黃 鵬

（深圳保利劇院，廣東 深圳 518054）

MIDAS XL8數字調音臺的基礎構成與解析
——基于1.06版系統(tǒng)

黃 鵬

（深圳保利劇院，廣東 深圳 518054）

從用戶的角度詳細介紹與解析MIDAS XL8數字調音臺的基礎構成、安全設計以及系統(tǒng)軟件的版本區(qū)別。

XL8；數字調音臺；安全；版本

XL8數字調音臺的出現(xiàn)意味著英國現(xiàn)場模擬調音臺制造公司MIDAS正式步入數字領域。XL8保持MIDAS調音臺原有的出色音質和可靠性，事實上，XL8的出色性能正是MIDAS以其旗下成熟的模擬調音臺為基礎改進而來的，如它的操作界面是由設計XL4及H、L等系列模擬調音臺的設計團隊來完成的。

1 核心技術

XL8的核心技術——AES50基于SuperMAC（網絡數字傳輸技術）和HyperMAC（千兆級網絡傳輸音頻協(xié)議）構建。SONY 歐洲的Sonyoxford團隊開發(fā)的SuperMAC技術于2004年5月在第116屆AES（國際音頻技術學會）大會上率先公布，最早開發(fā)這項技術的目的是為解決DSD數字多軌傳輸，當時的SuperMAC 3.0僅支持8通道352.8 kHz、24bit的PCM信號。同年8月，SuperMAC Logic Cores v1.1成功運用在Protools 平臺。HyperMAC基于SuperMAC研發(fā)，于2004年10月在第117屆AES大會上首次公布。HyperMAC僅依靠一條五類網線就可以最高支持到384通道的數字音頻傳輸。2005年7月，AES通過AES50技術的國際標準；在同年的倫敦國際舞臺燈光音響技術展（PLASA SHOW）上，MIDAS公司在了解SONY歐洲公司的AES50技術之后表示將在其數字調音臺上引入這項技術；2006年德國法蘭克福樂器、舞臺燈光及音響展上，MIDAS XL8數字調音臺首次亮相。

SuperMAC/HyperMAC傳輸技術的主要亮點在于使用單條五類或六類網線就可以完成多達384個通道的數字傳輸，而且各通道傳輸延時最低僅有63 μs（在不同采樣頻率時延時略有不同），對比其他的網絡音頻傳輸系統(tǒng)，AES50有更大的優(yōu)勢。

在XL8的系統(tǒng)里采用了18個可傳輸24輸入/輸出通道的AES50（SuperMAC）音頻接口，用來連接所有的音頻接口設備；并采用兩條可傳輸192個輸入/輸出音頻通道的HyperMAC接口，作為XL8的主干連接網絡，分別為X、Y兩組，正常工作時只有一條主干線在工作，另外一條作熱備份，默認為X組。

Midas XL8具有出色的音質不僅僅是因為它擁有最好的前置傳聲器放大器、轉換器和可量身定做的處理運算法則；更因為它擁有一個全面自動延時管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)除了可以管理所有內部的路由分配和延時處理，還可以對外部的模擬插入信號提供補償，這意味著所有的音頻采樣在混音之前都是同步的，因此，其所有輸出信號的相位都是絕對一致的。

眾所周知，所有數字處理都需要時間運行，至少是幾次取樣時間，但無一例外都需要時間；ADCs（模－數轉換）和DACs （數－模轉換）需要更長的延時（一般是幾毫秒）；所以，如果使用模擬插入點的話，該通道就會有比其他更長的延時。

以往的數字臺由于缺乏對數字信號延時管理的重視，在數字轉換中存在著不同的延時而導致在混合中產生梳狀濾波器效應，致使輸出的信號產生相位失真，這是早期數字調音臺被人拒用的最重要的理由。如今，XL8將這個問題完全解決。AES50形式完全不同于以以太網為基礎的系統(tǒng)，它是一個時分多路（TDM）系統(tǒng)，僅利用了以太網的物理分布（電子硬件、連接頭等等），通過TDM允許將單獨的取樣數據實時傳輸，不需要數據打包，減少響應時間；在XL8系統(tǒng)上，一個單獨的AES50連接只有70 μs延時。

2 基本構成

2.1 模擬輸入音分接口

DL431 MIC SPLITER是XL8的模擬輸入音分接口，見圖1。接口箱前面板可以控制每路的輸入音量和本地耳機監(jiān)聽。每臺DL431有24路MIC/LINE通用輸入口，每路輸入信號送至ABC三路獨立前置放大，A、B兩路可獨立進行遠程或本地增益控制，而C口為固定增益前置放大，并且?guī)л敵鲎儔浩鞲綦x的錄音或者轉播車專用口，每套XL8推薦標配4臺DL431。DL431有兩組AES50數字接口，支持兩套XL8調音臺共享輸入資源，并且可以分別獨立控制各自的輸入增益，對于需要FOH及MONITOR雙系統(tǒng)來說十分方便。DL431具備兩組冗余備份電源，提高可靠性，并且可以脫離調音臺作獨立設備使用。

2.2 輸入/輸出接口

DL451 I/O 24路輸入/輸出接口是XL8的模擬或數字輸入/輸出接口設備，見圖2。每臺DL451有3組插卡槽，配套卡有模擬8路輸入，模擬8路輸出，數字AES3規(guī)格的8入8出。DL451配套卡可以任意組合訂購，一般標配接口是以上3組接口各一張，或者是兩個模擬輸出及一個數字卡；模擬輸入口支持傳聲器及線路輸入。DL451具備Midi & GPIO等第三方數據接口以及未來的更多選擇。每臺XL8標準配置5臺DL451。

2.3 信號路由器

DL461是XL8的信號路由器，見圖3，主要管理整個XL8輸入/輸出系統(tǒng)以及所有配套DSP的分配。DL461擁有10個冗余備份AES50接口，可通過一條六類網線（最大傳輸距離100 m）或者一組光纖接口（最大傳輸距離500 m）連接主調音臺。XL8標配兩臺DL461，一主一備。

2.4 DSP處理器

DL471是XL8的DSP處理器，所有XL8上的音頻信號處理均通過DL471來完成。XL8標配10臺DL471，采用級聯(lián)方式，9臺運行1臺冗余備份；每臺DL471內部有8個ADI SHARC DSP單元。每臺DL471有不同的AMU識別碼，不同的識別碼負責處理不同的功能，由DL461負責管理。不同識別碼的設備所負責XL8的功能分配如圖4所示，對處理判斷萬一出現(xiàn)的故障情況非常有用。

2.5 圖示均衡控制界面

DN9331 GRAPHIC CONTROLLER 是XL8配套的內部圖示均衡控制界面，如圖5所示，可以直接管理XL8內部16條輸出通道的單聲道圖示均衡及16個插件式效果器里的16臺立體聲圖示均衡。DN9331擁有31個100 mm的電動推子，4個記憶編組和4個庫，每個庫可以控制32個通道，該設備通過一條5類網線與XL8控制臺的Ethernet接口連接。

2.6 數字硬盤錄音機

DN9696 數字硬盤錄音機是XL8最實用的選裝設備，見圖7。在1.06版系統(tǒng)后，XL8支持與DN9696連接進行實時錄音及帶后監(jiān)聽，為重要的現(xiàn)場演出提供了出色的數字音頻記錄甚至是后期縮混，且操作簡便。DN9696內置硬盤支持96路96 k、24 bit數字錄音約9 h，記錄格式為BWAV，可用目前大多數的音頻編輯軟件進行后期制作。DN9696具有4組AES50接口，可以外掛USB/1394/SATA硬盤，可外接顯示器、鍵盤、鼠標等用于實時操作及監(jiān)控。

2.7 主控制臺

XL8的主控制臺是由3組8通道輸入控制模塊及2組輸出控制模塊組成，每部分都是一個分離的硬件模塊，與相鄰模塊之間相互獨立，擁有自己的電源、界面處理器、GUI處理器和顯示屏，每一模塊都只需通過以太網鏈接入網絡；其外觀參見圖7。主控制臺可同時控制96路輸入信號，51路輸出母線，擁有24個輸入通道電動推桿、36個輸出通道電動推桿以及12路VCA電動推桿；輸入及輸出面板上共有79個可自定義顏色及名字的顯示按鈕，擁有兩組獨立的SOLO監(jiān)聽控制系統(tǒng)，可供兩個調音師同時使用。

主控制臺內含兩臺基于Linux系統(tǒng)的MCs控制電腦，其運行的都是完整版本的XL8 Linux系統(tǒng)軟件。任何一臺主控電腦都可以獨自運行整個系統(tǒng)，而且兩臺主控電腦MCs的切換操作不會造成任何音頻的損失，XL8主控制臺內還包含X/Y兩組路由器，可連接8組冗余備份的AES50音頻接口，兩組路由器可通過兩條光纖或兩條六類網線與外部的DL461路由器相連。

3 安全設計

現(xiàn)場調音安全是第一位的，其次才是聲音的好壞。數字調音臺出現(xiàn)至今一直被業(yè)界質疑的最大原因就是穩(wěn)定性，因為它主要靠電腦及軟件來完成聲音的處理，一旦軟件或硬件上有BUG或者出現(xiàn)操作上的不當，不是死機就是噪聲大作。相當多的案例讓業(yè)內人士對數字調音臺產生抗拒情緒，所以，在使用XL8之前，應特別注意安全上的措施。

3.1 電源

XL8的所有設備均使用開關電源。如今的電子技術使得開關電源的穩(wěn)定性已經超過傳統(tǒng)使用變壓器的電源了，而且開關電源的電壓適應性也比傳統(tǒng)電源好，均為100 V～250 V的適應范圍。XL8的DL431輸入音分及主控臺均用了雙電源互為備份。

3.2 信號傳輸

在數字傳輸時代，一條小小的光纖或者一條網線就可以代替數百條傳統(tǒng)的模擬線，既減少了成本，也減少了遠距離傳輸的線路損耗?？梢哉f，這是數字音頻最大的優(yōu)勢，但同時，數字線路的傳輸安全也變得尤為重要。XL8在傳輸設計上采用X+Y的雙線傳輸模式，系統(tǒng)平時只是運行于X線或者Y線。不僅如此，XL8主界面到DL461路由器的信號傳輸采用雙光纖和雙網線4重備份的安全設計，只需要幾秒種就可以完成整個系統(tǒng)的數據線切換。XL8系統(tǒng)內部具有自動實時網路診斷功能，用戶在XL8的操控臺上任何一組屏幕都可以隨時監(jiān)控到XL8所有硬件設備的狀態(tài)與性能，包括任何軟件、硬件或者連接等問題。

3.3 DSP核心處理器

數字音頻最重要的部分在DSP核心處理器，數字設備的DSP最怕出問題也最容易出問題。一旦DSP死機，輕則出現(xiàn)噪音，重則系統(tǒng)癱瘓。XL8采用了DSP運算分割級聯(lián)的方法避免系統(tǒng)完全癱瘓。XL8擁有10臺DSP，系統(tǒng)運行最多用9臺，1臺作熱備份。每臺DSP有一個ID，各ID主管一組運算，當其中一臺DSP出現(xiàn)問題時，DL461路由器會讓備份DSP自動代替出問題的DSP，備份設備此時會立即顯示出問題的DSP的ID號碼。這時，操作人員可以采用冷啟動方法來嘗試修復出問題的DSP，并不影響整個DSP系統(tǒng)的運行，待這臺DSP啟動正常后，則自動轉為備份DSP。N+1的備份方式就好似擁有10臺DSP做車輪式的后備，形同一臺永不停頓的機器。

3.4 路由器

從以上介紹可知，DL461在XL8里占著重要的位置，所有設備都是經DL461作路徑及功能分配的，這也是SuperMAC / HyperMAC的重要核心技術，一旦該設備損壞則全盤癱瘓。所以，XL8標配兩臺DL461作整體備份，一臺管理X通道，一臺管理Y通道，可以任意切換、互為備份。

3.5 主控制臺

XL8的控制電腦管理著96個輸入通道和51個主輸出通道的操作功能，所有外接設備都通過主控制臺發(fā)出指令。XL8主控制臺由3個輸入面板和2個輸出面板組成，各自有電源開關，使用過程中可以關閉任意一個模塊重啟而不會影響當前的輸入/輸出信號。實踐證明，使用中關閉3組輸入模塊的任意2組，只省下1組輸入模塊，仍然不影響XL8的所有通道功能的使用；甚至將整臺XL8控制器全關掉，系統(tǒng)的聲音仍然保持在關機前的狀態(tài)，所有輸出信號仍然正常出聲。在系統(tǒng)整體重啟后，面板上的所有設置會自動恢復到關機前狀態(tài)，而現(xiàn)場的聲音只有大概1 s的停頓。

XL8的主控制臺內裝有2臺控制電腦，分別是MC1和MC2，互相獨立，使用者只需要在面板上就可以關閉MC1、切換MC2，切換過程大約耗時45 s，這期間輸出的聲音仍然保持切換前的狀態(tài)，當然，切換后首先要做的是保存當前的系統(tǒng)狀態(tài)為一個新的場景文件，因為這兩臺服務器是互不相干的，內部的硬盤也是各自獨立的。也可以在切換前把場景文件先拷貝到U盤里待切換完成后導入當前使用的主機里?？梢哉f，XL8的設計師把2臺服務器加上5臺面板控制電腦裝在一個控制臺中，各自獨立，使用者相當于擁有2臺XL8。

4 系統(tǒng)連接界面

圖8為XL8的系統(tǒng)連接界面（Diagnostics）。圖中的左上角為DSP roles ，表示DSP的使用率。紅色的方塊為redeploy（重置）按鈕，如果DSP占用率抬高時按此鍵可以重新分配DSP。

圖中左邊兩組stage x 與stage y所連接的設備顯示外接2臺DL461路由器所連接的所有設備，包括10臺DL471 DSP以及DL431輸入音分、DL451 IO接口等。設備及連接線Link顯示為綠色——這說明所連接的設備以及線路均在正常狀態(tài)。若某DSP的Link閃爍黃線的狀態(tài)，說明該DSP部分連接出現(xiàn)故障，但仍可在系統(tǒng)中正常運行。在用鼠標碰到Link上可以顯示出當前設備連接的線路狀態(tài)，用戶可以根據顯示在演出后進行故障排除。

圖中右邊兩組FOH X與FOH Y顯示與XL8主控制臺內部電腦（上半部）及內部路由器（下半部）連接的所有設備。上半部設備包括5臺顯示器（GUI）、5個輸入輸出控制板（Surface）、2臺內部主服務器（MC1/MC2）。其中，MC1的線路及設備顯示為紅色，而MC2線路及設備都為綠色，這說明目前設備的主控制服務器正在使用MC2，而MC1處在非工作的被叫狀態(tài)。下半部所連接的設備中 IO 2也顯示為紅色，說明DL451 ID號為2號的音頻接口設備在關閉狀態(tài)或者未接入系統(tǒng)中。

兩組stage x/y與FOH X/Y之間的連接線HMac 1/2顯示XL8主控臺與外接DL461路由器之間的兩組HyperMAC總線連接狀態(tài)。在兩條總線的下方有個紅色的Swap鍵，并且顯示X Network Active ——這表示系統(tǒng)正使用X通道的總線狀態(tài)。而Swap鍵則可用來切換系統(tǒng)X或Y的總線狀態(tài)。

5 系統(tǒng)1.05 版與1.06版的區(qū)別

5.1 路由通道

筆者最初使用的XL8系統(tǒng)版本是1.05版，在2007年年底廠家新推出了改良版1.06版。MIDAS的設計師很保守，顯然他們和所有的現(xiàn)場擴聲工程師一樣，擔心一貫使用MIDAS模擬調音臺的音響師會很難接受數字調音臺，因此，在1.05版中將數字調音臺最讓人頭痛的輸入/輸出的路由通道進行預置，也就是說，所有配套的輸入/輸出接口均按照固定的ID編號來使用。1.06版系統(tǒng)開放了路由設置，在強大又直觀XL8的設置界面中，當鼠標移動到任何一個接口，系統(tǒng)會顯示當前接口的配線資料，如圖9所示。

5.2 DL451輸入功能

1.05版系統(tǒng)還有個很不完善之處，就是DL451的模擬輸入及數字輸入因為路由的關系只能使用插入的方式接入調音臺通道，所以，不能調整GAIN輸入音量，如果要調整輸入音量必須使用D431的模擬輸入，這給使用上帶來很大的不便。因為DL451的輸入功能形同虛設，所以，MIDAS 在1.06版進行了改進，模擬輸入和數字輸入都可以在自定義的調音臺輸入通道上調整GAIN的音量，而且模擬輸入通道還可以接電容傳聲器，這大大擴展了XL8的輸入/輸出通道。

5.3 DL461連接接口

1.06版系統(tǒng)有一個比較重要的設置是開放了與DL461連接的接口定義。1.05版系統(tǒng)主控臺與DL461的連接只能按六類網線（Copper）或者光纖（Fibre）單選一的設置，一旦選擇了光纖，再想選用六類線時必須修改內部程序才可以完成，這在設備使用安全上顯得有些不盡人意。在1.06版系統(tǒng)的Preferences設置中增加了一項Stage Link Types設置，可以任選光纖或者六類網線，或設置光纖與六類網線混用，真正地做到了4線熱備份，如圖10所示。

5.4 接口及設備支持

1.06版系統(tǒng)大大增強了XL8的接口支持，在一個系統(tǒng)中可支持最大8臺DL431輸入接口，可將XL8的輸入通道增強到192路。還可利用XL8控制臺上的8個AES50接口及DL461上的10個AES50接口最大可接18臺DL451，使得一臺XL8可以擁有432路輸入及432路輸出，如圖11所示。

此外，1.06版系統(tǒng)增加了對Klarkteknik DN9696數字硬盤錄音機的支持，利用調音臺的DIR OUT（直通輸出）實現(xiàn)96路現(xiàn)場錄音及錄音回放信號返回，在XL8的Preferences菜單中的Virtual Sound Check欄實現(xiàn)相關錄音及回放設置，如圖12所示。

5.5 數字電平顯示設置

在1.05版系統(tǒng)，所有面板上的調節(jié)旋鈕的刻度都是類似模擬臺的操作習慣，只有面板的刻度顯示。1.06版系統(tǒng)中，MIDAS在Preferences菜單里增加了個Display Rotary Values選項，默認是關閉的，如圖13所示，只要將此選項切換到ON，那么用手碰觸到XL8控制臺任何一個可調節(jié)的感應旋鈕都可以在當前的顯示器中顯示該旋鈕的刻度數值，精確到小數點后兩位。

6 展望與期待

根據筆者的使用體會并結合前文所述，數字調音臺與模擬調音臺的最大區(qū)別就是硬件與軟件的多層次結合，而且軟件可以豐富硬件的功能，充分發(fā)揮并完善硬件的作用。我們欣喜地看到XL8的1.10版（BATA版）已經更新，支持MAC OS的離線編輯軟件可以在MIDAS的網站上提供下載。筆者試用后發(fā)現(xiàn)1.10版的系統(tǒng)有幾個重大革新。

（1）增加多聲道系統(tǒng)的支持。在Preferences菜單可選擇3聲道、4聲道及5.1聲道，但是在輸入通道顯示菜單里沒有發(fā)現(xiàn)有關的通道方位設置，也許在后續(xù)的版本中會有完善。

（2）增加3個軟插件處理器——帶延時功能的立體聲變調器、立體聲壓縮器和8通道多功能動態(tài)處理器。

（3）增加Presetlibrary （預設置庫），用戶可以將自己一些常用的動態(tài)處理、均衡、效果設置等參數預存在Presetlibrary菜單里供以后使用中快速提取。

（4）支持XL8系統(tǒng)內部兩個主電腦MC1/MC2硬盤中的文件進行快速備份及管理，很方便。而之前的版本必須要通過U盤拷貝后切換到MC1或MC2才可以進行管理。

（5）主菜單中增加了對XL8主控臺輸出面板上的8個效果參數旋鈕的自定義功能，用戶可以將這8個旋鈕自定義為輸入、輸出、效果等各種需求。

（6）支持離線編輯軟件對XL8軟件系統(tǒng)進行升級。

作為XL8的用戶，筆者對它還有更高的期望，希望廠家今后可以再增加一些實用的功能，比如：

（1）在XL8的通道顯示窗上增加VCA通道的設置提示。因為XL8有12組VCA，可以控制96路輸入通道及51路輸出通道，雖然在VCA定義后用戶可以通過VCA推子上的選擇鍵查看該推子的所有設置，但仍然不夠直觀，原因是數字調音臺需要像模擬臺一樣可以直觀地看到每一個通道的VCA設置狀態(tài)，以避免用戶在操作中漏選或錯選。

（2）場景自動運行菜單（Snapshot Automation）中增加音量推子的淡入淡出（Fade in Fade out）時間設置，場景自動運行菜單是數字調音臺模擬調音臺相比最有優(yōu)勢的功能，它可以按照用戶的定義在演出前記憶每個場景的各個通道參數，在演出的過程中任意調配記憶進行調音場景的變化，尤其適用于大型樂隊、音樂劇等通道占用比較多的演出，但如果沒有淡入淡出時間設置，場景變換時聲音變化會太突然，這是演出很忌諱的現(xiàn)象。

（3）在XL8主控制臺的軟件中增加系統(tǒng)外接設備的熱重啟功能。在1.06版系統(tǒng)中，如果外接設備遇到連接問題，有時需要通過冷啟動進行恢復（也就是通過開關設備的電源操作），但操作過程中會出現(xiàn)強烈的沖擊聲危害到后級設備，所以希望廠家可以通過增加熱啟動的方式在軟件中避免設備在重啟過程中出現(xiàn)沖擊聲，這樣可以避免在演出過程中產生不必要的噪聲。

（注：本文部分資料及圖片參考自MIDAS官方網站以及SONY OXFORD官方網站。）

黃鵬，高級錄音師、高級音響師，中國錄音師協(xié)會高級會員，中國聲頻工程協(xié)會會員，目前擔任深圳保利劇院音響主管。多次參與大型演出現(xiàn)場擴聲及大型專業(yè)劇場及大型旅游景區(qū)的舞臺音響、燈光、舞臺機械的專業(yè)設計、施工、運行工作。

Basic Construction and Analysis of Mixer MIDAS XL8-Based on 1.06 Version System

HUANG Peng
(Shenzhen Poly Theatre, Shenzhen Guangdong 518054, China)

From the points of consumer, detail introduction and analysis have been made for the basic construction and security design of MIDAS XL8, as well as its version identif i cation of OS software.

XL8; Digital Mixer; Security; Version of software

10.3969/j.issn.1674-8239.2010.08.005

（編輯 潘 浪）