音响系统的设计完成以后,安装与调试便成为音响工程的一项主要工作,其质量优劣直接影响音响系统的使用。本章主要介绍音响系统的连接、音箱安装、传声器安装、音响系统的调试。
专业音响系统的连接
专业音响系统大多都是由单元设备组成的,根据使用要求设计音响系统、选定所用设备之后,要将这些分立设备按设计要求连接起来,构成一套完整的可以实现设计要求的音响系统。对于固定安装的系统,要将设备安装在机柜中,并要将所有系统的连线按照一定的标准、规范(建筑弱电的有关规范)进行周定安装。对于移动式系统,如演唱会、露天演出等临时装置,应对设备、线缆采取有效的临时固定措施,以确保其安全。
音响系统的连接、安装涉及许多工程问题,包括音响控制室的设计与建设、音响系统电缆的管线工程、系统的供电等。本节将重点讨论这些工程问题。音响系统的连接般可分为信号传输、接地网络和供电系统三个方面。
阻抗与传输电平
1.阻抗匹配
信号输入端口也就是信号输出端口的负载,它们之间的阻抗匹配需在怎样的范围内才能达到其要求,一般要视其信号输出设备的设计要求而定。要使音频电信号的传输状态达到最佳,信号输入接山的阻抗必须满足信号源输出接口对其负载的阻抗匹配要求,否则就将影响到音响设备的工作状态,造成其输出信号的失真。严重时,其至有损坏音源设备的危险。
从理论上讲,输出阻抗与其负载阻抗柏等时,信号的传输效率为最高。而如果输出阻抗大于负载阻抗,则信号电能就会大部分损失在信号输出电路上,这显然不利于信号的传输。因此,音响设备通常都是按输入阻抗大于输出阳抗设计的。
一般音响设备的连接,只要是负载阻抗大于信号输出端的阻抗,都能使之正常工作。但音响设备的输入阻抗不能设计得过高或过低,过高会降低其馈线的抗下扰性,过低则会造成其频响指标下降。日前的专业音响设备的输出/输入端口大多都使用IEC268-15标准,所有使用此标准的音响设备都可以连接。IEC268-15标准采用电压匹配技术(VMT),其设计旨在使负载能从信号源中取得最大电平值,以实现信号的无损耗传输,这就要求负载的阻抗应远大于信号源阻抗。
IEC268-15标准规定所有音响设备的线路输出端阻抗都应在502以下,而作为负载的线路输入端阻抗则都应在10kQ以上。另外,传声器的信号馈送线一般较长,需要较强的抗干扰性,所以其输入接口阻抗一般约在1k52。
2.信号传输电平
音响系统连接的日的是为了传递信号,音频信号传输的最佳状态要求信号源输出的电平值必须大于或等于输入接口的灵敏度,否则便会造成信号的信噪比指标恶化。专业音响设备上的线路输入/输出电路的增益一般都定在0dB上,也就是说,设备对输入或输出信号的电平既不放大,也不衰减,以使之在传输的过程中能保持其电平值不变,这主要是为了使电平控制单元的调整能有数值上的表征。
音响系统中通过设备外部的电线连接传送的信号可以分成以下几类。
(1)微信号:传声器输出信号(mV级)
                  LP唱机输出信号(mV级)
                     音源输出(-10dB,250mV)
(2)线路电平:调音台输出(+4dB,1.22V)
                      周边设备输入/输出(+4dB,1.28V)
                       线路传输(0dB,0.775V)
(3)功率传输类Z:功放输出(高电平、大电流)
显而易见,在系统连接中,应注意输出/输入电平的匹配。否则,要么出现设备过激励,造成削波失真;要么激励信号不足,造成整个系统信噪比下降,对于某些信号处理设备还会因为输入电平不匹配而达不到应有的效果。通常音响设备(调音台、周边设备、功放)之间的连接是以线路电平传递信号的。一般有两种线路标准,一种是+4dB(1.228V),这种标准是最普遍、最多见的;另一种是0dB(0.775V)不及上述+4dB的普遍。系统中采用的设备的线路电平最好能统一,这样调整和使用时都会方便一些。但是,只要各级设备都有电平调节(Level Adjust)功能,0dB和+4dB的设备一般也可共存于一个系统中,不会发生什么问题。另外,有一些声音处理设备,特别是效果器,为了兼顾电声乐器与专业音响系统的需要,设置了接口电平转换功能,该转换开关一般设置于设备的背后,可分为+4dB、-10dB、-20dB几挡,使用扩声系统时应注意将其调整到+4dB挡。
通常,线路输入/输出电路的电平控制旋钮上都标有以分贝数为单位的刻度,如果言响系统的所有信号馈线都是从线路输出到线路输入,则此系统上的各个电平控制旋钮上刻度值的总和,就是整个系统的增益分贝数;如果信号电路上有电平衰减开关,则系统的增益分贝数还应加上开关上所标志的数字。由于传声器的输出电平很小,所以用于拾取传声器信号的输入接口的增益通常都在60dB以上。也就是说,此输入接口电路的放大倍率为1000倍以上。
3.信号连接方式
专业音响设备的输入/输出端子有非平衡、变压器平衡、差分平衡等几种方式。平衡与平衡、非平衡与非平衡端占之间都是可以直接锁送信号的;在要求较高的场合,平衡与非平衡端口之间,则必须经过专门的转换器才能相互连接。转换器一般有无源变压转换器、半电压转换器以及有源差分放大转换器三种。
在一些要求不高的场合中,信号的非平衡端子与平衡端子之间还是可以直接馈接的,其接线方法是平衡端的热端接非平衡端的信号端,平衡端的冷端接非平衡端的地端,而平衡端的地端则接信号馈线的屏蔽层。
除了功放与音箱间的功率传输以外,为了提高系统的抗干扰能力,保障信噪比,专业音响系统中的信号连接都应尽可能采用平衡方式进行传输。专业音响设备一般也都提供平衡输入/输出功能。平衡方式信号传输采用三线制。用两芯屏蔽线连接时,屏蔽网层作为接地线,其余两根芯线分别连接信号热端(参考正端)和冷端(参考负端)。由于在两条信号芯线上流过的信号电流是大小相同,方向相反的,因此传输线上感应到的外界电磁干扰将在输入端上被相减抵消。
专业音响系统中有时也采用一些家用的音源设备,它们的输出是不平衡的。此外,电声乐器中的电吉他、电贝司、电键盘、合成器等也采用不平衡输出方式,因此音响系统的连接不可避免地会采用一些不平衡方式的连接。在此应特别注意,采用不平衡方式时,尤其传送电平较低时,应尽可能缩短连接电缆的长度。必要时可在不平衡输出设备附近就地设置放大器,提升电平并转换成平衡输出后再进行长距离传输,也可用变压器将信号转换成平衡方式后再进行长线传输。由于系统中采用不平衡信号传输的设备存在,就提出了平衡/不平衡、不平衡/平衡的转换问题,有时这种转换并不困难,但有时必须借助变乐器才能较好地解决问题。