处理器的原理及相关系统知识

1、处理器的原理及相关系统知识第1页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二广州市锐丰音响器材有限公司LAX数字音频处理器的原理及应用第2页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000处理器的信号处理流程第3页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二什么是平衡传输 平衡传输是一种应用非常广泛的音频信号传输方式。它是利用相位抵消的原理将音频信号传输过程中所受的其他干扰降至最低。它需要并列的三根导线来实现，即接地、热端、冷端。所以平衡输入、输出插件必须具有3个脚位，如卡农或大三芯插件（如图）。第4页，共42页，2022年，5月20日，22点52

2、分，星期二为什么平衡传输能降低干扰 平衡传输一般使用2芯1屏蔽层的线，由于热端信号线和冷端信号线在同一屏蔽层内并且相对距离很近，所以在传输过程中受到的其他干扰信号也几乎相同。然而被传输的热端信号和冷端信号的极性却相反。第5页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二为什么平衡传输能降低干扰 在前级设备的输出端的电压是：热端Va；冷端Vb。并且Va=-Vb。 在传输中感应到的干扰电压是Vn。由于热端信号线和冷端信号线在同一屏蔽层内并且相对距离很近，所以在传输过程中受到的其他干扰信号也几乎相同。所以到了下一级设备的输入端所得到的电压：热端Va+Vn；冷端Vb+Vn。 由于下一级设备是

3、真正的平衡输入，所以他的放大可以用如下的公式来表示Vo=(Va+Vn-(Vb+Vn)*A。A是放大器的放大倍数。 由于Va=-Vb所以最后的输出结果就是2Va*A。干扰信号Vn就给抵消掉了。第6页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000处理器的信号处理流程第7页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二增益 增益一般在处理器里用Gain来表示，单位为dB。是用来表示设备对信号进行放大或衰减的一个量。说到增益，我们在这里需要和大家分享一下动态余量方面的知识。第8页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二什么是动态余量我们已经习惯了有一个

4、名义上的工作电平比如0VU或+4dBu但其实大多数的音频设备的最大输入输出都可以超过这个值，超过的部分叫做动态余量。 在模拟电路里面，动态余量受限制于放大电路的最大输出电压。 数字系统没有这样的动态余量量化电平从头到尾都是平均地分配的，然后才会停止。因此，需要通过限定和调整系统来产生一个适量的动态余量，这样才能使工作电平低于最大峰值电平。于是就出现了dBFS这个单位。他表示的是低于全标度的dB值，也就是离最大可量化的电平的dB数。第9页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二动态余量的作用 我们平时判断设备的工作电平都使用的是电平表，而常见VU电平表只能读出平均信号电平，即使是

5、模拟峰值电平表也无法对最快的瞬变信号做出反应。 动态余量的最大作用就是让这些电平表无法表示出来的峰值信号顺利通过设备而不止于产生削顶。第10页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二关于动态余量的建议1、让DJ混音台工作在额定电平。2、降低点歌系统的输出，调高后级灵敏度。3、合理的设置各级的工作电平。第11页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000处理器的信号处理流程第12页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二极性极性（Ploarity ）代表相位反转180度，缩写Pol。有些处理器，会用 Invert （反转）来表示，不选代表

6、极性为正，选则代表极性为负。也有使用Normal 代表极性为正，Invert为反的表示方式。还有些处理器用+、-表示，有些用 Positive 和Negative 表示。相位反转180度在作用上是和把音箱正负引线反接是等效的。第13页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000处理器的信号处理流程第14页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二哈斯效应 说到延时，我们不能不提到哈斯效应。 两个同样的声音分布在水平面上，先后到达听音者耳朵，听觉者感受可能有3种情况： （1）若一个声音比另一个声音先到达330ms,会咸觉到其是一个延长了的声音，它来自先到达

7、的那个声音的方向，迟到的声音好像并不存在。即使后到的声音压组提高10dB,仍然是这种感觉。 （2）如果两个先后到达的声音有3050ms的时产差，听音者便会感觉到存在两个声音，但声音的方向仍然决定于先到达的那个声音的方向。 （3）若两个声音先后到达的时间差等于或超过50ms，人耳能清楚地区分两个声音来自不同的方位，这就是哈斯效应。第15页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二哈斯效应 哈斯效应在室内或室外扩声、布置声场时都应该仔细考虑的一种效应。在双声道立体声放声中应用了哈斯效应，才能使听音者感受到声源的左右分布。作为声源的音箱间分布距离超过17m（分布距离=340m/sx50

8、ms），便会产生声音重叠，使听音者无法听清声音。 我们没办法改变声速。但我们能让离听众音者近的音箱延时发声，这就是延时器的其中一个作用。 延时量ms（毫秒）与距离差M（米）可通过公式换算：距离差=声速X时间 。 例如：344米/秒X100ms=34.4米 即100ms 等效于34.4米 同理1ms 等效于0.334米第16页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二延时对相位的影响 在两个声音间隔小于3mS的时候人耳已经无法分别出两个声音。 这个时候延时更多的会影响到相位问题。 请看下面的例子： 在音箱的分频点处，是两只单元共同发声的。这时就出现了从两个单元发出的一样的信号的叠加

9、的问题。我们使用两个分别从全频音箱和超低音音箱发出正弦波信号来进行分析。第17页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二由全频发出来的125Hz信号和超低音125Hz的信号同时到达听众。两个信号相位差为0度。最理想的叠加结果第18页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二完全的抵消，没有任何输出。可以对其中一个信号进行极性反转或对全频音箱加4mS的延时由全频发出来的125Hz信号比超低音125Hz的信号 快4mS到达听众。可以令到两个信号产生180 度的相位差。全频音箱的信号波形超低音箱的信号波形第19页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二不

10、完全的叠加，白白浪费能量。可以对超低音箱加2mS的延时由全频发出来的125Hz信号比超低音125Hz的信号 慢2mS到达听众。可以令到两个信号产生90度的相位差。全频音箱的信号波形超低音箱的信号波形第20页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二全频音箱的信号波形超低音箱的信号波形部分抵消，白白浪费能量。可以对全频音箱加2.67mS的延时由全频发出来的125Hz信号比超低音125Hz的信号 快2.67mS到达听众。可以令到两个信号产生120度的相位差。第21页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000处理器的信号处理流程第22页，共42页，2022年

11、，5月20日，22点52分，星期二分频器 分频器是的一种电路装置，用以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。第23页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000分频器的主要参数 DSP4000任何一路的输出都可以实现HPF和LPF。HPF和LPF即高通滤波器和低通滤波器，分频点的设置即是设置这两种滤波器HPFHigh Pass Filter 相当于LO CUTLPFLo Pass Filter 相当于HI CUT第24页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000分频器的主要参数 HP

12、F和LPF包括频率、斜率以及类型三个参量：滤波器类型一般有 LinkwitzRiley Bessel 和 Butterworth可能会有几种缩写 例如：LR LnkRil Butter Bes But 滤波器的斜率一般有12 dB 18 dB 24 dB 或48 dB代表每倍频程衰减多少个dB，单位dB/Oct 第25页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二几种滤波器的区别24dB/OCT BUT24dB/OCT L-R24dB/OCT BES第26页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二不同斜率滤波器的区别 三种滤波器的输出曲线12dB/OCT L-R24

13、dB/OCT L-R48dB/OCT L-R第27页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000处理器的信号处理流程第28页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二均衡器（EQUALSER） 均衡器可以用于增强或是减弱某一频段上的信号，以达到改变音色的目的设备。增强或是减弱的多少是用分贝（dB）来衡量的。 均衡效果器大体上分为两种：图示均衡器和参数均衡器。 第29页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二均衡器（EQUALSER） 图示均衡器（GRAPHIC EQUALISER）把全音频（20Hz20kHz）等分成一段段窄频带，这些窄频

14、带可单独进行增益调整。每段频率中心率（CENTER FREGUENCY）相差一定倍频程。 专业均衡器几乎全是按1/3倍频程等分的。总之分得越多，带宽也就越窄，Q值就会越大。每段频率由一个推位电位器控制，电位器键的位置可表示出直观的均衡频率曲线。图示均衡器因此而得名。第30页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二均衡器（EQUALSER） 参数均衡器（PARAMETRIC EQUALISER）有两种类型，完全参数式和准参数式这两种类型区别是：全参数式有三种完全非互相作用的控制调整参数，即增益的dB单位量、频率（受均衡作用影响最大的频率）和可调整的Q值或带宽。以上三个参数可任意调

15、整而无互相影响。而准参数式的均衡器只能调整其中两个参数。第31页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二参数均衡器的参数增益的dB单位量频率（受均衡作用影响最大的频率）可调整的Q值或带宽。3.5K -6dB 0.45OCT 1K -6dB 1OCT 1K -6dB 0.33OCT 第32页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二参数均衡器的参数参数均衡的另一种形式：雪夫型（Shelf）滤波器。雪夫型滤波器有Hishelf和Loshelf 两种，分别用于提升整段的高频或低频，有三个参量：频率、电平何斜率1K +6dB 6dB/OCT Hishelf 1K +6dB

16、 12dB/OCT Hishelf 第33页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二参数均衡器的参数参数均衡的另一种形式：雪夫型（Shelf）滤波器。雪夫型滤波器有Hishelf和Loshelf 两种，分别用于提升整段的高频或低频，有三个参量：频率、电平何斜率1K +6dB 12dB/OCT Loshelf 1K +6dB 12dB/OCT Loshelf 第34页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二DSP4000处理器的信号处理流程第35页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二限幅器 限幅器是处理器用来保护系统的主要手段之一，其原理是限制

17、输出到功放的信号电平来限制功放的输出功率，以达到保护功放和音箱的目的。 为了更好的用好限幅器，我们先来了解下音箱和功放的各种功率及系统的搭配。 第36页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二各种功率测试标准 一个音箱的功率有很多种，比如讲RMS功率、AES功率、峰值功率、音乐功率。而最常用的是AES功率和峰值功率。 AES功率是由“音响工程师协会”所制定的功率测试标准。是目前最实用的功率测试标准，代表了音箱能长期承受的功率。 峰值功率则是音箱在很短时间内(低于0.1秒)所能承受的功率。 峰值功率一般都是AES功率的4倍左右。也就是说音箱可以在短时间能承受4倍于AES功率的瞬间

18、信号。 第37页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二各种功率测试标准 一般的功放所标注的都是按照国标所限定的失真条件下的输出功率，一般的功放的峰值功率大约为其额定功率的2倍。 为了最大程度的发挥功放及音箱的动态余量，我们建议使用额定功率为音箱功率2倍的功放来推动音箱。第38页，共42页，2022年，5月20日，22点52分，星期二限幅器的主要参数及设置 下面叙述动态处理器的四个基本参数 阀值（threshold）：产生压缩处理的最低电平（对超过阀值部分进行处理），它的调节用电压或dB 来指示（dBu 使用较为广泛）。比率（ratio）：对超出阀值的信号进行压缩处理的比例调节， 通常以比率形式显示（ 如1:1,2:1,3:1,10:1 等） 为了保证功放的输出不超过音箱的额定功率，我们一般这样设定处理器限幅器的启动阀值： aaaaaaaaaaaaaaaaaa 音箱最大承受电压 = 音箱功率