21世纪以来,演出场景、演出形式和演出空间已向多元化方向发展。因此,现代扩声系统不仅应具有高保真的扩声效果和节能降耗要求,还必须具备强大的DSP数字音频处理能力、灵活精细的智能化操作、简便的编辑、存储和场景调用、方便的数字音频传输网络接口、容易的系统拓展和系统升级、优秀的远程监控和紧凑的系统结构等更高要求,还可以直接通过光缆进行长距离传输。网络功率放大器是满足现代剧院、演播厅、体育比赛场(馆)、会展中心、礼堂、多功能厅和影院等各种场所必须配置的高性能设备。
1.网络功率放大器的组成
网络功率放大器由DSP数字音频处理器、模拟/数字音频输入接口、远程监控传输网络接口和大功率模拟功率放大器组成。由于采用全数字音频处理器,常常简称为数字处理功率放大器。其特点如下:
(1)内置优化处理扬声器技术参数的DSP模块,让扬声器发挥出最佳声音特性。DSP模块包括输入电平控制、通道哑音、频率均衡器、分频器、延时器、限幅器等。
(2)可以直接连接数字音频传输网络。
(3)可实时监测、监控功率放大器的输入/输出信号电平、信号削波状态、功率放大器温度、功率放大器故障状态等,如图8-8所示。
图8-8 网络功率放大器的远程实时监测、监控图
2014年,我国广州科昱扩声设备公司经过多年精心研制,首创成功网络音频功率放大器,取名为:KE网络智能功率放大器。
KE类功率放大器的核心技术是采用CPU微处理器闭环自动控制技术和高效浮点处理的高性能AB类放大技术。功率放大器级的供电电压随输出功率大小自动跟踪调节[又称智能轨道滑动电压管理(Smart Rail Man-agement)],大大提高了功率放大器的电源转换效率。8Ω负载的整机能效可达89%。图8-9是它的工作原理框图。
图8-9 KE网络智能功率放大器原理
功率放大器启动时,总控制电路自动检测各相关电路的运行状态,确认各部分电路工作状态正常后就会自动启动整机。在整机运行中,各部分自带的微处理器实时自动检测自身工作状态,并把数据发送给其他相关联的微处理器,相互进行数据信息交换。信息交换过程中如果某部分的电路数据发生变化,那么其他的电路就会自动做出相应调整,这种闭环自动控制系统大大提高了功率放大器的可靠性和稳定性。
各项技术指标全部采用EIA传统模拟功率放大器的测试标准测量,其优异性能已被欧美各国同行认可和外销。表8-5是三种类型功率放大器主要技术特性对比。
表8-5 三种类型功率放大器主要技术特性对比
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2.网络功率放大器的输入/输出接口
网络功率放大器的接口与模拟功率放大器的接口有很大差异。除了具有模拟信号输入接口外,还应具有供数字信号源直接输入的数字信号输入接口。
网络功率放大器设有RJ45网络控制接口和网络数字音频输入/输出接口。图8-10是KE网络功率放大器背面的输入/输出接口。
图8-10 KE网络功率放大器背面的输入/输出接口
KE网络智能功率放大器,允许模拟、Dante、AES/EBU三种格式的信号同时输入;KE网络数字功率放大器内部的DSP,可以定义为如下模拟和数字信号输入的4种输入模式:
(1)只允许模拟信号输入。
(2)只允许数字信号输入。
(3)数字信号输入为主、模拟输入信号备份。
对于一些大型、可靠性要求高的数字系统,通常将扩声系统分为数字主系统和模拟备份系统两部分,一旦数字系统出现故障,可以自动将模拟备份系统的信号切换上来。
(4)数字信号为主、模拟信号强切。
这种情况下模拟信号的优先级高于数字信号,可以设定模拟信号的启动门限,一旦模拟信号高于这个设定的门限,功率放大器就自动切换到模拟信号上。
TKE网络功率放大器采用RJ45网络监控接口,通过CAT5线缆,采用标准Ethernet网络和TCP/IP进行功率放大器远程监视和控制,例如远程监控功率放大器输入电平、哑音状态、电源开关、功率放大器温度、信号削波状态、扬声器阻抗等。同时,内部的DSP可以对扬声器系统的参数进行设置,如电平、压缩、限幅、延时、均衡、分频等,完全可以等同于一台独立的数字音频处理器。内部还带有50个预设位置,可以将不同扬声器的参数预先输入到功率放大器里,使用的时候直接调用即可。
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