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大型演出音頻系統(tǒng)備份方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2022-2-15 10:47:27   瀏覽次數(shù):
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大型演出音頻系統(tǒng)備份方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)


1 大型綜藝節(jié)目音頻系統(tǒng)常見的問題及隱患

 
在大型綜藝節(jié)目的錄制和播出過程中,可能會遇到各種各樣的問題,影響節(jié)目的正常制作和播出安全。因此,需要充分考慮可能出現(xiàn)的突發(fā)問題,針對這些問題為音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)備份方案。音頻系統(tǒng)常見的故障和隱患分為以下類型。
(1)前級設(shè)備故障:無線傳聲器射頻干擾,音頻播放器設(shè)置不當(dāng)、死機(jī)等。
(2)調(diào)音臺故障:調(diào)音臺接口故障、死機(jī),人為操作不當(dāng)(如靜音、設(shè)置錯(cuò)誤等)。
(3)傳輸線路故障:線路老化、強(qiáng)磁干擾、斷線等。
(4)后級故障:原件老化、單元燒毀等。
 
 

2 音頻系統(tǒng)備份設(shè)計(jì)

 
對于綜藝節(jié)目的音頻系統(tǒng),現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)與播出系統(tǒng)的前級十分類似,主要涉及輸入信號和調(diào)音臺的備份,而現(xiàn)場擴(kuò)聲系統(tǒng)在后級設(shè)備的備份上較為復(fù)雜,通常會將主備調(diào)音臺系統(tǒng)的輸出信號在功率放大器或揚(yáng)聲器處進(jìn)行切換。
對于輸入信號來說,需要將傳聲器和播放器等前級設(shè)備的主備信號接入有源或無源音分,通過音分與擴(kuò)聲主備調(diào)音臺和播出主備調(diào)音臺相連。這種“交叉?zhèn)浞?rdquo;的方式能夠很好地確保音源和調(diào)音臺系統(tǒng)的安全,當(dāng)主音源信號出現(xiàn)問題時(shí),可直接在主調(diào)音臺上切換備份音源;如主調(diào)音臺出現(xiàn)問題,可以切換至備份調(diào)音臺,同時(shí)備份調(diào)音臺仍能獲得主備信號。如圖1所示,主擴(kuò)、返送和播出調(diào)音臺都采用了雙調(diào)音臺備份的模式,音源信號也對每個(gè)系統(tǒng)的主備調(diào)音臺進(jìn)行1∶1的備份。



2.1 輸入信號的備份
輸入信號是節(jié)目內(nèi)容的來源,對輸入信號的備份能夠確保后級設(shè)備接收到正常的信號。電視節(jié)目的語言信號和音樂播放是非常重要的,對于需要在舞臺上移動的演員(如主持人)來說,傳聲器可采用無線手持傳聲器與領(lǐng)夾傳聲器互為主備的方案;如使用演講臺等固定的傳聲器擺放形式,也可以采用有線與有線傳聲器結(jié)合,或者有線與無線傳聲器相結(jié)合的備份方案。
相比有線傳聲器,無線傳聲器的穩(wěn)定性更容易受到錄制現(xiàn)場環(huán)境的影響。大型活動現(xiàn)場使用的LED、燈光設(shè)備,外加無線攝像機(jī),固定微波電路、手機(jī)電路、手持對講、監(jiān)聽系統(tǒng)、翻譯系統(tǒng)、移動微波設(shè)備和衛(wèi)星新聞采集SNG設(shè)備等大量的無線設(shè)備。這些設(shè)備同時(shí)占用了無線射頻帶寬,有可能與無線傳聲器系統(tǒng)的射頻頻率產(chǎn)生重疊,進(jìn)而造成干擾。尤其是近期5G移動網(wǎng)絡(luò)在700 MHz的重新劃分,使原本緊湊的無線頻段變得更加緊張。由于無線信號看不見摸不著,一旦出現(xiàn)干擾,很難快速排查故障。
為了解決無線射頻干擾問題,音頻技術(shù)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)在項(xiàng)目前期與各技術(shù)部門做深入細(xì)致的技術(shù)溝通,對音頻系統(tǒng)中使用的無線設(shè)備進(jìn)行頻率規(guī)劃并上報(bào)頻段,以此避免節(jié)目制作團(tuán)隊(duì)內(nèi)部出現(xiàn)的干擾情況。在條件允許的情況下,還應(yīng)對項(xiàng)目現(xiàn)場做無線頻率勘察,確認(rèn)周邊無線射頻環(huán)境,進(jìn)而排除來自節(jié)目制作團(tuán)隊(duì)外部的干擾。在此基礎(chǔ)上,使用支持主備頻點(diǎn)切換的設(shè)備,當(dāng)無線傳聲器被干擾時(shí),根據(jù)預(yù)設(shè)的判斷機(jī)制進(jìn)行無線頻點(diǎn)的即時(shí)切換,通過無線傳聲器本身實(shí)現(xiàn)射頻的備份。
對于音樂播放器來說,使用1∶1的主備播放器設(shè)備是廣電類節(jié)目制作最為基本的要求,系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和工程師應(yīng)注意根據(jù)播放器選擇相應(yīng)的同步設(shè)備,確保主備系統(tǒng)播放內(nèi)容、時(shí)間的一致性。
 
2.2 音分的選擇
在輸入信號設(shè)備遵循主備設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上,需要為整個(gè)音頻系統(tǒng)輸入端選擇音分,同時(shí)為主擴(kuò)調(diào)音臺、返送調(diào)音臺和播出調(diào)音臺的主備系統(tǒng)進(jìn)行信號分配。音分的選型要同時(shí)考慮兩方面的問題。
首先是阻抗問題,從等效電路的角度來看,傳聲器(或播放器)為信號源,調(diào)音臺的傳聲器放大器為負(fù)載,通過音分將一個(gè)傳聲器分配到兩張或多張調(diào)音臺,實(shí)際上將各調(diào)音臺的傳聲器放大器在電路上做了并聯(lián),進(jìn)而降低了負(fù)載阻抗。當(dāng)負(fù)載阻抗降低到一定程度,信號源為了維持初始信號電壓,不得不增加電流輸出。當(dāng)信號源無法提供相應(yīng)電流時(shí),就會出現(xiàn)信號失真,這就是所謂的“過載”。為了避免這種情況的出現(xiàn),需要在音分中加入變壓器,使得傳聲器在電路中“看到”的負(fù)載是變壓器而非多個(gè)調(diào)音臺的話放,避免過載的出現(xiàn)。通常,當(dāng)信號分配超過1∶2時(shí),無源音分就需要引入變壓器的機(jī)制。
引入變壓器之后,幻象供電的問題也需要考量。在一套無源音分構(gòu)成的系統(tǒng)中,規(guī)范的做法應(yīng)該是由一張調(diào)音臺進(jìn)行供電。但考慮到安全因素,應(yīng)由至少2張調(diào)音臺進(jìn)行供電,以避免由于主調(diào)音臺故障而導(dǎo)致的供電丟失。而通過變壓器接收信號的調(diào)音臺則無法向傳聲器施加有效的供電,這一因素也促使一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和工程師在系統(tǒng)實(shí)施過程中使用有源音分。
有源音分的優(yōu)勢在于能夠直接向電容傳聲器提供幻象供電,劣勢則是需要供電,并且成為了新的、不可備份的系統(tǒng)單一節(jié)點(diǎn)。一些音分產(chǎn)品采用雙電源模式來提升其安全可靠性,同時(shí)配合監(jiān)聽功能提高系統(tǒng)監(jiān)測能力和故障排查的效率。
總之,音分系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)節(jié)目規(guī)格、形式、通道數(shù)、調(diào)音臺數(shù)量以及預(yù)算情況等因素綜合考慮進(jìn)行選擇。
 
2.3 調(diào)音臺的備份
2.3.1 調(diào)音臺輸入
如前文所述,調(diào)音臺的輸入信號來自于音分系統(tǒng)。在大型演出中,調(diào)音臺通常會在舞臺后臺位置設(shè)置接口箱,接口箱與音分相鄰,通過較短的信號線即可完成連接。除接口箱外,觀眾席處還設(shè)有調(diào)音臺的操作界面,接口箱和操作界面之間的信號傳輸通常使用數(shù)字音頻傳輸協(xié)議(MADI)或網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議(二層協(xié)議如gigaACE,三層協(xié)議如Dante等)。從接口箱到控臺操作界面之間的傳輸應(yīng)采用雙備份的架構(gòu),在一條數(shù)字線纜或網(wǎng)線出現(xiàn)問題時(shí),音頻信號和控制信號的傳輸不應(yīng)出現(xiàn)任何中斷。
對于主備傳聲器或音樂播放器而言,調(diào)音臺需要占用雙倍的輸入接口,但控制界面的推子應(yīng)只有一組,以此實(shí)現(xiàn)操作設(shè)置參數(shù)的一致性。面對這種應(yīng)用場景,部分?jǐn)?shù)字調(diào)音臺可以一鍵對某一輸入通道(或同時(shí)針對多個(gè)輸入通道)所對應(yīng)的物理輸入端口進(jìn)行切換,確保調(diào)音臺操作的簡化和一致性。
2.3.2 調(diào)音臺的備份與鏡像
調(diào)音臺作為音頻系統(tǒng)中信號處理及分配的控制核心設(shè)備,它的備份也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的重中之重,這里既牽扯設(shè)備自身的功能,也牽扯調(diào)音臺操作模式和人員配備。根據(jù)不同的項(xiàng)目級別,調(diào)音臺的備份級別也不相同。較低級別的備份通常配備一名操作人員對主調(diào)音臺進(jìn)行操作,備份調(diào)音臺無人值守。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí),這名操作人員再從主臺切換到備臺。高級別的調(diào)音臺備份需要兩名操作人員同時(shí)對主備調(diào)音臺進(jìn)行同樣的操作,當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí),僅通過后級功率放大器對兩張調(diào)音臺輸出信號的切換即可實(shí)現(xiàn)無縫銜接。
對于第一種情況而言,備份調(diào)音臺在不使用時(shí)應(yīng)保持主輸出靜音,避免對后級設(shè)備的主備切換造成影響。對于第二種情況來說,后級設(shè)備對信號的切換也應(yīng)由人來進(jìn)行,不應(yīng)采用自動切換的模式。
鏡像則是在信號備份的基礎(chǔ)上讓兩張互為主備的調(diào)音臺的操作動作自動同步。這種功能能夠非常好地解決單一操作者從主臺轉(zhuǎn)移至備臺過程中由于調(diào)音臺參數(shù)不一致所導(dǎo)致的聲音中斷問題。但鏡像功能帶來的潛在問題是,出現(xiàn)故障的調(diào)音臺可能會把故障“鏡像”給另一張調(diào)音臺:如備份調(diào)音臺由于推子故障所帶來的抖動可能會反過來影響主調(diào)音臺的推子。
調(diào)音臺的備份與鏡像問題較為復(fù)雜,鑒于應(yīng)用場景的不同,不同的使用者對這兩個(gè)技術(shù)的組合有著不同的認(rèn)識和看法。此外,調(diào)音臺的備份與后級設(shè)備的切換機(jī)制緊密相連,因此,在考慮調(diào)音臺系統(tǒng)備份的時(shí)候一定要考慮后級功率放大器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)的備份和信號切換機(jī)制。
 
2.4 功率放大器和揚(yáng)聲器系統(tǒng)備份
考慮到舞美裝置和制作成本的問題,系統(tǒng)后級的功率放大器和揚(yáng)聲器通常不會做1∶1的設(shè)備備份,這種方式對于大型演出來說更加不切實(shí)際。當(dāng)然,功率放大器并不像調(diào)音臺那樣存在頻繁地被操作的情況,因此作為系統(tǒng)鏈路的單一節(jié)點(diǎn),功率放大器同時(shí)接收來自主調(diào)音臺和備調(diào)音臺的輸出信號,并通過自動或手動切換的方式來進(jìn)行主備切換。當(dāng)前,多數(shù)大型演出都采用了主調(diào)音臺通過數(shù)字或網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議的方式與功率放大器進(jìn)行連接,同時(shí)備份調(diào)音臺采用模擬音頻信號與功率放大器連接。
功率放大器會對這兩組輸入信號進(jìn)行比較。在自動模式下,功率放大器會將輸入信號與用戶設(shè)定的閾值進(jìn)行比較,當(dāng)主鏈路信號小于閾值且備鏈路信號高于閾值時(shí),功放會在一個(gè)設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)將輸出從主信號切換到備信號。在手動模式下,主備信號的切換完全由人來進(jìn)行判斷和操作。
自動切換模式往往伴隨著一定的風(fēng)險(xiǎn),尤其是當(dāng)主擴(kuò)調(diào)音臺系統(tǒng)出現(xiàn)問題,但無法被完全靜音時(shí),它所發(fā)出的信號可能會導(dǎo)致功率放大器在主備鏈路之間來回切換,造成聽感的跳躍。在這種模式下進(jìn)行工作,需確保系統(tǒng)從主鏈路切換到備份鏈路后不再跳轉(zhuǎn)回來,即完全關(guān)閉主調(diào)音臺的音頻輸出。而手動模式則對操作人員要求較高,需由專人全程負(fù)責(zé)功率放大器的控制軟件,聽從指令做手動的一鍵切換。
 
 
 

3 AoIP

    
網(wǎng)絡(luò)化在音頻系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)不再是新鮮的話題。從系統(tǒng)架構(gòu)而言,網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議改變了信號的傳輸方式和連接模式。從傳輸方式來說,它替代了模擬信號線,以更低的成本和更高的通信數(shù)據(jù)量,讓大規(guī)模系統(tǒng)的實(shí)施變得更為輕松;從連接模式來說,它打破了音頻系統(tǒng)信號“從輸入到輸出”的串行模式,變?yōu)橐跃W(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為核心的“星型模式”。這種演變使得網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)成為了系統(tǒng)的單節(jié)點(diǎn),重要程度高于系統(tǒng)其他任何環(huán)節(jié)。因此,通過主備交換機(jī)與所有音頻設(shè)備主備網(wǎng)口進(jìn)行連接的全新模式開始逐步普及開來。
主備網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸鏈路的最大優(yōu)勢在于其信號切換完全自動,且切換過程幾乎不被聽覺感知。不僅如此,信號的分配也變得更加靈活。只要將設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中,就能夠從系統(tǒng)的任意環(huán)節(jié)提取信號,這極大地提升了系統(tǒng)組合的靈活性。
當(dāng)然,伴隨網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議而來的,也是更高的學(xué)習(xí)成本和對技術(shù)人員IT知識的更高要求。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的世界中,有很多新的規(guī)則需要學(xué)習(xí)。因此,在大型音頻系統(tǒng)中對網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸協(xié)議的使用應(yīng)遵循開放的態(tài)度和謹(jǐn)慎的原則,在期待其便利性的同時(shí)也要充分考慮新技術(shù)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。對于一線從業(yè)人員來說,學(xué)習(xí)和預(yù)搭建測試是系統(tǒng)落地不可或缺的重要?jiǎng)幼鳌?/span>
 
 

4 總結(jié)

    
隨著科技的進(jìn)步,音頻技術(shù)的發(fā)展也是日新月異。各種更先進(jìn)、更實(shí)用的設(shè)備也隨之出現(xiàn),如何讓科技服務(wù)于工作,這需要結(jié)合實(shí)際不斷探索和思考。大眾審美的提高,也對音頻系統(tǒng)以及音頻制作提出了更高的要求。但無論時(shí)代如何發(fā)展,安全依然是所有工作的重中之重。能夠運(yùn)用科技的力量對節(jié)目進(jìn)行安全的制作、讓節(jié)目安全播出,無疑是提高制作質(zhì)量的重要一環(huán)。



 
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