音响系统与调音-音频信号处理设备

1、音响系统与调音 - 音频信号处置设备.5.1 动态处置器动态处置器包括有紧缩器限制器扩展器噪声门等设备。.1. 动态与动态处置电平、增益、动态范围的单位都是dB分贝，但意义不同。用音频信号在某一音响设备中或某一模块单元的输入和输出电平特性来描画三者的关系。.其输入输出特性是斜率为1的直线，输入电平和输出电平对应坐标轴上的一个个点；输出电平与输入电平之差是增益，在斜率为1的线性放大中增益是一个定值；信号的动态范围是最大信号与最小信号之差。增益20db50dB50dB-10dB10dB.虽然设备或单元具有增益，但在线性放大中增益提高了电平并不改动动态范围。对一单元或设备其输入信号的动态范围不等于输

2、出信号的动态范围时，该单元或设备统称为动态处置器，动态处置的三种根本功能是紧缩、限制和扩展。.紧缩是在输入电平超越某个量后其增益减小，使输出信号的变化量小于输入信号的变化量，从而减小了输出信号的动态。普通以紧缩比输入信号的添加量比上输出信号的变化量来表示，记作n:1n1；.时间轴上的紧缩特性.限制是在输入电平超越某一个量后其输出不再添加，因此也可以为限制是紧缩的极限，即紧缩比为:1；.实践上以为当紧缩比大于10:1时甚至6:1时就是限制了.扩展是紧缩的反处置，即输出出信号的变化量大于输入信号的变化量，以扩展比表示，记作1: nn1。阈值-20dB输入动态20dB输出动态40dB.对应紧缩、限制

3、和扩展，有紧缩器Compressor、限制器Limiter、扩展器Expander三种根本的动态处置设备。把紧缩器和限制器作为一个设备，即压限器Compressor/Limiter，由于限制就是:1的紧缩，所以紧缩器还是限制器只是紧缩比的调整而已。.也有把多种动态功能构成一个设备，如压扩器Compander、压限器或压扩限制器Compander/Limiter，前述的压限器了解是既可又可，而后述的设备了解是既有又有。.此外在动态处置器中还有噪声门Noice Gate、潜入Ducking等处置，它们既可是作为一种单独的处置功能附加在动态处置设备中，也可是作为动态处置设备的一种特定的处置方法。.在

4、传统上动态处置设备往往是一个单独的设备，如紧缩器、压限器、扩展器等，但随着现代电子技术的开展，特别是数字技术的开展，使得设备体积变小、功能增多、性能更好，因此动态处置器常作为一个单元构成在其它音响设备中如音频任务站、数字调音台，其功能也综合在一同，所以称为动态处置器。 .2. 紧缩限器压限器在音响系统和调音中有这样几个作用：动态紧缩平稳音量提高音量改动波封维护系统特殊处置.动态紧缩：在录音中经过动态紧缩使被录声源的声音动态符合录音设备和节目载体磁带等动态范围；在广播中经过紧缩使声音的动态符合广播节目传送通路的动态范围，以免使声音产生非线性失真。平稳音量：在舞台等现场由于演员与话筒的间隔的变化以

5、及乐器的演奏方式不同会使声音音量变化太大甚至有腾跃感，经过紧缩后可平衡音量、.提高音量：经过紧缩大信号并提高平均信号电平的方法可既不失真又提高了音量，适宜于迪斯科音乐。改动波封：利用紧缩器的起始时间和释放时间控制并辅以一定的紧缩量和起始电平可产生包络调制造用来到达一些特殊的声音效果，如钢琴、弹拨乐器、打击乐等声音处置，也有使声音由小变大的“翻转声效果。.维护系统：在电扩声系统中利于限制的功能来防止因过高的电平馈入而呵斥的设备损坏主要是功放和扬声器，在进展限制的维护时门限要高一些，以保证系统在正常电平下的任务。特殊处置：紧缩器与参量平衡器以一定的方法配接运用可消除齿音以及琵琶、电吉它等的某些噪音

6、。.紧缩的参数包括：1Threshold门限电平 紧缩的起始点，低于门限电平的信号不受影响。紧缩的门限高，紧缩起控晚，信号受紧缩部分少，但为到达一定的紧缩量那么紧缩比将获得大，受紧缩部分的信号层次感损失较大。也不能说门限低比高好，该当根据信号特点强弱信号的比例等和紧缩量等要素综合思索。.2Ratio紧缩比 输出信号电平范围与输入信号电平范围之比，用于人声、钢琴和贝司的紧缩比通常在2:16:1之间，信号的总主输出可加2:1的紧缩以添加电平使音乐变得有力，紧缩比的设定一是根据声音信号的动态范围与后续音响系统设备的动态才干来思索，二是根据信号本身舒缓的声音音乐不加或加适度的软性紧缩紧缩比在3:1以下

7、，动态大的声音紧缩相应也可大些。.3Attack起音时间 决议紧缩的速度，时间越短，紧缩越快，时间长时，开场的声音不受影响。通常该参数要小些，普通为15ms。.4Release释放时间 紧缩作用后当信号低于门限时停顿紧缩所用的时间，时间太短那么紧缩立刻停顿，电平的变化能够会被觉得到，有一种腾跃感，假设太长那么当下一个超越门限的信号到来时紧缩还未恢复，会影响下面的任务。通常这一参数要大些，为0.10.5s，也可1s以上。.5Knee折角 大于门限电平后开场紧缩，输入输出曲线变为折线，在门限处有一折角，折角明确的是硬hard折角，折角为圆弧称为软soft折角，以15表示，5最软。软折角使声音在紧缩

8、时有一个较为自然的过渡。6Out Gain输出增益 总输出电平的调整，普通经紧缩器后会减小平均信号电平，经过输出增益调整可到达与后面的设备的良好配接。.2. 扩展器有两种类型的扩展方式： 向上扩展 向下扩展.向上扩展： 输入信号电平大于设定的门限电平部分信号进展扩展，这种方式与紧缩器互补，二者结协作用可实现互补型降噪的功能如Dolby降噪器就是运用这一原理，但无论是在声音的音质处置中还是在电扩声系统中均不采用这一方式，由于盲目地向上扩展动态会导致声音的谐波失真，甚至会损坏扩声系统的设备；.向下扩展：低于门限电平的输入信号部分进展扩展，向下扩展使被扩展部分的信号相对而言轻者更轻响者更响，因此可以

9、起到降噪的作用提高信噪比，由于噪声相对在低电平部分，也可突出声音本身的层次感，普通在音质处置和电扩声中均采用这一扩展方式，所以通常的扩展器虽然没有阐明，实践上就是指向下扩展。 .扩展的参数如下：1Threshold门限 2Ratio扩展比3Attack起音时间：通常的起音时间为15ms。.4Release释放时间 时间太短那么扩展立刻停顿，电平的变化能够会被觉得到，有一种腾跃感，假设太长那么当下一个低于门限的信号到来时扩展还未恢复，会影响下面的任务。通常这一参数为0.10.5s。5Knee折角6Out Gain输出增益.3. 噪声门和潜入噪声门实践上是在低电平位置设置了一个闸门Threshol

10、d，门限，当信号低于门限电平常自动封锁通路，信号不能经过，而当信号高于门限时不受任何影响地经过，由于噪声相对地在低电平位置，只需设置得当，就能阻止各种类型的噪声经过，有效地起到了降噪作用。.时间特性上的噪声门原理输入输出特性上的噪声门原理.就象紧缩的极限是限制一样紧缩比为:1，噪声门是扩展的极限扩展比为1:。.但是由于完全封锁低电平信号会使声音不自然，因此在实践上噪声门只是较大地降低门限电平以下信号的增益使声音变轻，该参数以范围RangedB来表示，当然范围电平很大时即为完全封锁。对低于- 10dB阈值的信号降低30dB增益.潜入效果是当另一路声音出现并到达设定的门限电平后，自动地衰减该路声音

11、的电平。例如，一路背景音乐加一路言语声，在无言语声时以正常的音量播放音乐，但另一路言语声出现后将自动地压低音乐以使言语明晰。.压限器方框与潜入原理.5.2 效果器效果器是模拟各种声学效果的音频处置设备，它们可以弥补自然混响的缺乏以改动和美化音色，还可以产生各种特殊的音响效果以加强音响艺术的感染力。效果器又分为延时效果器(以下简称延时器)和混响效果器(以下简称混响器)。.1. 延时器延时器的作用： 延时器被广泛运用于厅堂扩声和电影、电视节目制造中，其作用主要表现为以下几点。 利用哈斯效应，处理声象一致问题。 在扩声系统中，用来消除回声，提高扩声系统的明晰度。. 模拟建筑声场中的近次反射声，改善厅

12、堂的听音条件。 产生合唱效果。 对音频信号加工润色，改善其厚度和力度，使声音甜润悦耳。 与混响器结合组成立体混响系统，采用延时混响方式模拟各种厅堂效果，并人为地制造一些特殊效果。.利用延迟器处理声像一致的问题分区式扩音，消除回声.2. 混响器混响器的作用: 可以改动厅堂的混响时间，对较“干的信号进展再加工，以添加空间感，提高音响系统的丰满度。 可以人为地制造一些特殊效果，如山谷、山洞的回声效果等。 经过调理混响声和直达声的比例，可以表达声音的远近感和深度感。.混响器的功能是在延时器的根底上，加上各种方式的处置电路而实现的。传统的混响器有机械式(如弹簧混响器、钢板混响器、箔式混响器等)混响器、磁

13、混响器等。现主要运用模拟电子混响器、数字混响器等四种。具有频率范围宽，混响特性好，信噪比高，调理范围大，调整方便等优点，因此被广泛运用于电子扩声系统中。.5.3 鼓励器鼓励器(Aural Exciter)是对音频信号添加谐波成分以改善听感的音频处置设备。.鼓励器的发明，对于传统的音频信号处置技术来说是一个变革。鼓励器与其他音频设备任务原理的不同之处在于：其他音频处置设备都是对输出的信号成分进展各种加工，对于原始信号中没有的成分不作添加；而鼓励器是根据人们对“心思声学的研讨，在声音信号中参与特定的谐波成分，以到达添加声音透明度和临场感的目的，从而获得更动听的效果。.鼓励器的作用: 提高声音的明晰

14、度和表现力，使声音更加悦耳动听，降低听音疲劳。 添加声音图像的立体感，以及声音的分别度，改善声音的定位和层次感。 提高重放声音的音质，明显改善声音的高频特性，又不会降低信噪比。 对乐器的声音进展处置，可以强化乐器音色特征，使该乐器(声部)更加突出。.鼓励器原理.鼓励器面板.5.4 平衡器平衡器是一种用来对频响曲线进展调理的音频设备，即平衡器能对不同频率的声音信号进展不同的提升与衰减。因此它能补偿由于各种缘由呵斥的信号欠缺的成分，也能抑制信号中过多的频率成分。利用平衡器还可以进展音调调理和音色加工。.平衡器的原意是将传输系统中不平衡的频率特性用相反的特性曲线进展频率平衡，在此根底上添加了音色加工和美化的功能。.平衡器的作用主要如下： 校正各种音频设备产生的频率失真，以获得平坦呼应。 改善室内声场，改善由于房间共振特性或吸声特性不均匀而呵斥的传输增益(频率)失真，确保其频率特性平直。 抑制声反响，提高系统传声增益，改善扩声音质。 提高言语明晰度和自然度。 在音响艺术创作中，用于描写乐器和演员的音色个性，提高音响艺术的表现效果。.平衡器的种类很多，但根本的任务原理都是一样的。它们都是将音频信号的全频带(20Hz-20kHz)或全频带的主要部分，按一定的规律分成几个