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《扩声系统工程研究》系列连载丨国家大剧院扩声系统工程

2026-05-12

国家大剧院采用“三大一小”建筑模式,歌剧院、戏剧场、音乐厅的扩声系统依据功能定位量身设计,整体以自然声为主、电声为辅,是国内剧场光纤音频传输的首例工程。

歌剧院:建筑声环境优良,西洋歌剧基本无需观众席扩声,仅用舞台返送系统;民族歌剧、晚会、会议需完整扩声支持。

戏剧场:戏剧、戏曲、会议等演出依赖扩声系统,固定设备可满足多数需求,特殊高要求演出需临时加装系统。

音乐厅:基本不使用扩声设备,纯靠自然声演出。

扩声系统“光环”设计理念

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图1 国家大剧院电声系统光纤网络示意图

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图2 环型连接网络示意图

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图3 星型连接网络示意图


1. 核心构想

由法国ADP公司主导设计,以光纤环形网络连接三大剧场与音像中心,共192根光纤实现音频、视频信号双向传输与热备份,覆盖全院区便于后期扩展,被称为“光环”。

2. 技术分歧

中方与法方在网络拓扑理解上出现争议:法方方案看似环形,实际为星型连接;同时投资比例引发讨论——现场扩声投资不足30%,光环网络占比50%,与“现场扩声优先”的核心目标不符。

3. 技术价值

剧场光纤音频传输在国内属首创,是当时国际前沿扩声技术,虽存在设计争议,但为行业树立了数字化网络传输标杆。


歌剧院扩声系统设计


1. 设计思路

多点位灵活接入,覆盖舞台、乐池、栅顶、调音位等全区域。

信号前级放大后,模拟+数字系统并行工作,双重冗余备份。

数字处理器完成延时、压限、分频等处理,简化设备与布线。

扬声器数量充足、可自由组合,返送系统兼顾固定与流动设备。


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图4 信号交换机房

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图5 音响控制室

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图6 功放机房

2. 信号流程

麦克风/音源→接口箱→信号交换机房(前级放大)→声音控制室(路由处理)→功放机房(功率放大)→扬声器发声。

3. 系统功能适配

西洋歌剧:仅舞台返送,无观众席扩声。

民族歌剧:需完整观众席扩声+舞台返送。

舞剧:伴奏带形式需扩声,现场乐队仅需返送。

晚会/会议:必须启用全套扩声系统。


戏剧场扩声系统接线装置


戏剧场采用模拟+数字双系统,通过三类接线装置实现信号灵活接入,兼顾演出便捷性与安全性。

接线盒:舞台台板专用,分传声器、扬声器独立接口,避开演员通道,盒盖朝向舞台便于出线。

综合接线箱:安装于舞台四角、乐池、栅顶等位置,集成传声器、扬声器、时钟、光纤、电源等接口,台口内侧为核心点位。

观众厅接线盘:与座椅隐蔽结合,为流动调音位提供接口,配套专用电源,满足现场调音需求。


歌剧院扬声器系统


1. 暗装

观众席共安装132个扬声器,全部暗藏于金属网与吊顶内,统一漆为红色,兼顾美观与声学效果。

主扩声:左/右声道各8个、中声道6个,分层覆盖保证声场均匀。

补声:10个台唇补声扬声器,乐池升降时自动适配。

环绕声:90个扬声器,可编辑32个通道,支持多通道创作。

超低音:4个,分布于台口两侧。

2. 技术亮点

分层/分区/分通路:适配马蹄型观众席,64路输出灵活配置。

功放外置:有源扬声器功放独立安装,便于维护管控。

返送系统:4个固定返送+4个流动返送,兼顾稳定与灵活。

表1 扬声器系统配置


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图8 观众席环绕声扬声器系统俯视图

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图9歌剧院主扩扬声器系统示意图


歌剧院扩声供电系统


作为一级负荷、局部特级供电场景,采用高安全标准设计:

高压入户:“三站四线”10kV高压供电,双电源交叉自动互投,保障不间断供电。

纯净供电:单独相线供电+隔离变压器,杜绝灯光等设备的谐波干扰。

安全接地:TN-S三相五线制等电位接地,综合接地电阻<1Ω。

远程管控:声音控制室可远程控制功放机房电源,应急恢复便捷。

实际运营至今,未出现因供电导致的演出事故,系统稳定可靠。


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图10 歌剧院供电系统


扩声系统使用评价


1. 机房

表2 各机房的设置与使用评价


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2. 接口与通路

全区域预留超丰富模拟/数字/网络接口,减少临时布线,灵活性拉满,完全满足各类演出接入需求。

3. 调音设备与位置


表3 模拟调音台与数字调音台比较表


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总结

国家大剧院扩声系统融合前沿光纤网络、模拟数字双备份、人性化接口设计、高可靠供电四大核心优势,虽存在部分设计争议与细节短板,但整体完美适配多类型演出需求,成为国内大型剧场扩声工程的经典范本。