专 业 音 响 工 程

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     声压级的计算。声压级是专业音响系统工作的一个重要指标，一个合理科学的声压级对声场的影响、设备的选型、实际的操作都有重要的作用，同时也为制造良好的听音环境创造了好的条件。

    在进行声压级计算前，同样也要先确定一个相应环境下合适的基准声压级，而且这个基准声压级和工程的类型也有密切的联系。确定基准声压级前，还要看看这个正常人耳的听感曲线，我们可以发现：在不同的频率上，人们对同一声压级的声音的感受能力是不一样的，这个感受能力在专业上称为响度，单位是Phono，有了这个衡量值，我们就可以根据实际工程的类型，按照它们在扩声时信号的频率特点，就可以确定一个合适的基准声压级。通常对于音乐重放为主的系统，取85-90dB为基础，对于以语言扩声为主的系统可以取70-80dB，加上12-18dB的峰值余量，再加上1-3dB的环境噪音余量，就可以得到平均听音位置的额定声压级了。这个声压级是系统要在平均听音距离需要达到的声压级，那么这个声压级又怎样转换为设备本身的额定声压呢？这就需要一个声音传播时的声压级变化示意图了，大家可以看看，我们要求的平均听音距离的声压级在这个位置得到的，而设备本身的额定声压级是在这里得到的，计算的时候就需要一个这样的声压级公式，这样最后计算出来的声压级就是音箱在离它1m处所需要达到的声压级，它也就是后面电气计算和设备选型的依据了。


通过以上的声场设计我们可以发现：专业音响工程的声场设计内容比较多，结果也对工程的质量、设备的选型及系统的正常工作非常重要。具体在设计中，需要涉及的建筑装饰内容也比较多，有些还是密切联系的，可见音响工程在设计开始就需要建筑装饰单位的密切配合，所以我们要尽早地取得协助，尽早地开展相应的设计，以便能达到较好的效果。

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4.电气的设计



因为专业音响工程的所有系统都是靠电能进行工作的，而且在具体的施工中也要涉及大量有关电气方面的处理，所以电气的设计具有与声场设计同等的重要性。在一般的工程设计中，电气的设计包括：各系统电源功率的计算，电源的供应形式，管线预埋的形式以及供电、用电的安全考虑等方面，下面我们就分别予以介绍。

    电源功率的计算。音响工程中，电源的使用非常广泛，可以说所有的设备都需要电源才能工作，而且由于设备的差别，不同类型的工程电源功率相差较大，如果没有充分的计算作为依据，不仅后面的选型、施工工作会受到影响，而且极容易造成实际使用中系统工作不正常，还会危及用电的安全。而电源功率计算的目的就是计算的结果指导设备的选型，确定施工管线、开关器件的规格，以及以此作为向配电部门申请电源容量的依据。


电源的功率主要部分就是音响、灯光、视频及辅助设备的消耗功率。音响系统的消耗功率主要来源于音箱的扩声功率，而扩声功率又决定于选择音箱的灵敏度和前面介绍的声压级结果。灵敏度的单位是：dB/m.w，它的含义是指在该音箱得到1W的输入功率时，在它的前方1m处产生的声压级，这样灵敏度和声压级这两个概念就找到相同的参照，在计算时还需要了解一个相关的概念，这就是：音箱的输入功率增加一倍，它在前方1m处产生的声压级就提高3dB，这样我们就可以得到一个功率的公式。这个公式计算的结果就表示在该工程的设计中，要想在前面的听音距离上达到设计的声压级，该扩声区域的音箱总功率，这是一个粉红色连续功率。有了这个功率作为依据，我们就可以确定系统中音箱的型号和数量了，然后再根据音箱和功放的配置要求来确定功放的数量和型号，相应地我们就能知道这些功放的电源消耗功率，最后将所有周边设备的功率消耗计算进去，这样我们就得到了音响系统的功率消耗。在确定音箱和功放的功率配置时一定要掌握一个它们之间配置的比例，往往理论的声压级和音箱扩声功率计算都正确，可是在功放功率确定时不恰当，这就造成设计结果不能得到实施，设备也不能正常工作。这里简单介绍一下，一般情况下，功放和音箱功率配置都要以扩声信号的动态来决定，这个动态又跟系统的类型密切相关，由此我们又再次认识到总体设计时，工程定位的重要性。对于一般的扩声系统，信号的动态都不大，可以确定功放的连续不失真功率是音箱额定功率的1.2-1.5倍，如果扩声信号的动态比较大，比如在DISCO厅使用，那么我们就应该取1.5-2倍的比例，这样的配置既可以保证设备长期安全稳定地工作，又能保证实际调控操作容易，大家在设计时一定要参照这个经验值，至于其中的理论分析我们就不再介绍了。灯光系统的电源功率，直接决定于灯光设备的型号和它们的工作特点，所以要在工程的类型确定后，在灯光设备的型号和其电源消耗功率之间反复核算，大家又可以发现前面的工程类型确定多么重要。对于设备型号的区别，在一般使用的灯光中，主要反映在灯具里灯泡的功率，例如：电脑灯分为150W，200W，250W，300W，400W，575W，1200W等多种规格，聚光灯分为500W，750W，1000W等规格，所以我们在计算时要核查清楚；对于设备工作特点的区别，一般是针对于它们的发光强度和方式，例如：称为1000W的频闪灯，实际它的电源消耗远没有1000W。区别于音响系统的功率计算，在灯光系统的电源消耗计算中，没有什么计算公式和指标，只要将总体规划时设想的灯光设备的耗电功率和具体选型时确定的设备实际耗电功率反复进行核算就行，但正因为灯光功率的计算比较简单随意，所以不容忽视的问题是：灯光设备的耗电功率一般都较大，如果在计算时不准确，或者灯具类型变动较大，那么最终的计算结果可能偏差较大，如果有几个KW的差距，那么实际使用时灯光系统难以正常工作，用电的安全也会出现问题。至于视频及辅助设备的耗电功率，相对就简单多了，一般只要将它们的标称功率计算进去便是。最后我们将所有系统的耗电功率进行汇总，得到一个比较实际的总耗电功率，依此为依据，我们就可以向电力部门申请配电功率了。

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    电源的供应形式的确定。在一般的工业和民用设备中，只要将需要的电源的功率充分提供给它们就可以了，但是在专业音响工程中，由于音响、灯光设备工作的特殊性，加上系统之间互相的影响，所以就必须对电源的供应形式提出一定的要求。具体就音响系统而言，由于灯光设备和其它相应的工业设备会通过电源线路对它产生干扰，而且这些干扰形成的噪音很容易在人的听觉上产生不舒服的感觉，往往在实际操作中这种干扰利用一般的方法还很难消除，所以必须在电源的供应形式上提出要求，尽量避免干扰的产生。通常需要音响系统的电源取自供电线路中干扰较小的一路，比如：避开工业用电，从民用线路上供电或者从单独的变压器上取出一路供电，凡是条件许可都应该尽量让音响系统的供电线路和灯光系统线路分开，单独一相。同时在供电线路上最好单独穿管供电，这样灯光系统产生的干扰就会在供电形式上得到一定的避免。就灯光系统自身而言，由于考虑系统的功率较大，所以应该尽量采用多相供电，各相之间的功率要尽量配平，以稳定电网，布线时要尽量避开音响系统的电源线路和信号线路，同时还要设置相应的保护地线，以确保用电安全。至于视频和辅助设备的电源供应形式，没有什么特殊的地方，这里就不再叙述了。最后，我们需要绘制相应的示意图，将确定的电源供应形式表示出来，并且作好相应的标注。另外，在电源的供应形式中，我们还必须清楚关于电源地线和音响系统信号地线的区别，这里我们简单介绍一下。电源的地线是电气工程中埋设的连接在用电设备外壳上，用以保护人身安全的线路，音响系统信号地线一般不要借用，否则容易造成这个音响灯光系统的信号屏蔽混乱，给音响系统带来难以消除的噪音；音响系统的信号地是系统信号的零电平参照点，各设备连接成为系统后，信号地线就形成系统的屏蔽线。由此可以发现，电源的地线和音响系统的地线绝对不能混淆，在确定电源的供应形式时就应该引起重视，区别对待，具体的连接方法，我们将在后面的工程施工中进行介绍。

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      管线的预埋方案。专业音响工程的一个特点就是在工程的前期需要进行管线的预埋工作，尤其是大型的工程，需要预埋的管线非常多，埋设的要求也不尽相同，而且埋设的质量会直接对工程的施工形成影响，所以需要我们在电气的设计中确定管线的预埋方案。预埋的方案包括管线的类型、位置、数量以及它们的尺寸、材料。在一般的工程中，需要将预埋的管线分为各系统的电源供应管线，音响信号管线，音响控制线和音箱线管线，灯光和其他设备的控制线管线；另外，对于工程中需要用来吊装设备的挂接件也属于管线预埋的范畴。当工程的总体设计和方案确定后，我们就应该同时确定需要埋设的管线的类型，然后根据总体设计中设备的布局和控制室的位置来确定预埋管线的位置，再根据设备的线路铺设情况来确定预埋管线的数量和尺寸，确定管线的数量和尺寸时，应该准确计算好线路的数量来确定。首先，对于用以铺设线路的管线，它们的尺寸一定要严格按照电工手册中关于穿线数量和不同管线口径的关系执行，特别是电源线路管线的预埋，绝对要避免电源线的总截面积超过管线规定的范围，否则容易给工程的安全造成极大的隐患；另外，电源线的直径确定也直接关系到预埋管线的方案，必须在预埋方案中予以确定，在确定时同样需要严格参照电工手册中关于各种材料类型的电源线直径和供电电流的关系执行，否则工程供电绝对不安全。同时，在用以铺设线路的预埋管线中，它们的材料选择可以根据预埋的位置和防火要求来决定，埋设在地面和墙体内部的管线，一般要选择防腐蚀强度高的钢管；埋设在天花板顶棚上和控制室地板下的管线，一般要选择防火的PVC管和钢管；需要铺设数量较多的音箱或信号线的管线，一般可以选择防火的PVC线槽；另外我们还可以根据特殊的情况选用一些象铁皮软管，铁制线槽一类的管线。其次，对于用来悬挂设备的吊装件的预埋也要确定一个合适的方案，在选择挂接件预埋位置的时候，一定要咨询建筑部门，在他们的协助下选择，以确保足够的吊装强度；在挂接预埋件的尺寸和材料的选取时，也要查阅相关的手册，以保证足够的安全。最后在确定完所有的预埋管线的方案后，我们应该绘制相应的示意图和实际施工图，标注出相应的管线位置、数量、尺寸、材料以及埋设口和建筑结构的关系等，必要时还需要向有关部门申报。


电气设计和方案的安全性。专业音响工程始终不能忘记的就是安全性，电气的安全也特别重要，在设计中同样要充分考虑。首先要检查设计的配电容量、供电形式是否合理，不容许超负荷供电形式，埋设线缆不能低规格；不容许选用质量低劣规格不够的开关元件。其次，要检查管线的预埋方案是否安全规范，连接方式是否合理。这些安全因素都要认真检查，必要时可以将设计的方案报有关部门批准。

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5. 系统布局与设备的选型

    在工程的总体设计中，将理论的规划和计算落实到具体的系统配置的首要步骤，就是工程中各系统的布局。布局的合理与否，布局的特点，布局的设备位置确定在很大程度上体现了各种规划和设计的思想，也直接决定了后面的设备选型情况，所以系统的布局也是设计的关键一步，也可以说是理论与实践结合的关键一步。具体说来，系统的布局其实就是各系统里动作设备的数量、位置的确定，比如：音箱的数量和吊挂位置，排列方向；各类舞台灯具的数量和悬挂位置，排列方向，电脑灯的数量、悬挂位置及相互的造型安排；视频投影和监视器的数量和位置以及悬挂情况对视觉的影响等方面。

    首先，在系统的布局设计中，要忠实地体现工程规划和总体设计的要求。犹如工程的定位一样，系统的布局必须有一个统一的方向或特点，否则，如果没有统一的布局特点，就会发生系统的风格与规划不一致或系统间的风格相互矛盾的现象，例如：灯光已经按照舞台演出的要求进行布局了，而音响系统的布局却按照DISCO厅的特点进行布局，这样就会使规划设计前功尽弃。

    其次，系统的布局设计是可行的，能够在实际的工程中得以实现的。由于设计特点和时间的限制，在理论的设计和规划中，经常会尽量理想地考虑将各系统的性能和特点充分地发挥，而在实际的布局设计和施工中，经常会遇到理论设计和规划与建筑现场特点相冲突的情况，这就要求我们布局时考虑它们的可行性，特别是在与建筑装饰单位接触时，一定要与他们协商系统布局的可行性。例如：音箱的悬挂点是否可行，承重要求是否能得到满足；舞台灯光系统布局是否有足够的空间；投影屏幕的悬挂空间是否满足等。另外，系统的布局可行性还包括布局的目标在实际的工程中是否能得到实现，也就是说理论上的布局设计在工程施工结束后是否能达到希望的效果，例如：布局时倒是为了达到较好的声音扩散效果，将音箱的排列形式进行了考虑，但是实际效果是否能满意；布局时为了视觉效果确定了投影的位置，但是否会受灯光投射的影响等，这些都是布局设计时需要注意的。

    最后需要介绍的就是，布局设计的情况一定要绘制相应的图表。因为各系统的布局情况是各种设计的直接反映，也是实际施工的具体指导，相应图表的绘制无论是在施工前设计的修改，施工时的查阅，还是在日后系统的检修和操作直观、简洁性上，都有很大的意义。同时，绘制相应的图表也是工程规范性的标志，是工程验收的参考。

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    在工程设计的最后，需要进行的工作就是各系统设备的选型了。前面的设计内容里已经多次提到：工程的总体类型确定和相应的设计计算决定了工程的定位和最终质量，而设备的选型是让这些设计内容得到实质体现的开始。可见，设备的选型又成为后面施工、调试以及工程最终质量的基础。究其原因，就是因为前面的设计都是在声场、电气理论和方案方面的设计，这些理论的设计是无法对系统中的设备型号、性能和特点进行设计的，也不可能对它们进行具体的要求，所以必须依靠恰当的选型，理论设计的思想和内容才能得到充分地贯彻和实现。可以想象，如果没有科学合理恰当的设备选型，无论多么优秀多么科学的理论设计效果都是无法得到保证的。下面我们就根据设备选型的一般步骤来分别进行介绍。

    首先介绍设备选型的原则。之所以需要一个选型的原则，是因为专业音响灯光及视频设备的产品种类非常之多，同一种设备会有诸多牌号的器材可供选择，而这些器材在价格、性能、使用范围、外观以及性能价格比等方面都有不同程度的差别，假如在选型时不掌握一个原则，那么选型的结果可能不能令人满意。当然，不是说这个原则是一个标准，应该说它为选型确定一个范围，提供一个合理的选型方式。

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    第一，要遵循实用和适用的原则。正因为专业工程的选型范围很广，而且不同类型的设备在性能上也有接近的地方，一旦盲目选择，就会导致设备闲置，功能不能完全发挥，操作复杂的结果。具体在选型时，所谓实用和适用都是针对于特定的使用场合，也就是前面我们说的工程定位是什么类型，什么类型的工程就应该选择相应类型的设备。比如：如果给一般单位的多功能厅选择一台演出用的大型电脑调光台，要用起来肯定可以用，但显然不实用；又比如：为一个DISCO厅配备一台多轨专业录音机，为空间狭窄的舞台配备一台大型的星空灯，这显然就不适用。从这个选型的原则我们可以看出：1.总体设计和工程类型定位再次显出它们的重要性；2.选型原则的遵守需要设计人员对设备性能的熟悉以及具备认真负责的精神。

    第二，是保持设备档次性能一致性的原则。在选型时我们难免会遇到同类同样功能但档次性能不一致的时候，这时如果不仔细地分析，只要满足使用要求就选择，那结果就可能出现设备不“般配”的现象，这就是需要注意它们的档次性能的一致性。比如：一个档次不高的实用多功能厅，如果你为了一味追求灯光的效果，选择了一台很贵的电脑灯，音响的档次却较低，这样灯光的档次就和音响的档次不一致了，而且最终的结果未必会好；又比如：某功放和某音箱的档次都比较高，互相的配合也很满意，但如果你只认为该功放的档次高，劲头足，将它拿去推另外一台音色很柔的音箱，可以想象绝对不会满意，这样就是它们的性能不一致了。

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其次是选型时如何与总体设计相结合。音响工程的复杂就在于它的综合性，在工程的设计中，它的综合特点就体现在选型必须忠实地反映总体设计的思想，必须在总体设计和选型之间反复斟酌、相互协调。要想它们很好地结合，需要注意以下几点。

    第一.事先要收集大量的产品资料。因为专业音响灯光产品很多，功能也千差万别，既有传统的经典品牌，又有不断涌现的汇聚了高新科技的新产品。如果设计人员在选型时由于对产品性能忽视或不了解，都容易造成选型不当，以至于影响工程的质量。对于各种产品的资料，既要认真细致地分析上面介绍的该产品的技术特点和性能，又要客观地看待它们的产品宣传，相互对比，并且保持与有信誉的产品经销商的联系，这样我们就能掌握到大量可靠的信息。

    第二.在选型时要严格按照工程的目标定位和设计计算结果进行。因为工程的目标定位和计算都是在实事求是的基础上进行的，符合工程特点的，又充分考虑了用户需要的一个选型依据。目标定位能基本确定所选择的设备范围，计算的结果可以具体确定设备的型号和数量。如果总体设计的目标定位和计算结果在实际选型时随意修改，不能得到满足，那么设计和计算就失去了它们应有的价值，选型也失去了依据。

    再者，就是依据工程的造价和设备的选择范围进行具体的选型。在具体的设备选型中我们可以将音响、灯光及视频设备分类单独选择，先以基本的设备为出发点，根据工程的造价逐渐增加其它设备，同时在选型时尽量选用基本设备推荐的相关设备作为它们的搭配。考虑到专业设备的数量相当地多，性能和价格也千差万别，由于时间有限，在这里我们不可能全面地分析具体每种设备的选型。下面我们就分几部分为大家进行简单的介绍。

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    第一.音响方面。首先我们要将范围定在演出类设备上，专业录音设备已经不是工程设备的范围，选型时就不要考虑了。其次，我们需要先选择好音箱、功放、调音台几类主要设备。在选择音箱时要考虑它的功率、阻抗、音色、体积等因素，来将它们确定；功放的选择主要由音箱的情况来决定，也就是一般说的什么样的音箱配什么样的功放的问题；调音台的选择主要是档次的问题，所有的调音台的基本功能几乎都是一样的，但同样路数的调音台在价格上会有很大差别，如果是一般的场合使用，那么象编组、矩阵、表头等高档配置就没有太大必要，如果是性能要求较高的场合，选择的调音台无论在产品工艺、电气指标还是在性能稳定性上，都需要有更高的要求。下面我们要将周边设备作为一类，统一选择，一般来讲周边设备的产品都是全系列的，每一个厂家的每个系列还可以根据该设备档次的高低来分类，我们可以根据需要来选择，在一般的工程中，周边设备需要占用的费用较其它主要设备要低一些，而恰恰周边设备在很大程度上会直接影响系统的质量，所以要尽量选择性能较高的系列。特别是均衡器和效果器的选择，可以说是每个工程的必备设备，它们在系统里的使用率也相当高，如果在这个环节上没有引起重视，就很容易使其它主要设备的选型甚至设计都会大打折扣；最后，我们将音源作为一类来选择，一般来讲通用的影碟机、卡座、CD机、录象机等设备在功能和播放指标上，都没有太大的区别，但是要想在工程使用中能达到满意、适用的效果，就不是随意选择就行的了。例如影碟机和录象机的选择，因为它们通常同时被用在民用设备中，所以在选型时容易忽略它们工程使用时的性能，经常会发生使用不便，设备性能不稳定，误动作，故障率高等现象。这就要求选型时要对所有设备在工程使用中的情况有比较充分的认识，象某些设备在普通时候使用没有什么问题，但是在专业场合使用时要么操作烦琐，要么故障率特别高，或者音质和图象质量不稳定。由此可以看出，这里的选择依据包括：设备长期在恶劣环境下工作时的稳定性，设备操作的简便性以及电气指标的要求。对于音源部分的特殊器材，例如卡座、DAT卡座、DISCO搓盘唱机、DISCO用CD唱机等，就更需要选型得当，因为这些专业的音源针对性较强，如果没有一定的使用经验，在实际操作时反而容易导致不必要的错误。比如：如果在普通的工程中配备供DISCO专门使用的搓盘唱机，而实际操作是又没有专门的DJ操作人员，那么唱机几乎不能够发挥应有的用途，而且还会为系统的使用带来意想不到的麻烦。通常在选型时应该考虑系统有没有高质量的录音必要，有没有DISCO的必要，专业使用的这些设备在工程使用中情况的表现以及它们的价格等因素，这样我们就能使得选型有了一定的依据。

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第二.灯光方面。同样首先我们需要将设备范围确定，是在舞台演出上还是在厅堂效果上，一般来讲对于正规的剧场、礼堂和表演厅，在灯光的选型上通常要以演出型为主；对于象DISCO厅、歌舞厅等娱乐用的工程的灯光选型，主要以效果类的灯光为主；对于一般的多功能用的工程的灯光选型，通常又需要在效果灯光的基础上兼顾舞台灯光的要求。其次我们需要先选择基本的一些设备。对于舞台演出系统的灯光设备，一般要先选择好面灯、耳灯、天幕灯和顶灯等灯具，驱动的调光硅箱以及调光台这些设备，在选择灯具时需要考虑的是：功率、投射方式和范围等因素，在选择调光硅箱时需要考虑的是：输出的路数和每路的功率、是开关形式的还是调光形式的、输入信号的接受方式等因素，在选择调光台时考虑的就要多些了，包括：调光台的回路数，操作模式是电脑型还是手动型，信号输出方式是模拟的还是数字的，特别是调光台的操作模式在档次上悬殊较大，手动型的操作比较直观简单，价格也较低，而电脑操作型的调光台种类非常丰富，功能也非常的多，当然价格也比较昂贵，再结合调光的回路数，那么舞台演出类型的调光台选型是一个比较复杂的事情。考虑到专业演出舞台的灯光系统的复杂性，在设备的具体选型时最好征求有经验的灯光师的意见或者与他们协同完成。对于娱乐场所的主要灯光设备的选型，要求相对就相对低一些，但它也有其特殊性，一般说来这些场所的灯光造型和效果都需要具备一定经验的设计人员的设计，所以在具体的灯光选型时，首先需要与他们配合选择好相应的灯具来完成造型设计，这些决定造型设计的灯具类型往往并不局限于哪一类，可能是电脑灯可能是效果灯，还有可能是Par灯，在选择灯具时需要考虑的是：颜色、图案、功率以及控制方式等因素，在选择调光台时需要考虑的是：需要控制的灯具的类型，信号输出的方式，操作的难易程度以及操作模式的情况，多数娱乐场所的调光台都是以控制电脑灯为主，适当具备一定的调光功能的调光台为主要选择设备，在调光的路数，操作程序的编辑以及功能的设置方面，都与演出调光台有一定差别。对于一般的多功能场所的灯光系统里的主要设备，选型时的要求就更要低一些，对舞台的灯具布置和厅堂的灯光效果都不需要很严格的考虑，一般只需要参考专业演出类和娱乐型灯光系统的选型特点，结合工程的投资情况，将设备的档次或数量适当降低即可。当然，选型的要求低并不是说在选型时不需要认真对待，特别是现在越来越多的工程属于单位内部的多功能厅，它们在音响方面与专业演出和高档娱乐场所已经没有多大的区别，主要的区别就在于灯光系统的配置选型，可见怎样设计、建造一个有特点的的工程，在很大程度上决定于灯光系统的情况，所以在选型时也需要摸索一个适合多功能厅特点的灯光设备配置，具体的选型情况由于各不相同，这里无法进行细致的讲解，大家可以在实际工程中来总结。最后就是选择相应的辅助设备，在各种不同类型的工程中，辅助设备的情况各有不同，例如模拟型的调光硅箱需要选择一个解码器，才能接收来自纯数字信号输出的调光台的信号；多数灯光系统需要选择一定数量的烟机来烘托灯光效果和造型；娱乐场所需要选择象紫光灯、频闪灯、雷光管之类的辅助灯具，具体的要求没有太多的约束，大家可以根据要求和使用经验来选择。