5.1环绕声机房工艺设计

本文作者林强军先生，中央人民广播电台文艺录制部高级工程师。

关键词：5.1环绕声　工艺设计

编者按：中央人民广播电台于2004年底启动了音乐厅录音控制机房的改造工程，将立体声录音控制机房改造为环绕声录音控制机房，现该机房已投入使用。曾负责组织实施此项改造工程的本文作者对有关环绕声录音控制机房的工艺设计、设备选型等进行了归纳整理，可望为开展环绕声技术应用的同行提供参考。
　中央人民广播电台音乐厅录音控制机房原先主要是用于录制立体声节目，为满足环绕声节目录制的需要，台里决定将之改造为以制作环绕声节目为主、同时兼容立体声节目制作的录音控制机房。

总体设计考虑

　　目前5.1环绕声录音控制机房在国内为数不多，可借鉴的设计资料很少。我们在设计时主要考虑了几个方面：

　　1. 工艺上以ITU-R BS.775-1标准为设计依据。

　　2. 声学上满足录音控制机房的声学技术要求，如混响时间在RT60= 0.3?.1s(63Hz～8kHz)、房间噪声不高于NR-20等。

　　3. 功能上做到：大型管弦乐队的环绕声拾音、多轨录制、环绕声缩混及母版的制作；录制大型管风琴环绕声音乐；在整个录音过程中进行全数字化信号存储和处理；环绕声和立体声兼容，并对同一节目的环绕声和立体声效果实时比较；实时监控音乐厅场内情况，具有方便快捷的内部通讯和交流功能；录音控制机房、扩声机房、主控机房及音频资料库之间能够相互交流数据(模拟和数字)；采用吊装话筒、细杆落地式话筒架和高质量微型电容话筒录制大型的交响乐队和舞台演出，在保证录制效果的前提下保证演出的视觉效果；将本机房的视、音频信号送到相邻的环绕声审听机房进行监听；将本机房的视、音频信号送到音乐厅场内进行监听和监看；多方远程会议；接收有线电视信号，等等。

　　根据以上考虑，我们将整个系统分为控制机房内部和控制机房以外(即音乐厅内部)两个部分。

音乐厅内部工艺设计

　　控制机房以外的工艺设计分为工艺电盒及话筒两部分。

　　工艺电盒的设计

　　在音乐厅舞台的前沿、中部和后侧的左右，各设置3个地盒，分为工艺供电盒、返送盒和话筒盒，共6组。每组有5个话筒插口、两个电源插座盒及两路返送输出。另外台口两边还各配有一个AV插座盒，以提供外来电视信号的重放和常规演播室的演播室监听，这样可以在音乐厅内进行声源重放和远程电视网络会议。

　　话筒点的设计

　　音乐厅内部话筒分为舞台和吊挂两部分，还可以根据需要添加无线话筒。

　　(1)吊挂话筒部分

　　考虑到吊挂话筒的传输距离长，信号受场内灯光、电源等因素的影响较大，故将吊挂话筒顶棚内的话筒走线以金属管封闭，并予以良好接地，以尽量减小干扰的影响。同时将话筒放大器部分移至顶棚内，将话筒拾取的微弱信号就地放大并编码成数字多通路串行码流(即MADI信号)，通过两根75Ω的同轴电缆传回控制机房。MADI信号的同轴电缆理论传输距离为50m，实际甩线长度为40m左右，保证了吊挂话筒信号传输的质量。该话筒箱的MADI电缆可以用其56个通道的最后一个通道传输调音台对话筒的控制信号，以实现对话筒电平、接口和幻象供电的遥控。吊装话筒点按照现代交响乐队演出的坐席位置悬挂。为适应实际中话筒拾音的不同需要，在乐队前方吊挂一排心型指向性话筒，作为AB拾音制式的主话筒；另外，在指挥身后吊挂著名的DECCA树话筒阵；还准备了一套ATMOS 5.1环绕声话筒，作为单点环绕声拾音的补充。

　　采用AB制式话筒形式，主要是考虑到AB制式的立体声录音在空间感和融合度方面优点比较突出。保留AB制话筒录制形式，一方面可以继续保持AB制录音方式的优点；另一方面，在组构各种录音制式时，可以将其作为主辅话筒的补充。DECCA树话筒阵是DECCA公司久经考验、获得各方高度评价的录拾音制式，一直是专家们研究的重点，在其基本的T字结构上衍生出的各种录音制式，需要根据实际情况进行选取。此次吊挂的主话筒挂架虽仍然采用T字话筒挂架，但不同的是在挂架上安装了6只话筒：最前方是一对MS制立体声话筒，面对舞台全景拾取；距离两侧0.5m安装两个向前的心型电容话筒，作为环绕声前方的混响源；在T字挂架两侧安装与中心夹角约为135?的心型电容话筒，作为环绕声后方的混响源。T字挂架采用超细的钢丝并通过摇臂升降，如果是拾取常规的立体声音源，可以很方便地更换成DECCA树录音制式或大AB、小AB、MS、ORTF制式等。ATMOS 5.1环绕声话筒拾音系统源自德国研发的环绕声前置放大器，为全模拟电路设计，可以提供现今所有的环绕声录音制式。它采用固定的“大”字型话筒架，通过电缆与配套的话筒前置放大器相连。该话筒放大器使用马达控制的电动中央控制旋钮进行增益控制，可以保证5只话筒的增益同步调整，也可以在话筒放大器上直接进行环绕声话筒的增益调节、母线分配和输出、声像的电子展宽、超低音信号的提取和调节、环绕声和立体声的转换及监听等操作，适用于现场采录，缺点是录制现场需要话筒架等设备。

　　主话筒架前方位于舞台中部的4只话筒可以使用专用的吊挂架，采用XY或ORTF制式组合成两对立体声话筒，以拾取乐队纵深的声部。该吊挂架直接利用话筒线进行悬挂，在话筒线末端缠绕细铁丝，以控制话筒指向的俯仰角。合唱台上方设置4个心型话筒，覆盖合唱队的声部。在吊装话筒设置不足的点，采用舞台话筒进行补充。

　　观众席上方5m距离舞台边沿5m处，设置一套由4个心型或8字型话筒组成的环绕声背景拾音话筒，话筒朝向为音乐厅两侧的墙面，用于拾取直达声以外的反射声和混响声。

　　(2)舞台话筒部分

　　舞台话筒信号并不是直接传送到调音台的话筒放大器，而是通过屏蔽金属管传回机房，再通过控制机房的卡农跳线架跳接到话筒放大器的输入端。这样做的好处在于：可以灵活跳接舞台话筒的接入端口，便于统一规划，利于故障排除；方便MIDI乐器在控制桌上以最短的距离接入调音台，改善传输信噪比。

　　(3)无线话筒部分

　　8路无线话筒接收器直接安装于录音师身后的控制桌内，如经过实地检验，接收信号稳定良好，就不必再安装外置接收天线阵。

　　所有的话筒设置与调音台的通道延时器和声像定位器配合，可以实现声源准确定位，避免明显的回声现象。