1、1. 系統(tǒng)設計特點及概述鑒于該系統(tǒng)設計包括多個專業(yè)擴聲系統(tǒng)，為了達到系統(tǒng)整合的目的，同時又要保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和先進性，這里我們選用QSC公司最新推出的大型網絡音頻矩陣Q-sys系統(tǒng)為整套系統(tǒng)的核心。由于Q-Sys系統(tǒng)具有極大的音頻處理能力以及通道處理能力，實現(xiàn)Q-Sys網絡音頻處理系統(tǒng)最大利用率，達到資源配置最優(yōu)化。1. Q-Sys系統(tǒng)介紹Q-Sys系統(tǒng)是美國QSC公司最新研制推出的一套大型網絡音頻矩陣處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)重新詮釋了網絡音頻系統(tǒng)，具有：非凡的音頻處理能力、超強的系統(tǒng)整合能力、磐石般的系統(tǒng)穩(wěn)定性、簡單易懂的可操作性。Q-Sys系統(tǒng)主要由音頻處理主機CORE、音頻接口箱I/O FRAME

2、、控制軟件以及千兆網絡組成。所有的設備通過千兆網絡連接起來即可完成工作。如圖1所示。圖1. Q-Sys系統(tǒng)示意圖 CORE主機CORE主機是Q-Sys系統(tǒng)的處理核心，音頻系統(tǒng)中所有的音頻信號處理、路由和控制信號全部是在這里進行的。CORE主機分有三個型號：CORE1000、CORE3000、CORE4000。三種主機分別可以處理6464、128128、512*512*個音頻通道，是當今世界上處理能力最強的音頻處理主機。CORE主機摒棄了傳統(tǒng)音頻處理主機采用DSP芯片進行音頻信號處理的老方式，而采用全新的音頻處理核心多核64位中央處理單元進行音頻信號處理。采用這種全新的處理引擎后，CORE主機的

3、信號處理能力遠遠大于傳統(tǒng)采用DSP芯片作為處理圖2. CORE主機核心的音頻處理主機。對比此前處理能力最強的PEAVEY的NION N6型音頻處理主機，最小型的音頻處理主機-CORE1000的音頻處理能力是NION N6的五倍。CORE主機內部內置了多種音頻處理模塊，如：分頻器、混音器、自動混音臺、噪聲門、路由器、動態(tài)處理器、噪聲發(fā)生器、參量/圖示均衡器、動態(tài)顯示器、音頻文件播放器、RTA測試工具等等，能夠滿足各類場所音頻系統(tǒng)的需要。超強的處理能力、豐富的音頻處理模塊，使CORE具有充足的資源來進行音頻信號處理，給音響系統(tǒng)設計師提供了一個自由的平臺，供其任意設計自己想要設計的音響系統(tǒng)。 I/O

4、 FRAME音頻接口箱圖3. I/O FRAME音頻接口箱I/O FRAME是1U模塊化音頻接口箱，最大支持16個音頻通道，采用32比特浮點信號處理方式和高端數(shù)模、模數(shù)轉換器，使整套系統(tǒng)具有高保真音質效果。機身集成四個卡槽，可以配置不同種類的輸入輸出接口卡。目前支持的卡的類型為：CIML4：麥克風/線路輸入標準卡；CIML4-HP：麥克風/線路輸入高性能卡；COL4：標準線路輸出卡；CODP4：QSC開關電源功放專用卡；CAES4：AES信號輸入輸出卡。I/O FRAME可以和CORE安裝在一起，也可以安裝在音頻網絡可以覆蓋的任何地方。這種系統(tǒng)結構極大的增加了系統(tǒng)設計的靈活性，并且大大的削減了

5、鋪設模擬音頻線纜的長度以及鋪設成本。由于所有的處理和控制都是在CORE中進行的，因此單個I/O FRAME的故障只能影響到這個接口箱的輸入輸出，而不會影響整個處理控制中心。I/O FRAME機身集成了8個GPIO通道（繼電器控制端、電壓控制端和地線），GPIO可以通過軟件配置為受干觸點控制或者電位大小控制，也可以輸出TTL電平等控制信號，控制外部設備。 網絡QSys系統(tǒng)基于千兆以太網實時傳輸無損音頻信號，一個千兆網線可以傳輸512個音頻通道，且最大支持網絡十跳。Q-Sys系列內產品全部采用高質量的信號轉換器，網絡延時僅為0.667毫秒，而QSys系統(tǒng)的任一輸入到任一輸出的最大總延時也僅僅為固定

6、的2.5毫秒。值得注意的是，這里的延時指的是系統(tǒng)固定延時，無論經過網絡節(jié)點多少、無論內部增加多少DSP處理環(huán)境，系統(tǒng)整體延時為固定的2.5毫秒，為音響設計師在系統(tǒng)延時控制上提供便利。Q-Sys系列內產品CORE和I/OFRAME配備的為標準網絡傳輸設備，內部的音頻信號和控制信號在一個網絡中進行傳輸，無需將控制和音頻信號分成兩個網絡單獨傳輸。Q-Sys系列內產品CORE和I/OFRAME均具有雙網口，即支持雙網絡。當一個音頻網絡癱瘓的時候，備用網絡可以無延時的接替工作。 軟件Q-Sys系統(tǒng)有一套非常直觀、易懂、易操作的設計軟件“Q-Sys Designer”，音響系統(tǒng)設計師學習起來十分迅速。Q-

7、Sys Designer軟件無論是在“在線”或者“離線”的狀態(tài)下，都可以運行工作。在離線狀態(tài)下，音響設計人員可以學習使用軟件，并在電腦上模擬系統(tǒng)運行，無需任何硬件設備。方便大家進行系統(tǒng)設計和仿真模擬。值得一提的是，Q-Sys Designer的仿真速度非常得快，可以大大節(jié)省我們在設計大系統(tǒng)時候的時間。此外軟件中集成了強大的幫助系統(tǒng)，在操作者需要的時候提供必要的協(xié)助。系統(tǒng)設計簡單得就像圖示化的音頻處理組件堆疊一樣，會使得系統(tǒng)設計者更加專注于系統(tǒng)解決方案的設計而不是怎樣去運行軟件。軟件中還有很多十分使用的處理模塊和工具，當一個設計師使用QSys系統(tǒng)的時候，當一些細節(jié)和小技巧被掌握后，系統(tǒng)的設計會更

8、加有效。除了設計軟件之外，系統(tǒng)還可以制作圖形化的控制界面?？刂平缑娴木庉嬀褪菍⑻幚斫M件中的指示器和控制器拖拽到控制面板編輯器中，此外還能夠在界面中添加圖片、線以及其他一些圖形等元素。編輯器可以自動生成控制頁面或者定制的控制頁面。系統(tǒng)操作人員就可以通過密碼，使用友好的人機交互界面來控制整個音響系統(tǒng)了。圖4. 軟件界面 系統(tǒng)的可靠性但凡大型的系統(tǒng)，一般對系統(tǒng)可靠性都具有很強的需求。傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)通常采用系統(tǒng)冷備份方式，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，需要重新連接系統(tǒng)，容易出現(xiàn)系統(tǒng)連接錯誤、導致系統(tǒng)不能馬上工作。而Q-Sys系統(tǒng)具有熱備份機制，可以實現(xiàn)實時的系統(tǒng)備份功能供用戶選擇。如圖5所示。圖5. 主機、網

9、絡、接口箱自動熱備份a) 主機熱備份Core支持雙機熱備份，兩個主機互為備份，每300毫秒進行系統(tǒng)控制參數(shù)同步，當主機出現(xiàn)故障的時候，備份機可以馬上接替主機工作，不會造成系統(tǒng)停止。無需任何變成、無需任何軟硬件增加，即可完成主機熱備份。b) 音頻接口箱熱備份I/O Frame支持雙機熱備份，兩個接口箱互為熱備份。當主接口箱出現(xiàn)問題的時候，備份接口箱可以自動接替主接口箱工作。兩個接口箱可以同時接在一套功率放大器上面，由于其內部設計了備機斷開機制，因此不會出現(xiàn)輸入阻抗減小一半的情況。無需任何變成、無需任何軟硬件增加，即可完成接口箱熱備份。c) 網絡熱備份Q-Sys系統(tǒng)的所有設備均支持雙網絡，具有兩個

10、網口，實現(xiàn)網絡系統(tǒng)的雙備份。當一個網絡出現(xiàn)問題的時候，可以自動切換到另一個網絡上面。（無延時）d) 功放熱備份圖6. 功放切換器QSC功率放大器在配合Q-Sys系統(tǒng)工作的時候，可以實現(xiàn)N+1備份。即用一臺功率放大器就可以實現(xiàn)對N（N小于等于8）臺功率放大器的備份工作。實現(xiàn)功放備份的功能的時候，需要增加一臺功放倒備器DAB-801。每臺DAB-801可以實現(xiàn)一臺兩通道功率放大器備份4臺兩通道功率放大器，兩臺DAB-801可以級聯(lián)，實現(xiàn)1臺兩通道功率放大器備份8臺兩通道功率放大器。該功能多用于廣播系統(tǒng)，在一些重要的會議場所也可以進行功率放大器的備份。Q-Sys系統(tǒng)提供了這么全的備份功能，用戶可以根

11、據(jù)自身系統(tǒng)的需要，選擇需要的備份設備。 對功率放大器和揚聲器的整合Q-Sys系統(tǒng)不僅僅是一套網絡音頻處理系統(tǒng)，它還整合了QSC后端擴聲設備功率放大器和揚聲器。QSC所有開關電源功率放大器都可以通過Q-Sys系統(tǒng)進行遠程遙控和監(jiān)控（該監(jiān)控功能還包含對功放后揚聲器回路的監(jiān)控），而所有QSC無源系列揚聲器也全部集成到系統(tǒng)中，內置所有型號揚聲器的“本征校正”音頻處理模塊，使得系統(tǒng)揚聲器音質調整非常簡單。 內置LUA編譯器Q-Sys系統(tǒng)內置很多邏輯功能模塊，幫助音響系統(tǒng)設計工程師設計功能更加強大的音響系統(tǒng)。除此之外，系統(tǒng)還內置了LUA編譯器，通過LUA語言變成，設計邏輯功能更加復雜的音響系統(tǒng)。2. 本項

12、目系統(tǒng)配置本系統(tǒng)包含會議擴聲系統(tǒng)，采用一套Q-Sys系統(tǒng)即可完成全部系統(tǒng)功能。既實現(xiàn)了系統(tǒng)集中化管理和控制，又實現(xiàn)了資源優(yōu)化配置目的。配置原則： Q-Sys系統(tǒng)在主機房配置系統(tǒng)主機CORE，然后通過網絡連接每層所有的Q-Sys系統(tǒng)設備。控制電腦也設立在主機房。會議擴聲場所分布在每個樓層，且有的樓層具有較多的會議室，基本配置原則是在每個會議室內配置一臺I/O FRAME音頻接口箱，并根據(jù)房間內的音源輸入數(shù)量（話筒、DVD等）和揚聲器輸出回路確定需要的音頻輸入卡和輸出卡的數(shù)量。 網絡Q-Sys系統(tǒng)的千兆網系統(tǒng)可以單獨建立一套千兆網系統(tǒng)，也可以利用大樓內部現(xiàn)有的千兆網絡系統(tǒng)（資源優(yōu)化配置）。如果跟大

13、樓內部網絡系統(tǒng)共用網絡的時候，需要給Q-Sys系統(tǒng)劃定足夠帶寬的VLAN。如果為了增加系統(tǒng)的可靠性，可以采用兩套網絡運行，Q-Sys系統(tǒng)支持雙網絡運行，且可以無縫切換主網絡和備份網絡。Q-Sys系統(tǒng)的網絡需求：a) 必須為千兆以太網（使用千兆網交換機和千兆網線或者光纖均可）b) 網絡最大不可超過10跳c) 網絡交換機支持QoSd) 網絡交換機端口至少支持4個優(yōu)先級 功率放大器和揚聲器配置原則會議擴聲系統(tǒng)采用定阻方式驅動揚聲器。根據(jù)會議室空間大小，選擇合適的AD系列會議專用揚聲器，并根據(jù)揚聲器功率，選擇合適的CX系列定阻功率放大器即可。圖7. 系統(tǒng)結構示意圖3. 系統(tǒng)特點介紹a) 利用網絡傳輸音

14、頻信號。傳輸距離遠、信號損失小。采用模擬系統(tǒng)，既會造成線纜成本的大大增加、施工難度的增加、人力成本的增加；還會造成模擬音頻信號在傳輸過程中信噪比下降和信號衰減，進而造成整個廣播系統(tǒng)音質的下降，直觀的感受就是語言清晰度不夠、背景音樂音質不夠優(yōu)美等。而Q-Sys系統(tǒng)采用千兆以太網傳輸音頻信號，可以有效的避免音頻信號傳輸過程中的種種問題和施工上的難點。利用一根千兆網線可以傳輸512個音頻通道，大大降低了施工成本和線纜成本；并且聲音信號無壓縮、無衰減損失。b) 設備集中化管理。管理智能化、人性化。傳統(tǒng)的系統(tǒng)通常不能夠對系統(tǒng)所有設備進行管控、操作也不人性化，使用和維護起來十分不便。如果是一個小的系統(tǒng)還無

15、所謂，但是用在一個大型系統(tǒng)中那么使用起來就是非常繁瑣了。工作人員要面對大量的廣播設備，需要經過專業(yè)的培訓才能夠了解系統(tǒng)的操作。如果設備一旦出現(xiàn)問題，就要往返于設備間之間進行，增加系統(tǒng)的使用難度。Q-Sys系統(tǒng)具有圖形化、中文的，友好的人機交互界面，系統(tǒng)操作人員無需進行專業(yè)的培訓即可根據(jù)才做界面上的中文提示進行系統(tǒng)操作。并且系統(tǒng)具有權限管理機制，不同級別的系統(tǒng)管理人員具有不同的權限，需要根據(jù)授權或者密碼對系統(tǒng)進行操作，防止系統(tǒng)誤操作的發(fā)生。Q-Sys系統(tǒng)可以集中管理系統(tǒng)中的所有設備、包含音頻接口箱I/O Frame、QSC功率放大器、揚聲器回路。通過統(tǒng)一的系統(tǒng)界面，系統(tǒng)操作人員除了可以操作整套系

16、統(tǒng)之外，還可以實時監(jiān)控網絡接口箱的狀態(tài)、揚聲器回路開短路狀態(tài)、功率放大器的溫度、保護等工作狀態(tài)，以及遙控功放開關機。簡化系統(tǒng)操作。并且系統(tǒng)會自動存儲日志文件，方便系統(tǒng)維護和檢修。c) 音頻擴聲處理Q-Sys系統(tǒng)具有豐富的音頻處理模塊，如：分頻器、混音器、自動混音臺、噪聲門、路由器、動態(tài)處理器、噪聲發(fā)生器、參量/圖示均衡器、動態(tài)顯示器、音頻文件播放器等等。并且具有足夠的音頻處理資源，可以滿足所有的會議室、宴會廳、多功能廳、背景廣播系統(tǒng)的音頻處理功能。Q-Sys系統(tǒng)還具有RTA等測試工具，可以為系統(tǒng)搭建后的系統(tǒng)調試工作帶來極大的便利和幫助。d) 支持第三方控制系統(tǒng)開房了第三方控制協(xié)議，可以接受AMX等第三方控制設備的控制。e) 背景廣播多音源播放和本地化音源選擇在Core主機內部可以大量的預存MP3或者WAV背景音樂音頻文件，并且可以通過內置的音頻播放器進行播放和音頻文件選擇。系統(tǒng)支持多個音頻播放器，可以滿足背景廣播系統(tǒng)的多音源播放功能。在一些特殊的地方需要單獨調整音源，