浙江广播电视集团800平方米演播室.docx

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浙江广播电视集团800平方米演播室

浙江广播电视集团800平方米演播室

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浙江广播电视集团800平方米演播室

－－数字化改造工程音频系统设计介绍

[作者：

浙江广电集团裘钰高级工程师]

    浙江广电集团800平方米演播室数字化改造工程是集团党委批准建设的第一个高清晰度电视大型技术改造项目，也是浙江省的第一个大型高清电视演播室。

800平米演播室音频系统改造项目的总体目标：

一要实现从模拟到数字，标清到高清的技术进步和集成创新；二要适应电视节目从传统的表演与观赏模式到时尚的选秀与互动形态的变化趋势；三要依照即定的预算范围，在限定的时间段内，完成工程的安装调试并按时投入实际使用运行。

    800平米演播室音频系统设计的总体要求：

能够完成现场制作大型电视综艺节目和多点双向互动节目，提供符合高清、标清电视节目的录制和标清电视信号的直播要求的模拟与数字音频信号，具备处理节目声音信号与高清、标清图像信号声画同步的能力，满足电视立体声与单声道节目兼容的演播室内语言、音乐和效果声的同期录音制作要求。

    为了达到上述的总体目标和要求，800平米演播室音频系统的设计需要综合考虑各个方面的因素：

一要符合优质制作与安全播出的要求，二要解决现场扩声与节目录音播出之间的技术冲突，三要实现技术的多样性与设备选型的有机结合，四要关注技术升级空间和开放协议的兼容性，五要讲究建筑声学条件、人机工程布局以及用电安全与净化，六要协调与视频系统、灯光舞美及装修改造工程的配合关系。

只有控制好各个方面的相关因素，才能做出合乎实情又适度超前的选择，完成系统设计的优化组合，获得项目总体较好的性能价格比。

    800平米演播室音频系统设计时考虑的技术细节可以分为录制和扩声系统的技术特点，主要设备的功能特性，信号的处理、测试和监控三个部分十六个方面的具体问题。

    一录制和扩声系统的技术特点

    1.立体声与单声道的兼容和四声道录音

    高清演播室声音合成信号送给标清电视直播用的还是单声道，电台同步播出要求立体声；节目录像需要分声道分轨记录音频信号，以方便后期编辑制作。

5.1环绕声在演播室前期声音制作的节目需求概率比较低，项目预算比较紧，兼容难度比较大，工程进度也比较赶。

800平米演播室可以提供两对不同的立体声合成信号，采用模拟与数字音频信号同时输出给录像机，提供两台高清（HDW-2000）和两台标清（DVW-500P）的磁带与硬盘（EVSXT-4U-422，SD）录像机的四声道录音。

模拟音频信号给调度机房矩阵的直播通道，能够同时兼容单声道与立体声节目的直播。

    2.模拟与数字音频信号的共存和转换

    *只采用模拟声音信号处理的设备有：

现场扩声调音台（MidasH1000，输入44+4ST，输出10Group/10AUX/LCR/8Matrix）、调度机房矩阵、盒式录音卡座、功放；

    *既用模拟信号又用数字信号的设备有：

50热键的360直播硬盘录音机、CDP、DAT、MD，音分、效果器、电话耦合器、VTR两台放机（HDW-M2100P）两声道与录机的四声道声音信号；

    *只用数字信号的设备有：

CDR、数字音频工作站与数字调音台之间的输入和输出；

    *需要进行模拟与数字信号转换的有：

话放、线路信号的模拟转数字，现场扩声调音台主输出的模转数，数字调音台主输出的数转模，信息机房电脑声卡的A/D和D/A。

由此可以统计系统所需要的模拟线路信号、AES-3数字信号输入/输出模块和通道数量，构建处理模拟和数字音频信号的技术平台。

    3.高清和标清图像的上、下变换与声音信号的延时处理

    四路标清到高清的上变换SD/HD采用模拟立体声信号延时处理（两帧80毫秒），四路高清到标清的下变换HD/SD同时采用数字与模拟立体声信号延时处理（120毫秒或80毫秒）；调度矩阵四路外来SDI解嵌的模拟音频信号延时（13毫秒），两路外来SDI解嵌的数字音频信号延时（12毫秒）；现场扩声调音台主输出模拟立体声信号延时处理（D22数字广播延时器，40毫秒）。

    4.外来信号与800演播室的双向互动直播的模式

    系统设计可以应对的各种可能发生的情况有：

    *制作楼内250、400平米的两个演播室声音信号N减1双向传送与800演播室声音信号共同组合直播；

    *杭州、宁波、温州电视台等各地电视台与800演播室多点互动联合直播；

    *两条热线电话同时与800演播室声音信号的连线沟通；

    *电脑视、音频信号的互联网双向传送。

    5.现场扩声与直播制作的调音模式、互为替代和安全运行

    800演播室的音频系统可以根据不同类型节目的需求采取灵活可变的调音工作模式：

    *现场扩声与直播制作各自分别独立调音，要求系统能够实现话筒与线路信号的前级分配；

    *现场调音台或录制调音台单独完成节目的制作，需要进行扩声系统的输入信号和节目的主输出信号的跳线变换；

    *现场扩声调音台和直播制作调音台联合调音。

话筒声音以现场处理为主，线路信号以音控室处理为主；互相对传，各自混音合成。

联手调音，分工协作的模式可以提高效率，减少差错，事半功倍。

    综艺节目的现场扩声信号不能简单地采用一键切换的方式完全替代播出节目的合成声音信号。

现场扩声和节目播出的声音信号有许多不同之处：

    *现场观众的反应声音不需要扩声，而播出节目信号需要观众的反应声音；

    *大声压级乐器的现场直达声使得现场扩声信号和节目播出信号的合成比例不同；

    *歌唱声音混响处理的大小现场扩声的要求与节目播出的需要不一样。

    为了确实保障数字调音台的安全运行，需要特别关注的问题有：

    *音频系统独立的同步信号发生器（WORDCLOCK）与视频系统同步信号（48KHz、BB、TC）的锁定和分配；

    *数字调音台主机DSP板卡的I/O和PROCESSING资源分配与冗余；

    *数字调音台主机和控制计算机CPU的运行参数和分工数量；

    *MADI同步信号与控制信号的通畅。

    二主要设备的功能特性

    1.广播级数字化直播制作调音台的主要技术特点

（1）输入/输出部分

    32个单声道话筒A/B、线路输入，32个单声道线路输入，16个AES-3数字输入/输出。

16个立体声辅助通道（STAUX），8个立体声编组（STGroup），4路立体声主输出（MAIN）与电平显示。

具备56个通道的MADI（MultichannelAudioDigitalInterface）输入/输出的BNC接口8组，供主机连接三个MIOS96机箱和工作站。

（2）控制台面部分

    54+8个全自动通道100毫米推子，54路输入双层电平与EQ显示液晶屏。

一个路由显示屏（PATHROUTINGPANEL）及可指派通道控制单元AFU；两个输入通道参数中央控制面板与主输出面板供双人操作与控制；三对控制室主监听输出音量控制（MAIN、GROUP/AUX、PFL/AFL）；四页翻转FLIP（A、B，SUBA、SUBB）双层智能化控制。

台面设计96个输入通道分布在一、二层；与工作站相连MADI的56个通道分布在三、四层。

    （3）数字化处理部分

    20比特量化/48KHz取样，并支持24bit/96KHz。

提供BB黑场、AESSYNC、SMPTE时间码TC同步接口，16个GPI接口音频跟随视频同步切换功能，具有独立场景记忆（Snapshot），自动化动态混音（DynamicAutomation）。

800演播室采用的AMS/NEVELibraLiveⅡ/G广播级数字化、现场直播制作型调音台是国内的第一个用户，控制电脑操作系统软件为WindowsNT，主机核心应用软件已升级为ENCOREPLUS版本。

    2.无线传声器的工作频段、调制方式与话筒音色

    综艺节目的演播现场会有霓虹灯、日光灯和手机的信号干扰无线话筒的正常工作。

应用G段和UHF双频段无线收发系统提高24套无线传声器的抗干扰性能和接收稳定性。

    采用2.4G频段的赛宾SABINESWM7000系列跳出拥挤的UHF频段。

手持无线话筒SW70-HD15可以模仿四种品牌话筒的音色，腰包发射机SW70-T可接佩戴话筒、电吉它转接线和肉色头戴支架DPA4066话筒。

如果现场使用工作频段为2.4G的无线摄像机，要注意避免产生频率冲突造成同频抑制。

    同时使用原800平米演播室UHF频段的森海塞尔SENNHEISEREM3032U和SKM5000系列，在800MHz频段24MHz带宽内用计算机数学算法（富氏级数）插入16个频点，将高次谐波相互调制产生的邻频串扰的机率控制在12％以下。

FM调频调制的压缩/扩展方式HiDynplus可以在最大60dB的RF射频信号动态范围之内传送S/N信噪比110dB（A）rms的AF音频信号。

SK50U腰包发射机的发射功率在没有人体吸收的情况下实际测试值在30毫瓦左右，SKM5000U（黑色）无线手持话筒发射机采用纽曼NEUMANNKK105S话筒头可以承受最大声压级达到150dB。

    3.精品节目的同期多轨录音与数字音频工作站

    早期的演播室配有8轨1/2英寸磁带模拟开盘录音机或Hi8盒式金属带DTRS格式的8轨数字录音机。

改造后的演播室选配MERGINGPyramix5.0数字音频工作站用于现场演播节目的同期多轨录音，为精品节目的加工制作提供了更多调整处理的技术手段。

工作站采用MADI和AES-3数字音频信号格式的输入/输出接口，具有声轨时间压扩、变调和去噪声功能，17英寸LCD双屏显示声轨和虚拟调音台及音量表或矩阵。

支持高清三电平同步锁相和时间码声画同步连锁控制录像机，配置PC机识别苹果文件软件可与ProTools文件转换。

可以升级达到192KHz采样的PCM、高倍采样的DXD和DSD格式的SACD与DVD-Audio的制作水准，但不能支持MIDI（MusicalInstrumentDigitalInterface乐器数字化接口）音乐的多轨录音。

    4.现场扩声的声场均匀度与可用声压级

    800演播室观众区有可伸缩阶梯座位30×9排约占场地面积1/3，也有在场地中间临时搭建半圆包围形状的阶梯座位，还有舞台上两边分布的情况。

变化的观众席不同于剧院的横向弧形分布、音乐厅纵向矩形的楼下楼上听众位置。

800演播室建筑声学设计混响时间（1.8秒）以保障录音清晰度为主，与音乐厅（2.6秒）以演出效果为主不同，声音相对而言比较干。

演播室既有传统的台上演台下看的观赏表演模式，又有时尚的选秀与互动形态，现场观众的呐喊、哨音与充气棒、塑料手掌拍声会掩蔽和抵消一部分扩声功率的能量。

    线性阵列扬声器组合只能在单一方向上控制垂直指向性，解决纵向远、近不同位置的声压均匀辐射的问题。

若采用有源扩声音箱则要面对顶棚电源布线和适应高温条件，音量调整、监控和检修维护不方便的问题。

EASE（EnhancedAcousticSimulatorforEngineers）增强型声学模拟软件设计的扩声系统声场分布图还不足以完全正确反映演播室发生的各种不同情况：

    *观众区满场和空场的反射声不同；

    *粉噪测试信号或放音乐与多个话筒在声场内没有声反馈的实际可用声压级不同；

    *玻璃板面舞台和布景板的变化使表面材料的吸声系数值不同。

    800演播室扩声系统的声场分布针对不同的对象，不同的需求，采取分区辐射，均匀覆盖的方法，提高扩声系统的可用功率和声压级。

正面主扩声采用左右吊挂的AM4315/95三分频音箱，水平90度垂直50度覆盖角度。

四角吊装AM4212/64两分频音箱，水平60度垂直40度，分别指向1/3场地的前后区域。

四角吊装音箱和主扩声音箱的左右声像保持一致，而非环绕声音箱。

超低音ASB4128双单元音箱落地放置，只用于音乐信号通道。

舞台后区左右放置补声音箱4691给舞蹈演员送音乐，台口左右可以摆放有20度和45度两种角度的地板返听音箱LA212给歌手送音。

流动返听音箱还可以分别用于电声乐队、现场电子音效、伴唱和评委的监听。

扩声系统可以使用的各种音箱共有18只，可用额定功率的总量为9590瓦。

    为了防止产生低频共振，舞台演出区域周边的墙体还是保留吸声砖面，只对阶梯座位观众席周边的墙面采用轻钢龙骨结构、中间填充吸音棉、外表装饰穿孔铝板的美化处理。

在使用多个配戴无线话筒时，中置音箱很容易产生声反馈或者使得声音发空。

台口地板返听音箱面向观众席时，与吊挂的主扩声音箱的声场覆盖相结合可以降低正面声像的高度。

    5.有线话筒的优化组合

    为了能使高清电视画面拍摄更加干净好看，应该选择体积小、收音好，无反光（不会让视频幅度超标），既能够有利于提高录音质量，又能够适应演播室的扩声环境，满足不同拾音对象的不同需求的各种类型的话筒和配件。

有用于歌手大赛的舞台细杆Schoeps和DPA话筒；也有用于弦乐组、合唱队的悬吊话筒和MS制式的立体声话筒；还有可变长度的鹅颈话筒ATES915/ML、三角钢琴的粘贴式拾音话筒DYN-GP-SET和爵士鼓5件套SHURE话筒。

即有1200与600的长、短杆，又有可悬吊、可上架的4028话筒组合。

话筒支架有立杆、吊杆和矮架三种型式的选择，四芯话筒线有10米、20米两种长度和10种色彩的配备。

    三信号的处理、测试和监控

    1.提升调音台周边设备的音频信号处理能力

    *声音信号模拟反射声时间量的处理有混响器和延时器；

    *声音信号的动态范围的处理有控制上限的压缩和限幅，控制下限的噪声门；

    *声音信号的高次谐波和移频的处理有激励与变调，和声多声部发生器；

    *能使音色温暖的电子管人声处理器。

5.音频信号的模拟/数字,数字/模拟的变换；

    *电声乐器的DI盒与监听混音器；

    *非平衡/平衡信号转换接口RCA/XLR3，音频隔离变压器；

    *现场有线耳机放大返听系统、无线收发个人监听耳机。

    2.同声传译双语、通话和哑音的三态控制与主持人监听

    将咳嗽盒KS-4320、监听耳机和头戴话筒SennheiserHMD-280PRO与数字调音台、音分、耳机放大器及通话矩阵之间声音信号联通，解决了双语谈话节目翻译声音的录像机记录和主持人两个监听耳塞整合为一个的难题。

主持人不再需要左耳戴导播通话系统的耳塞，右耳戴同声传译系统的耳机。

一个耳塞可以监听两个系统传来的声音，另一耳朵能够听到谈话现场的声音，有效地保障了节目的顺利进行。

同声译员既可以控制开关自己的声音，又能够切换与导播通话。

后期编辑打字也有翻译声音参考可以复听查对。

现场预留双语翻译声音的信号输出接口提供给同声传译系统的红外发射器。

    3.话筒信号的前级分配和传输

    采用现场扩声与直播制作各自分别独立调音的方式，需要解决话筒信号的前级分配和传输问题。

采用话筒无源前级分配，有变压器低频衰减较大和指定一端48V幻像供电的问题；采用话筒有源放大器分配，会增加一级放大器的本底噪声，还有前级话筒放大器电平大小的监控问题。

演播室内采用光纤传送多路话筒信号，那么前级话放的音质就由光信号调制前和解调后的两级放大器所决定，而不是调音台的前级话放指标。

从直播安全、短距离传送和减少技术环节方面综合考虑，采用话筒有源放大器分配、多通道话筒电缆和XLR-3插座屏蔽盒传音。

从舞台两侧到一楼无线话筒接收和功放机房，二楼现场扩声调音台，控制室xtaDS800机柜，隔断机房数字调音台MIOS96机柜使用2×16通道话筒电缆，灯光层顶棚采用2×12通道话筒电缆穿到一楼机房。

    4.VTR录机带后声音与直播通道的声音电平的监管

    音频与视频系统的结合部位是声音监管的薄弱环节，也是演播室音频系统信号链路的最后输出关口。

采用32通道数字/模拟音频信号电平显示器（chromatecAM-32），能够实时监控录像机录制的音频信号电平是否超标，音分送给直播通道的声音大小是否合适；能够同时清晰地反映出AES-3数字音频信号的峰值DPPM与模拟立体声节目信号平均值VU的动态范围。

分别连接高清、标清和硬盘录机的两对AES-3（48KHz）输出，DRAWMERDA-6音分到调度矩阵的两对立体声输出。

基准电平值定为－20dBFS，0VU，＋4dBu。

数字音频信号标尺刻度在－60到0dBFS之间，模拟音频信号的标尺刻度在－20到＋3VU之间。

红黄绿三色分段显示电平值，峰值电平保持，立体声相位显示。

    VTR录机的带后声音监听选择立体声监听表桥，能够检查节目录制的声画同步，监管演播室录制的声音质量，把握声音的客观标准和主观评价。

采用WOHLERAMP1A-VTR2，可以连接2组（A/B录像机）二选一，每组4路模拟输入接口可任选二声道左、右独立监听。

    5.音频通道的技术指标测试

    *高清数字音频通道的信噪比为117.8dB，标清数字音频通道为96dB；

    *高清模拟音频通道的信噪比为85dB，标清模拟音频通道为75dB；

    *数字调音台与数字音频工作站之间MADI通道的信噪比为117.8dB；

    *高清音频系统模拟到数字A/D转换的信噪比为93dB，数字到模拟D/A转换的信噪比为85.7dB。

    音频系统的技术指标，还有谐波失真、幅频特性，串音、隔离度，最大输入电平、电平差和相位差，抖动和主通道电平，共15类十项技术指标的测试。

经由国家广播电影电视总局广播电视规划院广播电视计量检测中心检测数据符合GY/T行业标准。

    6.音控室监看的视频信号

    电视音响操作需要超前节目图像输出的PGM信号看到视频图像的变化情况，才能保障节目声画协调一致的声音输出的控制。

音控室监看的视频信号有CAM1、2、3号摄像机，可以监看上场口、下场口和全景，调度外来信号有EXT1～4路，磁带录像机放机信号有VTRP1/P2两路，硬盘录像机回放信号有HDP1/P2两路，放音的LD、VCD和DVD图像信号，PVW预监联接视频切换台的AUX辅助遥控面板，PGM主监可以选高清/标清多格式变换。

专业LCD图像显示液晶屏有10毫秒以上的延时；音控室的图像监看若采用两个大尺寸液晶屏的多画面分割技术，会带来监看清晰度降低、成本增加和直播风险增加的问题，优点是画面大小变化可调；传统的CRT显像管监视器屏幕墙占地面积比较大，出故障的概率比较低，同时分散了看不见图像的直播事故风险。

    经历了不断修正与完善的调试过程和一年多各种大型电视节目录制和直播的考验，改造完成的800平方米演播室技术系统达到了优质制作和安全播出要求的一个全新的水平。

改造后的音频系统在电视节目声音制作方面反映出来的主要亮点有三：

    *技术难度增量加倍；

    *多点吊装话筒收音；

    *VTR四声道分轨录音。

    一是完成了浙江卫视与中国移动合办的《彩铃唱作先锋》大赛的七场直播。

采用两张调音台分工合作，协调处理好现场扩声与节目录制要求之间的技术矛盾。

节目中使用了10个手持无线话筒，2个头戴和2个佩戴无线话筒，4个鹅颈话筒，3支强指向、1个画外音和3个伴唱话筒，6个乐队DI盒，8个返听音箱和8个扩声音箱。

无线、有线话筒与音箱的数量比改造之前增加了一倍之多，满足了娱乐选秀节目对声音制作的难度要求。

    二是采用8个Schoeps悬吊话筒解决了浙江经济生活频道与北京电通广告有限公司（日方投资）合作的室内情景剧《妙享生活》的大场景调度、多角色、移动人物的可靠收音问题。

演员不能配戴话筒，现场也不适合使用鱼竿话筒，不然就会破坏画面，无法保证多机位拍摄镜头的随机切换。

改造之前的800演播室不具备顶棚话筒传音电缆、吊装小型话筒以及灯棚顶上空间吊点位置。

    三是满足了CCTV-2中央电视台经济频道录制《全家总动员》浙江赛区决赛时提出的VTR四个声道的分轨录音要求，同时还要监听并保持4轨合成声音比例的正确，最大限度地为后期制作提供了调整的方便。

改造之前的800演播室只能记录两个声道的分轨录音。

为中央电视台CCTV-2录制的重要节目还有《2006中国经济年度人物评选》东部之夜。

    800平方米演播室音频系统在新技术运用能力的提升方面还需要继续努力，要实现演播厅电视节目同期分轨录音的精细加工与视频后期的合成制作；要尝试用第三张调音台进行现场电声和传统乐器乐队合成的舞台返听的独立调音工作；要升级主唱通道到DXD的采样频率，不断提高800演播室大型电视精品节目制作的声音质量水准。