与业内专业人员，就现场演出扩声中的声音拾取、大型演唱会的混音技巧、功率放大器和扬声器的额定功率等相关技术展开交流探讨。

1 《现场扩声中声音的拾取》

马昕（见图1），著名音响师、录音师，1979年开始从事音响工作，拥有丰富的现场扩声经验，多次担任国家重要演出活动的音响总设计、总指挥。

1.1 现场扩声中获得最大回授前增益的方法

现场扩声与录音最大的不同体现在，现场拾取即现场重放，声音的拾取与重放在同一时间和同一空间展开，其最大的挑战是回授（啸叫），即声源被传声器拾取之后，被扩声系统多次放大（扬声器发出的声音再次被传声器拾取）而产生的结果。当扬声器到达传声器的声能与声源到达传声器的声能相等时，系统开始回授。因此，想要获得最大的回授前增益，则需要通过以下方法：（1）适当降低系统的整体增益，使其在合理的期间内（尤其是舞台返送）；（2）利用传声器的指向特性，尽量减少扬声器声音的拾取；（3）调整传声器与声源的相对位置，尽量多地拾取声源的能量；（4）利用均衡器等手段，对易回授的频率进行衰减；（5）利用极性反转、全通滤波器等，对回授的相位进行调整；（6）利用并行压缩，把部分能量小的信号做适当的提升；（7）多支传声器同时使用时，控制好整体增益（AUTO MIX）。

1.2 多支传声器同时使用的3：1原则

当多支传声器同时拾音时，应特别注意3：1原则，即两传声器间距大于其中一支传声器与声源的距离3倍以上。满足3：1原则，对不同声源拾音时，能够有效地降低串音的干扰；对同一声源拾音时，在单声道混合的前提下，能够基本消除由于叠加抵消带来的梳状滤波的影响。

1.3 声音叠加的一些理论

当两个或多个声频信号混合在一起时就会产生叠加，并且产生新的波形。只有当信号保持恒定的幅度和相位关系才能产生稳定的叠加，也就是说具有相同性质的信号才会产生叠加（或抵消）。将不同性质的信号进行混合，则会产生不稳定的叠加，因为信号是随机的，信号源的匹配也只是瞬间出现的情况。

两个同样的电信号，在电路中叠加，只是极性相反，叠加的结果是完全抵消，即无声；而两个同样的声音，也只是极性相反，叠加的结果只是在空间的某一个位置完全抵消，而有些位置抵消的程度低一些，有些位置还会出现完全相加的情况。

1.4 演出中声音的拾取

1.4.1 人聲的拾取

演出中对于人声的拾取包括歌唱声和语言声，其拾音方式包括手持、立杆、佩戴等；乐器声包括西洋乐器（交响乐）、中国民族乐器、少数民族特色乐器、世界特色乐器、电声乐器等，拾音方式可以总结为标准距离、中近距离、超近距离、拾音器（贴片）等。具体的传声器布置方式见图2～图4。

1.4.2 交响乐的拾取

交响乐的声音拾取要注意主传声器与辅助传声器是大全与点、面与点的关系。传声器与声源间的距离（主要指弦乐组）有以下几种情况：（1）标准距离，常用于在室内的标准乐团演奏，以补声为主；（2）中近距离，用于需要较高的回授前增益的情况；（3）超近距离，常用于在户外或与电声乐队一起演奏的情况。主传声器常采用立体声对传声器，可采用A/B、X/Y、M/S等不同拾音制式。endprint

1.4.3 钢琴的拾音

钢琴是一件重要的和声乐器，能够表现丰富的音域和音乐情绪，动态范围非常大。钢琴在音乐中的应用非常广泛，可以独奏、协奏、伴奏，在交响乐、爵士乐、流行音乐里扮演着重要的角色。钢琴有立式和卧式（三角）两种。钢琴演奏中对钢琴的琴盖有几种不同的处理方式：（1）不要盖，常用于录音棚或某些音乐厅的演奏；（2）开大盖，主要用在独奏、与乐队协奏，琴盖对声音有很强的辐射作用；（3）开小盖或不开盖，主要用于给独唱、独奏伴奏和在乐队中的一件乐器，琴盖用来控制音量。因此，不同的情况所运用的拾音方式也不同，部分拾音传声器的布置见图5。

1.4.4 各类特色民族乐器的拾音

对于各类特色民族乐器，在拾音过程中并没有一定的规律，只能见招拆招。先与演奏者沟通交流，聆听观察乐器的声音特色，再确定拾音方案。一般来说以中近距离拾音或超近距离拾音为主，有些可以考虑使用拾音器（贴片），见图6。

1.4.5 电声乐器的拾音

电声乐器包括架子鼓（Drums）、小打击乐器（Procussions）、爵士鼓（Jass Drums）、电吉他（Electrics Guitar）、电贝司（Electrics Bass）、合成器（Keyboad）、電脑制作的铺底音乐（Program）等。打击乐器的拾音一般将传声器对准振动体。比如鼓乐器，一般把传声器放在鼓皮边缘，传声器轴对准鼓皮中心。一般来说，电吉他、电贝司的乐器音箱（手箱）和调音台直连，合成器、电脑制作的铺底音乐使用小调音台混合输出。根据场合需要，选择合适类型的传声器。

2 《大型演唱会的现场混音技巧》

Christopher Pyne（以下简称Chris，见图7），拥有36年专业音频从业经验，曾负责全世界各地大型演唱会、音乐节和演出的混音和系统设计工作。

作为巡演的工程师，提前做好准备工作是非常重要的。Chris先生跟大家分享了现场混音（见图8～图10）的一些心得和理念。

（1）系统设计

根据场地的具体情况来考虑如何使用线阵列、如何进行覆盖。使用扬声器的预测软件对现场的情况进行预测，并验证将在场地做的工作（见图11）。做系统设计时需要了解几个问题，如观众区域到底有多大，观众分别坐在场馆的哪些分区，舞台尺寸有多大，承重吊点重量的限制是多少。同时，也需要了解乐队和歌手对于舞台声音设备的要求，他们需要什么样的调音台，对舞台上线缆的要求是什么样的，诸如此类。同时，还要了解演出期间天气的状况，是否有台风、是否需要做防水工作。在流动演出过程中还有一点也很重要，要制作并更新演出所需的传声器清单和通道单（见图12）。如果使用数字调音台制作了Show file，确保有充足的备份。

（2）线缆上做好标记

不管是巡演和音乐节，为了让自己的工作变得简单，设备的大量设置是在出库房之前完成的，例如标记自己的航空箱，包括名字和应用的场地位置；在线缆上做好各类标记等。

（3）舞台位置图

舞台位置图是非常重要的。图中的信息要完备，输入通道单必须详细，包括舞台上使用线缆、多芯缆、传声器的名称、传声器架以及一切想告诉设备公司的信息都应该体现在输入通道单上。输出通道单分别记载着用了哪些设备、哪些输出以及输出对应的物理接口。任何想让设备执行团队知道的信息，都必须写在通道单上，并且一旦发生变化要及时更新通道单。

（4）对讲系统

对讲系统是台下工作人员和台上工作人员沟通的系统；也是业内认为最复杂、最容易出问题的一个系统。

（5）选择传声器

所谓的混音技巧，是让这项工作尽可能简单。Chris认识的很多国际上非常有名的调音师，都习惯于让自己的工作变得简单。当加入均衡、压缩的时候，一定要知道为什么这么做。而实际上，保证声源的音质比在后期做很多调整更有效。作为一个音响工程师或者调音师，必须要意识到拾音环节是非常重要的。必须先考虑声源的品质，然后才能够做一个高质量的混音。优秀的调音师，可以不用任何的均衡、压缩、门等，只是通过传声器的摆放技巧就可以完成优质的演出。根据实际情况选择合适的传声器以及正确的拾音方式，尤其注意：艺人手握传声器头的做法是极其错误的，因为握住传声器头实际上是遮住了传声器头背面的声学入口。调音师需要与其合作的艺人建立一个良好的沟通合作机制。

（6）增益架构

如今，数字设备的噪声已经远远低于模拟设备了，因此对于增益架构的理解也有所不同。Chris习惯于把推子先推到零，然后再通过口子找到平衡。像底鼓、踩镲这类峰值比较大、瞬态比较好的乐器会有非常快速的响应。Chris的经验是话放增益通常在0到+3之间，主输出的推子也会放在0 dB附近，有时候会下拉3 dB左右。下拉3 dB是为了给整体的混音留出动态裕量，当需要增加音量的时候可以直接推主输出的推子。另外，Chris提醒大家，音响师不是DJ，注意输出的电平表不要冒红。

（7）均衡

在做均衡的调整之前，必须要确认传声器拾音是正确的。对于现场演出来说，人声的品质，如语言的清晰度、音色，是最重要的。现在有非常好的工具，能够帮助解决人声存在的问题，如非常尖锐的高频可以通过多段压缩来做修正。Chris强调，均衡并能把一个不好的声音变好，虽然可以进行修正但没办法改变声音本来的品质。调音台上非常重要的两个工具就是高通滤波器和低通滤波器，可以去切除一些并不需要的频率，如传声器的低频轰鸣以及乐器的超高频的噪声。

（8）语言清晰度

调音师不只做音乐混音，有很多调音师是做会议、会展、戏剧、话剧等扩声工作，这时语言清晰度非常重要，语言清晰才能够帮助还原演讲者或者演员表演的信息。在人声频段做均衡要格外小心，如果这个频段出现了令人不适的声音的话，就应该坚决地处理掉。endprint

（9）混响和一些效果

无论是音乐厅还是体育场，都有自己的声学环境。而通过调音台、效果器加入的混响其实是人工制造的声学环境。当加入了人工的效果，会让声音变得更加甜美，也会给混音制造纵深感。需要仔细、谨慎地选择所用的混响类型，究竟是板还是厅堂混响。虚拟试音为现在工作的总結和学习带来了非常大的便利，可以把前一天演出的分轨录下来进行回放，通过对分轨施加不同的效果。

预延时是混响中非常重要的参数，能够帮助区分干声和混响声，给出更多的混音选择。在混响时间较长的环境中做一个速度比较快的歌曲的时候，建议大家用混响时间比较短的参数设置，可以加强纵深感。

有回声效果的延时也是一个值得尝试的小工具。现在很多的演出都会有一些已经做好的伴奏轨道，演员可能会带着耳机、耳机里提供点号，这个时候调音师应该弄清楚每一首曲子是在什么样的速度下进行的。在添加延时效果的时候，应严格遵守每一首曲子的原有速度。现在大多数的调音台都有Tap Templo（节拍器）功能，可以根据乐曲的速度来进行延时。

（10）安全

在全球巡演混音中，重要到无法用语言描述的便是安全问题。在舞台搭建的过程中应遵守安全守则，尤其是对于租赁公司的工作人员，安全措施是极其重要的。安装搭建工作时需要安全帽，还要穿能够发出荧光的马甲，从事切割工作的时候需要佩戴手套等。注意在炎热的环境下及时补充水分，有时候长时间在调音台上工作，最好自己准备一些甜食补充体力。另外，高声压级工作的情况下需要戴耳塞，注意保护听力。

3 《理解功率放大器的标称功率》

Pat Brown（见图13），音频教育行业翘楚，毕业于路易斯维尔大学，拥有音乐家、声学技术人员、零售音乐店主、工程商和咨询师的工作背景，熟悉音频的方方面面，参与多本专业书籍编撰工作。

要理解功率放大器的标称功率，首先从一个基本的电路——电压分压器开始，即一个带有输出阻抗的电压源连接一个负载阻抗的电路，当电路中的输出阻抗等于输入阻抗，则系统的阻抗匹配（Terminated）。此时，电压源的电压均分在输入及输出阻抗上，信号传输过程稳定。当电压源确定之后，系统阻抗是否匹配取决于负载。在专业音频领域，设备的输出阻抗很低，只要选择好的线缆，线阻也会很低，而输入负载很高。如果输入负载特别高，高到远远大于输入负载，输入负载所分到的电压几乎可以忽略不计。例如传声器作为电压源连接到调音台，调音台作为负载，传声器的输出阻抗为150 Ω，电压为1 mV；而调音台作为输入阻抗，阻抗值为2 kΩ，几乎所有的1 mV电压都加载到了调音台负载上。商用（民用）设备输出阻抗非常高，一个典型值比如1 kΩ，大多数情况下这么高的阻抗不适合连接在专业设备上，但专业设备大多可以连接在商用设备上。专业音频领域对阻抗匹配的比例最低值为1：10（输出阻抗比输入阻抗），即接入设备的阻抗至少是被接入设备输出阻抗的10倍。

以上结论推及到功率放大器的工作原理，常见的音箱阻抗为8 Ω，功率放大器的内阻典型值为0.01 Ω，其比值为800，这样功率放大器的电压及功率就几乎都加载到了负载上（此时要确认扬声器电缆阻抗非常低）。每个设备都有其能承受的峰值电压值，在这个前提下，通常扬声器标识的功率都是用正弦波测量的，但是音乐或语音信号波形的RMS（均方根）值会比正弦波低很多，而它们的峰值因数比正弦波高很多，因此，功率放大器实际送给扬声器的功率会比用正弦波测量的结果低很多，在同样距离下测到的声压级也会低于预期。常用的三种测量功率放大器标称功率的信号（不削波状态下）包括正弦波、骤发信号和噪声信号，噪声信号测得实际功率会低于前两种测量信号。峰值因数为6 dB的信号只能利用功率放大器标称功率的1/2；峰值因数为9 dB的信号只能利用功率放大器标称功率的1/4；峰值因数为12 dB的信号只能利用功率放大器标称功率的1/8。输入信号的峰值因数越大，实际功率放大器的输出功率越小，标准的CD音源的峰值因数为16 dB 。

鉴于音响行业比较缺失对于功率放大器测试数据的具体参数，系统设计师应能够根据功率放大器的标称功率、系统的应用目的（目标声压级）来选择合适的功率放大器。目前已经有相应的软件可以对不同峰值因数的信号输入，计算功率放大器的实际输出功率。对于现场调试工程师，还可以通过功率放大器的监控软件实时检测到功率放大器的输出电流及负载阻抗，由此可以更清晰地掌握功率放大器的输出功率。

4 《扩声系统设计层面的几点考虑》

陈怀民（见图14），1983年毕业于南京大学物理系声学专业，至今一直从事广播电视声学的设计研究工作，近年来主持并作为主要设计人设计了国内外大中型建筑声学及电声工程三十余项，具有很丰富的系统设计经验。

4.1 可靠性的原则

各个领域的工程设计都有可靠性的要求，扩声系统也不例外，可靠性是系统设计的重中之重。国外更注重于可靠性的保障，例如，位于德国、瑞士、奥地利交界处的康斯坦斯湖曾经举办过一场室外演出，观众大约7 000人，在音频系统的配置中包括主唱传声器3个、调音台2个、中央处理器2个、调音师2个，均互为备份，其中调音师备份比较有趣，据了解是担心调音师因为某些特殊原因不能工作而引起不必要的麻烦。国内开始注重可靠性是从2000年人民大会堂大礼堂的改造开始，其整体音频设计专门增加了备份，虽然备份系统只有8路信号，但当时的系统是全国范围内第一套全数字调音台的音频系统。到后来的2008年北京夏季奥林匹克运动会、2009年国庆60周年庆典活动等，音频系统的可靠性已经达到相当完善的程度，有人曾尝试将主调音台关掉，系统可以在半秒钟之内自动切换到备份调音台，从而保证演出活动的正常进行。

系统的可靠性主要从以下几方面来考虑：

（1）简洁的系统。避免设备的堆积，系统的链路设备简单直观，尽量减少第三方设备，使得出现问题、解决问题更容易实现。例如，2008年奥运会的扩声系统搭建就是本着简洁的原则，数字调音台远端基站的输入/输出口直接接到功率放大器，再从功率放大器接入扬声器系统。endprint

（2）关键节点的考虑。为了使得系统链路尽可能的简洁，应避免关键节点的影响，如跳线盘、继电器等。例如，处理器的功能虽然越来越强大，但是集诸多功能于一身的处理器如果一旦出现问题，则系统就会瘫痪。因此，在完整的系统中不能出现关键节点的安全隐患。

（3）数字设备与电源。如今的调音台大多是双电源输入，保证设备运行安全。然而，功率放大器虽然大多自带处理器，使得系统简单化，但是电源却只有一个。一般来说，重要场合都是双路供电，有电源互导开关，切换时间在0.1 s～1 s之间。就算是0.1 s切换，功率放大器重新工作也会有8 s的延迟，无法保证系统安全。因此，在完成系统搭建之后，应逐个进行设备的供电检查，以保证系统的正常运行。

（4）设备的全程检测、监控。技术人员应对系统设备的供电线路、传输线路、控制线路和网络线路进行全程必要的检测和监控，最大程度上保障系统的稳定运行。

4.2 合理性原则

庞大复杂的系统都是由若干个小系统组成的。大型活动的音频系统往往总是包含了多路信号输入和输出，将其细化分组并以表格的形式汇总成若干场景分步实现。

（1）专业组成与本专业的设计配合。音频行业涉及的专业比较多，例如常规剧院的建设涉及到近13个专业，包括建筑声学、灯光、舞美、供电、装修，甚至空调等。因此，与各个专业有效沟通，知道各自领域的需求和要求，从而相互配合，达到一个平衡和谐的状态。

（2）系统的构建。系统的构建不仅要安全可靠，更要适用于相应的场所和演出规格。

（3）设备的选型。设备的选型应适合其应用场地，不同类型的产品适用于相应功能的场馆。例如，线阵列扬声器并不适合于所有的场合。

（4）系统的专业调试。在大型的音频系统的运行中，系统的调试分别由调音师、系统工程师等不同的专业工种来负责。

4.3 灵活性原则

为了实现场馆的多功能使用，在进行扩声系统的设计时，传输通道的搭建应预留、预埋其多功能使用的条件，且在设备的配置上也作适可而止的灵活调整。

4.4 先进性原则

满足了可靠性、合理性和灵活性原则的系统，其系统架构也就达到了先进性。同时，设备的选择应符合项目的需求，并不是最贵的设备就是最好的，只有经过多次调试使用，熟悉掌握其使用功能的设备才能经得起考验。

5 《音频扩声产品和系统的发展趋势及相关建议》

魏增来（见图15），毕业于中国传媒大学录音艺术专业，毕业后一直奋战在专业音频扩声系统集成领域，具有深厚的理论基础，并积累了丰富的实践经验。

5.1 当前音频扩声产品及系统的现状

当前，调音台及多通道综合数字处理平台等主控设备、扬声器及功率放大器系统、拾音器、周边处理设备、节目源设备等主要音频产品类别的发展现状总体上可以总结为：横向——“小领域的小变革”；纵向——“新技术的大创新”。

（1）从成本降低、性能提升、稳定性提高三方面考虑，调音台趋于数字化、集成化、小型化，多通道音頻综合数字处理平台在会议类及重放类演出中得到广泛应用；

（2）为了更好地达到音质保障和便捷调试，有源以及类有源扬声器迅速发展；

（3）从均衡器、压缩器、效果器等设备的软件化和集成化演变来看，硬体周边设备趋于消亡已成现实。

5.2 音频产品和系统发展的主要趋势

5.2.1 扬声器指向调控

基于声波传输的物理特性，在音频扩声系统中，如何把声能量有效地投射到需要覆盖的区域一直是一个没有得到有效解决的问题，扬声器的指向性如果可调可控，就能实现对听音区域的精确覆盖，从而减少由于声场环境所造成的声反射等建筑声学问题，大大提高扩声效率，改善传输特性，提高可懂度和清晰度。d&b Xc系列音柱扬声器、IBO LA-3612AHC可变水平指向阵列扬声器以及K.S C/CPD Line Autocurve线阵列扬声器等产品是通过改变扬声器或波导管辐射位置的方式来实现指向调控的物理控制方式。Tannoy Q-Flex可调指向音柱扬声器、Martin MLA Compact紧凑型线阵列扬声器以及EAW Anya大型线阵列扬声器等垂直指向可调的扬声器系统，以及Pan-Acoustic PanBeam、K-Array KH-7等垂直及水平两维可调扬声器等，则是通过电子相控方式来实现扬声器指向调整， 即通过延时处理引发相位干涉而形成指向性改变。

5.2.2 声场环境空间变换

随着音频技术与信息处理技术的融合，通过电子音频可变混响系统，可以有效地调整演艺场所的声学环境，以适应不同的演出形式，使以前不敢想象的事情成为可能，所以，声学环境的空间变换也必将成为今后音频系统的发展趋势之一。

常见的可变混响系统包括房间脉冲卷积合成可变混响系统以及多通道时变混响系统等。房间脉冲卷积合成可变混响系统，其高清脉冲响应（HDIR）的获取及优化方法，使得整个标的厅堂向目标厅堂进行空间声学环境转换的各个环节有效可行，例如基于“通过线性时不变系统后的信号等于原始信号与该线性时不变系统冲激响应的卷积”原理的StageTec VIVACE系统。而基于“多通道时变混响系统”的算法，具有改变扬声器重放信号与拾音器拾音信号之间的相干性、提供良好的回授前增益、不需要依赖房间声学能量、可在户外使用等诸多优点，如美国E-Coustic System系统。

5.2.3 现场扩声的沉浸环绕

现场扩声的沉浸环绕与电影重放的3D环绕声不同，有三种算法分类。现场扩声的沉浸环绕必须适用于演出现场的动态性和实时性，需要根据演出曲目的实时节奏以及现场的实际情况（包括场地环境、扬声器布局方式等）进行便捷而快速的调整和编辑。在目前的技术发展情况下，WFS必将成为今后关于虚拟声源和环绕声仿真最为有效的手段，其算法的逼真程度以及用户界面的友好程度是现场扩声用3D沉浸环绕声的主要研发关注点。例如，Lawo mc296调音台是世界上首个安装了3D PAN（3D声像电位器）的调音台。

5.2.4 多学科的交汇融合以及信息化和网络化

随着信息处理技术的飞速发展，各种学科也迅速融合，形成了很多极具特色的新兴产品，专业音频领域同样如此，例如Powersoft公司DEVA，融合了扩声、监控摄像、红外探测、Wifi路由及无线传输、太阳能供电等多种技术，其一体化整合的多功能性将成为相关产业发展的方向。

大型演艺节目“汉秀”SVC（音视频及内通）系统架构、AES67标准、StageTec以及Lawo调音台系统网络架构也体现了音频系统信息化和网络化的发展趋势。

5.3 几点建议

（1）业界人士加强IT和网络技术的学习刻不容缓。

（2）音频产品及系统的本质在于声音本身，加强美学修养，不能本末倒置。

（3）要平衡客观技术理论与主观听觉感受，并通过思考提炼进行互相验证。

（4）紧跟信息处理和网络技术的发展，充分地进行头脑风暴，展望未来可能的应用模式，将多种学科综合应用于专业音频领域。

（5）找准趋势、深度聚焦，做专做精。

致谢：感谢演讲者提供PPT，感谢冀翔、迟岩提供相关翻译资料。

（编辑 杜 青）endprint