延時(shí) 混響 效果處理器

1、效果處理器 一、概述 在音頻信號(hào)處理設(shè)備中，有一類專門用來對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種效果處理的設(shè)備，例如延時(shí)器、混響器等，在專業(yè)上通常將這類設(shè)備稱為效果處理器。 人們都知道在音樂廳等專業(yè)場(chǎng)所欣賞音樂節(jié)目總是比在家庭、教室、會(huì)議室等普通房間里的效果好，這當(dāng)然有多方面的原因，但聲音的延時(shí)和混響等效果是重要的原因之一。1 我們知道，人們?cè)谑覂?nèi)聽到的聲音包括三種成分：未經(jīng)延時(shí)的直達(dá)聲、短時(shí)延時(shí)的前期反射聲和延時(shí)較長的混響聲。特別是混響聲，它持續(xù)時(shí)間(即混響時(shí)間)的長短直接影響人們的聽音效果?；祉憰r(shí)間太短，聲音發(fā)“干”不動(dòng)聽；混響時(shí)間太長，聲音混濁不清，破壞了音樂的層次感和清晰度。因而，對(duì)于特定的音樂節(jié)目，混響時(shí)間

2、有一個(gè)最佳值。從大多數(shù)優(yōu)質(zhì)音樂廳場(chǎng)所觀察，此值在1.82.2s之間。2 由于音樂廳等演出場(chǎng)所充分考慮了聲音的延時(shí)和混響等效果，因此人們?cè)谛蕾p演出時(shí)可以充分感受到樂隊(duì)演出的展開感、寬度感、聽音的空間感和一定程度的樂音的包圍感，也可以籠統(tǒng)地稱之為臨場(chǎng)感、現(xiàn)場(chǎng)感或自然感，所以十分優(yōu)美動(dòng)聽。 多年來，專業(yè)研究人員不斷開發(fā)和改進(jìn)各種音響設(shè)備，希望利用這些設(shè)備能夠在多種場(chǎng)合重現(xiàn)在音樂廳演出的效果。至今已取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，出現(xiàn)了包括前幾節(jié)中介紹的多種音頻信號(hào)處理設(shè)備，延時(shí)器、混響器等效果處理器類也是其中代表之一。 31. 延時(shí)器(Delay) 是一種人為地將音響系統(tǒng)中傳輸?shù)囊纛l信號(hào)延遲一定的時(shí)間后再送入聲

3、場(chǎng)的設(shè)備，是一種人工延時(shí)裝置。它除了能對(duì)聲音進(jìn)行延時(shí)處理外，還可產(chǎn)生回聲等效果。目前，延時(shí)器普遍采用電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，通稱為電子延時(shí)器。 4類型： 電子延時(shí)器是把音頻信號(hào)儲(chǔ)存在電子元器件中，延遲一段時(shí)間后再傳送出去，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的延時(shí)。目前常用的有電荷耦合型器件(BBD)延時(shí)器和數(shù)字延時(shí)器兩種。BBD延時(shí)器結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，主要用于卡拉OK機(jī)等業(yè)余設(shè)備，與后者相比，動(dòng)態(tài)范圍較小，音質(zhì)效果欠佳；在各種專業(yè)音響設(shè)備或系統(tǒng)中普遍采用數(shù)字延時(shí)器，它是一種理想的延時(shí)處理設(shè)備。52.混響器 在音響系統(tǒng)中用來對(duì)信號(hào)實(shí)施混響處理，以模擬聲場(chǎng)中的混響聲效果，給發(fā)“干”的聲音加“濕”，或者人為地增加混響時(shí)間，以

4、彌補(bǔ)聲場(chǎng)混響時(shí)間的不足。 6類型機(jī)械混響器 主要包括彈簧混響器、鋼板混響器、箔式混響器和管式混響器等，由于它們功能比較單一，音質(zhì)也不很理想，且存在因固有振動(dòng)頻率而引起的“染色失真”現(xiàn)象，因此目前很少使用。電子混響器。7 電子混響器以延時(shí)器為基礎(chǔ)，通過對(duì)信號(hào)的延時(shí)而產(chǎn)生混響效果，它往往兼有延時(shí)和混響雙重功能，混響時(shí)間連續(xù)可調(diào)，且功能較多，能模擬如大廳(Hall)、俱樂部等多種聲場(chǎng)，并能產(chǎn)生一些特殊效果，使用也十分方便。特別是以數(shù)字延時(shí)器為核心部件的數(shù)字混響器，具有動(dòng)態(tài)范圍寬、頻響特性好、音質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，主要用于專業(yè)音響系統(tǒng)。8效果器 近些年來，國外一些音響設(shè)備公司開發(fā)出一種稱之為MULTIEFF

5、ECTPROCESSOR即多效果處理器設(shè)備，簡稱效果器。這種設(shè)備不僅有上述延時(shí)和混響功能，還能制造出許多自然和非自然的聲音效果；而且，它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將編好的各種效果程序儲(chǔ)存起來，使用時(shí)只需將所需效果調(diào)出即可。特別是高檔次設(shè)備，還可根據(jù)需要調(diào)整原有的效果參數(shù)，即進(jìn)行效果編程，并將其儲(chǔ)存，以獲得自己想要的效果，使用更加方便，很受音響師們的青睞，現(xiàn)代音響系統(tǒng)普遍采用這種設(shè)備進(jìn)行效果處理。9二、 數(shù)字延時(shí)器 數(shù)字延時(shí)不僅是數(shù)字混響器的核心部件，在專業(yè)音響中還有專門對(duì)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理的數(shù)字延時(shí)器設(shè)備。 1.數(shù)字延時(shí)器的基本原理 數(shù)字延時(shí)，是先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再利用移位寄存器或隨機(jī)寄存器將數(shù)

6、字信號(hào)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，直到獲得所希望的延時(shí)時(shí)間以后再取出信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)再還原成模擬信號(hào)送出，此時(shí)的模擬信號(hào)就是原信號(hào)的延時(shí)信號(hào)。其原理框圖如圖41所示。10圖41 數(shù)字延時(shí)原理框圖11 圖中，輸入端的低通濾波器用來限制信號(hào)中的高頻分量，以防止采樣過程中的折疊效應(yīng)；輸入信號(hào)經(jīng)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號(hào)，通過多個(gè)相互串聯(lián)的移位寄存器，這些移位寄存器使每個(gè)數(shù)字信號(hào)在采樣時(shí)間間隔內(nèi)移到下一級(jí)，直到經(jīng)過所希望的延時(shí)時(shí)間；然后把信號(hào)從寄存器中取出并經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換和低通濾波器平滑，還原為模擬信號(hào)送出。延時(shí)時(shí)間長短的選擇則通過存儲(chǔ)容量的變換來實(shí)現(xiàn)，主同步控制器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)使上述所有功能同步

7、。12 數(shù)字延時(shí)是數(shù)字延時(shí)器設(shè)備的基本單元，在有些具有特殊效果的數(shù)字延時(shí)器中，還要將延時(shí)信號(hào)(延時(shí)聲)和原輸入信號(hào)(主聲)按比例混合后作為延時(shí)器的輸出。這樣，既可以聽到主聲，也可聽到延時(shí)聲，從而得到幾種不同的特殊效果。如拍打回聲(Slap Echo)、環(huán)境回聲(Ambitht Echo)、多重回聲(Multi Echo)、靜態(tài)回聲(Static Echo)、長回聲(Long Echo)、變調(diào)效果(Pilch Bend)和動(dòng)態(tài)雙聲(Dynamic Doubling)等。這種延時(shí)器在擴(kuò)聲系統(tǒng)中主要用來產(chǎn)生某些特殊效果。 13 在專業(yè)音響(效果)設(shè)備中，還有一類數(shù)字延時(shí)器，其延時(shí)聲不與主聲混合，不產(chǎn)

8、生特殊效果，只對(duì)擴(kuò)聲系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘?hào)作延時(shí)處理，以補(bǔ)償由于系統(tǒng)傳輸線纜長短不同而造成的傳輸信號(hào)的時(shí)間差。這類延時(shí)器通常稱為數(shù)字式房間延時(shí)器，例如DOD*811型數(shù)字延時(shí)器即為此類設(shè)備。它們調(diào)整非常簡單，一般只有輸入/輸出電平控制和延時(shí)時(shí)間控制。 14 2.延時(shí)器的應(yīng)用 在現(xiàn)代擴(kuò)聲系統(tǒng)中延時(shí)器得到廣泛應(yīng)用，它不僅能提高節(jié)目質(zhì)量，還能產(chǎn)生某些特殊效果。 通常，在一些大型場(chǎng)所，例如大型音樂廳，影劇院和高檔次大型歌舞廳等，擴(kuò)聲系統(tǒng)中的擴(kuò)聲通道不止一個(gè)，除主擴(kuò)聲外還有一組或幾組輔助擴(kuò)聲，使用的音箱較多，這些音箱在廳堂內(nèi)擺放的位置是前后左右錯(cuò)落有序的，如圖21所示。這樣，從各音箱發(fā)出的傳到聽眾席的聲音在時(shí)

9、間上就會(huì)出現(xiàn)先后差異，從而造成回聲干擾， 15 使人聽不清楚；而且由于人耳對(duì)聲音有先入為主的特點(diǎn)，因此人們就會(huì)感到聲音來自距離自己近的音箱，從而造成聽覺與視覺上的不一致。將房間延時(shí)接入擴(kuò)聲通道(見圖42)，對(duì)各擴(kuò)聲通道信號(hào)分別進(jìn)行適當(dāng)延時(shí)，使各音箱發(fā)出的聲音幾乎同時(shí)到達(dá)聽眾席，從而獲得好的擴(kuò)聲效果。在調(diào)整延時(shí)時(shí)間時(shí)，可讓舞臺(tái)兩側(cè)的主擴(kuò)聲信號(hào)較聽眾席兩側(cè)的輔助擴(kuò)聲信號(hào)早些到達(dá)聽眾席位，時(shí)間相差很小使聽眾不會(huì)感到明顯差異，這樣可使人感到聲音主要來自舞臺(tái)方向，從而達(dá)到聽覺與視覺的統(tǒng)一。16圖42 擴(kuò)聲通道的延時(shí)處理17圖43樂隊(duì)演出的延時(shí)處理 18 在大型樂隊(duì)演出時(shí)，各種樂器是按要求在舞臺(tái)前后左右排

10、位的，圖43所示為交響樂隊(duì)演出時(shí)的排位。利用話筒拾音時(shí)，雖然調(diào)音臺(tái)的聲像定位功能可以使左右排位的樂器產(chǎn)生左右立體方位感；但是前后排位的樂器從音箱中送出的聲音在時(shí)間上是相同的，給人的感覺是后排的木管、銅管和前排的提琴都在眼前，沒有前后層次，失去了前后立體方位感。如果采用延時(shí)器，對(duì)后排的木管、銅管的拾音話筒適當(dāng)加以延時(shí)，將這些樂器的聲音推向深遠(yuǎn)處，使樂隊(duì)有了前后層次，不但使整個(gè)樂隊(duì)具有左右立體方位感，而且有前后立體方位感，也就是有了所謂全方位立體感，從而得到理想的聆聽效果。19 帶有某些效果的數(shù)字延時(shí)器還可以為演唱者或朗誦者加入回聲效果。利用這種延時(shí)器對(duì)歌曲或朗誦的尾句、尾音適當(dāng)延時(shí)，可以制造出像

11、山谷中的回聲，給演出增加了特殊效果。20 延時(shí)器在現(xiàn)代音響系統(tǒng)中還有許多用途，例如，將左右聲道信號(hào)延時(shí)后分別與其主聲信號(hào)疊加可以使左右聲道的聲像分布加寬，從而擴(kuò)展了聲場(chǎng)，增強(qiáng)立體感；這種方法還能改善聲音的豐滿度和渾厚感，降低人耳對(duì)非線性的敏感度，使聲音更加優(yōu)美動(dòng)聽。再例如，將單聲道信號(hào)延時(shí)處理后分離，可產(chǎn)生模擬立體聲等等。 21 用于擴(kuò)聲系統(tǒng)中的數(shù)字延時(shí)器的品牌和種類較多，音響師通常是根據(jù)擴(kuò)聲系統(tǒng)的需要選擇的。下面給出兩種數(shù)字延時(shí)器的實(shí)例，供讀者參考。 圖44所示的是DOD811型數(shù)字式房間延時(shí)器前面板，它只對(duì)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理。這種延時(shí)器調(diào)整非常簡單，只設(shè)有輸入、輸出電平調(diào)整和延時(shí)時(shí)間DELA

12、YTIME調(diào)整。 22圖44 DOD811數(shù)字式房間延時(shí)器 23 圖45所示的是DODROS4000數(shù)字延時(shí)器(前面板)，它是一種常用的帶效果的延時(shí)器，由于這種延時(shí)器的功能較多，調(diào)整時(shí)相對(duì)繁瑣一些。圖中：圖45 DODROS4000數(shù)字延時(shí)器 24SPEED：調(diào)整延時(shí)信號(hào)的衰減速度。WIDTH：調(diào)整空間感的強(qiáng)度(深度、寬度)。DELAYTIME：調(diào)整延時(shí)信號(hào)的延時(shí)時(shí)間。RANGE：調(diào)整第一次反射時(shí)間。FEEDBACK：調(diào)整延時(shí)信號(hào)的返回比例。MIX:調(diào)整延時(shí)信號(hào)與原信號(hào)的混合比例。OUTPUTLEVEL：調(diào)整延時(shí)器總輸出信號(hào)電平。INPUTLEVEL：調(diào)整延時(shí)器輸入信號(hào)電平。電路結(jié)構(gòu)如圖632

13、所示。圖中：25圖46 延時(shí)電路結(jié)構(gòu)26高切：模仿聲反射時(shí)，高頻成分的丟失狀態(tài)。預(yù)延時(shí)：產(chǎn)生與主聲間隔大于4050ms的聲音。數(shù)字延時(shí)：產(chǎn)生多次回聲(產(chǎn)生層次感)。反饋支路：將延時(shí)信號(hào)返回再與預(yù)延時(shí)信號(hào)相加，再延時(shí)后送出，產(chǎn)生層次范圍，反饋量越大，效果愈強(qiáng)?；旌掀鳎簩⒀訒r(shí)信號(hào)與原信號(hào)按比例混合，可輸出帶有回聲等效果的信號(hào)。27 延時(shí)器一般為單通道設(shè)備，用于擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)需要確定延時(shí)器的數(shù)量。如果某擴(kuò)聲通道左、右聲道信號(hào)需要相同的延時(shí)時(shí)間，可以用一臺(tái)延時(shí)器串入系統(tǒng))；如果對(duì)話筒信號(hào)進(jìn)行延時(shí)效果處理，可將延時(shí)器并在調(diào)音臺(tái)上(通過AUX和RET端口)，延時(shí)器的數(shù)量與不同延時(shí)的話筒的數(shù)量對(duì)應(yīng)；對(duì)話

14、筒信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，還可將延時(shí)器接入調(diào)音臺(tái)輸入通道的INSERT端口或直接串入話筒中，其所需數(shù)量與延時(shí)處理的話筒一一對(duì)應(yīng)。實(shí)際上，除非有特殊要求，在演出中有一兩臺(tái)延時(shí)器就可以了(用于擴(kuò)聲通道的房間延時(shí)器除外)。28 3.數(shù)字混響器的工作原理 在閉室內(nèi)形成的直達(dá)聲，前期反射聲和混響聲中，除直達(dá)聲外，前期反射聲和混響聲都經(jīng)過了延時(shí)，而混響聲的延時(shí)時(shí)間最長，并且是逐漸衰落的。為了模擬閉室內(nèi)的音響效果，就需要產(chǎn)生上述不同的延時(shí)聲，特別是混響聲。因此首先要對(duì)主聲信號(hào)進(jìn)行不同的延時(shí)，然后將各信號(hào)進(jìn)行混合，從而模擬出閉室內(nèi)的聲響效果。圖47即為以數(shù)字延時(shí)器為基礎(chǔ)的數(shù)字混響器原理圖。29圖47 數(shù)字混響器原理

15、30 從圖中可以看到，延時(shí)器起著非常重要的作用。經(jīng)過較短延時(shí)的信號(hào)取出后作前期反射聲；它通常與主聲間隔小于50ms;從經(jīng)過多次不同延時(shí)的信號(hào)取出一部分混合成初始混響聲(有時(shí)人們進(jìn)一步把前期反射聲和混響聲之間的部分叫做初始混響聲)，它實(shí)際是聲音的中期反射聲，使聲音有縱深感；將初始混響信號(hào)再經(jīng)混響處理后就形成混響信號(hào)。這里的混響處理主要還是起延時(shí)作用。它將初始混響再進(jìn)行適當(dāng)延時(shí)，同時(shí)模擬混響聲的衰落(即混響的持續(xù)時(shí)間)以及多次反射的高頻丟失現(xiàn)象， 31 由于低頻信號(hào)有繞射現(xiàn)象，所以混響聲中低頻成分要多一些?；祉懧曇部煽闯墒锹曇舻暮笃诜瓷渎暎孤曇粲袦喓窀?。最后將直達(dá)聲，前期反射聲，初始混響及混響

16、信號(hào)混合，作為數(shù)字混響器的輸出，這樣就產(chǎn)生了模擬閉室聲響的效果。也就是說，經(jīng)數(shù)字混響器處理后，產(chǎn)生的混響聲具有閉室混響聲的特點(diǎn)：32 (1)混響聲與主聲分開，時(shí)間間隔在50ms以內(nèi)，且逐漸衰落，余音弱而且模糊； (2)混響聲與主聲結(jié)合后產(chǎn)生延續(xù)感； (3)混響聲能產(chǎn)生明顯的空間縱深感和聲場(chǎng)環(huán)境感； (4)混響聲在主聲之后，使聲音變得豐滿、圓潤、渾厚、活潑。 33 4. 多效果處理器的應(yīng)用 數(shù)字混響器通常為雙通道設(shè)備，種類也很多，其主要作用是模擬各種閉室的混響聲效果，這里就不再舉例說明了。 近年來出現(xiàn)的多效果處理器設(shè)備，以數(shù)字混響器為基礎(chǔ)，不僅有上述數(shù)字混響器所具有的功能(有些高檔產(chǎn)品還有數(shù)字延

17、時(shí)器的功能)，而且具有產(chǎn)生多種特殊效果的功能，在現(xiàn)代擴(kuò)聲系統(tǒng)中得到普遍使用。目前，多效果處理器(以下簡稱效果器)主要分為兩大類。 34 一類是日本型的效果器，它們對(duì)音色處理的幅度大，有夸張的特性，聽起來感覺強(qiáng)烈，尤其受到歌星和業(yè)余歌手的歡迎，這類效果器主要用來對(duì)娛樂場(chǎng)所或流行歌曲演唱進(jìn)行效果處理；另一類是歐美型的效果器，它們的特點(diǎn)是音色經(jīng)過真實(shí)、細(xì)膩的混響處理，可以模擬歐洲音樂廳、DISCO舞廳、爵士音樂、搖滾音樂、體育館、影劇院等的聲響效果，但其加工修飾的幅度不夠夸張，人們聽起來會(huì)感覺到效果不很明顯，這類效果器在專業(yè)藝術(shù)團(tuán)體演出時(shí)使用較多。下面分別給出實(shí)例，使讀者對(duì)兩類效果器有初步了解。35

18、DSP-256效果器具有多種效果，其內(nèi)容如下：(1)廳堂(2)動(dòng)感效果(3)跳躍效果(4)爵士樂效果(5)大教堂效果(6)去左路效果(7)和弦/延時(shí)效果(8)法蘭回聲混響效果(9)廳堂低音合唱效果(10)濺水聲回響效果(11)返回聲效果(12)體育館聲響效果(13)歌劇院聲響效果(14)劇場(chǎng)聲響效果(15)一般教堂聲響效果(16)圓形劇場(chǎng)聲響效果(17)大理石裝飾的大廈聲響效果(18)晚霞效果36(20)早期反射效果(21)滿場(chǎng)房間效果(22)空?qǐng)龇块g效果(23)游泳池效果(24)臺(tái)階式廣場(chǎng)效果(25)西班牙舞樂效果(26)低沉的左右雙聲效果(27)漸強(qiáng)的返回和4階效果(28)漸弱回聲(29)

19、旋轉(zhuǎn)效果(30)1和1/2第二音程效果37(31)返回和4階250毫秒效果(32)返回和4階300毫秒效果(33)返回和4階375毫秒效果(34)加強(qiáng)回聲效果(35)歡快的16分音符效果(36)延時(shí)半秒效果(37)活潑的華爾茲效果(38)美好的延遲效果(39)薄法蘭聲響效果(40)乒乓合唱效果(41)150秒用30/100(42)225秒用20/10038(43)立體聲像2效果(44)弱延遲效果(45)最低部弦音效果(46)缸內(nèi)合唱效果(47)豐富的法蘭效果(48)中弦合唱效果(49)緩慢柔和效果(50)細(xì)長舞臺(tái)效果(51)“Leslic”效果(52)快速掃描39(53)動(dòng)物法蘭效果(54)筒形法蘭效果(55)動(dòng)物法蘭2效果(56)合唱室效果(57)合唱延時(shí)效果(58)拍手合唱效果(59)法蘭延時(shí)效果(60)游泳效果(61)快速半音階延時(shí)效果(62)轉(zhuǎn)動(dòng)管風(fēng)琴效果(63)法蘭獨(dú)奏效果40(64)法蘭抖動(dòng)效果(65)歌劇效果(66)樂器合成效果(67)簡捷的合成效果(68)鋼琴合奏效果(69)諧音效果(70)快