专业音响周边设备的原理与应用工程设计手册

第九章专业音响周边设备的原理与应用周边设备是专业音响系统中的重要组成部分。它的作用是对各种节目信号进行加工处理和润色、弥补建筑声学的缺陷、补偿电声设备性能的不足和产生特殊的声音效果等等。使系统的声音更为悦耳动听，满足使用要求。周边设备的特点是品种繁多、功能各异、原理复杂、更新极快、使用广泛；如果不掌握其工作原理和使用方法很难用好用活它们，甚至会适得其反，把音响效果搞得更糟或者把它们全部傍通作为摆设，浪费投资。本章将分别对频率特性均衡器(EQ)、效果器、延时器、声音激励器、反馈抑制器、信号动态处理器、系统控制器和数字音频工作站等八大类周边设备的原理与应用作详细的论述，并对典型产品的调节、使用进行说明。由于周边设备中已大量采用数字音频技术，为方便阅读，在本章的开头专门介绍了数字音响技术的基础知识。9.1数字音响技术基础音频信号为什么要数字化？声音信号都是属于连续变化的不规则信号（模拟信号），这种信号在传输、储存和变换中常会产生下列问题：信号经长距离有线或无线传输后，使信号/噪声比变坏和失真加大；音频信号储存的录音载体（磁带、唱片和光碟）的信号动态范围只有40～50dB，远低于节目源的最大信号动态范围（可达130dB）；在信号编辑和变换中（节目编辑、转录和延时效果处理等）随着变换次数的增加，音质会迅速恶化。音频信号的数字化则可以完全解决上述问题，使音质有了飞跃的提高。如何把模拟类信号变成数字化音频？把连续变化的模拟信号变换成离散变化的脉冲数字信号（简称A/D变换）需要经过如图9-2所示的取样（或称采样）—量化—编码三个步骤。取样（Sampling）根据信息论原理，一个频率为fs正弦波连续信号的信息量完全包含在频率为其2倍的不连续的脉冲信号中，即fp=2fs。如图9-1所示。如果要把20HZ～20KHZ范围的音频信号数字化，那么取样脉冲的频率至少应为40KHZ以上，其周期TP=1/40KHZ=25。因此我们现在制定的数字化音频的取样频率标准为44.1KHZ或48KHZ。千图9驶-1让取夫样定胖律架量化锄（掉Qu庄an腹ti屠za亲ti列on缎）令模拟挣信号枕采样智后，能需解帐决采醉样点关振幅我数值揉的读察取问喜题。系把连身续变嚼化的航信号怪振幅民按暂规定茅级差搏变成肯阶梯欢状变衣化的丸不连亦续的连过程男称为购量化置。牺图9浩-2等取终样薄—处量化功—末编码滑的概苹念彩图9俭-2帝中的秃量化屠级数窝为三观位二侵进制瞧编码评，三决位二舰进制葵码最感多可境表达溪8个爱十进婚制的韵等级得（0族～抓7）犯。如针表9展-1妖所示我。点表9培-1伐十进射制数带和二艳进制海数的表对应仅关系随十进幻制数薯二进乒制数禾二进配制波狭形哀0仅1候2疾3昆4潮5笋6织7涝00其0土00森1垒01衔0棋01状1豪10执0煌10芹1替11念0涛11跟1惨十进是制数舱N和陕二进楚制数裕的关屠系为前N=恐2仔n殖（本n郊为二圣进制耗码元橡0或持1的吹数仆量纺—交即窑bi床t冲数）迅。很盯明显法，梦bi牲t紧数越馆多，学量化垦的级怕数就油越多岂，量然化后夹的取雅值与显连续汽信号防数值嗽的误艰差就殃越小接，这拴个误四差值漂我们冈称为搬量化鲜噪声档。妇用三店位二呈进制轿数（绪3摇bi侍t规）读尸取连童续信撕号的秒声音茂范围蕉可划浙分为突8个裳等级蜓，如仇果用认16年位二竹进制柄数（秤16聋bi耳t滤）读艇取时勤，声彻音的残强弱亮范围钩就可绑划分框成2奶16舟=6奋55望36衔个等腊级，母因而妖动态莲范围两可达绑20宪lg赴2利16柿=筹96惕dB脚。但顶是泳bi植t胆数越沿多，慢传输俭、储耽存时迅需占经有的拖频带油也越妄宽。凤如取愚样频狗率为嫌44士.锁1K眉H堤Z往，采统用1漆6德bi王t效量化般位数虾，将子立体究声（样2路盟）信爽号数举字化驶，那嘴么在叉1秒兆需传则递忧的脉选冲（观0，域1）县数（客即需每占有防的频杀带宽愿度）犹为：呜44病.1捏10爆3苍16逢2=咸1.徐41屈10漂6描bi越t/德S回(执即1徐.5幕M定bi宪t/经S)晌俱灶(9违-湿1瑞)和编码汉（购Co爪di荐ng宣）创把量禽化了多的采唉样值虎变换楼成码悬序列拖的过皱程称慕为编油码。赤二进察制使改用0奖和1港两个壳数字改，逢暴2进劝1。钉取样谎、量丹化和保编码擦的过办程统乖称为粉模拟脊/数惰字（躬A/匪D）辣转换倚。呆9.掉1.托3数肃字化嫂音频客信号容具备导的优劝点：沈编码关信号咳的振甚幅变青化仅广为0喘和1宅两个孩状态浩，其优变化缴范围锐最多辣为2泉0御dB胜。因脂此非划常适龄宜于激各种甜媒体肢的储昨存。纲音频矿信号勒的动竭态范月围则郑取决幸于采允样率著和量调化的旅bi扑t蜂数，楼很容碧易实杜现大锡于9膏0雹dB迅的动贫态范继围。胀目前芒做得寇最好瘦的模宪拟音零频系屡统的守动态肿范围膏不会呜超过岩75奉dB声。承数字羽音频覆信号蒙传输区时尽桑管也有会有墓噪声缓叠加陶在它滚上面眼，但蓬通过唱对编泰码脉引冲的昆削波冷/限他幅可久完全横把它伟去除短。因静此数乖字音爪频的毒信号集/噪筹声比此极高宪，声棍音纯俗真清做晰。中数字需音频辈信号歼可以夜进行谦反复听录制透，编斑辑和俩变换掀，而旗不会知给音四频信果号增佳加失皂真。钱数字榨信号胜便于已加工绩处理教和控支制，宏因此零在周键边设暑备中勤获得耽了广俱泛的孤应用瓜。酒9.仙2印频率找特性锡均衡老器（辫Eq设ua商li疲ze培r馅）危频率是特性灶均衡润器简务称E掌Q，勺用来的校正杰扩声值系统倦频响渐特性劫的设唱备。难可分喇为图云示式讲均衡浆器（沫Gr交ap禾hi帅c龄EQ线）丢、述参数氏均衡革器（摧P停ar怪am躲et搞er仙E讲Q碎）和歌数字仗均衡删器（葱D扯ig燃it图al彩E凑Q润）三俊类。医应用亦最多旱的是睡图示阅式均虽衡器谦，主住要用宰于则均衡捐房间守和系扒统的殖频率唇特性押，因避此又轰称房胃间均锤衡器找，如摔图9蹄-3近所示幻。参疗数均筹衡器云用来肯补偿粒节目天信号下中欠码缺的泄频率惰成分仁，抑杆制过睁重的绳频率图成分旋。数陆字均汉衡器窗是一闯种使肉用数险字电诸路的励均衡范器，写它具渗有非盗常优蠢异的静性能轧，既抢可组是成图挽示式河均衡粥器，框又可素组成趁参数翻均衡敢器，刺使用候极为荣方便阔。血图9兴-3够扩取声系刚统频劳响特夏性的穗均衡节(a痰)漠系统疾均衡侧特性日酱(b沟)携均衡改的特泉性汁9.赏2.早1胳图示所式均饺衡器杰图示泽式均漫衡器鞭简写潮为G知EQ湿。由圾多个烧中心供频率广固定塌的带胁通/炕带阻猫滤波朴器组搅成。不通过辆面板群上推渡拉电不位器工键位奸置的幕分布杏，可骄以直裤观地邀反映掩出所含调节迷的均挖衡频候率的屿补偿浪曲线敢。此公均衡帮器的拼最大易特点悲是非踩常直址观，绳当音好响师迁调节衰完毕雨后，挑各频取率的塔提升挺和衰鸽减曲语线一钢目了扔然，梦为使升用者浅提供策了很许大的蔑方便贼。图核示式揉均衡斗器在语系统升中的右作用捐是：茶弥补影建筑鲜声学扰结构绞的缺事陷，蜻校正灭室内俭声学鸦共振烘产生修的频模率特状性畸锹变。切抑制煎声反蚀馈，烈提高杆传声淘增益舞，改爱善厅卵堂扩注声质渔量。革补偿贸扬声殃器箱择频率杆特性宴不均扬匀引炸起的棚某些翁音频撇频率职过强翅、某伯些频碗率声皂音不设足等亿问题搏。笔修饰晌和美券化音掀色，营提高套音响钞效果纵，提敏供不结同节健目需命要的杀频响悠特性伐。叼图示谎式均渐衡器刻一般航由1董0环～犁31是个恒产定Q浙值的识带通腔滤波备器组谷成，盆每个妄带通扣滤波拉器有市一个湖对应东的固跑定中艰心频催率，烂中心恼频率举的分劫布可戒按1淘个倍剪频程膜～闸1/敞3倍贩频程砌设置朗，均该衡调骆节范醒围（纪提升愧或衰孟减）鲜为脱12叫dB绢或补6苦dB女，并喷可由笛开关鼓转换列。中遣心频动率的戒间隔示设置今，即画后一泛个频愿率纵f贼2晋与前扎一个碧频率节f绞1慌之比如为2榜n仆，影f额2霉/酿f疾1橡=2挽n罪。国痛际上曲IS疯O机虎构对抵图示霉式均纲衡器想的频鼻率分局布有楼严格枪的规唤定，膊以符争合乐辉声各厕声部捕的要理求。宾当频怠率增执加1趴倍时浓，人吃耳的升音调锐感觉挖增加粗一个公八度勉音，魄即音受乐上骡的一折个八印度音半恰蔬为声岁波信睁号的捎一个爱倍频掠程关环系。竟为使末人的甲听音斑感觉房与均梦衡器摩的调吸节相罪一致靠，图脾示式介均衡呈器的臭频率张点设哄置均悄为倍锣频程看的关秩系。矮n=竭1妨时，肿即后慈一个起频率壶点为抛前一棵个频众的2太倍，久称为漏1个冲倍频鸡程的团均衡桥器，院在整记个音芬频范简围内检总共状可设煮10真个频筒率点虏，简浙称1迫0段炼均衡逐器。左中心峡频率矮分别穷为：任31授.5涌，6硬3，榨12招5，室25赴0，枣50累0，姨1K岂，2枯K，妥4K钉，8贸K和炒16例KH可Z肯。此壮种均印衡器臂的频爪率点掠少，钢频段塞间距续较大劫，调狡整的竟频率泰特性们较粗逢糙，挽但调闸整容册易，踢一般响用在即带功丽放的睡调音例台上维或民途用的俗功放富机上怒。市夹场上祸没有头单独智的1欠0段蹄均衡舞器产竟品。通n=问2/船3酿时，俗即后寒一个肌频率绿点为丰前一招个频汉率的受1.倾6倍伶，简关称2惕/3吊倍频昼程均呢衡器明，在险整个炼音频意范围父共可伶设置桶15锦个频告率点叉，简顿称为殊15晚段均拣衡器题，中珍心频卧点分斤别为仰：2妥5，眨40牲，6蠢3，查10医0，遮16偏0，是25惹0，话40顶0，窃63偶0，还1K肢，1利.6奶K，阀2.趁5K叮，4超K，纽6.容3K绵，1虾0K耕和1手6K宁H代Z手。此恩种均厉衡器萌虽多岔了五鸭个频淋率点短，但凉在实视际使筐用中卖仍感耍频点导太少榨，间棋隔较布大，乓故一混般作刷为系反统调冒整要凳求不台高或填作为恒舞台石返听求系统锋的均冬衡器润。市淘场上末有单漆15颠段及析双1汇5段借（两路路立缴体声鹅使用尾）两样类产轻品。芹n=评2/防3拴时，燥即后脖一个爸频率掘点为嫁前一得个频谱率点娱的1球.2份6倍恢，简中称1记/3遥倍频恐程均扁衡器吉，在尝整个萝音频微范围校共可叹设置钩31挖个频农率点巩，简子称3畅1段涛均衡铸器，役中心饺频率漫分别闹为：馋20素，2源5，传31汽.5贤，4接0，腹50持，6宝3，奉80今，1漆00哈，1辛25贫，1丸60香，2智00列，2谦50傅，3灾15弃，4谦00那，5轧00脆，6素30丝，8恐00肆，1申K，分1.版25蓝K，鲜1.在6K艘，2俗K，支2.线5K滩，3棋.1够5K午，4拔K，仔5K藏，6赤.3蜡K，裙8K钓，1叉0K挥，1奸2.承5K羡，1怀6K吼和2搏0K铲H顶Z雨。此阳种均币衡器史频点乱多，哲频响余特性蚊曲线端调节板精色细，伟用在穷需要己精细袋补偿民的扩而声系挣统貌主刺通道傻中，要市场揉的标新准产血品有忌单3撞1段扬和双浇31功段两局类。窄表9遇-2妙虎1/管3倍碑频程塌滤波筛器的残中心锹频率廊和带麦宽怪1/默3倍扬频程头和1默/1慎倍频宏程滤精波器辫的中旺心频内率和筋带宽里GB府32萌40师-8句2骑G末B3待24贡1-启82道为了吉使声旧音的店测量糟结果仇能进专行相水互比肆较，圾我国求参照岔有关钱的国践际标雾准制阿订了得国标壤“狠声学柜测量窃中的老常用盐频率役”写和伙“利声和向振动喘分析到用的监1/朵1和勉1/隆3倍电频程巩滤波担器补”肉对1为/1旋和1区/3涉倍频仔程滤办波器吐的中刮心频招率和更带宽屑进行决了标初准化屈，如消下表稍所示摘：亲1/晴3倍毛频程驰和1可/1古倍频输程滤道波器救的中别心频劣率和文带宽迟频带旋号蹄中心酷频率醒标称欲制（采H膝Z萌）柿1/惹3倍始频程淘带宽灰（H乳Z拼）朵1/扶1倍锹频程手带宽常（H秘Z叔）依1棚2赠3日4气5闲6萝7匙8惯9似10额11滥12忆13况14涛15勿16啊17验18楼19犬20系21名22此23内24营25迁26超27说28揭29双30慨31领20逆25环31机.5次40油50菌63辣80闷10高0狼12淋5联16劈0假20总0聋25充0冬31珠5以40咐0意50闭0畜63戏0画80漏0饺10矮00腐12劣50幸16勒00使20县00躺25稳00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