音响系统与调音

1、音响系统与调音补充讲义上海大学影视艺术技术学院刘日宇2002 年第一章音响系统1.1音响系统用传声器把原发声场声音的声波信号转换为电信号，并按一定的要求将电信号通过一些电子设备的处理，最终用扬声器将电信号再转换为声波信号重放，这一从传声器到 扬声器的整个构成就是音响系统的最根本的概念见图1.1，其中传声器和扬声器均称为换能器。虽然音响系统中的电信号在能量的形式和量纲上与声波的声信号不同，但作 为信号，它们之间的信息的本质是一致的，即它们的幅度有相对大小的对应关系，它们 的频率也是对应的，因此音响系统中的电信号在频率上处于20Hz20kHz的声音频率范围内，称为音频信号。音频信号，这是音响系统的

2、重要特征。图1.1当然上述系统并不是指扩音尽管扩音也包括在其中，因为从爱迪生创造留声机的一百多年前到音响技术飞速开展的今天，让声音跨越时间和空间障碍的声音记录和重放一直是音响系统所要完成的首要任务，因此音响系统可分为声音的制作记录和重 放两大类型。应当说在声音的制作和重放之间还有一个声音的传播的环节，声音的传播包括声音记录在一定的载体如磁带或CD唱片等上流通或以播送的无线电电波发送，但这不属于音响系统的范畴，因为前者不是电子设备构成的系统，后者不是音频信号系统。无论是声音的制作还是重放均有另外一个重要的任务，即声音的处理，因为声音的 制作和重放不能机械地再现原始的声音，不仅要消除原声音的弊病，

3、也要按一定的审美 要求来美化音质，根据需要甚至要创造原来没有的声音，这也是音响系统所要承当的。根据不同的要求和任务以及不同的场合有不同的音响系统，可以从不同的角度来 分，从大范围来分有专业音响系统和家用音响系统。专业音响系统可分为制作系统和重 放系统，制作系统有音乐录音制作系统和影视录音制作系统，无论哪种制作系统有时又 可分为前期录音系统和后期制作系统，此外还有播送制作实时或录音系统；重放系 统有影剧院、体育场馆、会场、会议厅室扩音系统，歌舞厅、迪斯科舞厅、卡拉 OK音响系统等。家用音响系统可分为音乐放音系统和AV放音系统；AV放音系统包括家庭影院环绕系统和卡拉 0K系统等。参见表1.1。应当

4、说明上述的制作和重放系统并不是绝对可分的，在制作系统中也有重放功能， 如监听局部，而在重放系统中也有录音制作的要求和手段，如现场实况录音，之所以这 样来分只不过强调了系统的侧重面而已。表1.1音响系统的分类音乐录音制作系统前期录音系统后期制作系统专业制作影视录音制作系统前期录音系统后期制作系统播送与录音制作系统实时播出系统播出录音系统重放影剧院、体育场馆、会场会丁议室、歌舞厅、卡拉OK等音乐放音系统家用家庭影院AV放音系统卡拉OK1.2音频信号前面已经提及，音频信号就是频率在声音频率范围中的电信号，音响系统构成的流 程就是音频信号流通和处理的过程。从声波声信号经话筒转换成电信号，再经过整个音

5、响系统后最终经扬声器重新转换为声波声信号，在这一声-电-声的过程中信号的信息本质没有变，当然电信号本身在其计量方面有其特殊性。1. 电平我们知道声信号的根本形式和单位是声压-帕Pa，但人耳对声音大小的主观感觉并不与声压的大小成线性的比照，而是与声压的对数值成线性比照关系，为此我们用 声压级Lp来表示声音的大小，其定义为Lp = 20Lg P/Pref dB式 1 1式中P为实际声压，Pref为参考声压，其值为 2 x 10 Pa,是1kHz时人耳刚发觉 的声音，因此声音级没有负值， 声压级的范围为 OdB120dB，其中OdB称为闻阈，120dB 称为痛阈，大于120dB人耳感觉发痛，不能承受

6、。一般在电路中信号的根本的形式和单位是电压一伏V 、电流一安培A 、功率-瓦W,以这些形式来表示电量一是取值和计算不便，二是不利于与声信号对应， 为此我们对电信号的电量取对数，称为电平。电平就是以分贝的形式来表示电信号。电平是将实际电量与一个基准量作比拟而后取对数，所以电平是一个相对值。基准 量定义为在600欧姆Q、的负载上得到1毫瓦mW、的功率作为基准量 Pr,根据功 率p= ui = U /R = I R公式，所以引出的电压基准量Ur为0.775伏V,电流基准量Ir为1.29毫安mA 。有功率电平、电压电平和电流电平三种：功率电平Lp = 10Lg P/1m dBm式 1 2电压电平Lu

7、= 20Lg U/0.775dB 式 1 3电流电平LI = 20Lg I/1.29mdB式 1 4式中P、U、丨为实际的功率、电压、电流的数值。也可把功率电平、电压电平和电 流电平分别称为功率级、电压级和电流级。功率电平、电压电平和电流电平在实际意义上是等同的，后两者是前者的推广，即2 2 2 ，亠 、10Lg P/Pr = 10Lg U /R/Ur /R = 10Lg U/Ur= 20Lg U/Ur 式 1 5上式的前提是R相同，同样也可引出电流电平。可以用相对电平来表示两点之间的电平值之差，这两点可以是设备、单元模块、或电路间的输出和输入点，如图1.2，其相对电平 Lu = Lu2 Lu

8、1 dB ，当然Lu1和Lu2在取值时其阻值应当认为是相等的。图1.2无论是设备、模块还是电路，其输出和输入两点之间的相对电平为正，那么它具有增 益Gain，假设相对电平为负，那么它具有衰减PAD。电平值有正有负，把 0dB的电平值称为线路电平，这是一个基准的量值，音响设备 的线路输入和输出都设定在线路电平， 大多数情况下音频信号小于 0dB ，当信号大于 0dB 时就要注意可能产生的失真 功率放大器除外 ，但音响设备在信号为正 dB 时都有一定 的动态余量。电平是一个相对值， 0dB 相当于 0.775V 的基准电压， 但也有以 1V 作为基准电压的 标准，所以后者 0dB 时相当于 1V

9、，对此往往以 dBv 表示。而有些调音台的电平计量 VU 表中刻度为 dBvu ，0dBvu 对应于电压 1.23V ，相当于 dBm 的 4dB。2. 计量值 无论是声信号还是音频电信号，在对信号的强度计量时有五种计量的方法，即对同 一信号用不同的计量值来计量会产生不同的量值，之所以设定不同的计量值，主要是为 了使计量充分反映出声音信号的波形特点，便于在不同场合的应用。这五种计量值分别 是峰值、有效值、平均值、准峰值和准平均值，前三个是根本量，后两者是导出量。1峰值 Up ：信号在一个周期内或一定长时间内的最大瞬时绝对值。其定义式为：Up =| U t | max Tn< t <

10、Tn+1 式 1 6式中U t 为信号瞬时值，Tn为某一计量时间区间点。2有效值 Urms ：也叫方均根值，指信号瞬时值平方平均值的平方根值，其意义为 该值等同于具有相同功率的直流信号的强度。其定义式为：式 17式中T为TnTn+1的时间长度。3 平均值Ua：也叫整流平均值，是指声音信号瞬时绝对值的平均值。其定义式为：式 184准峰值Uq-p :用与信号相同峰值的稳态简谐信号如正弦信号的有效值表示的数值，由于稳态简谐信号的有效值等于 /2 倍的峰值，所以准峰值的定义式为：Uq-p = /2Up = 0.707Up式 1 9即一个信号的准峰值实际上就是其峰值的70%。5准平均值Uq-a :用与信

11、号相同平均值的稳态简谐信号的有效值表示的数值，由于稳态简谐信号的有效值相当与/4倍的平均值，所以准平均值的定义式为：Uq-a = /4Ua = 1.11Ua 式 1 10同一信号在用五种不同的计量值去计量时，其数值是不同的，当这一信号频率或 频谱和波形为确定的，那么五种计量值的比例也是确定的，而当信号的频率频谱和 波形改变时，五种计量值的比例也随之改变，有时甚至差异很大，因为这五种计量值是 从不同角度去描述信号的。根据不同的场合和不同的使用要求，有针对性地去选用适宜 的计量值，从而来计量声音信号的强度。在声学测量中使用的声级计往往设置峰值、有 效值、平均值等几种指示量值，在音响系统根据不同的要

12、求那么往往选择设置不同计量值 的电平表。3. 电平表为了统一在各环节中对同一声音信号的计量， 便于声音信号的传输和声音信号所对 应的节目的交换信号从一个音响系统变换到另一音响系统，必须要有一个共同的电平标准，因此同一类型的计量电平表除了必须在计量值上统一外，也必须在它的时间特 性、频率响应、阻抗、刻度方式、指示偏差的方面有统一的要求。特别是时间特性，它 是反映计量电平表特性的一个很重要的参数。从前述的各计量值的定义中可以看出， 无论是哪一个计量值都有一个取值的时间问 题，或一个周期或一定长的时间内，由于实际的声音信号是时时刻刻在变化的，其频率 和周期实际上是一个复合波的频谱是一个不确定值，而计

13、量表显然只能以一个确定 的时间参数来取样，不能随着信号的周期来改变时间参数。这一时间参数取大和取小对 实际的计量有很大的影响， 从需要准确地反映声音信号的强度变化， 对信号进行 “实时 的观测分析峰值、准峰值的角度，时间参数应足够快；从需要了解声音信号在听觉 上引起的强度感觉角度，时间参数应满足人的听觉的积分特性，适当慢一些；而当需要 计量声音的做功情况时，时间参数又应足够慢。此外，计量电平表的指示跟随信号的增 大而增大，当信号突然消失下降 ，那么指示的下降也有一个时间的问题，也需要考虑。有两类正在广泛使用着的电平计量表，一是 VU 表由英文 Volume Unit 缩写而来， 也叫音量单位表

14、 ，另一是 PPM 表是英文 Peak Programme Meter 缩写而来，也叫峰值 节目表。 PPM 中的 M 即仪表所以叫 PPM 表有语病，但习惯上这样叫 。1VU 表VU 表是一种准平均值计量表对信号用平均值检波器并按简谐信号的有效值确定 刻度，其刻度用对数和百分比数表示，但基准参考电平值以 0VU 表示，标准 VU 表的 0VU 相当于信号的准平均值 1.228 伏，并以 0VU 对应 100%的刻度，从 0VU 至满刻度 有3dB的红色警示区域，在 0VU之下至指针的起点的范围，有从-20VU0VU dB的指示刻度，见图 1.3。VU 表的时间特性规定为： 当稳态时达 0VU

15、 的 1kHz 简谐信号突然参加 VU 表时信 号源的等效内阻为 600欧姆，指针到达刻度的99%处所需的时间应为 300±30ms,指针 的过冲不超过稳态值的 1.5% ，过冲的摆动不超过一次； 当信号突然消失后， 指针从 100% 降到1%所需的时间也是 300±30ms，图1.4示出了其指示值的时间特性。图 1.3图 1.4VU 表的 VU 值也叫音量单位值， ，对 VU 值应注意两点， 一是仅从其量值的角度看， VU 值的本质上还是 dB 值，其 VU 的增减量相当于 dB 的增减量，只不过是其基准点 0VU 确定为 1.228 的准平均值，并且有时在使用时也可插入

16、所需的衰减器霍霍放大器，那么其 参考值亦有相应的变化；二是从时间特性看，尽管VU表有一个300ms不算短的积分时 间，但它是一个确定值，因此有时还是跟不上信号的实际准平均值电平的变化，所以 VU 值不完全等同于 dB 值，故而， VU 表不能反映出声音信号的峰值变化，它根本上反 映出声音信号的听感强度所以叫音量单位表 ，所以在扩音、电台的播送中运用较多， 但 VU 值有时也与听感强度有误差。VU 表是在电声过程中应用时间很长始于 1939 年且相当普及的专业用计量表， 但也有在家用音响设备上应用的 VU 表，这些往往是非标准表，应注意。2PPM 表PPM 表是一种准峰值电平表采用峰值检波器并按

17、简谐信号的有效值确定刻度 ， 标准 PPM 表的基准点 0dB 相当于 1.55 伏的声音信号准峰值， 从 0dB 至满刻度有 5dB 的 余量，以红色作为警示，从指示的起点至 0dB 一般有 50dB 的有效指示刻度，比 VU 表 可指示更大的动态变化，见图 1.5。应当注意 VU 表 0VU 的 1.228 伏和 PPM 表 0dB 的 1.55 伏不能认为仅相差 0.322 伏，因为首先一是准平均值而另一是准峰值，其次对不同 信号的准平均值和准峰值其比值是不一样的，所以在准峰值的刻度上对应的 0VU 值应 是一个约 -6dB12dB 的范围一般声音信号的准峰值和准平均值之比最大可达 9d

18、B ，也 可能更大，在 PPM 表上一般标注这一区域。 VU 表的指示为指针式， PPM 表的指示有 光带式也有指针式，但以前者为多。图 1.5PPM表的时间特性规定为：其指示值的上升时间是110ms,非常短，可以准确地反映出突来的强信号包络变化；其下降时间为1.5s信号下跌20dB所需的时间，相当长，以便于眼睛的观测。 PPM 表的时间特性见图 1.6.图 1.6PPM 表指示的是声音信号峰值的变化， 其信号的指示不能直接反映出对此信号听觉的强弱感， 即与信号的响度不一定相对应， 但能及时地反映出声音信号的过载失真情况， 故在录音中往往使用 PPM 表。1.3 音响设备音响系统是由一些电子设

19、备的根本单元按一定的方法组接而成，这些根本单元就是音响设备，音响设备有很多种，每种设备完成特定的功能，在音响系统中需要哪些音响 设备并且每个音响设备在系统中处于什么位置， 依据要构成一个怎样的音响系统和要完 成什么任务以及系统的性能要求来确定，但首先我们必须要了解各种音响设备的功能、 作用和性能特点，才能在此根底上来正确地构成一个特定的音响系统。由于音响设备有很多种，为了便于掌握，依据它们的所具有的功能特点把它们分成 五类，即节目源设备、调音台、音频处理设备、扩音设备、录音设备，所有的音响设备 都可以归属到这五类设备中。1. 节目源设备节目源设备包括 CD 机、磁带放录音机、视频播放机的音频局

20、部LD 、VCD、DVD 等、调谐收音器、话筒 MIC 、无线话筒、电子乐器电子琴、合成器、电 子鼓、电吉它、电贝司等以及其它一切提供含有声音节目信息音频信号的设备。节目源设备的作用是提供含有声音节目信息音频信号，是各类音响系统的始端。电 子乐器之所以属于节目源设备是因为它们一般不直接发声有专门的音频输出， 而普通乐 器一定要通过话筒拾音来转换成为音频信号。虽然节目源设备有很多，但根据它们的信号特征可分为两类：低电平和高电平。话 筒是低电平信号的器件设备 ，除此以外其他节目源设备根本上均为高电平设备，但 个别电子乐器有时也为低电平输出，如电吉它、电贝司等。2. 调音台除了调音台 Console

21、 Mixer 的型号不同所带来的外型结构的大小、路数的多少、 性能的上下、功能的差异等区别外，调音台就是一种，之所以要把调音台列为一类，其 原因在于调音台是一种有别于其它音响设备且极其重要的音响设备。调音台是整个音响系统中的一个中心设备，无论是在制作节目如电影、电视、音乐 等录音中，或是在剧场、歌舞厅等现场扩音调音中，调音台都是一种对音频信号进行技 术控制和艺术加工处理的重要音响设备。 调音台在音响系统中的作用是把各个节目源输 出的音频信号聚集在一起， 进行控制调整、 音质加工， 并分配到所需要的通路 或声道 输出。3. 音频处理设备音频处理设备有很多类型，包括均衡器、压限器、效果器延时器、混

22、响器等 、 鼓励器、降噪器、声反应抑制器等。音频处理设备也叫周边设备，其意义是它们均环绕 配接在调音台的四周。各种音频处理设备都有其不同的特点，但它们的共同点是通过对 音频型号的处理来修饰美化重现的声音。各种音频处理设备的功能和作用如下：均衡器： 也包括一些滤波器， 通过对不同频率和频段的信号分别进行提升、 衰减或切除， 以到达弥补原声音在各频率点段的比例不当和加工美化音色的目的。 效果器：效果器含有延时和混响两种效果成份，也有单独的延时器和混响器，它们也属 于效果器的一种，效果器通过使用电子的方法模拟或数字来模拟闭室空 间内声音信号的反射和混响特性从而构成声音的特定空间感并使乐音饱满和 亲切

23、，也可制造一些特殊的音响效果。延时器和混响器也有用机械的方法构 成，但现在较少使用。压限器： 这类信号处理设备有压缩器、 扩展器、 限制器， 压限器包括压缩和限制的功能， 这是一种其增益随信号大小而变化的放大器，可以对音频信号的动态范围进 行压缩或扩展，从而到达防止失真、提高信噪比、保护音响设备、并进行某 些音质控制和处理等功能。鼓励器：又叫听觉鼓励器，在原音乐信号中参加适当的中高次谐波成份，使音色变亮更 具穿透力，在没有加大音量的情况下声音的感觉响度提高，通过调节可突出 某种乐器的音色成份，也可模拟现场演出的环境反射，使信号更具自然鲜明 的现场感和细腻感。降噪器：有多种降噪形式，噪声门用来控

24、制输入信号的最低阀值以抑制噪声的输入，也 可利于压限器通过压缩和扩展的原理来到达降低噪声、提高信噪比的目的， 在磁带录音中也可运用 dbx 、Dobly 降噪系统来扩展动态、降低噪声。声反应抑制器：有移相器和移频器两种，其作用为抑制在现场扩音中由于话筒和音箱位 置不当和现场空间反射过强而引起的啸叫，啸叫是一个正反应自激过程，通 过移相器和移频器来改变正反应条件，从而抑制啸叫。应注意音频信号处理设备一般为独立的设备，但有时也可作为单元模块构作在其它设备之中，如有时压限器中含有噪声门，效果器中也含有滤波器和均衡器，调音台中更 是含有较多的音频处理单元。4. 扩音设备扩音设备是音响系统的最后环节，音

25、响系统通过扩音设备得到声音的重现，扩音系 统的主要设备是功率放大器和音箱扬声器，但也应包括音频分配器、分频器。由于单个扬声器不能重放整个音频频率范围的声音，故一般由两个低频和高频 扬声器或三个低频、中频、高频扬声器构成组合音箱来重放声音，为此先要用分频 器来分解音频的频率成份为低频和高频或低、中、高频。有功率分频和电子分频两种分 频模式，前者为功率放大器，分频器扬声器，后者为分频器功率放大器，扬声器。一般 的扩音重放均为功率分频模式，其中分频器和扬声器组合在音箱中，不需要另外使用分 频设备，而采用电子分频那么要采用专门的独立分频器，这里作为扩音设备提及的就是这 一独立的分频器。分配器主要是当需

26、要多路相同的重放音频信号时如几个房间同时放音或一个较大的空间单个音箱重放不能够提供足够的音量需几个音箱同时重放可用来把一路信号分成几路。5. 录音设备录音设备是音响制作系统的重要设备，其主要以磁录音为主，从结构上分，有盒式 磁带录音机和开盘式录音机两类，从音频信号的形式来分，有模拟录音机和数字录音机 两类，此外还有录音声轨的多少之分。电视摄像的录像带上也有两路或两路以上的声轨， 因此录像机也可认为是一种录音设备。1.4音响系统的构成虽然根据不同的要求和任务以及不同的场合有不同的音响系统，并且对同一类型的音响系统根据所实现功能的多少和规模的大小也有较大的区别，但在音响系统的构成设计上也有共同的规

27、律。对专业音响系统的构成，一般以调音台作为中心，并抓住声音信 号的来龙去脉，所谓来龙即由节目源设备至调音台的连接，所谓去脉即由调音台的主输 出至后级设备，根据系统的不同或至录音设备或至扩音设备，此外根据不同的需要环绕 调音台配接音频处理设备。而对家用音响系统，那么抓住前级功放前置放大器这一中 心进行配接。下面将介绍不同类型的典型的音响系统，希望据此提供音响系统构成的设计原那么和思路，因为在实际的运用中存在着种种可能的变化，这里不可能一一说明。第二章 调音台概述：调音台 Console Mixer 是整个音响系统中的一个中心设备，无论 是在制作节目如电影、电视、音乐等录音中， 或是在剧场、歌舞厅

28、等现场 扩音调音中， 调音台都是一种对音频信号进行技术控制和艺术加工处理的 重要音响设备。 调音台在音响系统中的作用是 把各个节目源输出的音频信 号聚集在一起， 进行控制调整、 音质加工，并分配到所需要的通路 或声 道输出。2.1 调音台的分类有各种不同的调音台，可以从不同的角度进行分类：1以输入通路数进行分类调音台的输入通路 channel 常称为分路，有 4路、6路、8路、10 路、12 路、16 路、 18路、 24 路、 36路、 48路、 54路或更多路。一般把410路称为小型调音台、1218路称为中型调音台、24路以上称为大型或 超大型调音台。小型调音台有时又称为混音台 Mixer

29、 , 常用于单位播送台站或小型娱乐场所； 中型调音台常用于娱乐场所、会场、或制作小型的节目；大型调音台常用于音乐厅、剧场 等中大规模演出及节目制作。2以主输出通路数进行分类调音台的输出也称为轨 track 或声道，有 1 轨、 2轨、 4轨、 6轨、 8轨、 16轨、 24 轨或更多轨。1 轨输出为单声道，曾用于电影和电视的对白或外景等录音制作，现已很少见；2 轨、4 轨、 6 轨分别具有一对、二对、三对立体声输出，可用于一对或多对立体声扩音及双声 道立体声录音； 8 轨以上称多轨输出，可连接多轨录音机进行节目的前期制作，常用于录 音室。3以调音台的外型结构来分 以调音台的外型结构来分类，可分

30、成便携式、半固定式、固定式等。 不同的结构主要考虑室内和室外等不同的场所和目的的录音制作和调音。便携式一般小巧灵活，有一个便于携带的配套机箱，用在外景同期录音、采访等流动性场所，但操作 控制较粗。半固定式多用于剧场等演出场所的外出录音。4以用途的不同进行分类按用途来分调音台可分为录音调音台、扩音调音台、混音台、以及DJ 调音台。录音调音台有同期对白台、外景台、音乐录音台、混录台等。有大型的和小型的，有便携式的和固定的之分。扩音调音台主要为演出场所之用。DJ 调音台用于迪斯科舞厅，常配接双唱盘密纹唱机，由主持人称DJ进行播放控制。 5以规格和功能的不同来分类 按规格和功能来分调音台可分为标准型和

31、普及型。标准型调音台也叫专业调音台 Professional Mixing Console ,它所能实现的功能有一定的规格标准，常用于专业录音和演出场所的调音。普及型调音台往往简化了专业调 音台的某些功能，但有的又在调音台中增加了功率放大、输出均衡、效果等功能，这样使 得整个音响系统配接和操作简便，代价低廉，但性能较差，这类调音台多用于娱乐场所。 从专业的角度来看， 什么功能应当由什么设备来完成， 调音台仅承当其本身应承当的功能。6以信号处理方式进行分类 按信号处理的方式来分，调音台可分成模拟式调音台和数字式调音台。模拟式调音台 的内部其音频信号是模拟的；数字式调音台的内部先将信号进行模数转换

32、，而后用数字信 号的方式对音频信号进行处理并在输出前再将数字信号转换回模拟信号输出，当然也可用 专用的连接电缆直接将数字信号输出到后续设备，有关数字式调音台的特定将在本章专门 小节予以讨论。以上从不同的角度对调音台进行了分类，但应当指出调音台不存在严格的分类，就一 个特定的调音台来说并不一定局限于某种分类的用途，反之对应于某一特定的场所和目的 选择调音台也不一定存在专门的调音台种类。 虽然调音台在外型结构的大小、 路数的多少、 性能的上下、功能的差异、操作的繁简等方面有所不同，但各种不同的调音台对音频信号 处理的根本原理、模式和方法是相同的。当因某种用途选择调音台时，只要所选调音台的 输入和输

33、出的路数一般还要考虑适当的余量 、功能和性能吻合实际的需要就可以了， 不必一定要分清调音台的种类。2.2 调音台的性能指标作为音响系统的中心设备，调音台的技术性能指标对整个音响系统的指标具有至关重要的作用。同音响系统的其它设备一样，调音台的性能指标有根本指标和特殊指标两类。根本指标即所有音响设备所通用的技术指标，特殊指标是指根据调音台特有的功能所确定 的技术指标。对调音台工作有较大影响的主要技术性能指标有如下几个：1增益 增益即调音台输出信号电压与输入信号电压之比的对数或以输出电平与输入电平之差表示，记作K,那么K=20lg Uo/Ui式 1 式中 Uo 为输出电压， Ui 为输入电压。调音台

34、的输出电平标准是线路电平即OdB°OdB相当于在600 Q的负载上取得1mV功率所需的电压0.775V 并以此为基准取对数，有时也以OdBv来表示，dBv的电压基准值为1V,以1kQ作为负载。调音台的输入有两种，一为线路输入 Line In ,其电平标准为OdB; 为话筒输入Mic In ，其电平为-70-50dB,该数值对应了话筒的实际灵敏度。从调音台的线路输入角度看，调音台的增益为0dB。虽然在调音台内部也有放大环节，但这主要是为了弥补在调音音质处理过程中的信号衰减。对于话筒输入，调音台必须 提供足够的增益以使约-70dB的话筒低电平输入提高到-100dB的调音台输出，满足功放

35、或其它音响设备的标准配接。一般调音台的增益有额定增益和最大增益两种。话筒输入的额定增益应当不小于70dB,最大增益可达 90dB以上。线路输入的额定增益为0dB,最大增益在 20dB以上。某些调音台的输出电平为0VU或写作dBvu, 0VU相当于+ 4dBm 1.23V,那么增益亦有相应的变化。 2动态余量调音台的动态余量 D也叫峰值储藏，是指调音台的最大不失真输出电平对应最大增益和额定输出电平对应额定增益之差，也可以最大不失真输出电压Uom和额定输出电压 Uor 之比的对数来表示，即D=20lg Uom/Uor式 2动态余量越大，节目的峰值储藏量就越大，声音的自然度也就越好。一般调音台应具

36、有15dB20dB以上的动态余量。当调音台在额定状态下工作时，由于有一定的峰值储藏 量，因此即使某一瞬间的节目到达了较大的动态量也不至于引起限幅失真。一般调音台的技术特性指标中都有一幅电平图，图中反映了调音台在各个环节中的基 本电平和电平储藏，掌握调音台个环节的电平特性，最大限度地利用调音台的电平储藏， 可使声音到达较大的信噪比和动态量。 3噪声调音台的噪声指标有两种，分别对应线路输入和话筒输入。线路输入用信噪比表示，是指某一分路的输入和输出整个通路在0dB增益时的信噪比值，一般大于 80dB。话筒输入通路的噪声指标以等效输入噪声电平来表示。调音台的噪声当然是指其内部 所产生的噪声，即当调音台

37、的输入为 0时，在调音台的输出端有其内部的噪声输出，电平 为N'B。以一噪声为0的理想调音台作为比照，二者均有增益K,当理想调音台在有一噪声电平输入，并且该输入使得输出电平亦为N'dB,那么前一调音台的内部噪声相当于该理想调音台的输入噪声值，因而将该值作为调音台的噪声指标，称为等效输入噪声电平，记为NN dB =N'dB K dB 式 3用等效输入噪声电平来表示，原因在于调音台的话筒输入前置放大器在不同的增益位 置时，噪声电平随增益的不同而变化，但调音台的输入端等效噪声电平是固定不变的，因此用等效噪声输入电平能比拟确切地反映调音台噪声电平的大小。专业调音台的等效输入噪声

38、电平通常在 -124dB -126dB 以下。这一数值已远小于用 灵敏度较低的话筒将一般剧场等现场的本底噪声拾音输入到调音台的电平数值。例：一剧 场的本底噪声为45dB声压级，用一灵敏度为 0.6mV/Pa的动圈式话筒拾音，那么话筒输入到 调音台的本底噪声电平为-111dB，调音台的等效噪声电平在其之下，因而对系统不构成影 响。 4频率响应从当前的技术水平来看， 20H 20KHz 的频率响应应无多大的问题，并且也没有必要 更宽以免增加噪声量以及增加放大器的代价，调音台的频率不均匀度一般在1dB左右。 5谐波失真 调音台的非线性谐波失真是指在额定输出电平时，在整个工作频段内的总谐波失真 值。专

39、业用调音台的谐波失真一般小于 0.1% , 比一般的话筒谐波失真小于 0.5%要小。 6串音 调音台的串音指标衡量相邻通道间的隔离能力，一般用串音衰减来表示，即某一通道 的信号与串入到其相邻通道的该信号之比的对数，记作S,那么S=20lg UAA/U BA式 4式中UAa为A通道的A信号，Uba为串入到相邻的B通道中的A信号，亦可用两信号的 电平之差表示。串音衰减越大，通道间的隔离越好。串音与信号的频率有关，高频段的串音比中低频 段严重。专业调音台的串音衰减应大于 70dB.下表为广电部颁发的播送调音台运行技术指标等级标准(GY77-89),可供参考。表2 1暂略2.3调音台的主要功能和构成已

40、如前述调音台的任务是把各个节目源输出的音频信号聚集在一起，进行控制调整、 音质加工，并分配到所需要的通路(或声道)输出。为完成这一任务调音台应具有如下的 功能：(1) 对输入到调音台各种节目源信号的不同电平和阻抗的匹配；(2) 对音频信号的各级 放大和电平控制，提上下电平的输入和补偿输入信号在调音台中各种处理的损失，以满足最终OdBv或0VU的输出；(3) 对原始声音频率的不均匀调整和音色处理的频率均衡；(4) 为保证音频信号最大动态传输和录制过程中动态控制的动态处理；(5) 对多路音频信号输入按所需比例的混合并将信号以左右声道声像处理的方式馈送到一对或多对立体声主输出通道的分配和以及将信号馈

41、送监听、效果等辅助通道的分配；(6) 添加延时混响等对音频信号的 效果处理；(7) 某些调音台上还有对讲、电容话筒的幻象电源、遥控等附属部件和功能。为完成上述功能，调音台的构成是较为复杂的，但我们不能孤立地来看待各个功能， 而是把所有的功能放在调音台在音频信号处理的整个环节中，即按信号的流程来理解各个 功能和构成，这样就容易了。按信号的特点来分调音台可分为主信号通道和辅助信号通道两个局部，主信号通道即 调音台从信号输入经处理到输出的最根本和直接的通道，这是调音台的最重要局部；辅助 信号通道即调音台用于监听、电平指示、效果、及备用输入输出的通道。.主信号通道的构成1.主信号输入通道调音台的主信号

42、输入通道构成见下列图INSERTMIC INLINE INPANINSERTCANEQ- CF* PAN BUS MF OUTMUTE图1调音台主信号输入通道流程各种调音台的输入通路数是不同的，但无论输入通路数的多少，各个输入分路的类型 根本是相同的且它们都是并联的，在调音台的面板上各自对应调音台面板左侧的一列列控 制条，在此只分析一条分路，只要掌握一路的原理，其它分路也就掌握了。1输入局部输入局部包括话筒输入Mic In 、线路输入Line In 、衰减Pad、增益Gain 等环节。一般调音台的每一输入控制条的反面都对应三个输入插孔，其中两个分别为话筒输入 和线路输入。话筒输入和线路输入在输

43、入电平、阻抗和插孔类型等方面均是不同的。话筒输入的电平为低电平，一般视调音台的不同其额定输入在-70dB-50dB左右；话筒的输入阻抗为低阻，一般其输入阻抗在1KQ或1KQ以上，与负载阻抗等于信号源阻抗的功率配备方式不同，音响设备间都采用输入阻抗等于或大于 5倍的信号源输出阻抗的电 压配备方式，这一方式称为跨接，为此话筒的输出阻抗一般在200 Q或以下，但按规定允许动圈式话筒小于 5倍，女口 600 Q的动圈式话筒，对于阻抗在200 Q或以下的其它电声设备源也应在话筒输入端输入，因此某些调音台没有话筒输入端而标有低阻输入Lo Z，其作用是等同的；话筒输入的插孔类型为平衡式卡农XLR插孔。线路输

44、入的电平为高电平，视调音台的不同其额定输入在 -20dB0dB 左右；线路输入 的阻抗为高阻，其值为3KQ10KQ或更高，故有的调音台以高阻输入 Hi Z 来代替线路输入的标定，一般具有线路输出的电声信号源的输出阻抗为600Q，符合跨接的要求；线路输入的插孔为 6.35mm耳机插孔Phone Jack ,也叫大夹克式插孔，多为不平衡两 芯也有为平衡式三芯 。增益是面板上一个增益调整电位器的旋钮，其对应一个可变增益的前置放大器，该放 大器也叫增音器，主要功能是放大话筒输入的低电平信号，一般能在-70dB-20dB 范围内调整输入灵敏度，例如动圈式手持语声话筒是低灵敏度话筒，其电平约为-70dB-

45、45dB，而电容式话筒是高灵敏度话筒，其电平约为-45dB-25dB，都可在放大器增益范围内调整。衰减开关对应面板上一个按键，一般衰减 20dB 左右，其作用为衰减高电平的输入信 号，使输入的信号电平符合前置放大器的增益范围，以免产生过荷削波失真。话筒输入、线路输入、衰减、增益前置放大器之间的关系在不同的调音台中有不 同的设计方法，参见图 2。 a 衰减仅在线路输入通路中，主要是为了衰减高电平的线路输 入信号，使其满足前置放大器的工作电平范围，如前置放大器的增益范围在-70dB-20dB，那么衰减后线路输入的输入电平范围在 -50dB0dB； b 话筒输入和线路输入共用衰减，这样 亦扩展了话筒

46、输入的输入电平范围； c 无专门的衰减开关，线路输入置一固定衰减，这 一模式常用在较简易的调音台中； d 无专门的衰减开关，线路输入不经过前置放大器， 直接跨越到其输出端，防止了线路输入信号先衰减后放大的不必要过程；e 话筒输入和线路输入分别设置一个不同电平的放大器，再加一个输入选择开关进行选择。图2应当指出， 虽然一条分路有话筒输入和线路输入两个端口， 但实际输入信号仅为一个， 当两端口都插入信号时线路优先；此外，虽然线路输入为高电平输入，但实际的线路信号 并不一定是高电平信号，所以应视实际的信号情况来决定是否参加衰减。 2均衡器紧接前置放大器后面的是均衡器 Equalizer，可缩写成EQ

47、 ,均衡器的作用是通过在 某些频率点上的提升或衰减来弥补原始声音频率上的缺陷或进行音色上的处理。较多的调音台为三段均衡，即高频High或Treble 、中频Middle 、低频Low或Bass,也有为高、低频两段或低频、低中频L Mid 、高中频H Mid 、高频四段均衡，某些专业调音有更多的频率点。 均衡网络特性曲线在上下频两端为搁架型 Shelving ，也叫大陆架型，中间的均衡 网络特性曲线为钟型， 参见图 3，下同；最大提升和衰减电平量一般在 15dB 左右，在面 板的旋钮两边以+-刻度注明，也有设X2倍率开关，可提高一倍量程；调音台均衡器有固定频率点和可变频率点两种，固定频率点的搁架

48、型曲线转折频率和钟型曲线的中心频率 固定，一般低频在100Hz左右，中频在1KHz左右，高频在5KHz左右，可变频率点的均衡 器其转折频率和中心频率可调，因此在处理音色时较为细腻，这类均衡器在面板上将提升 和衰减电平调整和频率调整构成一组，可变频率的刻度在面板上注明，此外在较好的专业 调音台中还设有均衡曲线的Q值带宽调整。图3普通的调音台不设专门的均衡开关，不使用均衡即把电平量处在0dB 状态，专业调音台往往设有均衡开关，当均衡开关处于关的位置时实际上是将均衡旁路了。 3断接插孔断接插孔 Insert ，也叫插入或断点插孔，处于前置放大器和均衡器之间，也有调 音台处于均衡之后，有两种类型一为一

49、个三芯插孔另一为两个两芯插孔，在该插孔无任何 东西接入时，两信号芯短路，前置放大器到均衡器信号直通，当插头插入时将两芯断开， 前置放大器信号通过插头的一芯输出到一外接音响设备的输入，再将该音响设备的输出通 过另一芯返回输入到均衡器，所以断接插孔的作用为串接一外接设备，如用两个两芯插孔 那么一为输出另一为返回作用也如此。串接的外设备可为压限器以对分路输入的信号进行动态处理，也可接均衡器、 效果器、降噪器等设备。 4分路衰减器分路衰减器 Channel Fader ，用于分路电平的调整，也叫分调，这是一个推拉式电 位器，所以专业人员多称其为分推。分推是分路音量电平调整的主要部件，也用来作各分路间不

50、同的话筒输入和线路 输入的音量比例调整。 5声像移动器声像移动器，简称声像PAN也叫全景电位器Panoramic-Potentiometer，用来将一路的输入信号按一定的比例分配到立体声的左右两路主输出，进行立体声处理。所谓的声像是指在立体声放音时在两左右分开放置的扬声器音箱虚拟连线之间所 感觉到的发声虚像，声像移动器是由两个同轴控制的双连电位器组成，其左右音量呈反比 例变化见图 4，并且为使左右两路输出合成的总功率比例与原一路输入相同，有UL=UiSin 0 + 45° , UR= Ui Cos 0 + 45° ，这样可得Ul + Ur= Ui Sin 0 + 45

51、76; + Ui Cos 0 + 45° = Ui 式图4通过声像移动器的不同旋转角度决定了左右声道的信号不同强度，从而也决定了放声 空间不同的声像方位。6母线母线Bus是调音台的各分路信号的汇总点，无任一调音台有几路输入，一旦确定 要同时使用某几条分路时就要把这几条分路的信号混合到母线上。在调音台中视不同的功 能有各种不同的母线， 如监听母线、 辅助母线等， 对主信号通路最主要的是主输出 Master Out的立体声左右母线，此外有的调音台还有编组输出 Group Out 母线，其对应另一 些输出通路，有 4 路、 6路或更多。除个别辅助的功能外，在通路的功能电路设置上和处理信号的

52、方式上，编组输出和主 输出完全一致，因此对编组输出也可认为是增加了输出通路，当然编组输出另外可实现编 组功能，这将在后面专门介绍。当有编组输出等多路输出时调音台增加了输出选择 Bus Asign 功能开关。 7其它 在某些调音台的主信号输入通道中，还可能有另外一些功能。 幻象电源Phanpom Power,用于电容话筒所需的工作电源，一般为+48V直流，提供有幻象电源的调音台除有一个幻象电源总开关外，在分路上有一单路开关，接通后通过 话筒输入电缆反向馈入到电容话筒,该开关多设置在调音台的反面,以免误开启造成对动 圈式话筒或线路输入的设备的损害。倒相开关$ ,对两个以上的话筒输入有时因各路话筒相

53、位有异而在总路混合时造 成抵消现象，利用倒相开关可将该路信号相位反相180°使其与其它分路信号同相，有时也可利用这一开关有意识地使两个信号反相，到达某种乐器如笛声、号声的声像漂移 效果。倒相开关有的设在前置放大器前面，有的设在前置放大器后面。高通滤波器,高通滤波器的转折频率为 80Hz或100Hz,因为人声的频率最低仅 为80Hz 男低音，通常的人声频率在 100Hz以上，所以在用话筒对人声拾音时按下高通 滤波器开关可滤去不必要的低频噪声，高通滤波器的位置一般在倒相开关之后。静音开关Mute,也叫哑音开关，实际上是分路中的通断开关，在分路上各功能旋 钮开关均已经调音正常的情况下，可用

54、静音开关临时中断该路的放音而又不破坏原有的状 态。2 。主信号的输出通道 主信号的输出通道始于母线，如前所述调音台的输出通道有主输出Master Out ，也有称节目输出 Program Out 和编组输出 Group Out 。主输出有一对分左右通路，这是 调音台的最根本的输出，而编组输出视不同的调音台有不同的设置，有的仅2 路，有的有4路、6路、8路或更多，小型的调音台无编组输出。编组输出可以实现其特定的功能这 将在后面讨论 ，这里可以把编组输出等同于主输出，只是增加了主输出的路数，因为实 际上这些通路在功能电路设置上和信号的处理方法上是完全一致的，因此这里仅分析一条 主信号输出通路，其余

55、可类推。主信号输出通道构成见图 5。图5 1 叠加放大器 Summed Amplifer 在母线上所聚集的各分路信号首先送入到叠加放大器，叠加放大器将各分路信号混合 和放大，可提升电平但不能作任何调整。此外在调音台主信号通路上还有一些放大器，都起提升电平的左右，不能作任何调整，所以不作专门介绍，将在电平设置内容中作介绍。 ( 2)断接插孔( Insert ) 此断接插孔同分路中类似，可串接一外部设备如均衡器、效果器等，但由于位置的不同所起的作用也有不同，可想而知分路中所串接的设备仅对该路起作用而总路中串接的设 备对所有输入的信号都有影响。( 3)总路衰减器( Master Fader ) 总路

56、衰减器调整总输出电平，一般叫总推，也可叫总音量控制推子，是调音台重要的 控制环节之一。( 4)主输出插孔( Master Out )主输出根本上为 OdBv线路输出标准，也有为 +4dBv ( 0VU)或+6dBv，其插孔类型有卡农 式也有大夹克式。( 5)其它 某些调音台特别是较低档的娱乐场所用的调音台在主输出通路中还参加了一些其它 功能。输出均衡器( Equalizer )，在总推之后，为多点图示均衡器(固定频率点) ，少的有 5 段频率点，一般有 9 段频率点或 9 段以上，相当于一个简易的房间均衡器，也可对总输出 信号作简单的频率补偿。功率放大器( Power Amplifer )，在主输出前取出信号馈入到功率放大器，功放的输 出直接接音箱，功放的输出和线路输出为并联，可同时使用，有功率放大器的调音台，其 面板总控制局部应当有一个功放的音量控制旋钮( Volume)。二. 辅助信号通道