深圳红岭剧院扩声系统设计案例 ——深圳红岭剧院扩声系统设计案例

　　深圳红岭剧院座落于风景优美的深圳市中心区安托山风景区。剧院功能定位为满足大型会议、中型文艺会演和综艺娱乐活动的需要，整个剧院演出系统设计考虑了舞台灯光、扩声、内通、会议系统、投影系统、舞台机械及幕布系统工程，本文将详细介绍剧院扩声系统设计的理念。

　　1、设计概述

　　1.1 功能和要点

　　由于剧院功能定位为满足大型会议、中型文艺会演和综艺娱乐活动，需要在舞台演出时拥有良好的音乐回放效果，保障集会类会议扩声时优良的语言清晰度，同时系统还应具备实时记录和提供音频转播信号等能力。

　　1.2 主要设计依据

　　GB/50371—2006 『厅堂扩声系统设计规范』

　　GB/50356—2005 『剧场、电影院和多用途礼堂声学设计规范』

　　GB 4959-95 『厅堂扩声特性测量方法』

　　GBJ 76-84 『厅堂混响时间测量方法』

　　JGJ/T16-92 『民用建筑电器设计规范』

　　GBJ 16-92(95年修订)『建筑设计防火规范』

　　GB/T 14197-93 『声系统设备互连的优选配接值』

　　1.3 设计指标

　　我们设计时按照中华人民共和国行业标准GB50371-2006 【厅堂扩声系统设计规范】文艺演出类扩声系统声学特性指标(音乐类)一级标准并结合剧院实际情况拟定以下扩声系统指标：

　　最大声压级：≥106dB

　　传输频率特性：以80～8000Hz平均声压级为0dB，在此频带内允许+4～-4dB的变化，附图

　　稳态声场不均匀度：≤10dB(100Hz)、≤6dB(1000Hz)、≤8 dB(8000Hz)

　　传声增益：≥-8dB(100Hz～8000Hz)

　　系统噪声：≤NR20

　　1.4 基本设计理念

　　根据对国内外新建、改建专业厅堂的调查，并参考剧院建筑装饰的实际情况，我们确定整个系统的基本设计理念如下：

　　理念一：服务于“声音艺术”的音响系统设计的核心目标，是实现高质量声音重放和还原。采用最新声学领域中的研究成果及技术手段，以充分体现现代科技带给人们更先进的艺术享受。

　　理念二：新技术的应用使系统管理与控制变得更“精确”与“简单”，使管理者和操作者的工作更简单，彰显“人性化”设计。

　　理念三：采用国际国内文艺演出类扩声领域中认同度高的主流产品，提高设备的认同度与利用率，以保证设计理念通过设备性能和最终效果得到完美体现。

　　2、系统设计

　　2.1 音源设备配置

　　配置足够数量的专业广播级CD播放机、DVD机、MD录播机、盒式卡带录音座。满足音乐、语言信号的重放要求，以及演出实况的录音要求。

　　2.2 拾音系统配置

　　在有线会议系统方面，我们配置了鹅颈会议话筒系统;舞台乐器和乐队合唱方面，配置了大膜片电容合唱话筒和小膜片电容乐器拾音话筒;在流动拾音系统方面，配备了手持、领夹和头戴无线话筒系统，并配备了相应的天线分配器和指向型天线，为整个剧场观众席和舞台可能用到的区域进行会议或文艺活动的拾音进行较为完善的解决。

　　2.3 调音系统配置

　　在音频系统中，以Soundcraft 40路8编组调音台GB8-40(RW5697)为中心，配置各种信号源设备和声频处理、输出设备。调音台既能创作立体声、美化声音，又可以抑制噪声、控制音量，是音响工作者进行艺术再创造的主要工具，是专业音频系统的“心脏”。

　　2.4 数字矩阵处理器系统配置

　　MMPA1616媒体矩阵是一个完全可自由设计的音频处理和控制系统，可提供高达16路输入16路输出的矩阵及音频处理功能。每个输入和输出都有独立的DSP处理器，所有的编程都可在PC平台上通过软件完成。

　　无论是为公司会议室、饭店、法庭、礼堂、需左/中/右设置的剧院、体育场、体育馆、厅堂或会议中心设计还是安装音频系统，MMPA1616都可在需要进行信号处理的输入/输出矩阵的任何分区系统满足你的要求。

　　内部信号处理系统包括前置放大、增益和限幅器、延时、均衡滤波器、分频器、噪声门、高通滤波器/低通滤波器、电平控制器。输入可以设置到任意输出的路由，以及任意输入到输出设为静音而不影响真实的输入设置。高通滤波器/低通滤波器模块包括贝塞尔、巴特沃斯和林克威兹-瑞利滤波器，斜率为12dB/Oct、18 dB/Oct、24 dB/Oct、和48 dB/Oct。

　　2.5 音箱和功率放大器系统配置

　　扩声系统在保证能够提供符合国家技术标准要求的声压级、传声增益、声场不均匀度的客观指标下，还力求体现有合适的响度。中高频层次分明，清澈嘹亮;中音浑厚有力，优美动听;低音丰满柔和有弹性、有力度的主观效果。而要达到这一效果，在整个扩声系统中，音箱是第一位的。

　　剧院的音箱选型中设计采用了DESFINE迪斯公司的音箱，迪斯音箱的音质优良，造型高雅，广泛用于世界各大体育场、体育馆、报告厅、多功能厅、中高档会所和俱乐部。

　　DESFINE迪斯音箱有着精准的声音表现和新一代先进的高清晰度、灵敏度扬声器，其设计突出优点有：1)线性声学和电子相位频响;2)减少谐波失真;3)增大功率输出和变压器速度;4)扬声器像一个低音单元，在低频、高频中部范围，在分频器频率上产生令人毫无察觉的转变;5)高、中、低频的特殊布局;6)高精密度的电子相位控制;7)过热、过载多重系统稳定解决方案;8)无源冷却系统减少了对电路进行维护的周期;9)灵活的控制特性。

　　所有DESFINE迪斯扬声器单元都经过极其严格的品质测试和各种恶劣使用环境的测试，确保每一件产品能为客户提供最可靠及最高素质的声音内在表现。

　　DESFINE迪斯音箱向所有用户承诺DESFINE扬声器单元五年保用，以确保每一位客户的利益，这在音响行业内也是极为罕见的。

　　针对建筑结构特点，我们认为优秀的扬声器单元除了能向观众提供高品质的音色外，还必须与建筑风格相协调，能保证建筑的整体美，对该户外演出场所而言，音箱的外形和重量直接影响到整个建筑物的结构。

　　DESFINE音箱在剧院和各种多功能厅类厅堂得到了广泛使用和认可，例如素有“三乡宝地”美誉天门市的天门剧院，拥有固定座席1500座，工程验收后成功举办了天门市“第七届黄梅戏艺术节”等大型文艺活动;因盛产金而以蒙古语意“金子”得名的阿勒泰市的阿勒泰剧院，拥有观众席1200座，工程竣工后，成功举办了阿勒泰农十师“春之湖”文艺表演等数十场大型综合文艺演出活动;1200座的肇东剧院的成功应用，为热衷于电影、二人转、话剧、戏曲及日臻丰富的各类大型演出和文化活动的黑龙江人民搭建了绝佳的展示平台;广西北海人民剧场位于中国历史上“海上丝绸之路”的始发站，工程验收合格后，成功举办了耗资600万、历时3年打造完成的北海市文化品牌舞剧《碧海丝路》，为突出展现北海深厚的人文艺术底蕴打造了一个核心平台;深圳大浪剧院，工程竣工后，成功举办了“纪念改革开放三十年暨演出季开幕式文艺演出”、“羊台山艺术团专场演出”等大型文艺演出活动;武汉国际会展中心剧院是一座多功能型演出场所，项目完工后，曾先后接待了多次国际、国内大型会议和文艺类活动，其应用效果得到了观众及使用方的高度评价;还有四川省内江广电中心演播厅、广东乌沙影剧院、广西横县剧院、辽宁省省委党校剧院、新疆哈巴河文体中心剧院、广东省湛江检察院剧院、深圳南山外国语学校剧院、山东工商学院艺术中心剧院、湖北省孝感剧院、武汉科技学院剧院、沈阳工程学院剧院、深圳市教苑中学剧院、武汉工程大学剧院等等。

　　在功率放大器的配置方面，选择了与DESFINE迪斯音箱完美搭配的DESFINE迪斯MB系列功率放大器。MB系列是不同与DESFINE以往的普通音频放大器，是先进的开关电源功放，它采用了3级H类功放电路，有非常高的8Ω/4Ω整机工作效率。它还有非常高的开关电源功率密度，在2U标准机箱空间里能输出4.3KW的连续正弦波功率。该系列的电源有着精密的保护功能，对于过流、电源短路、超温都有非常好的解决作用，且电源的保护与恢复都是自动控制，不会令声音产生突变，同时大大降低了开关管烧毁的机会。该系列还采用输出晶体管直接与散热器连接的安装方式，降低热阻，提高晶体管的使用寿命。

　　3、声场设计说明

　　3.1 扩声方式

　　采用相对集中式安装，分区式供声方式：即音箱集中安装于舞台口四周，不同观众席区域均有针对性音箱进行供声。这样的好处兼具了集中式和分散式的优点，声像感一致而且容易进行分区控制，并且音箱的吊装点和使用数量相对较少，减轻了多音箱之间的干扰现象，而且系统构成相对简单明了。其主要特点是： 一是由于相对集中式音箱布置，等于所有的音箱系统都安装于舞台口四周位置，使信号线缆敷设和音箱系统安装变得更为简便;

　　二是相对集中式的音箱布置方式使整个剧院内观众看台区听音时声像感觉一致，即从同一个方向、同一个位置到达观众席，声像感从舞台中央过来，使观众席的声像统一，现场感更好;

　　三是虽为相对集中式安装，但由于音箱是分别针对各个区域进行声学投射覆盖，在此点上又具备分区式供声布置的优点，容易进行系统的分区控制管理，实现灵活控制的区域扩声功能。

　　3.2 声场布置

　　3.2.1舞台两侧主扩声系统

　　舞台两侧主扩声系统设计采用了4只双15″二路全频扬声器DS9625和4只双18″超低频扬声器DQ7636。

　　舞台两侧主扩声扬声器分为左、右两组，建议隐藏安装于舞台口两侧，高度与舞台台面高度相平，超低频音箱安装于全频音箱的下方，主要负责整个剧院的池座观众席区域的扩声声场，并对整个舞台扩声的声像定位起着至关重要的作用。其中4只DS9625音箱声辐射面主要以池座贵宾区及近场观众区为主，兼顾池座观众席中、前场的L、R声道拉声像作用;4只DQ7636超低音音箱声辐射面为整个剧场观众席区域，对整个剧场的低音效果进行加强。

　　每侧音箱孔的开孔尺寸是高3000MM、宽1400MM、深1000MM，音箱孔后面要做活动的，便于音箱可以放置调整;扬声器孔的面板需有透声孔，且颜色应与装饰一致。

　　3.2.2中央扩声系统

　　设计采用了9只8″全频线性阵列扬声器DS9884，分为左、中、右3组，每组3只DS9884，隐藏安装于音桥内。

　　音桥内主扩声扬声器主要负责楼座观众席区域、池座观众席区域的中后区和池座观众席前区的中间区域的扩声声场，并对整个剧场扩声的声像定位起着至关重要的作用。

　　其中音桥两侧两组扬声器组的声辐射面主要以观众席中后区域为主，兼顾观众席L、R声道扩声;音桥中央的一组扬声器组主要以观众席中间区域为主，兼顾整个剧场的左、中、右声道中的中置声道作用。

　　音桥中音箱孔的开孔尺寸是高110MM、宽900MM，深至少为700MM，音箱孔的面板需有透声孔，且颜色应与音桥装饰一致。

　　3.2.3舞台返听扩声系统

　　考虑到各类演出时的需要，舞台上的听音需求且舞台面积比较大，设计采用了6只15″二路全频返送扬声器DR6851作为舞台台面的流动返送扬声器，放置于舞台台口，根据实际的舞台装饰情况和实际场地的演出活动需求摆放舞台口台面上。

　　3.2.4台唇扩声系统

　　配置4只12″二路全频返送扬声器DQ7612作为台唇补声扬声器，设置于舞台台口，改善观众席中央的前三排观众的听音效果。

　　4、运行原理

　　音源设备(传声器、CD机等)信号输入给主调音台，经过信号混合、放大和调整以后进入数字矩阵音频处理系统，经过信号DSP处理、场景预存等设置后，将信号分配到各针对区域的音箱功放部分来驱动扬声器系统。

　　我们在系统设计中牢牢把握高音质和高可靠两个要点。

　　一方面在整个扩声系统中所使用的设备全部为高品质高音质产品，因为扩声系统的最终音质好坏并不决定于某些设备的高级，而是取决于系统环路中最差的某一环设备。所以系统设计和产品选型一定要全局平衡地精心设计，避免木桶效应，使投资方的资金不被浪费。

　　另外在安全可靠性方面我们首先使用高可靠的数字矩阵音频处理系统，再加上分散在每只音箱的独立驱动功放，即使某台功放万一发生故障，也不会造成大面积失声。

　　5、设计达到指标

　　我们应用的是全球公认的权威性第三方模拟软件-德国EASE的声学模拟设计软件进行设计，模拟声场软件展示的主要内容有：

　　建声特性125Hz～8000 Hz的混响时间;

　　扩声系统直达声场的最大声压级和声场分布(不均匀度);

　　扩声系统混响声场的最大声压级和声场分布(不均匀度);

　　语言清晰快速传递指数(RASTI)值;

　　扬声器至听音者的直达声以及1～N次反射声的“声域”路径展示。

　　使用EASE声学设计软件对礼堂扩声系统进行辅助设计，经模拟测试结果为：

　　1000Hz辅音清晰度损失率 1000Hz快速语言传递指数

　　经EASE4.0 模拟测试，当系统同时正常工作时，完全达到设计指标的需求，并保证使用效果。系统可以实现以下效果：

　　各个位置无明显回声、颤动回声和声聚焦等音质缺陷;

　　系统具有良好的传声增益指标，不产生明显的声反馈;

　　音质自然传真，保证各个观众位置有一致的频率响应特性;

　　音响扩声系统扩声涵盖范围均匀覆盖观众区域;

　　音响系统的设备在正常使用中各种噪声指标小于规定限值;

　　扬声器外观典雅美观，不影响场地的整体风格和安全。

　　验收合格后，剧院成功举办了第十七届艺术节歌手大赛。DESFINE迪斯为呈现一个集大型会议、中型文艺会演和综艺娱乐活动于一体的现代化、高品质剧院锦上添花。