现代音响与调音技术课件第16次课

5.3电子分频器经扬声器系统原音重放时，如果使用全频带音箱送出全频带音频信号，那么，150Hz或200Hz以下的低频声能量要占到全频带声能量的一半左右，尽管它的音乐内容只是在整个音乐中的低音打击乐局部，和弦的基音局部和极低音区，但其能量却很大。而且如果低音和高音在同一个通道中传输、放大、直至还音，会对中高音有一定的损害，往往会对能量比较小的中高音形成一种掩蔽作用，使中高音成分细腻的局部和音色之间细小差异的表现受到限制，降低了音乐的层次感，所以在均衡器调整中要提升中高音区和适当衰减低音区，这就是原因之一。1虽然音箱内本身设有无源分频器和衰减器，分别用来别离上下音单元和能量平衡，但处理效果不及电子分频器。电子分频器是一种有源分频器，通常用在大型或高档次的扩声系统中。它可以提高音频功率放大器的工作效率，减少无用功率，降低扬声器系统的频率失真度，从而提高扬声器的还音质量。2电子分频器具有选择频率点别离音频信号的功能。它是对全频带音频信号进行分频处理的，按照别离频段的不同可分为二分频、三分频和四分频电子分频器。无论哪种分频器，要别离音频，就必须有选频特性，而且，要有一定的带外衰减。电子分频器主要由晶体管或集成运放构成的有源滤波器组成,包括高阶低通、高通或带通滤波器。可以将中高音频和低音频进行别离放大和传输，用不同的功率放大器分别带动纯低音和中高音扬声器系统，从而增强声音的清晰度、别离度和层次感，增加音色表现力。此时，音箱内部的无源分频器不再起作用。3以下图是一个由有源高、低通滤波器组成的高、低二分频的电子分频器原理电路。从前级输出的信号通过电容C1送到V1管的基极，V1是一个共集电极的放大电路，从发射极输出后送入到电容C2和R8中。这是两个滤波电路。电容C2、R4、C3、R6，V2组成的是一个高阶的高通滤波器；电阻R8、C4、R9、C5、V3组成的是一个高阶的低通滤波器。41二分频电子分频器二分频电子分频器是由一个高通和一个低通滤波器组成的。它将音频信号分为低音和高音两个频段，设有一个低频和高频交叉的频率点，称为分频点。二分频的分频器只有一个分频点，其频响特性(即分频特性)如下图。5二分频电子分频器主要用于二分频音箱或中高音音箱和纯低音音箱的组合，其连接方法分别如下图。62.三分频电子分频器三分频电子分频器是由一个高通、一个带通和一个低通滤波器组成的。它将信号分为低音、中音和高音三个频段，设有低/中和中/高两个分频点，其频响特性如下图。7三分频电子分频器主要用于三分频音箱或中高音二分频音箱和纯低音音箱的组合，其连接方法分别如下图。83.四分频电子分频器四分频电子分频器是由一个高通滤波器，两个不同中心频率的带通滤波器和一个低通滤波器组成的。它将信号分为低音、低中音、高中音和高音四个频段，设有低/低中，低中/高中和高中/高三个分频点，其频响特性如下图。9四分频电子分频器主要用于三分频音箱和纯低音音箱的组合或四分频音箱(这种音箱很少见),连接方法如下图。无论哪种电子分频器，各分频点在一定范围内是可调的，且滤波器的带外衰减一般为18dB/oct。这是电子分频器的一个重要指标。105.3.3电子分频器的选型依据不同的场合，不同的扩声系统的要求而定。中小型歌舞厅降低本钱，选用二分频电子分频器，再配一个具有外接分频端口的二分频音箱。音乐厅，剧院，高档歌舞厅主扩声通道常采用二分频或三分频音箱再配以纯低音音箱，这时需选用三分频或四分频电子分频器.有些要求更高的系统用于辅助扩声的音箱也采用二分频音箱，此时需要增选二分频电子分频器，因为辅助扩声通道较少使用纯低音音箱。11DISCO舞厅要求增加震撼力和节奏感，要使用多台纯低音音箱，除主扩声通道外，周围的辅助扩声通道也要适当增加纯低音音箱，这样使用的电子分频器也就比较多了。必须明确的是，在扩声系统中使用电子分频器，调整分频点时，要使其分频点的频率接近所配音箱的分频点的频率。125.3.4电子分频器实例它的控制键钮均设在前面板上，主要有电平调整和频率调整等。电子分频器具有立体声和单声道两种工作模式。在立体声模式下，它是一台三分频电子分频器，通道1(CHANNELONE)和通道2(CHANNELTWO)独立控制，可分别接入扩声系统的左声道和右声道；在单声道模式下，它是一台四分频电子分频器，通道1和通道2合二为一，成为一台单通道设备。高通滤波器开关键，滤除低频干扰和噪声工作模式选择键135.3.4电子分频器实例它的控制键钮均设在前面板上，主要有电平调整和频率调整等。增益调节旋钮和电平调节旋钮低中、中高频的分频点的频率调节频率调节范围控制键(RANGE)：按下此键，低/中频率调节增加10倍，指示灯亮，频率可调范围为500～5000Hz,抬起此键，频率可调范围为50～500Hz，总调整范围为50Hz～5kHz。145.4效果处理器

概述在音频信号处理设备中，有一类专门用来对信号进行各种效果处理的设备，例如延时器、混响器等，在专业上通常将这类设备称为效果处理器。效果处理器是模拟声音在室内传播的专用设备，包括延时器和混响器。有时将两者结合成多重效果处理器。声音效果处理器是录制系统中必备的设备，用于节目后期制作。节目后期制作首先将各种声音的素材收集起来，再经有关设备加工而成。在后期制作时就需借用效果器来模拟节目现场声音传播时间，空间，方位及距离感，也就是模拟反射和混响声，创造出临场的感觉。15人们在室内听到的声音包括三种成分：未经延时的直达声、短时延时的前期反射声和延时较长的混响声。特别是混响声，它持续时间(即混响时间)的长短直接影响人们的听音效果。混响时间太短，声音发“干〞不动听；混响时间太长，声音混浊不清，破坏了音乐的层次感和清晰度。因而，对于特定的音乐节目，混响时间有一个最正确值。从大多数优质音乐厅场所观察，此值在1.8～2.2s之间。16混响器在音响系统中用来对信号实施混响处理，以模拟声场中的混响声效果，给发“干〞的声音加“湿〞，或者人为地增加混响时间，以弥补声场混响时间的缺乏。混响器主要有两大类，即机械混响器和电子混响器。机械混响器主要包括弹簧混响器、钢板混响器、箔式混响器和管式混响器等。弹簧混响器17电子混响器以延时器为根底，通过对信号的延时而产生混响效果，它往往兼有延时和混响双重功能，混响时间连续可调，且功能较多，能模拟如大厅(Hall)、俱乐部等多种声场，并能产生一些特殊效果，使用也十分方便。特别是以数字延时器为核心部件的数字混响器，具有动态范围宽、频响特性好、音质优良等优点，主要用于专业音响系统。18近些年来，一些音响设备公司开发出一种称之为MULTIEFFECTPROCESSOR即多效果处理器设备，简称效果器。这种设备不仅有上述延时和混响功能，还能制造出许多自然和非自然的声音效果；而且，它利用计算机技术，将编好的各种效果程序储存起来，使用时只需将所需效果调出即可。天马士SR-256多功能效果处理器

主要性能特点：

■高品质的20比特AD/DA转换器，具有杰出的技术性能和杰出的音频特性。19■225种预编程效果、两个独立的处理通道、记忆功能可以记忆最后的调节、单一旋钮调节、立体声输入、输出。

■提供专业录音室品质效果，包括混响、延时和唱、镶边、变调等，可随意的改变效果音和原音之间的叠加比率，得到千变万化的音效，满足高品质的要求。

天马士SR-256多功能效果处理器

20延时器(Delay)是一种人为地将音响系统中传输的音频信号延迟一定的时间后再送入声场的设备，是一种人工延时装置。它除了能对声音进行延时处理外，还可产生回声等效果。目前，延时器普遍采用电子技术来实现，通称为电子延时器。5.4.2数字延时器21电子延时器是把音频信号储存在电子元器件中，延迟一段时间后再传送出去，从而实现对声音的延时。BBD电荷耦合型延时器数字延时器5.4.2数字延时器22输入信号经模数(A/D)转换后得到的数字信号，通过多个相互串联的移位存放器，这些移位存放器使每个数字信号在采样时间间隔内移到下一级，直到经过所希望的延时时间；然后把信号从存放器中取出并经数模(D/A)转换和低通滤波器平滑，复原为模拟信号送出。延时时间长短的选择那么通过存储容量的变换来实现。低通滤波器用来限制信号中的高频分量，以防止采样过程中的折叠效应.23数字延时是数字延时器设备的根本单元，在有些具有特殊效果的数字延时器中，还要将延时信号(延时声)和原输入信号(主声)按比例混合后作为延时器的输出。这样，既可以听到主声，也可听到延时声，从而得到几种不同的特殊效果。如拍打回声(SlapEcho)、环境回声(AmbithtEcho)、多重回声(MultiEcho)、静态回声(StaticEcho)、长回声(LongEcho)、变调效果(PilchBend)和动态双声(DynamicDoubling)等。这种延时器在扩声系统中主要用来产生某些特殊效果。242延时器的应用将房间延时器〔延时声不与主声混合，不产生特殊效果，只对扩声系统中传输的信号作延时处理，以补偿由于系统传输线缆长短不同而造成的传输信号的时间差。〕接入扩声通道，对各扩声通道信号分别进行适当延时，使各音箱发出的声音几乎同时到达听众席，从而获得好的扩声效果。图5―29扩声通道的延时处理

252延时器的应用图5―29乐队演出的延时处理

前后排位的乐器从音箱中送出的声音在时间上是相同的，给人的感觉是后排的木管、铜管和前排的提琴都在眼前，采用延时器后，对后排的木管、铜管的拾音话筒适当加以延时，将这些乐器的声音推向深远处，使乐队有了前后层次，使整个乐队具有前后立体方位感。26延时器应用之三产生合唱效果运用多个延时器，将各个信号相加，就可以产生合唱效果。延时器应用之四对音频信号进行加工润色，改善其厚度和力度将信号中的一局部经过延时后与原信号进行相加，增加了声音的色彩，使其更加浑厚有力。注意，延时时间的长短与信号频率的上下和节奏快慢有关。频率越低，节奏越慢。对于语言信号，男声取40ms，女声取20-30ms为宜。低音乐器可适当加长。27延时器在现代音响系统中还可以将左右声道信号延时后分别与其主声信号叠加，可以使左右声道的声像分布加宽，从而扩展了声场，增强立体感；这种方法还能改善声音的饱满度和浑厚感，降低人耳对非线性的敏感度，使声音更加优美动听。28美国DODROS4000数字延时器(前面板)，它是一种常用的带效果的延时器。

.SPEED：调整延时信号的衰减速度。·WIDTH：调整空间感的强度(深度、宽度)。·DELAYTIME：调整延时信号的延时时间。·RANGE：调整第一次反射时间。·FEEDBACK：调整延时信号的返回比例。·MIX:调整延时信号与原信号的混合比例。·OUTPUTLEVEL：调整延时器总输出信号电平。·INPUTLEVEL：调整延时器输入信号电平。29图5―32延时电路结构高切：模仿声反射时，高频成分的丧失状态。预延时：产生与主声间隔大于40～50ms的声音。数字延时：产生屡次回声(产生层次感)。反响支路：将延时信号返回再与预延时信号相加，再延时后送出，产生层次范围，反响量越大，效果愈强。混合器：将延时信号与原信号按比例混合，可输出带有回声等效果的信号。30延时器一般为单通道设备，用于扩声系统时，要根据需要确定延时器的数量。如果某扩声通道左、右声道信号需要相同的延时时间，可以用一台延时器串入系统)；如果对话筒信号进行延时效果处理，可将延时器并在调音台上(通过AUX和RET端口)，延时器的数量与不同延时的话筒的数量对应.315.4.3数字混响器工作原理:通过A/D转换器，先将音频信号转换成数字信号,然后送入移位积存器。通过压控振荡器所发出的脉冲信号的驱动,使移位存放器工作,数字移位,从而构成一条数字信号延迟线.沿此延迟线依自然混响声的密度分布特性,置入一定数量的抽头,将延迟后的数字信号提取出来,经D/A转换器复原成音频信号,即可得到与自然混响十分接近的混响声.可以改变厅堂的混响时间，对较“干〞的信号进行再加工，以增加空间感，提高音响系统的饱满度。可以人为地制造一些特殊效果，如山谷、山洞的回声效果。32前期反射声初始混响声

混响信号经过较短延时的信号取出后作前期反射声；它通常与主声间隔小于50ms;从经过屡次不同延时的信号取出一局部混合成初始混响声，它实际是声音的中期反射声，使声音有纵深感；将初始混响信号再经混响处理后就形成混响信号。图5―33数字混响器原理

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5.4.4多效果处理器的应用近年来出现的多效果处理器设备，以数字混响器为根底，不仅有上述数字混响器所具有的功能(有些高档产品还有数字延时器的功能)，而且具有产生多种特殊效果的功能，在现代扩声系统中得到普遍使用。日本型的效果器这类效果器主要用来对娱乐场所或流行歌曲演唱进行效果处理欧美型的效果器这类效果器在专业艺术团体演出时使用较多34YAMAHAEMP-100效果器1)电源开关(POWER)这是一个按键，按一下效果器开启，再按一下那么关闭。当处于开启状态时，除非重新设置，否那么效果器执行上次关机前选择的效果程序。352)输入电平控制(INPUTLEVEL)

该旋钮用来调整输入信号电平，调整时应使信号显示器(SIGNAL)常亮，而峰值显示器(PEAK)不应闪亮或只是偶尔闪一下。363)记忆状态键(MEMORY)此键用来控制效果器的记忆状态，并通过增(▲)减()控制键选择效果工程(1～150)，这1～150个效果工程是已存储在效果器内的可执行效果程序。374)恢复键(RECALL)此键控制效果程序的执行。在记忆状态下，用(▲)或()键选好所要的效果工程，按下恢复键，使该工程对应的效果程序进入实际运行状态。385)参数状态键(PARAM)此键控制效果器进入选择参数状态，此时再利用(▲)或()键，可以对效果工程的参数值进行重新编程。396)MIDI状态键(MIDI)此键用来启动MIDI状态，并可通过(▲)或()键选项。在MIDI状态下，效果器可以接受外部MIDI信号(如合成器送入的信号)对效果器信号处理系统的控制。此功能主要用于节目制作。407)增(▲)和减()控制键在记忆、参数和MIDI三种状态下，此键的功能各不相同：·记忆状态下，(▲)或()控制键用来选择效果工程；·参数状态下，(▲)或()控制键用来调整参数值，并对所选效果工程进行编程；·MIDI状态下，(▲)或()控制键用来进行效果器对MIDI效果工程变化的控制。418)储存键(STORE)此键用于对效果工程编程后储存的控制。在参数状态下对效果工程编程后，按储存键可将其存在效果器内的RAM中，以便将来选取和恢复执行。429)数字式显示器在不同状态下，数字显示器的显示内容也不同。·记忆状态下，显示所选效果工程的序号；·参数状态下，显示所选效果的参数值状态；·MIDI状态下，显示MIDI效果的参数值变化情况。4310)效果/参数显示器(EFFECT/PARAM)该显示器由8个发光二极管组成。在不同状态下，显示的内容不同。·记