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中央办公厅2016年春节联欢晚会--音响系统设计说明

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发表于 2016-2-23 16:46:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
本次中央办公厅演出的剧场位于中南海内的警卫局礼堂,该礼堂池座1000座左右,楼座300座左右。根据本次演出的使用要求,仅使用池座1000座作为观众席,二层楼座位置不作为观众席位置。

剧场内演出的音响设计围绕着覆盖一层池座1000座观众席考虑,另外由于演出的政治性考虑,提出了舞台两侧不允许吊挂音箱,且尽量不出现返送音箱的要求。奥雷国际音响派出技术总监亲临演出现场,和负责演出的总政治歌舞团任晓兵老师以及总政歌剧团的王继臣老师进行了详细的技术沟通,对于演出节目类型进行了深入了解之后,决定采用左右两声道线阵列型扬声器作为主扩的形式,考虑到中央区座位席安排了国家主席和政治局常委的VIP座位,特别设计了位于台唇的中央VIP补声音箱。另外由于演出包含了多元化的表演内容,舞台内部会有交响乐队弦乐组和京剧表演的现场乐队伴奏,奥雷国际音响技术总监提出采用“心型指向性”控制的超低音设计方式,得到了演出单位各位老师的一致认可。

在决定了演出音箱设计的布置之后,组织奥雷国际音响技术人员和总政歌舞团和总政歌剧团的各位音响技术老师共同安装音响系统,考虑到主扩声音箱放置于舞台两侧台口的位置,应用了前后阵列型低频摆位形式来实现低频心型指向性控制,如下图安装所示:


若要准确的实现超低频音箱的准确心型覆盖角度的实现,我们首先要简单介绍一下低频指向性控制的原理。超低频音箱的频率响应范围为30Hz-120Hz,我们选取低频的中心频率80Hz作为中心覆盖频率。

小编为了让大家能快速了解心型指向性控制的原理,先来带大家一起复习一下波长和周期的概念:
波长(wave length)是指在一个振动周期传播的距离。也就是沿着波的传播方向,相邻两个振动位相相同的点之间的距离。波长λ等于波速V和周期T的乘积,即λ=VT。同一频率的波在不同介质中以不同速度传播,所以波长也不同。
      已知:λ=VT     T=1/f     
      推出:λ=V/f   (波长=声速/频率)
根据波长的公式,我们可以计算出在20℃环境下,80Hz的波长为:4.3m。波长在物理中常表示为λ,国际单位是米(m)。
如上公式,周期T为:T=1/f。可以计算出在20℃环境下,80Hz的周期为:0.0125秒(S),即12.5 毫秒(ms)。

如果公式可能让某些人有点晕眩的话,我们在附上一张图,让大家准确看到波长与周期的概念,希望快速帮助大家了解。


另外,我们除了复习了波长与周期的概念,我们还需要了解正弦波相位对于音响覆盖的相应频率电平的叠加与抵消的知识,如下图所示:

在相位完全叠加,即相位在0度的时候,在音响覆盖方向上应该有+6dB的叠加;在相位相差了180度的时候,是可以完全抵消的,即-100dB,当然在自然反射声场下,很难达到完全抵消的效果,不过我们可以认为抵消了大部分的能量。

综上所述,小编相信大家已经了解了我们技术总监想表述的内容,即:我们若要实现低频的心型覆盖角度设计,我们需要在低频的正方向(即面向观众席方向)传递上,做的完全叠加,在低频的负方向(即面向舞台内部方向)传递上,做到尽可能的完全抵消。

好了,下面小编要带广大善于思考的音响技术人员一起进入烧脑时刻了,也就是我们要去根据以上科学原理,去思考我们怎么才能实现低频的指向性控制呢?

我们选取中心频率80Hz,我们也根据公式计算了80Hz的周期为:12.5毫秒(ms);波长为:4.3米(m)。

如要实现指向性控制,我们需要在正方向上的完全叠加,所以我们在音箱间距的设计上,我们选取了80Hz的四分之一波长距离进行摆放,即前后超低频音箱的单元距离在4.3m/4,计算得出距离应该为:1.075米(m),这就是我们在图中刚看到的技术人员在准确用尺子测量超低频音箱的摆放距离。
大家可能会疑惑,这样不是相差了1/4相位了吗?所以我们还要在后面一只超低频音箱,通过音频处理器加上1/4周期的延时处理,即12.5毫秒(ms)/4,得出延时时间为:3.125毫秒(ms)。

通过以上2步操作,我们已经把正方向传播的相位变成了相差180度,即完全抵消,所以我们需要再通过音频处理器给后面那只超低频音箱进行反向处理。注意这里的反向不是指物理位置的反向,而是指的音频处理器的是polarity选项,这样就可以实现正方向上的完全叠加了。相应的在反方向上,由于物理位置的前后,在向后传播上,正好又是差了180度相位差,做到了理论上的完全抵消。

另外小编还是要多说一句,这里的polarity相位反向调整,在处理器里面给前面一只超低频音箱或后面一只超低频音箱加入,都是一样一样的,这个大家可以去亲自验证哦!

说了这么多,可能有些技术人员明白了,有些技术人员还是一头雾水,最终小编给大家总结了一下这种超低频音箱指向性控制的操作方法两只超低频距离1.075米,后面一只超低频音箱在处理器加入3.125ms延时,并进行polarity相位反向。我们来看一下这样操作之后的模拟分析效果:


大家可以在私下里用笔和纸,进行这种超低频指向性验证。这种方法不仅是80Hz中心频率的控制,而是可以实现30Hz-120Hz的超低频频段的完全控制的。

最后小编需要代表奥雷国际向大家声明,这种低频指向性控制技术的原理并不是奥雷国际的专利技术也并不是Audiocenter奥雷音响的特有技术,大家用全部市面上见到的各品牌超低频音箱都可以实现哦。另外小编也要告诉大家,我们之所以能在今天广泛的应用这项技术,我们要鸣谢早在1967年就发现此原理的HARRY F.OLSON教授。下图为教授的美照,是不是大帅哥一枚呢?


好了,以上超低频指向技术只是奥雷国际众多应用的很小一部分,我们在之前也有过很多类似的更复杂的超低频指向性控制应用,在之后的的更多应用中,我们也会不断的在奥雷国际公共平台上给大家带来更深入的介绍。

用大篇幅讲完了本次演出超低频指向性应用技术,我们再看看音响整体的设计,之前说过了舞台返送音箱只能隐蔽放置的,这就是本次采用前后超低频摆位的另一个好处,我们把前区舞台返送音箱巧妙的隐藏在了后面一只超低频音箱上面,用我们前面的一组线阵列音箱就可以完全隐藏后面的返送音箱。如图:


看到了吗?左右每一侧各设置5只双10寸K-LA210线阵列音箱,配合每一侧的2只双18寸SW218超低频音箱,可以完成左右双声道的1000座剧场的使用要求,中心VIP位置实测最大声压级可以达到108dB哦,另外通过线阵列优化设计调整,利用Smaart7.0分析软件,通过XTA DP548音频处理器进行调整,保证场地不均匀度控制在6dB以内,是完全达到国家演出系统音响一级标准要求的。

另外考虑到中央区VIP位置的听音覆盖考虑,特别在中央台唇位置设计了1只K-LA210音箱,独立覆盖中心VIP位置区域,很好的补充了中心位置的左中右LCR立体声的覆盖效果,使中心VIP区域达到了非常完美的听音效果。最后附上一些图片,给大家以参考:




最后小编再给大家透露一个重磅消息:就是奥雷国际在2016年特邀在美国MeyerSound音响工作了8年的华北区技术负责人裴宇洲先生担任奥雷国际技术总监一职。裴宇洲总监在MeyerSound任职期间承担了近10个国内顶级大剧院音响系统整体设计及近百场重大演出的设计和演出现场技术支持工作,相信会帮助奥雷国际进一步完善音响设计和应用技术能力,帮助更多行业伙伴和我们客户真正解决音响系统设计难题和演出应用技术的使用问题。(剩下的麻烦肖老大再多编一些!)

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