调音台 :电台广播系统中进行播送的设备

更新时间:2023-06-25 15:52

调音台又称调音控制台,是一种将多路音频输入信号进行放大、混合、处理或添加音响效果之后再通过输出接口输出信号的音频设备。目前已成为现代广播电台、舞台扩音、音响节目制作等系统中进行播送和录制节目的重要设备。

调音台诞生于20世纪30年代,它的发展大致经历了从模拟调音台到数字调音台两个阶段。模拟调音台出现较早,是采用模拟电子技术的调音台。20世纪80年代随着微电子学的快速发展,调音台也开始从模拟式向数字式转化,并出现了一系列的数字调音台。近年来,随着数字音频技术的发展以及DSPDSP技术的日渐成熟,调音台数字化集成度越来越高,数字调音台已向模块化、网络化和智能化方向发展,具有广阔的市场前景。

调音台作为声音信号的流程中枢,在扩声系统中位于枢纽位置,主要有信号输入部分、主控部分以及音频输出部分三大部分组成。其以前置放大器为主体,接收多路不同阻抗、 不同电平的各种音源信号,对信号进行均衡、效果、混合、分配、编组、声像定位调整等处理,以保证最佳的信噪比,高质量,高效率地传输声音信号。

发展历程

诞生

调音台诞生于20世纪30年代,最早只是一个麦克放大器被直接连在增益控制和输出口之间,然后直接记录到刻放机上,在调音台上仅有的其他控制开关是一个用于提示作用的红色指示灯。当时正负3dB的增益只有专业人士才被允许使用,以保证录音记录的声音在音质上更接近于声源。而多轨录音技术的出现,使得音乐被分轨记录成为了可能,演奏者因此有了更多的机会来得到更加满意的效果。

模拟调音台时代

随着声学和电子信息科学的发展,调音台的功能和面板也开始变得日趋复杂。在20世纪30年代后期,英国广播公司首先开始使用TypeA调音台。TypeA是由相对独立的麦克放大器和一些标准组件构成的,其中所有元件都放置在带有控制面板的外部框架中,用来记录语音和音乐。

进入20世纪50年代,TypeB调音台取代了TypeA,虽然TypeB仍然使用电子管和一些相对标准的组件,但设计上已经开始引入了SLS(Studio Louder speaker)的一些特征,诸如:麦克+向上的通道衰减器+向上的编组衰减器+向上的主衰减器+Cleanfeeds(n-1输出用来选听外部信号源)哑音。到了20世纪70年代,英国广播公司开始定制基于GP标准的调音台,NEVEAUDIX和Calrec等公司,也根据GP标准,针对不同的需求设计出了一系列调音台。

70年代中期,随着杜比实验室立体声的发展,调音台的输出已扩展到4条输出母线。同时伴随着杜比SR.D(5.1)(超低音)、DTS(5.1)(环绕立体声)和索尼的SDDS(7.1)(近左近右声场监听系统不断的完善和发展,调音台在信号环路方面的功能也日臻强大,可以满足录音师在各种相关领域里进行录音创作的需求。另外,此时均衡器的产生使得调音台能够产生出更好的声音效果,诸如API,Focusrite和Neve的产品,对调音台性能有着至关重要的影响。之后1979年英国广播公司 Manchester第7演播室首次采用了具有up-is-louder衰减器的SSL4000E调音台,接着SSL4000E得到迅速推广,其应用在当时所有的演播室“风靡一时”。时至今日,BBC的一些调音台仍然沿用着传统的操作方式。

数字调音台时代

20世纪80年代,数字信号发生器让调音台由模拟进入数字时代。EMI公司在1980年生产出了第一台数字调音台。之后ANS Neve的Capricorn调音台和后来索尼的OXF-R3‘Oxford’调音台的诞生,标志着数字调音台时代的正式到来。之后至20世纪80年代末,出现了许多建立在专业技术基础上的音频工作站,同时数字调音台的规格也被不断改进,像AMS的Audio File和DAR的Sound Station带有音频工作站(AMS Logical)的小型数字调音台被设计出来并投入使用。

随着数字化、网络化技术的快速发展,广播技术不断朝数字化、网络化方向迈进,利用网络及数字化技术不仅可将音频信号转化为数字信号,而且还可实现各类信息的网络化处理,使得节目的录制、存储和播放更加方便,同时也提高了调音设备的音频指标。如用于现场直播广播和编辑环境应用的德国 LAWO 公司推出的采用人体工程学设计的crystal数字音频调音台。另外, 比较典型的网络调音台有DHD RM4200D,其专门为广播应用而设计,是一种分体式调音台,可以根据用户的要求进行积木式搭接。Euphonix System 5 也是一款功能强大的网络化数字调音台,其用途更广,可用于HDTM、音乐录音、电视播出、影视后期制作等 。

目前,数字调音台在音频领域的使用已经非常普遍, 模拟调音台只在需要突出考虑性价比的中小规模场合中使用。模拟调音台始终无法抵挡数字调音台在音频领域的“扩张”,只能渐渐淡出高端音频领域,取而代之的是完全数字化的大型网络调音台,代表产品如德国TAGETEC LAWO数字调音台、瑞士STUDER数字调音台、 英国SSL CALREC数字调音台等,这些高端的数字调音台已经在各大剧院、演播室、转播车以及录音棚等重要场所得到广泛的应用。

分类

调音台种类繁多,可以从各种不同的角度进行分类。

按结构形式划分

一体化调音台:它将调音台、功率放大器、图式均衡器和效果器等功能集于一身,装在一个机箱之内,外型基本保持调音台的样式不变。这种调音台有时被称为“四合一”调音台。这类调音台的输出功率较小(一般不超过 2x250W),操作简便,特别适合于流动性演出。

非一体化调音台:最显著的特征是不带功率放大器。

按使用形式划分

便携式调音台:便携式调音台有2至4个通道,台上装有简单的高、低音补偿器,有输入、输出、混合电路。多用于扩声或现场录音,优点是携带方便,易于操作。

半移动式调音台:半移动式调音台有4至6个通道,台上装有高、中低频率补偿器。有的还装有高、低通滤波器及自动音量控制器,输出电路多为双声道

固定式调音台:固定式调音台有大型和中型两类,大型调音台有 24 个通道以上甚至上百个通道,中型调音台一般有12至24个通道,功能齐全,并附有混响器、压限器等周边设备。多用于电台、电影厂、音像制作部门等,既可录音乐,又可进行混合录音。

按用途划分

录音调音台:主要用于录音调音棚的制作,它为每一路录音轨道设定相应的通路、均衡器以及相应的硬件混响

直播调音台:是按调音台用途划分而来的。它主要用于广播电台直播节目播出,是广播电台播出系统的中心设备。它的技术指标要高于其他类型的调音台(录音调音台、扩声调音台等),其优点在于具有很高的电声指标,一般都达到广播级的标准,具有很高的可靠性,能够长时间、不间断地工作,一般都配备双电源系统,以确保高质量的安全播出。

扩声调音台:将各音源经合适的影响度平衡、频率补偿、效果配置以及声像定位等方面的调整后,混成一组立体声信号,送入功放进行扩音。主要用于舞台表演等场合,较高档的也可用于录音棚。

按处理信号方式划分

按照调音台处理信号方式划分,主要有模拟调音台、数控调音台和数字调音台三种。

模拟调音台:是采用模拟电子技术进行音频的处理的调音台。其具有结构简单,技术成熟,稳定可靠,成本低,操作直观等优点。但存在功能单一,信噪比低,使用寿命短,维护成本高,无场景记忆功能,无自动化操作等缺点。

数控调音台:是一种过渡产品,本质上是模拟调音台,在控制上采用了一些数字技术

数字调音台:具有信号处理数字化,技术先进,使用灵活,信噪比高,集成噪声门、压缩扩展器和数字效果器等功能,具有场景记忆和自动化操作,各种参数通过屏幕直观显示,通过更少的按键和主轴编码器等进行操作,大大减少了面板的按键和旋钮的数量。其优势是对信号的处理更灵活、更精确,处理流程和效果显示更形象。

其他分类

除上述常见的分类之外,调音台还可分为以下几类:

(1)按输出声道数目及其组合方式分类,可分为单声道调音台、双声道立体声调音台、四声道全景声调音台、多声道调音台等。这种分类方法强调调音台的输出声道数目及其组合方式。

(2)按适用的节目性质可分为音乐调音台和语言调音台两种。这种分类方法强调调音台处理信号的带宽特性,即调音台的频带宽度是音乐带宽还是语言带宽。

(3)按输入通道数目可分为 6 路、8 路、10路、12 路、16 路、 24 路、32 路、40 路、48 路、72 路、96 路等多种。这种分类方法强调调音台的输入通道数目,某种程度上可以反映调音台的规模大小。

应用领域

调音台是从事专业音频工作的从业者们接触最为频繁的专业声音工具,是电声系统信号接收、分配、处理、输出的中心系统,广泛应用于广播电台、网络直播和舞台演出等领域。

学校教育

在高等学校的学术报告厅、会议室、校园电视台,校园广播和教学视频录制中,调音台是必不可少的设备。数字调音台的由于采用了屏幕和按钮的多层控制设计,大大缩小了同样路数的情况下调音台的体积,减少了空间的占用,特别适合录制教学节目这种小场景使用。

广播电台

调音台是电台广播和电视节目录制中进行直播和录播的重要技术设备。调音台可以对不同音源进行混音、剪辑、降噪等操作,从而让节目的声音效果更加清晰、逼真。 具体而言,在节目的录制过程中,调音台可以将不同的音源进行混音处理,通过调整不同音源的音量大小、音调和频率等参数,使得音乐、话音、音效等不同的音源可以协调地融合在一起,形成一个和谐、统一的音效。这样,在节目播出时,听众就可以更加享受到音乐和话语的完美结合,提高了节目的质量。另外,在广播节目录制中,调音台还可以进行剪辑和降噪处理。通过剪辑功能,可以将多个录音片段进行拼接、剪力和调整,形成完整的节目。

网络直播

调音台能够实现声音的即时调整。在大型赛事的直播现场中,主持人、嘉宾、现场观众等各种环境音效都需要进行相应的调整。而调音台可以通过对各个声源的音量、音调、亮度 等参数进行调整,快速地实现现场声音的整合和平衡,保证听众能够听到清晰、可辨的声音。比如直播和录播可以通过立体声输出,主持人话筒扩音,则可以应用编组1、2送到矩阵。 演唱话筒则可以基于音乐输出的效果,编组3、4送到矩阵。语言类表演节目则可以通过编组 5、6 送到矩阵。将声音区 分开来,更好的把握整体节奏与音频输出效果。

舞台演出

调音台的快照功能可以记录某工作状态下通道开关、推子刻度、输入输出路由信号处理等参数,并在需要时快速地调用或切换到某一状态。快照功能主要用于戏剧(话剧音乐剧专业等)、音乐节、演唱会、电视选秀节目、综合性晚会、综合性音乐会和商业秀等演出当中。一场演出中或加入了截然不同的表演形式,或针对同一表演形式存在截然不同的要求。这就需要音响团队在排练过程中针对不同的表演形式或要求对调音台混音参数和相关设置进行存储记录,生成相应的快照。然后在演出过程中,针对相应的环节快速准确地对设置进行调用还原(即调用快照),从而保证调音台快照功能在现场演出扩声中的应用,使得每个节目或演出环节都能呈现出最好的效果。

后期制作

在后期制作中,调音台发挥着特殊的作用。首先,调音台在后期制作中可以进行音频混合操作。操作人员可以将所有音频源汇集在一起,并根据需要调整音量、平衡和位置等参数。其次,调音台还提供了多种音频处理功能,例如均衡器、 压缩器限幅器等,可以让操作人员对音频进行进一步的优化和整理。最后,调音台提供了多个通道的录音回放功能,可以随时回放之前录制的音频,以便于操作人员进行检查修改。

功能

调音台是连接拾音、监听监视、周边和记录设备以及返送、对讲部分的枢纽,是音响系统的核心设备,它的功能基本上决定了系统的功能。随着节目制作工艺的改进以及播出控制要求的多样化,调音台变得越来越复杂、功能日益增多。但不管调音台变得如何复杂,它的功能基本可以归纳为以下几个方面。

信号分配与混合 :对于输入的各路信号,调音台首先要将这些输入的信号进行有效处理,在技术上以及艺术上对这些信号分别给予加工,加工完毕后将这些音频信号以立体声的方式进行混合,根据不同的要求,将其合成为一路或者多路音频信号,并分配给编组通道、辅助通道、主通道、矩阵通道等输出。

信号电平放大以及阻抗匹配功能:调音台是声音信号流程的重要环节,因此,在实际的调音工作中,其必须具备能够与其他音频正确连接在一起的能力。一方面, 信号电平以及阻抗的匹配,其中,输入电平接口的主要功能就是要最大程度地满足不同类型设备输出灵敏度的配接,保证传输信号的稳定性。对于输入接口而言,其不仅具有低电平接口,同时还具有高电平线路输入接口。通常情况下,输出电平会固定在0dB、4dB 以及 6dB。除此之外,调音台的输入阻抗可以与信号源输出的阻抗等进行跨界。

声像定位以及监听功能:在调音台的每一个输入通道以及输出通道都有一个定位器,这个定位器的主要功能就是用于声像定位,并且在调音过程中,应用定位器可以调节左、右声道的立体声分配信号,确保声源在扩声系统当中能够具有立体声音。在实际的调音工作中,相关人员常常会对输入的声源信号以及音色处理的效果进行监听,从而保证调音的效果能够达到最佳状态。

信号显示以及通信话筒:调音台信号显示的作用是调音师在监听的同时,对信号电平通过视觉进行监测,一般通过数字化发光二极管指示光柱或音量表进行显示,根据音量控制电位器的位置,来有效确定调音台内各部件是否正常工作,并根据艺术要求动态压缩信号或者对信号进行限幅。另 外,调音台设置音响操作人员的一个通信话筒接口,方便操作人员与观众及其演员对讲。

滤波器及均衡器:滤波器以及均衡器在每一个调音台输入通道都设有高、低频的噪声以及有寄存器的音频信号都可以用滤波器来有效消除,而加工处理声源的音色就需要均衡器来完成。因此,要想创造完美的音响效果,就需要根据节目的内容,有效使用均衡器来完成。

输入增益:用来调整麦克风输入或线入信号的增益。该旋钮在模拟调音台上一般有线性钮和分步钮两种设计,在分步旋钮中,一般标明每步增益或衰减5dB或10dB,以便录音师明确对输入信号所放大的级数。一般对于数字调音台来说,线性旋钮设计较为普遍,并且在表头的液晶显示屏上都有输入信号的增益数据显示。这里的麦克风输入增益指通过XLR接口输入的麦克风信号,其标准操作电平为+4dBu。而线入增益通常指通过1/4英寸接口格式输入的信号,比如电声乐器或来自周边CD机的输入信号。其标准操作电平为-10dBV。

幻象电源:该开关负责给电容麦克风提供48伏直流电。在使用模拟调音台时,为了安全起见,该开关应在电容麦克风连接后,推子在起点位置才进行开启,并且应在电容麦克风拆除前,推子回到起点位置之后关闭。根据不同设计,数字调音台和大型模拟调音台一般每个通路都有独立的幻象电源开关。

结构原理

调音台种类繁多,按使用形式可分为便携式调音台、固定式调音台等,按信号处理方式可分为模拟调音台和数字调音台。这些调音台结构布局、旋钮开关、输入输出通道数量或有些许差异,但基本工作原理大致相同。从功能上均可分为:输入部分、主控部分和输出部分。

输入部分

调音台的输入部分的主要作用是完成对来自不同信号的不同电平的信号进行放大、衰减动态范围的调整。主要包括以下内容:(1)输入接口。输入通道一般都有话筒输入和线路输入两种插口。(2)幻象电源开关。许多专业的电容话筒需要幻象电源,按下此开关,为电容话筒提供+48V 直流幻象电源。(3)峰值指示灯。自动跟踪信号峰值电平,当信号电平达到顶端失真前3dB时,此灯点亮。(4)通道信号电平调整。这是一个旅程较长的滑动式电位器,是用来对通道上的信号电平进行平滑的控制,同时还可用来对送到总线部分的各通道的信号电平进行准确的平衡。

主控部分

主控部分一般在调音台的中央,这样可以快速方便地进行控制。一般包括:监听、对讲、调音台状态的控制。

(1)监听。监听是制作人员在节目制作过程中对音质进行主观评价的手段。监听条件的好坏直接影响着节目质量的好坏。在监听中,设置了一系列的开关,用来选择监听的信号源,例如CD 放音机、卡座放音机的信号等。同时,监听的方式主要有耳机监听和音箱监听。耳机监听在现场录音或环境较吵时使用,音箱监听在控制室监听,根据制作的需要可采用大音箱的主监听和近距离的小监听音箱

(2)对讲。为了便于直播间和导播间的相互联系,调音台都设有对讲系统。直播人员可以通过调音台上设置的传声器来实现对讲功能。对讲传声器的电平是可以调节的,信号可以分配到不同的通路输出。

(3)调音台状态控制分为辅助送出电平控制和效果的返回控制两种。辅助送出电平控制指分配到辅助母线上的信号经过混合后,通过辅助电平控制对混合信号的电平进行调整,然后送到辅助送出的输出口。效果的返回控制指效果设备的输出通过调音台提供的效果返 回通路返回到调音台与调音台的原信号进行混合。

输出部分

总线部分混合后的各种信号,要通过相应的输出口输出。调音台的输出主要有以下几种:(1)主输出(MIX OUT):通常有左右(L/R)两个输出通道,一般作为现场主音量的调节;(2)编组输出(GROUP OUT):可以分别控制、输送各自独立的编组信号,还能把编组好的信号送到主输出的左右两个不同的通道。(3)矩阵输出(MATRIX OUT):对各主要输出通道上的信号再分配,并控制不同矩阵通道的信号大小和分配比例。(4)辅助输出(AUX):用来控制各辅助输出母线向外输出信号的大小。另外还有一些相应的控制按键,它们用来控制调音台输出信号的大小及分配去向。

性能指标

一部优质的调音台需经得起主观方式和客观方式两方面的检验与评价。其中,客观评价由各项技术指标来表征。调音台的主要技术指标包括增益、频响、噪声、非线性谐波失真、动态余量以及串音等六项。

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