現(xiàn)代音響與調(diào)音技術(shù)(第四版) 課件 王興亮 第5-8章 音頻信號(hào)處理設(shè)備-擴(kuò)音系統(tǒng)的調(diào)音技巧

第5章音頻信號(hào)處理設(shè)備5.1圖示均衡器5.2壓縮/限幅器5.3電子分頻器5.4效果處理器5.5聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器5.6其他處理設(shè)備本章小結(jié)

音頻信號(hào)處理設(shè)備(AudioSignalProcessor)是指在音響系統(tǒng)中對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行修飾加工處理的部件、裝置或設(shè)備。在專業(yè)音響設(shè)備中,音頻信號(hào)處理設(shè)備可以作為調(diào)音臺(tái)、擴(kuò)音機(jī)等設(shè)備內(nèi)部的一個(gè)部件,例如前述調(diào)音臺(tái)及擴(kuò)音機(jī)內(nèi)置的均衡電路或混響電路;也可以做成一臺(tái)完整的獨(dú)立設(shè)備,作為擴(kuò)聲等音響系統(tǒng)的組成部分,例如各種專業(yè)的圖示均衡器、延時(shí)混響器等。在劇院、歌舞廳等場(chǎng)所的擴(kuò)聲系統(tǒng)中,大量使用著各式各樣的信號(hào)處理設(shè)備,其中不少還進(jìn)入民用音響領(lǐng)域,它們對(duì)聲音信號(hào)的音質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。

在音響系統(tǒng)中加入信號(hào)處理設(shè)備通常有兩種目的:一種是對(duì)信號(hào)進(jìn)行修飾求得音色的美化,達(dá)到更為優(yōu)美動(dòng)聽(tīng)或取得某些特殊效果;其次是為了改進(jìn)傳輸信道本身的質(zhì)量,以求改善信噪比和減小失真或彌補(bǔ)某些環(huán)境的聲缺陷等。

信號(hào)處理設(shè)備只有使用正確、恰當(dāng),才能獲得良好的效果。

信號(hào)處理技術(shù)已成為現(xiàn)代音響技術(shù)中最活躍的領(lǐng)域之一。

音頻信號(hào)處理設(shè)備可以有多種分類方法。按照其處理信號(hào)的方式,可以分為模擬信號(hào)處理設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備兩大類。前者出現(xiàn)較早,目前仍占多數(shù)。如常用的均衡器、壓縮/限幅器等。后者由于其性能優(yōu)良,近年來(lái)發(fā)展很快。其中用得最多的是數(shù)字式延時(shí)器和多效果處理器。

按照處理設(shè)備的基本結(jié)構(gòu),可分為機(jī)械式信號(hào)處理設(shè)備和電子式信號(hào)處理設(shè)備。前者如鋼板混響器、金箔混響器和彈簧混響器等。

擴(kuò)聲系統(tǒng)中常用的有以下幾類:

(1)濾波器和均衡器。

(2)壓縮/限幅器和擴(kuò)展器。

(3)電子分頻器。

(4)延時(shí)器和混響器。

(5)聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器。

5.1圖示均衡器

均衡器(Equalizer,簡(jiǎn)稱EQ)是將音頻信號(hào)分為多個(gè)不同頻段,然后通過(guò)不同頻段的中心頻率對(duì)各頻段信號(hào)的電平按需要進(jìn)行提升或衰減,以期達(dá)到聽(tīng)覺(jué)上的頻率平衡的頻率處理設(shè)備,即它是一個(gè)多頻段的頻響處理設(shè)備。均衡器是擴(kuò)聲系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的信號(hào)處理設(shè)備。

5.1.1頻率均衡處理的意義

1.改善聲場(chǎng)的頻率傳輸特性

改善傳輸特性是均衡器最基本的功能。

2.對(duì)聲源的音色結(jié)構(gòu)加工處理

擴(kuò)聲系統(tǒng)中,聲源的種類很多,不同的傳聲器拾音效果也不同,加之聲源本身的缺陷,可能會(huì)使音色結(jié)構(gòu)不理想。通過(guò)均衡器對(duì)聲源的音色加以修飾,會(huì)得到良好的效果。

3.滿足人們生理和心理上的聽(tīng)音要求

通過(guò)均衡器可以有意識(shí)地提升或衰減某些頻率的信號(hào),以取得滿意的聆聽(tīng)效果。

4.改善音響系統(tǒng)的頻率響應(yīng)

音響設(shè)備是由電子線路構(gòu)成的,而一個(gè)音響系統(tǒng)又是由許多音響設(shè)備組成的,音頻信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)造成某些頻率成分的損失,通過(guò)均衡器可以對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹浹a(bǔ)。

多頻段均衡器具有許多用途,和其他信號(hào)處理設(shè)備配合使用,會(huì)收到非常理想的效果,這需要在實(shí)踐中深刻體會(huì)。

5.1.2多頻段圖示均衡器的基本原理

均衡器是通過(guò)改變頻率特性來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加工處理的,因此必須具有選頻特性?？梢?jiàn)多頻段均衡器是由許多個(gè)中心頻率不同的選頻電路組成的,而且均衡器對(duì)相應(yīng)頻率點(diǎn)的信號(hào)電平既可以提升也可以衰減,即信號(hào)電平的幅度可調(diào)。

多頻段圖示均衡器(GraphicEQ)也稱多頻段圖形均衡器,這是現(xiàn)代音響擴(kuò)聲系統(tǒng)中最常用的一種音質(zhì)調(diào)節(jié)設(shè)備。它把音頻全頻帶或其主要部分分成若干個(gè)頻率點(diǎn)(中心頻率)進(jìn)行提升或衰減,各頻率點(diǎn)之間互不影響,因而可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的頻率特性進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整。由于多頻段均衡器普遍都使用推拉式電位器作為每個(gè)中心頻率的提升和衰減調(diào)節(jié)器,推鍵排列位置正好形成與均衡器的頻率響應(yīng)相對(duì)應(yīng)的圖形,因此稱之為圖示均衡器。

圖示均衡器通常分為：

1.LC型多頻段均衡器

圖5-1為L(zhǎng)C型多頻段均衡器原理圖。由運(yùn)算放大器和多個(gè)不同中心頻率的LC串聯(lián)諧振回路(選頻電路)組成,其頻響曲線為鐘形,如圖5-2所示。圖5-1LC型多頻段均衡器原理圖圖5-2均衡器頻響曲線

多頻段均衡器中的LC元件的數(shù)值是由所調(diào)節(jié)的中心頻率決定的。設(shè)計(jì)時(shí),通常是先根據(jù)要求,確定中心頻率,然后設(shè)定電容C值,再計(jì)算電感L值,其計(jì)算公式為

式中:f0——中心頻率(Hz);

C——設(shè)定的電容值(F)。

2.模擬電感型多頻段圖示均衡器

圖5-3為一模擬電感型多頻段均衡器電路示意圖。

模擬電感電路有許多種,圖5-3所示的是常見(jiàn)的一種電路,我們將其虛線框中的部分電路在圖5-4中化簡(jiǎn)。圖5-3運(yùn)放模擬電感多頻段均衡器

圖5-4運(yùn)放構(gòu)成的模擬電感

根據(jù)運(yùn)算放大器的“虛短”、“虛地”原理和電路基礎(chǔ)中的節(jié)點(diǎn)電流分析法,可列出如下方程:

如果在上述電路中的輸入端(圖中A點(diǎn))再串入一個(gè)電容C1,即可組成一個(gè)串聯(lián)諧振回路,其諧振頻率為

當(dāng)回路諧振時(shí),總阻抗為Z=R1,回路Q值為

模擬電感也可以由晶體管電路組成,如圖5-5-所示。圖5-5-晶體管構(gòu)成的模擬電感

按圖可列出下列方程:

由此可得:

還有一種均衡器設(shè)備稱做參量均衡器(ParametricEQ),其原理框圖如圖5-6所示。圖5-6參量均衡器原理框圖

圖5-7給出了某調(diào)音臺(tái)參量均衡器的低中頻段原理電路圖5-7參量均衡器原理電路

3.高、低通濾波器

在均衡器設(shè)備或其他音響設(shè)備中,通常都設(shè)有高通或低通濾波器。它們常用二階有源或高階有源濾波器,圖5-8(a)、(b)分別給出了典型的二階有源高通和低通濾波器。

圖5-8二階有源濾波器

4.均衡器的技術(shù)指標(biāo)

作為信號(hào)處理設(shè)備的多頻段均衡器的技術(shù)指標(biāo)主要有:

(1)頻響。

(2)頻率中心點(diǎn)誤差。

(3)輸入阻抗。

(4)最大輸入電平。

(5)輸出阻抗。

(6)最大輸出電平。

(7)總諧波失真。

(8)信噪比。

5.1.3均衡器在擴(kuò)聲系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.圖示均衡器實(shí)例

美國(guó)DOD公司專業(yè)生產(chǎn)信號(hào)處理設(shè)備,其專業(yè)單、雙通道15-段和31段圖示均衡器產(chǎn)品是擴(kuò)聲系統(tǒng)中常用的均衡器設(shè)備。圖5-9和圖5-10分別給出了“DOD231”型雙通道31段1/3倍頻程圖示均衡器的原理框圖(只給出一個(gè)通道,另一通道與之相同)和前面板結(jié)構(gòu)圖。圖5-9“DOD231”的原理框圖

圖5-10“DOD231”前面板結(jié)構(gòu)圖

均衡器的各種控制鍵鈕均設(shè)在前面板上,不同廠家的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上可能有所差異。雙通道均衡器兩個(gè)通道的鍵鈕相同且獨(dú)立控制,下面我們參照?qǐng)D5-9和圖5-10介紹均衡器的鍵鈕功能。

1)頻率點(diǎn)電平調(diào)節(jié)電位器

2)輸入電平調(diào)節(jié)電位器(INPUTGAIN)

3)低頻切除濾波器開(kāi)關(guān)(LOWCUT)

4)均衡器切入/切出開(kāi)關(guān)(IN/OUT)

5)輸入信號(hào)電平顯示

6)電源開(kāi)關(guān)

2.均衡器在擴(kuò)聲系統(tǒng)中的應(yīng)用

可以在調(diào)音臺(tái)上并聯(lián)(即將均衡器接于調(diào)音臺(tái)輔助和返回端口)一臺(tái)多頻段均衡器(最好使用31段均衡器,這樣調(diào)整得更精確),主要用來(lái)改善環(huán)境聲場(chǎng),也就是改善聽(tīng)音環(huán)境的頻率特性,使其頻響曲線趨于平坦。在調(diào)整均衡器時(shí)對(duì)各頻率點(diǎn)只作衰減處理,不要提升,此時(shí)的均衡器可以稱為“聲場(chǎng)均衡器”或“房間均衡器”(實(shí)際上,在均衡器一族中有專門(mén)的“房間均衡器”,它只有衰減調(diào)整,沒(méi)有提升調(diào)整)。圖5-11給出了某廳堂自然頻率特性及均衡器調(diào)節(jié)曲線,僅供參考。

圖5-11自然頻率特性及均衡器調(diào)節(jié)曲線

其調(diào)整方法如下:

(1)采用音頻信號(hào)發(fā)生器等設(shè)備,對(duì)廳堂的頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行測(cè)定。

(2)對(duì)于歌舞廳等業(yè)余演出場(chǎng)所,在沒(méi)有測(cè)試設(shè)備的條件下,可采用聽(tīng)音的方法進(jìn)行均衡處理。

為了滿足提高音質(zhì)、改善音色等要求,通常要在擴(kuò)聲系統(tǒng)的各擴(kuò)聲通道中串接多頻段均衡器,將音頻分為幾個(gè)主要部分進(jìn)行調(diào)整。

(1)20~60Hz之間的低頻聲,往往使人感到很響,如遠(yuǎn)處的雷聲。

(2)60~250Hz之間的頻段包含著節(jié)奏聲部的基礎(chǔ)音,調(diào)整這一頻段可以改善音樂(lè)的平衡,使其豐滿。

(3)250Hz~2kHz之間包含著大多數(shù)樂(lè)器的低次諧波,如果提升過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致音樂(lè)像在電話中聽(tīng)到的那種音質(zhì),失掉或掩蓋了富有特色的高頻泛音。

(4)如果提升2~4kHz頻段,就會(huì)掩蔽說(shuō)話的重要識(shí)別音,導(dǎo)致說(shuō)話者給人感覺(jué)口齒不清,并使唇音“m、b、v”難以辨別。

(5)4~6kHz之間是使聲音具有臨場(chǎng)感的頻段,主要影響語(yǔ)言和樂(lè)器等聲音的清晰度。

(6)6~16kHz頻段影響聲音的明亮度、宏亮度和清晰度,然而提升過(guò)高,則會(huì)使語(yǔ)言產(chǎn)生齒音、s音,使聲音產(chǎn)生“毛刺”。

(7)如果提升16kHz以上頻段,容易出現(xiàn)聲反饋而產(chǎn)生嘯叫。

在擴(kuò)聲系統(tǒng)中使用均衡器時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

(1)選擇各頻率點(diǎn)時(shí)要有針對(duì)性和目的性;

(2)高低音頻率的調(diào)節(jié)要有限度;

(3)兩個(gè)相鄰頻率點(diǎn)之間的提升和衰減不要出現(xiàn)大幅度的峰谷交錯(cuò),一般以不超過(guò)3dB為宜;

(4)各擴(kuò)聲通道不要按同一頻響特性均衡,否則很容易引起其頻譜的不平衡,也無(wú)法表現(xiàn)不同聲源的特點(diǎn);

(5)要注意恰當(dāng)使用低通濾波器。

5.2壓縮/限幅器

壓縮限幅器簡(jiǎn)稱壓限器(Compressor/Limiter),也是音響系統(tǒng)中常用的信號(hào)處理設(shè)備,它具有壓縮和限幅兩種功能。

5.2.1壓縮/限幅器的功能

壓限器的主要功能是對(duì)音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮或限制,即把信號(hào)的最大電平與最小電平之間的相對(duì)變化范圍加以縮小,從而達(dá)到減小失真和降低噪聲等目的。

壓限器還能保護(hù)功率放大器和揚(yáng)聲器。當(dāng)有過(guò)大功率信號(hào)沖擊時(shí),此功率可以受到壓限器的限制,從而起到保護(hù)功放和揚(yáng)聲器的作用。

5.2.2壓縮/限幅器的基本原理

壓縮器實(shí)際上是一個(gè)自動(dòng)音量控制器,它是由帶有自動(dòng)增益控制(AGC)的放大電路組成的。當(dāng)輸入信號(hào)超過(guò)稱為閾值(Threshold)的預(yù)定電平(也稱壓縮閾或門(mén)限)時(shí),壓縮器的增益就下降,使得信號(hào)被衰減,如圖5-12所示。

圖5-12信號(hào)電平的壓縮和提升

圖5-13是一種壓控型壓縮器的框圖,它由檢波器和壓控放大器(VCA)組成。圖5-13壓控型壓縮器框圖

壓控放大器一般都采用壓控可變電阻來(lái)控制增益。圖5-14(a)為場(chǎng)效應(yīng)管壓控可變電阻原理圖。當(dāng)加在漏極D與源極S之間的信號(hào)電壓小于0.1V時(shí),漏、源極之間的等效電阻RDS將隨著上述檢波器檢波電壓得到的柵源負(fù)偏壓UGS變化,二者之間的關(guān)系如圖5-14(b)所示。圖5-14場(chǎng)效應(yīng)管壓控可變電阻

壓縮器的壓縮特性如圖5-15-所示。壓縮比連續(xù)變化,壓縮輸入門(mén)限(閾值)電壓約為30mV,輸入大于100mV后進(jìn)入限幅區(qū)。

當(dāng)壓縮器的壓縮比足夠大時(shí),壓縮器就變?yōu)橄薹?所以壓縮器和限幅器實(shí)際構(gòu)成同一臺(tái)信號(hào)處理設(shè)備——壓縮/限幅器,也稱壓限器,其特性示于圖5-16。圖5-15-壓控型壓縮器的壓縮特性圖5-16壓限器特性

5.2.3壓縮/限幅器的應(yīng)用

壓限器也是擴(kuò)聲系統(tǒng)的常用設(shè)備之一,特別是在較大型專業(yè)演出場(chǎng)所的擴(kuò)聲系統(tǒng)中,壓限器是必不可少的設(shè)備,有時(shí)甚至要使用多臺(tái)壓限器。

GC2020BⅡ壓限器的原理框圖和前后面板圖分別示于圖5-17和圖5-18。其主要技術(shù)指標(biāo)為:信噪比>90dB;總諧波失真<0.05%;頻響(20Hz~20kHz)為±2dB;其他指標(biāo)均在鍵鈕上顯示出來(lái)。圖5-17GC2020BⅡ原理框圖圖5-18GC2020BⅡ前后面板示意圖

1.前面板———鍵鈕功能

壓限器各種控制鍵鈕大多設(shè)置在前面板上(見(jiàn)圖5-18)。

1)電源開(kāi)關(guān)(powerON/OFF)

這是設(shè)備的交流電源開(kāi)關(guān)。

2)立體聲和雙單聲道選擇開(kāi)關(guān)(LINK:STEREO/DUALMONO)

壓限器通常都具有兩個(gè)通道,即“通道1”(CHANNEL1)和“通道2”(CHANNEL2)。它們有兩種工作制式,一種是立體聲制式,一種是雙單聲道制式,這個(gè)按鍵就是用來(lái)進(jìn)行工作制式選擇的。

3)壓限器輸入/輸出選擇開(kāi)關(guān)(COMPIN/OUT)

這個(gè)按鍵是對(duì)壓限器中的壓縮/限幅電路的接入與斷開(kāi)進(jìn)行選擇控制的。按下此鍵(“IN”位置),壓縮/限幅電路接入壓限器,信號(hào)可以進(jìn)行壓縮/限幅處理,該鍵上方的工作狀態(tài)指示燈亮;抬起此鍵(“OUT”位置),壓縮/限幅電路將從壓限器中斷開(kāi),信號(hào)繞過(guò)壓縮/限幅電路直接從輸出放大器輸出,不進(jìn)行壓縮/限幅處理,指示燈滅。

4)增益衰減指示表(GAINREDUCTION)

這個(gè)指示表用dB表示增益衰減來(lái)顯示壓限器處理的信號(hào),共分五擋:0、-4、-8、-16和-24dB。

5)噪聲門(mén)限控制與顯示(EXPGATE)

“EXP”是EXPANDER(擴(kuò)展器)的縮寫(xiě),擴(kuò)展器的功能之一是,當(dāng)信號(hào)電平降低時(shí),其增益也減小,用它可以抑制噪聲。通過(guò)旋鈕設(shè)置一個(gè)低于節(jié)目信號(hào)最低值的門(mén)限(GATE)電平,這樣,低于門(mén)限的噪聲就被限制,而所有節(jié)目信號(hào)可以安全通過(guò),這個(gè)功能對(duì)節(jié)目間歇時(shí)消除背景雜音和噪聲尤其有效。從這個(gè)意義上講,這個(gè)門(mén)限就是噪聲門(mén)限,

它的作用就是抑制噪聲,所以將“EXPGATE”稱為“噪聲門(mén)”而不是“擴(kuò)張門(mén)”

6)壓限器閾值(門(mén)限)調(diào)節(jié)旋鈕(THRESHOLD)

這個(gè)旋鈕用來(lái)控制壓限器閾值的大小,它決定著在信號(hào)為多大時(shí)壓限器才進(jìn)入壓縮/限幅的工作狀態(tài)。如壓限器原理所述,閾值設(shè)定后,低于閾值的信號(hào)原封不動(dòng)地通過(guò),高于閾值的信號(hào),按壓限器設(shè)置的壓縮比率及啟動(dòng)和恢復(fù)時(shí)間三個(gè)參數(shù)進(jìn)行壓縮或限幅。

7)壓縮比調(diào)節(jié)旋鈕(COMPRATIO)

閾值確定以后,用這個(gè)旋鈕來(lái)決定超過(guò)閾值信號(hào)的壓縮比。壓縮比∞∶1,通常用來(lái)表示限幅功能,限制信號(hào)超過(guò)一個(gè)特殊的值(通常是0dB);超高壓縮比20∶1,通常用來(lái)使樂(lè)器聲保持久遠(yuǎn),特別適用于電吉他和貝司,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生鼓的聲音;低壓縮比2∶1~8∶1,通常用來(lái)使聲音圓潤(rùn),減少顫動(dòng),特別是當(dāng)說(shuō)話者或歌唱者走近或遠(yuǎn)離麥克風(fēng)時(shí)。

8)啟動(dòng)時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕(ATTACK)

所謂啟動(dòng)時(shí)間是指當(dāng)信號(hào)超過(guò)閾值時(shí),多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)壓縮功能可以全部展開(kāi),它與原理中介紹的信號(hào)增加時(shí)間是一致的,這個(gè)旋鈕就是用來(lái)調(diào)節(jié)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短的,它的調(diào)節(jié)范圍為0.2~20ms。

啟動(dòng)時(shí)間在很大程度上取決于被處理信號(hào)的種類和希望得到的效果,極短的啟動(dòng)時(shí)間通常用來(lái)使聲音“圓滑”。

9)釋放時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕(RELEASE)

與啟動(dòng)時(shí)間相反,釋放時(shí)間是指當(dāng)信號(hào)低于閾值時(shí),多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能釋放壓縮,它與原理中所說(shuō)的信號(hào)恢復(fù)時(shí)間是一致的。

與啟動(dòng)時(shí)間相同,釋放時(shí)間的控制在很大程度上取決于被處理信號(hào)的種類和希望得到的效果,其主要原因是,如果信號(hào)低于閾值,壓縮就立刻停止,會(huì)造成信號(hào)的突變,尤其是當(dāng)樂(lè)器有長(zhǎng)而柔和的滑音時(shí)。除非有特別要求,一般調(diào)節(jié)釋放時(shí)間的長(zhǎng)短,應(yīng)使其包容被處理的信號(hào)。

10)輸入電平調(diào)節(jié)旋鈕(INPUT)

這個(gè)旋鈕用來(lái)控制壓限器的輸入靈敏度,使壓限器能接受寬范圍的信號(hào)。

11)輸出電平調(diào)節(jié)旋鈕(OUTPUT)

這個(gè)旋鈕用來(lái)控制壓限器輸出信號(hào)的大小,其控制范圍與“INPUT”相同。

2.后面板———接線端口

壓限器的輸入、輸出端口均設(shè)在后面板上。

1)輸入端口(INPUT)

2)輸入電平選擇開(kāi)關(guān)(INPUTLEVEL)

3)輸出端口(OUTPUT)

4)輸出電平選擇開(kāi)關(guān)(OUTPUTLEVEL)

5)壓縮檢測(cè)器輸入/輸出端口(DETECTORIN/OUT)

正常使用壓縮器時(shí),請(qǐng)將耦合棒按圖5-18所示方式接入。

5.3電子分頻器

作為音頻信號(hào)處理設(shè)備的電子分頻器,通常用在大型或高檔次的擴(kuò)聲系統(tǒng)中。它可以提高音頻功率放大器的工作效率,減少無(wú)用功率,降低揚(yáng)聲器系統(tǒng)的頻率失真度,從而提高揚(yáng)聲器的還音質(zhì)量。

5.3.1電子分頻器的功能

如果低音和高音在同一個(gè)通道中傳輸、放大、直至還音,會(huì)對(duì)中高音有一定的損害,往往會(huì)對(duì)能量比較小的中高音形成一種掩蔽作用,使中高音成分細(xì)膩的部分和音色之間細(xì)小差異的表現(xiàn)受到限制,降低了音樂(lè)的層次感,這也是均衡器調(diào)整中要提升中高音區(qū)和適當(dāng)衰減低音區(qū)的原因之一。

5.3.2電子分頻器的基本原理

電子分頻器是對(duì)全頻帶音頻信號(hào)進(jìn)行分頻處理的,按照分離頻段的不同可分為二分頻、三分頻和四分頻電子分頻器。無(wú)論哪種分頻器,要分離音頻,就必須有選頻特性,而且,要有一定的帶外衰減。因此,電子分頻器主要由高階低通、高通或帶通及晶體管或集成運(yùn)放構(gòu)成的有源濾波器組成。圖5-19給出了由有源高、低通濾波器組成的高、低二分頻的原理電路,對(duì)于三分頻和四分頻只要在其中加入相應(yīng)的帶通濾波器即可,其工作原理比較簡(jiǎn)單,此處不再詳述,讀者可參照有關(guān)書(shū)籍或資料。圖5-19電子分頻原理電路

1.二分頻電子分頻器

二分頻電子分頻器是由一個(gè)高通和一個(gè)低通濾波器組成的。它將音頻信號(hào)分為低音和高音兩個(gè)頻段,設(shè)有一個(gè)低頻和高頻交叉的頻率點(diǎn),稱為分頻點(diǎn),也就是說(shuō)二分頻的分頻器只有一個(gè)分頻點(diǎn),其頻響特性(即分頻特性)如圖5-20所示。圖5-20二分頻頻響特性

二分頻電子分頻器主要用于二分頻音箱或中高音音箱和純低音音箱的組合,其連接方法分別如圖5-21(a)和(b)所示。圖5-21二分頻電子分頻器與音箱的連接

2.三分頻電子分頻器

三分頻電子分頻器是由一個(gè)高通、一個(gè)帶通和一個(gè)低通濾波器組成的。它將信號(hào)分為低音、中音和高音三個(gè)頻段,設(shè)有低/中和中/高兩個(gè)分頻點(diǎn),其頻響特性如圖5-22所示。圖5-22三分頻頻響特性

三分頻電子分頻器主要用于三分頻音箱或中高音二分頻音箱和純低音音箱的組合,其連接方法分別如圖5-23(a)和(b)所示。圖5-23三分頻電子分頻器與音箱的連接

3.四分頻電子分頻器

四分頻電子分頻器是由一個(gè)高通濾波器,兩個(gè)不同中心頻率的帶通濾波器和一個(gè)低通濾波器組成的。它將信號(hào)分為低音、低中音、高中音和高音四個(gè)頻段,設(shè)有低/低中,低中/高中和高中/高三個(gè)分頻點(diǎn),其頻響特性如圖5-24所示。圖5-24四分頻頻響特性

四分頻電子分頻器主要用于三分頻音箱和純低音音箱的組合或四分頻音箱(這種音箱很少見(jiàn)),連接方法如圖5-25-所示。圖5-25-四分頻電子分頻器與音箱的連接

5.3.3電子分頻器的選型

在實(shí)際中選擇幾分頻的電子分頻器,要依據(jù)擴(kuò)聲系統(tǒng)的要求而定。

一般的中小型歌舞廳為了降低投資成本,選用二分頻電子分頻器,配以二分頻音箱(具有外接分頻端口的音箱,以下同)就可以了,如果想提高檔次,也可配以中高音箱和純低音音箱的組合。

音樂(lè)廳、劇院和大型高檔歌舞廳等比較復(fù)雜的擴(kuò)聲系統(tǒng),其主擴(kuò)聲通道常采用二分頻或三分頻音箱再配以純低音音箱,這時(shí)需選用三分頻或四分頻電子分頻器;有些要求更高的系統(tǒng)用于輔助擴(kuò)聲的音箱也采用二分頻音箱,此時(shí)需要增選二分頻電子分頻器,因?yàn)檩o助擴(kuò)聲通道較少使用純低音音箱。

至于DISCO舞廳,因?yàn)橐黾诱鸷沉凸?jié)奏感,通常要使用較多的純低音音箱,除主擴(kuò)聲通道外,周圍的輔助擴(kuò)聲通道也要適當(dāng)增加純低音音箱,這樣就應(yīng)選用不止一臺(tái)的電子分頻器。

必須明確的是,在擴(kuò)聲系統(tǒng)中使用電子分頻器,調(diào)整分頻點(diǎn)時(shí),要使其分頻點(diǎn)的頻率接近所配音箱的分頻點(diǎn)的頻率。

5.3.4電子分頻器實(shí)例

電子分頻器的調(diào)整比較簡(jiǎn)單,它的控制鍵鈕均設(shè)在前面板上,主要有電平調(diào)整和頻率調(diào)整等。圖5-26是DOD834—Ⅱ型電子分頻器的前面板結(jié)構(gòu)圖。它示出了該分頻器的所有控制鍵鈕。

圖5-26DOD834—Ⅱ前面板結(jié)構(gòu)圖

下面結(jié)合圖5-26介紹電子分頻器在不同工作模式下的鍵鈕控制功能。

(1)立體聲模式。兩通道鍵鈕控制完全相同且相互獨(dú)立,參照鍵鈕上方標(biāo)示。

①高通濾波器開(kāi)關(guān)鍵(HIGHPASS):按下此鍵,將40Hz高通濾波器接入分頻器,

指示燈亮;必要時(shí)用來(lái)消除低頻干擾和噪聲。

②增益調(diào)節(jié)旋鈕(GAIN):調(diào)節(jié)整機(jī)信號(hào)的增益。

③低頻電平調(diào)節(jié)旋鈕(LOWLEVEL):調(diào)節(jié)低頻段信號(hào)電平。

④中頻電平調(diào)節(jié)旋鈕(MIDLEVEL):調(diào)節(jié)中頻段信號(hào)電平。

⑤高頻電平調(diào)節(jié)旋鈕(HIGHLEVEL):調(diào)節(jié)高頻段信號(hào)電平。

⑥低/中頻率調(diào)節(jié)旋鈕(LOW/MIDFREQUENCY):調(diào)節(jié)低頻段與中頻段之間的分頻點(diǎn)頻率。

⑦頻率調(diào)節(jié)范圍控制鍵(RANGE):按下此鍵,低/中頻率調(diào)節(jié)增加10倍,指示燈亮,頻率可調(diào)范圍為500~5000Hz,抬起此鍵,頻率可調(diào)范圍為50~500Hz,總調(diào)整范圍為50Hz~5kHz,與指標(biāo)相同。

⑧中/高頻率調(diào)節(jié)旋鈕(MID/HIGHFREQUENCY):調(diào)節(jié)高頻段與中頻段之間的分頻點(diǎn)頻率。

(2)單聲道模式。兩通道鍵鈕合并成一個(gè)通道進(jìn)行控制,有些鍵鈕不再起作用,工作模式由面板最右端模式選擇鍵(MODE)選擇。按下此鍵,進(jìn)入單聲道模式,指示燈亮,參照?qǐng)D5-26鍵鈕下方標(biāo)示。

①高通濾波器開(kāi)關(guān)鍵(HIGHPASS):與前同。

②增益調(diào)節(jié)旋鈕(GAIN):與前同。

③低頻電平調(diào)節(jié)鈕(LOW):與前同。

④低/低中頻率調(diào)節(jié)鈕(LOW/LOW-MIDFREQUENCY):調(diào)節(jié)低頻段與低中頻段之間的分頻點(diǎn)頻率。

⑤頻率調(diào)節(jié)范圍控制鍵(RAGNE):按下此鍵,低/低中頻率調(diào)節(jié)增加10倍,頻率可調(diào)范圍為500~5000Hz,抬起此鍵,頻率可調(diào)范圍為50~500Hz,總調(diào)整范圍為50Hz~5kHz,與指標(biāo)相同。

⑥低中頻電平調(diào)節(jié)鈕(LOW-MID):調(diào)節(jié)低中頻段信號(hào)電平。

⑦高中頻電平調(diào)節(jié)鈕(HIGH-MID):調(diào)節(jié)高中頻段信號(hào)電平。

⑧高頻電平調(diào)節(jié)鈕(HIGH):調(diào)節(jié)高頻段信號(hào)電平。

⑨低中/高中頻率調(diào)節(jié)鈕(LOW-MID/HIGH-MIDFREQUENCY):調(diào)節(jié)低中頻段與高中頻段之間的分頻點(diǎn)頻率。

10.頻率調(diào)節(jié)范圍控制鍵(RAGNE):該鍵與上述⑤鍵功能相同,只是它對(duì)應(yīng)的是低中/高中頻率調(diào)節(jié)范圍。

11.高中/高頻率調(diào)節(jié)鈕(HIGH-MID/HIGHFREQUENCY):調(diào)節(jié)高中頻與高頻之間的分頻點(diǎn)頻率。

12.工作模式選擇鍵(MODE):按下此鍵為單聲道(MONO)模式,指示燈亮,抬起此鍵為立體聲模式。

5.4效果處理器

5.4.1概述在音頻信號(hào)處理設(shè)備中,有一類專門(mén)用來(lái)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。

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)間聲場(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,后再送入聲場(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(lái)實(shí)現(xiàn),通稱為電子延時(shí)器。

混響器在音響系統(tǒng)中用來(lái)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,以彌補(bǔ)聲場(chǎng)混響時(shí)間的不足。

混響器主要有兩大類,即機(jī)械混響器和電子混響器。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。

近些年來(lái),國(guó)外一些音響設(shè)備公司開(kāi)發(fā)出一種稱之為MULTI-EFFECTPROCESSOR,(即多效果處理器)的設(shè)備,簡(jiǎn)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(lái),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。

5.4.2數(shù)字延時(shí)器

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)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5-27所示。

圖5-27數(shù)字延時(shí)原理框圖

2.延時(shí)器的應(yīng)用

延時(shí)器在現(xiàn)代擴(kuò)聲系統(tǒng)中得到了廣泛的應(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(lè)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5-28所示。這圖5-28擴(kuò)聲通道的延時(shí)處理

在大型樂(lè)隊(duì)演出時(shí),各種樂(lè)器是按要求在舞臺(tái)前后左右排位的,圖5-29所示為交響樂(lè)隊(duì)演出時(shí)的排位。圖5-29樂(lè)隊(duì)演出的排位

圖5-30所示的是DOD811型數(shù)字式房間延時(shí)器前面板示意圖,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(jiǎn)單,只設(shè)有輸入/輸出電平調(diào)整和延時(shí)時(shí)間(DELAYTIME)調(diào)整。

圖5-30DOD811數(shù)字式房間延時(shí)器

圖5-31所示的是DODROS4000數(shù)字延時(shí)器前面板示意圖,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,因此調(diào)整時(shí)相對(duì)繁瑣一些。圖5-31DODROS4000數(shù)字延時(shí)器

·SPEED: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。

以上數(shù)字延時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)如圖5-32所示,圖5-32延時(shí)電路結(jié)構(gòu)

·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40~50ms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:先將延時(shí)信號(hào)返回,再與預(yù)延時(shí)信號(hào)相加,然后進(jìn)行延時(shí)后送出,產(chǎn)生層次范圍,反饋量越大,效果愈強(qiáng)。

·混合器:將延時(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)。

5.4.3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(guò)了延時(shí),而混響聲的延時(shí)時(shí)間最長(zhǎng),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5-33為以數(shù)字延時(shí)器為基礎(chǔ)的數(shù)字混響器原理圖。圖5-33數(shù)字混響器原理

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),這些特點(diǎn)具體如下:

(1)混響聲與主聲分開(kāi),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(rùn)、渾厚、活潑。

5.4.4多效果處理器的應(yīng)用

近年來(lái)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３使用。目前,多效果處理器(以下簡(jiǎn)稱效果器)主要分為兩大類: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(tīng)起來(lái)感覺(jué)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(lái)對(duì)娛樂(lè)場(chǎng)所的聲音或流行歌曲演唱進(jìn)行效果處理;另一類是歐美型的效果器,它們的特點(diǎn)是對(duì)音色進(jìn)行真實(shí)、細(xì)膩的混響處理,可以模擬歐洲音樂(lè)廳、DISCO舞廳、爵士音樂(lè)、搖滾音樂(lè)、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(tīng)起來(lái)會(huì)感覺(jué)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。

1.YAMAHAEXP100效果器

日本YAMAHA公司生產(chǎn)了多種型號(hào)的檔次不同的效果器,EXP100價(jià)格適中,滿足一般歌舞廳效果處理的要求。

圖5-34所示為EXP100效果器前面板示意圖,各功能鍵鈕操作如下所述。

圖5-34EXP100效果器前面板

1)電源開(kāi)關(guān)(POWER)

這是一個(gè)按鍵,按一下效果器開(kāi)啟,再按一下則關(guān)閉。當(dāng)處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí),除非重新設(shè)置,否則效果器執(zhí)行上次關(guān)機(jī)前選擇的效果程序。

2)輸入電平控制(INPUTLEVEL)

該旋鈕用來(lái)調(diào)整輸入信號(hào)電平,調(diào)整時(shí)應(yīng)使信號(hào)顯示器(SIGNAL)常亮,而峰值顯示器(PEAK)不應(yīng)閃亮或只是偶爾閃一下。

3)記憶狀態(tài)鍵(MEMORY)

此鍵用來(lái)控制效果器的記憶狀態(tài),并通過(guò)增(▲)減(▼)控制鍵選擇效果項(xiàng)目(1~150),這1~150個(gè)效果項(xiàng)目是已存儲(chǔ)在效果器內(nèi)的可執(zhí)行效果程序。

4)恢復(fù)鍵(RECALL)

此鍵控制效果程序的執(zhí)行。在記憶狀態(tài)下,用(▲)或(▼)鍵選好所要的效果項(xiàng)目,按下恢復(fù)鍵,使該項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的效果程序進(jìn)入實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

5)參數(shù)狀態(tài)鍵(PARAM)

此鍵控制效果器進(jìn)入選擇參數(shù)狀態(tài),此時(shí)再利用(▲)或(▼)鍵,可以對(duì)效果項(xiàng)目的參數(shù)值進(jìn)行重新編程。

6)MIDI狀態(tài)鍵(MIDI)

此鍵用來(lái)啟動(dòng)MIDI狀態(tài),并可通過(guò)(▲)或(▼)鍵選項(xiàng)。在MIDI狀態(tài)下,效果器可以接受外部MIDI信號(hào)(如合成器送入的信號(hào))對(duì)效果器信號(hào)處理系統(tǒng)的控制。此功能主要用于節(jié)目制作。

7)增(▲)和減(▼)控制鍵

在記憶、參數(shù)和MIDI三種狀態(tài)下,此鍵的功能各不相同:

·記憶狀態(tài)下,(▲)或(▼)控制鍵用來(lái)選擇效果項(xiàng)目;

·參數(shù)狀態(tài)下,(▲)或(▼)控制鍵用來(lái)調(diào)整參數(shù)值,并對(duì)所選效果項(xiàng)目進(jìn)行編程;

·MIDI狀態(tài)下,(▲)或(▼)控制鍵用來(lái)進(jìn)行效果器對(duì)MIDI效果項(xiàng)目變化的控制。

8)儲(chǔ)存鍵(STORE)

此鍵用于對(duì)效果項(xiàng)目編程后儲(chǔ)存的控制。在參數(shù)狀態(tài)下對(duì)效果項(xiàng)目編程后,按儲(chǔ)存鍵可將其存在效果器內(nèi)的RAM中,以便將來(lái)選取和恢復(fù)執(zhí)行。

9)數(shù)字式顯示器

在不同狀態(tài)下,數(shù)字顯示器的顯示內(nèi)容也不同。

·記憶狀態(tài)下,顯示所選效果項(xiàng)目的序號(hào);

·參數(shù)狀態(tài)下,顯示所選效果的參數(shù)值狀態(tài);

·MIDI狀態(tài)下,顯示MIDI效果的參數(shù)值變化情況。

10)效果/參數(shù)顯示器(EFFECT/PARAM)

該顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成。在不同狀態(tài)下,顯示的內(nèi)容不同。

·記憶狀態(tài)下,顯示所選效果項(xiàng)目的種類,對(duì)應(yīng)顯示器上方標(biāo)示;

·參數(shù)狀態(tài)下,顯示所選參數(shù)的種類,對(duì)應(yīng)顯示器下方標(biāo)示。

(1)參數(shù)種類顯示器

在參數(shù)狀態(tài)下進(jìn)行參數(shù)調(diào)整時(shí),該顯示器指示哪種參數(shù)正在被選取。

(2)MIDI項(xiàng)目和記憶顯示器

MIDI狀態(tài)下,此顯示器指示MIDI效果項(xiàng)目是否工作,其參數(shù)序號(hào)在數(shù)字顯示器中顯示。

(3)旁路控制鍵(BYPASS)

按一下旁路鍵,旁路顯示器閃亮,此時(shí)效果器進(jìn)入旁路狀態(tài),輸入信號(hào)被直接送至輸出端,不經(jīng)任何效果處理;再按一下旁路鍵,即取消旁路狀態(tài)。

(4)旁路顯示器(BYPASS)

效果器處于旁路狀態(tài)時(shí),該顯示器亮。

圖5-35-為EXP100效果器的后面板(背板)示意圖。圖5-35-EXP100效果器后面板

其中部分端口的功能如下所述。

①DC12VIN——直流電源輸入端。EXP100效果器配有專門(mén)的外接直流電源,工作電壓為12V。

②INPUT——輸入端口。EXP100效果器采用單通道輸入方式。

③OUTPUTLEVEL——輸出電平控制。EXP100效果器的輸出信號(hào)電平只有兩種固定的選擇,即-20dB和-10dB。

④OUTPUTL/R——輸出端口。EXP100效果器采用雙聲道輸出方式,即左(L)、右(R)聲道立體聲輸出。

⑤MIDIIN——MIDI信號(hào)輸入端口。

⑥FOOTSW——腳踏開(kāi)關(guān)(FOOTSWITCH)連接端口。此端口用于接入腳踏板,可實(shí)施兩種控制:

·BYPASS——旁路。利用腳踏開(kāi)關(guān)控制效果器的旁路狀態(tài),與前面板的旁路鍵功能

相同。

·TAPTEMPD——敲打節(jié)拍。利用腳踏板控制節(jié)拍。

EXP100效果器預(yù)先設(shè)置的效果程序很多,其項(xiàng)目清單列于表5-1中,供參考。

2.DSP256效果器

DSP256是一種歐洲型效果器,由Digtech廠生產(chǎn)。這種效果器是一種性能優(yōu)良的專業(yè)多效果處理器,是現(xiàn)代專業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)中常用的設(shè)備。

圖5-36為DSP256效果器的控制面板(前面板)示意圖,各鍵鈕功能簡(jiǎn)介如下:圖5-36DSP256效果器前面板

1)電源開(kāi)關(guān)(POWER)

2)效果內(nèi)容顯示器(LCD)

3)輸入電平顯示器(HEADROOM)

4)程序序號(hào)顯示器(PROGRAM)

5)過(guò)載顯示(OVERFLOW)

6)旁路顯示(BYPASSLED)

7)程序控制鍵(PROGRAM)

8)參數(shù)控制鍵(PARAMETER)

9)標(biāo)題鍵控制(TITLE)

10)效用鍵(UTILITY)

11)旁路控制鈕(BYPASS)

12)混合控制鈕(MIX)

13)輸出電平控制鈕(OUTPUTLEVEL)

14)輸入電平控制鈕(INPUTLEVEL)

DSP256效果器端口功能(背板)如圖5-37所示。圖5-36DSP256效果器前面板

現(xiàn)對(duì)部分端口的功能作一簡(jiǎn)單介紹。

(1)INPUT——效果器輸入端口。

(2)OUTPUT——效果器輸出端口,分左(LEFT)、右(RIGHT)兩聲道輸出。

(3)FOOTSWITCH——腳踏開(kāi)關(guān)接入端口。

(4)MIDIIN——MIDI信號(hào)輸入端口。

(5)MIDIOUT/THRU——MIDI信號(hào)輸出/通過(guò)端口。

5.5

聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器

聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器(簡(jiǎn)稱激勵(lì)器)是近年來(lái)出現(xiàn)的音頻信號(hào)處理設(shè)備。它依據(jù)“心理聲學(xué)”理論,在音頻信號(hào)中加入特定的諧波(泛音)成分,增加重放聲音的透明度和細(xì)膩感等,從而獲得更動(dòng)聽(tīng)的效果。

5.5.1聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器的基本原理

任何音響系統(tǒng)都會(huì)使用多種設(shè)備,每種設(shè)備都有一定的失真,且這些設(shè)備級(jí)聯(lián)之后,積累的失真相當(dāng)可觀。當(dāng)聲音從揚(yáng)聲器中重放出來(lái)時(shí),會(huì)失掉不少頻率成分,其中主要是中頻和高頻中豐富的諧波成分。它雖然對(duì)信號(hào)功率幾乎沒(méi)有影響,但人耳的感覺(jué)卻大不一樣。這種聲音給人的感覺(jué)是缺少現(xiàn)場(chǎng)感和真實(shí)感,缺少穿透力和明晰度,缺乏高頻泛音和細(xì)膩感等。

聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器由兩部分組成:一部分使信號(hào)不經(jīng)處理直接送入輸出放大電路得到直接信號(hào);另一部分設(shè)有專門(mén)的“激勵(lì)”電路,產(chǎn)生豐富可調(diào)的諧波(泛音),在輸出放大電路中與直接信號(hào)混合。電路結(jié)構(gòu)如圖5-38所示。

由于諧波的電平比直接信號(hào)電平低得多,且主要在高頻部分,因此不會(huì)增加信號(hào)的功率,但聽(tīng)起來(lái)卻感到十分清晰、明亮且有穿透力,效果驚人,這就是“激勵(lì)”的含義。圖5-38聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器電路結(jié)構(gòu)

5.5.2聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器實(shí)例

聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器是美國(guó)AphexSystems公司率先出品的。

Aphex-C型激勵(lì)器有兩個(gè)相互獨(dú)立的通道,可以分別控制,也可用作立體聲的左右聲道。此時(shí)應(yīng)注意兩通道調(diào)整的一致性。各通道的輸入/輸出的額定操作電平是

-10dBm,接線端口設(shè)在背板上。其前面板如圖5-39所示,各鍵鈕功能如下所述。

圖5-39Aphex-C激勵(lì)器前面板

1)DRIVE———驅(qū)動(dòng)控制

2)TUNE———調(diào)諧控制

3)MIX———混音控制

4)IN/OUT———入/出控制

5.5.3激勵(lì)器在擴(kuò)聲系統(tǒng)中的應(yīng)用

聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器在幾個(gè)方面的應(yīng)用。

(1)在劇院、會(huì)場(chǎng)、廣場(chǎng)、Disco舞廳和歌廳等場(chǎng)合使用激勵(lì)器可以提高聲音的穿透力。

(2)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng):在現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲時(shí)使用聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器,能使音響效果較均勻地分布到室內(nèi)每一個(gè)角落。

(3)有的演奏員、演唱者在演奏或演唱力度較大的段落時(shí)共鳴較好,泛音也較豐富;但在演奏或演唱力度較小的段落時(shí)就失去了共鳴,聲音聽(tīng)起來(lái)顯得單薄。

(4)在流行歌曲演唱中使用激勵(lì)器,既可以突出主唱的效果,使歌詞清晰,歌聲明亮,又能保持樂(lè)隊(duì)和伴唱的宏大聲勢(shì)。

(5)一個(gè)沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門(mén)訓(xùn)練的普通歌唱者,泛音不夠豐富,利用激勵(lì)器配合混響器,可以增強(qiáng)泛音,使其具有良好的音色效果。

(6)人對(duì)頻率為3~5kHz一段的聲音最為敏感,而此段頻率的聲音對(duì)方向感和清晰度也最重要,使用激勵(lì)器能產(chǎn)生聲像展寬的效果。

聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器主要用來(lái)改善聲音的音色結(jié)構(gòu),為其適當(dāng)增加泛音,因此要求音響師要有音樂(lè)聲學(xué)方面的知識(shí),對(duì)音色結(jié)構(gòu)有深刻的理解,這樣才能對(duì)激勵(lì)器使用自如,否則就會(huì)適得其反,產(chǎn)生副作用。

5.6其他處理設(shè)備

5.6.1監(jiān)聽(tīng)處理器監(jiān)聽(tīng)處理器是專門(mén)為擴(kuò)聲系統(tǒng)的舞臺(tái)返送監(jiān)聽(tīng)而設(shè)計(jì)的處理設(shè)備。在這種設(shè)備內(nèi)部,通常設(shè)有多頻段均衡器、陷波濾波器、限幅器以及高通濾波器。均衡器和陷波器能夠過(guò)濾有害信號(hào),降低反饋機(jī)會(huì),提高系統(tǒng)增益;而限幅器和高通濾波器則用來(lái)保護(hù)功率放大器和揚(yáng)聲器。

5.6.2噪聲門(mén)

前已述及,有些壓限器設(shè)有“噪聲門(mén)限”,用以消除無(wú)信號(hào)時(shí)的噪聲。在專業(yè)音響設(shè)備中還有專門(mén)的噪聲門(mén)設(shè)備,它與壓限器的“噪聲門(mén)限”的功能基本相同。噪聲門(mén)實(shí)際上是一個(gè)門(mén)限可調(diào)的電子門(mén)限電路,只有輸入信號(hào)電平超過(guò)門(mén)限時(shí),才能形成信號(hào)通路,否則電路不通,信號(hào)被拒之“門(mén)”外。利用噪聲門(mén)對(duì)弱信號(hào)“關(guān)閉”的功能,可有效地防止話筒之間的串音。但需注意,噪聲門(mén)只能降低或消除門(mén)限以下(可視為無(wú)信號(hào)狀態(tài))的噪聲(信號(hào)),而不能提高門(mén)限以上有信號(hào)傳輸時(shí)的信噪比。

5.6.3聲反饋抑制器

所謂聲反饋是指通過(guò)音箱放出的聲音又傳入話筒(也稱話筒回授),使某些頻率成分的信號(hào)產(chǎn)生正反饋,在音箱中發(fā)出刺耳的嘯叫聲。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí),如果不及時(shí)進(jìn)行控制處理,極易損壞音箱的高音單元。聲反饋抑制器就是專門(mén)用來(lái)抑制聲反饋現(xiàn)象的設(shè)備。它的基本原理是利用移相器來(lái)消除反饋頻率,從而達(dá)到抑制聲反饋的目的。聲反饋抑制器一般都具有多個(gè)抑制聲反饋的通道,可消除多個(gè)反饋頻率,從而使傳聲的增益得到提高,使整個(gè)聲場(chǎng)的聲壓級(jí)提高,聲場(chǎng)響度增大。

5.6.4移頻器

移頻器也是用來(lái)抑制聲反饋現(xiàn)象的設(shè)備,與聲反饋抑制器不同的是,它是對(duì)揚(yáng)聲器送出的聲音信號(hào)的頻率進(jìn)行提升(移頻)處理,使聲頻增加5Hz(或3Hz、7Hz),使其相對(duì)于原話筒聲音的頻率發(fā)生偏移,無(wú)法構(gòu)成正反饋,也就不會(huì)產(chǎn)生聲反饋現(xiàn)象。

5.6.5-立體聲合成器

立體聲合成器是一種可以在單聲道非立體聲源中產(chǎn)生逼真的“假立體聲”效果的信號(hào)處理設(shè)備。它將非立體聲源信號(hào)分成多個(gè)頻率段,將其中一部分頻段放在立體聲的一個(gè)聲道

上,另一部分頻段放在立體聲的另一個(gè)聲道上,從而產(chǎn)生“假立體聲”效果。

立體聲合成器大多用在錄音制作系統(tǒng)中。

本章小結(jié)

音頻信號(hào)處理設(shè)備是現(xiàn)代音響系統(tǒng)中的重要組成部分,本章主要討論了圖示均衡器、壓縮/限幅器、數(shù)字延時(shí)器、多效果處理器、電子分頻器和聽(tīng)覺(jué)激勵(lì)器等擴(kuò)聲系統(tǒng)中常用的信號(hào)處理設(shè)備的原理及作用,并通過(guò)設(shè)備典型實(shí)例,介紹了它們的使用情況。在這些設(shè)備中,圖示均衡器和多效果處理器是擴(kuò)聲系統(tǒng)中使用最多的信號(hào)處理設(shè)備,幾乎所有的演出或娛樂(lè)場(chǎng)所的擴(kuò)聲系統(tǒng)都會(huì)選用。

和其他音響設(shè)備一樣,音頻信號(hào)處理設(shè)備的生產(chǎn)廠家很多,并且有多種不同的型號(hào)和檔次,但它們的基本原理和使用大同小異。在實(shí)際中選擇哪類設(shè)備和型號(hào),要根據(jù)具體要求和投資情況而定。按照常規(guī),均衡器、效果器、壓限器應(yīng)該選用,對(duì)于歌舞廳等還應(yīng)考慮使用激勵(lì)器。

本章只概括介紹了一些常見(jiàn)設(shè)備,要想更多地了解其他類型的設(shè)備,并熟練使用,讀者還需閱讀有關(guān)資料。第6章數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)6.1概述6.2AudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)工作原理6.3網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)的連接6.4戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)實(shí)例本章小結(jié)

6.1概述

C－MARK音響數(shù)字系列產(chǎn)品中的AudioNet數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)是一種將硬件和軟件以及通信協(xié)議集成為一體的專業(yè)音響設(shè)備,是集矩陣切換、音頻傳輸、綜合音頻處理、遠(yuǎn)程控制等多功能于一體的應(yīng)用平臺(tái),它由多種不同的傳輸功能模塊、音頻處理模塊及操作軟件組成,用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的要求靈活選擇。

6.1.1數(shù)字音頻技術(shù)

所謂數(shù)字音頻技術(shù)是把模擬聲音信號(hào)通過(guò)采樣、量化和編碼過(guò)程轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸,設(shè)備接收后再將這些數(shù)字音頻信號(hào)加工和處理,還原為模擬信號(hào),獲得連續(xù)的聲音。這實(shí)際上也就是A/D(模擬/數(shù)字),D/A(數(shù)字/模擬)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

數(shù)字音頻既可以通過(guò)軟件在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn),CMARK音響數(shù)字系列產(chǎn)品RS1200軟件和網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器/處理器就是軟、硬件實(shí)現(xiàn)的例子。

6.1.2網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)

AudioNet數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器、網(wǎng)絡(luò)音頻處理器、網(wǎng)絡(luò)音頻接口、網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)字功放、矩陣數(shù)字功放、網(wǎng)絡(luò)有源音箱等組成。系統(tǒng)設(shè)備通過(guò)CobraNet網(wǎng)

絡(luò)接口與網(wǎng)絡(luò)音頻接口(EtherNetSwitches)進(jìn)行連接,具有相當(dāng)高的靈活性。在已經(jīng)搭建好的CobraNet音頻網(wǎng)絡(luò)中,無(wú)需手動(dòng)拔插改變硬件設(shè)備的連接方式,在電腦中打開(kāi)RS1200軟件,通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下各模塊間所需要的連線,然后點(diǎn)擊編譯就代替了設(shè)備間的音頻連接線。

同樣,如果需要一臺(tái)均衡器,只需用鼠標(biāo)將均衡模塊拖放到RS1200軟件桌面即可,其他功能模塊的添加也是這樣。這樣就可對(duì)CobraNet音頻網(wǎng)絡(luò)中的所有音頻信號(hào)的音頻處理方案和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或?qū)崟r(shí)控制,實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)傳輸、處理的全數(shù)字化。網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)將數(shù)字處理器和計(jì)算機(jī)平臺(tái)進(jìn)行了最合理與優(yōu)化的組合,將音響設(shè)計(jì)和應(yīng)用集于一身,使得音響工程設(shè)計(jì)師在進(jìn)行音響工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候,充分享受了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的便利。

6.1.3CobraNet技術(shù)

CobraNet是通過(guò)以太網(wǎng)傳輸高質(zhì)量數(shù)字音視頻流的技術(shù)。CobraNet以其良好的互通性、低成本、可靠性、穩(wěn)定性、可預(yù)見(jiàn)等特性,并通過(guò)良好的商業(yè)運(yùn)作機(jī)制迅速的占領(lǐng)了以

太網(wǎng)音視頻傳輸市場(chǎng)。自從PeakAudio公司發(fā)布第一塊CobraNet模塊以來(lái),到目前為止,得到了包括Peavey、Crestaudio、QSC、Crown、Bose、BOSCH、YAMAHA、EAW等四十多家國(guó)際一流音視頻設(shè)備公司的支持。

6.1.4網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)的技術(shù)結(jié)構(gòu)

AudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)是集矩陣切換、音頻傳輸、綜合音頻處理、遠(yuǎn)程控制等多功能于一體的應(yīng)用平臺(tái),能滿足大型音頻系統(tǒng)的各種要求;網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)由多種網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸

器和網(wǎng)絡(luò)音頻處理器及操作軟件組成,用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的要求靈活選擇。網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)的技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。

圖6-1網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)的技術(shù)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)采用網(wǎng)絡(luò)傳輸多路高質(zhì)量數(shù)字音頻信號(hào)的技術(shù),由軟件、硬件和協(xié)議等組成。利用CobraNet技術(shù),許多高質(zhì)量的音頻信號(hào)和控制信號(hào)可以一起通過(guò)一根CAT－5

電纜或光纖傳輸,并且可以將模擬域的音頻處理轉(zhuǎn)移到數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的Ethernet網(wǎng)相比,CobraNet網(wǎng)絡(luò)真正解決了音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性問(wèn)題。音頻信號(hào)和控制信號(hào)傳輸

連接如圖6-2所示。圖6-2音頻信號(hào)和控制信號(hào)傳輸連接圖

在CobraNet中,單一音頻信號(hào)音頻通道的采樣率為48kHz,分辨率為20bit,8個(gè)音頻通道組合成一個(gè)數(shù)據(jù)包。音頻通道示意圖如圖6-3所示。

圖6-3音頻通道示意圖

網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)包協(xié)議/應(yīng)用格式如圖6-4所示。圖6-4網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)包協(xié)議/應(yīng)用格式

6.2AudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)工作原理

音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的硬件包括處理器(DRB設(shè)備)和傳輸器(DRC設(shè)備)。處理器為音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供一個(gè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行操作和處理的環(huán)境;傳輸器就是音頻的輸入/輸出接口,也就是能夠進(jìn)行A/D、D/A的數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備。模擬和數(shù)字音頻信號(hào)的處理就是通過(guò)這兩種設(shè)備來(lái)完成的,DRB設(shè)備連接示意圖如圖6-5所示。

圖6-5DRB設(shè)備連接示意圖

6.2.1處理器

在處理器設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)中存有各種不同種類的信號(hào)路由器、信號(hào)顯示器、數(shù)字式可調(diào)整參數(shù)均衡器和圖示均衡器、2分頻至多分頻的分頻器、延時(shí)器、壓縮限幅器、擴(kuò)展器、噪聲門(mén)、信號(hào)發(fā)生器、測(cè)試儀等100余種音頻信號(hào)處理設(shè)備,這些處理設(shè)備可通過(guò)軟件集成在一個(gè)處理器之中。也就是說(shuō),一個(gè)處理器可以代替上百種音頻處理設(shè)備。

1.DRB－206A

對(duì)于小型的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),采用DRB－206A就可以構(gòu)成,DRB－206A是集數(shù)模轉(zhuǎn)換傳輸和處理器為一體的最小型的音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)備。

這個(gè)僅有1U的DRB－206A可以完成對(duì)信號(hào)的所有處理和轉(zhuǎn)換功能。一個(gè)DRB206A可提供2路模擬線路輸入和6路模擬線路輸出、6路數(shù)字信號(hào)輸入和2路數(shù)字信號(hào)輸出?？梢哉f(shuō)DRB－206A是音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)整體的一個(gè)縮影。DRB－206A外形圖如圖6-6所示。圖6-6-DRB206A外形圖

2.DRB－8A

對(duì)于一般的系統(tǒng),可用DRC傳輸器加DRB－8A處理器來(lái)完成。DRB－8A是自帶8個(gè)模擬輸出的處理器,它的聲音處理能力和通道比DRB－206A要強(qiáng)大。

DRB－8A具有對(duì)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的音頻信號(hào)進(jìn)行處理的功能。這個(gè)僅有1U的DRB8A可以完成對(duì)信號(hào)的所有處理和轉(zhuǎn)換功能。一個(gè)DRB－8A可提供8路數(shù)字信號(hào)輸入和8路模擬線路輸出,其背板圖如圖6-7所示

圖6-7DRB8A背板圖

3.DRB－1

DRB－1是音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的數(shù)字處理器。對(duì)于大型的系統(tǒng),要用DRB－1來(lái)完成,它的處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備是分離的,只能處理網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字信號(hào),有很強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)處理能力。

DRB－1是音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)里處理功能最強(qiáng)大的處理器,它與DRB－8A和DRB－1的結(jié)構(gòu)組成幾乎是完全一樣的,它們的主要區(qū)別在于DRB－1可以同時(shí)處理8個(gè)數(shù)字輸出和8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào),沒(méi)有模擬輸出和輸入接口。DRB－1的外形圖如圖6-8所示。

圖6-8DRB1外形圖

6.2.2傳輸器

傳輸器屬于數(shù)/模(A/D)、模/數(shù)(D/A)轉(zhuǎn)換設(shè)備,它的功能是將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供DRB設(shè)備處理的數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)通過(guò)傳輸器把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào),然后通過(guò)處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)的處理,處理后的信號(hào)還要再轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào),以便輸出到音頻放大器進(jìn)行放大。音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的硬件系統(tǒng)完成了從音源輸入到音源輸出再到功放輸入之間的所有聲音處理。

DRC0808A具有8個(gè)通道模擬平衡式輸入和8個(gè)通道模擬平衡式輸出用來(lái)連接模擬音頻信號(hào),它為模擬音頻信號(hào)的數(shù)字處理搭建了橋梁。DRC0808A外形圖如圖6-9所

圖6-9DRC0808A外形圖

1.DRC－0808A面板介紹

(1)電源燈:電源狀態(tài)指示LED(紅色)。

(2)網(wǎng)絡(luò)燈:網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示LED(綠色),若DRC與網(wǎng)絡(luò)正常連接,則該燈常亮,反之,該燈為滅。

(3)狀態(tài)燈:DRC工作狀態(tài)指示燈(黃色),若DRC工作正常,則該燈常亮,反之,該燈為滅。

(4)液晶顯示:LCD界面顯示如圖6-10所示。圖6-10DRC0808ALCD界面圖

2.DRC－0808A背板

DRC－0808A背板包含有電源、數(shù)據(jù)、時(shí)鐘等各種接口,其背板圖如圖6-11所示。圖6-10DRC0808ALCD界面圖

6.2.3軟件工作原理

RS1200軟件由兩種不同的圖形化模塊組成:硬件路由關(guān)系設(shè)置模塊和DSP(數(shù)字音頻處理)處理模塊,可分別保存為.rs文檔與.dsp文檔。路由關(guān)系設(shè)置模塊用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻

信號(hào)的分配與控制功能,DSP模塊用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻信號(hào)處理功能的圖形化操作與實(shí)時(shí)控制,如圖6-12所示。

圖6-12音頻信號(hào)處理圖形化操作與實(shí)時(shí)控制圖

在路由關(guān)系設(shè)置模塊中可以進(jìn)行設(shè)備管理和設(shè)備的路由設(shè)置等操作,包括增加刪除設(shè)備、建立設(shè)備間連線等,可實(shí)現(xiàn)軟件界面連接關(guān)系與硬件需求連接關(guān)系之間的映射;在完

成文檔的編輯之后,點(diǎn)擊下載,硬件設(shè)備即可完成軟件指定的路由方案。此模塊還可以對(duì)話音放大設(shè)備的輸入增益進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制,如圖6-13所示。圖6-13輸入增益動(dòng)態(tài)控制圖

在DSP模塊界面中可根據(jù)用戶的需求對(duì)DRB設(shè)備內(nèi)部DSP功能進(jìn)行設(shè)置,并將命令下載到DRB設(shè)備。在執(zhí)行下載后,還可對(duì)DSP算法模塊的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié),如圖6-14所示。圖6-14DSP算法模塊的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)圖

網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)系統(tǒng)軟件工作在Windows系統(tǒng)中,所有的工作只要通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)在計(jì)算機(jī)屏幕上就可以完成。在軟件中含有數(shù)百種虛擬的設(shè)備,可供使用者任意的組合和調(diào)

用,從而設(shè)計(jì)和創(chuàng)造出一整套聲音系統(tǒng)。在軟件的菜單中可以調(diào)出諸多設(shè)備,就像已經(jīng)購(gòu)買了許多的音響設(shè)備一樣。在設(shè)備準(zhǔn)備好后,將這些設(shè)備用線連接起來(lái),圖6-15和圖6-16分別給出了設(shè)備連接與DSP模塊連接作業(yè)圖。

圖6-15設(shè)備連接圖圖6-15設(shè)備連接圖

當(dāng)整個(gè)音響系統(tǒng)都設(shè)計(jì)好后,并不是馬上就可以應(yīng)用,還要經(jīng)過(guò)最為重要的一個(gè)步驟——編譯(compile)。編譯的作用就是使所調(diào)用的設(shè)備和設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不再是虛擬的,而成為一個(gè)真實(shí)存在的音頻系統(tǒng)。編譯成功之后,還需要再進(jìn)一步的調(diào)整,也就是調(diào)整每一個(gè)調(diào)用的設(shè)置,就像調(diào)整普通的硬件設(shè)備一樣。音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是很直觀的再現(xiàn)了設(shè)備。通過(guò)雙擊設(shè)備的圖標(biāo)可打開(kāi)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,例如,雙擊31段均衡器,彈出圖6-17所示31段均衡器處理圖。

圖6-1731段均衡器處理圖

6.3.1以太網(wǎng)連接

網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)DRB處理器和DRC傳輸器都必須和以太網(wǎng)交換機(jī)連接,通過(guò)以太網(wǎng)換機(jī)來(lái)互相傳送數(shù)字音頻信號(hào)。這使得聲音的遠(yuǎn)程傳輸成為了可能。圖6-18給出了2臺(tái)DRC－0202A傳輸器和一臺(tái)DRB－1處理器遠(yuǎn)距離傳輸和控制的連接示意圖。

6.3網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)的連接

圖6-18以太網(wǎng)多點(diǎn)連接示意圖

6.3.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接控制

音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)具有的強(qiáng)大的功能之一,就是可實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制功能。網(wǎng)絡(luò)連接如圖6-19所示。

圖6-19無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

6.3.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)字功放

NET6000D系列數(shù)字功放基于脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù),具有高可靠性、小尺寸、低重量和高效率等特點(diǎn)。脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換器工作時(shí)如同高頻信號(hào)取樣器,將可變的振幅(聲音)信號(hào)轉(zhuǎn)換成等值的脈沖聲音信號(hào)輸出。與其他普通功放相比,該數(shù)字功放輸出功率更大、具有更高的效率和更好的散熱性能,在很大程度降低了尺寸、重量和功率消耗。功率輸出有效率達(dá)95%,只有5%的熱損耗。普通功放在相同條件下比該數(shù)字功放多產(chǎn)生10倍的熱量。此網(wǎng)絡(luò)數(shù)字功放可廣泛用于各種場(chǎng)合:如體育場(chǎng)、廣播電臺(tái)、劇院、演播廳、教堂、影院等。NET6000D網(wǎng)絡(luò)數(shù)字功放外形如圖6-20所示。

圖6-20NET6000D網(wǎng)絡(luò)數(shù)字功放外形圖

6.3.4數(shù)字調(diào)音臺(tái)

CDM24面向大眾的設(shè)計(jì)理念,延續(xù)了CDM12的網(wǎng)絡(luò)化、多功能、易操作、高性價(jià)比以及時(shí)尚的外形設(shè)計(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)在數(shù)字接口、音效處理、安全穩(wěn)定性等方面做了進(jìn)一步的優(yōu)化和升級(jí),每個(gè)MIC輸入具備獨(dú)立的+48V幻象電源開(kāi)關(guān)及相位倒轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。并具有高通濾波、3段全參量EQ、噪聲門(mén)、壓限與擴(kuò)展、自動(dòng)增益AVC、延時(shí)、去風(fēng)聲等完善的通道處理能力。更適合于各類演藝、會(huì)議、錄制等場(chǎng)合使用。CDM24數(shù)字調(diào)音臺(tái)外形如圖6-21所示。

圖6-21CDM24數(shù)字調(diào)音臺(tái)外形圖

6.3.5K系列網(wǎng)絡(luò)有源音箱

K系列網(wǎng)絡(luò)有源音箱是一款集網(wǎng)絡(luò)傳輸、全D類數(shù)字功放和帶有遠(yuǎn)程控制及監(jiān)測(cè)為一體的全頻音箱,具有高效率高聲能輸出、出色的音質(zhì)、完善的保護(hù)功能和良好的電磁兼容特性。K系列網(wǎng)絡(luò)有源音箱低音和中高音分別用兩個(gè)獨(dú)立D類功放推動(dòng),其監(jiān)控軟件可在PC端遠(yuǎn)程對(duì)有源音箱的工作溫度、負(fù)載兩端電壓、電流進(jìn)行監(jiān)控,并可實(shí)現(xiàn)增益調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)功能。這一系列的音箱采用CobraNet技術(shù),具有備份模擬輸入接口及CobraNet網(wǎng)絡(luò)輸入接口。音頻傳輸、控制、監(jiān)測(cè),僅通過(guò)一根CAT5網(wǎng)線連接完成,可直接接入AudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)。K系列網(wǎng)絡(luò)有源音箱外形如圖6-22所示。圖6-22K系列網(wǎng)絡(luò)有源音箱

K系列網(wǎng)絡(luò)有源音箱常用型號(hào)有:

(1)K12為兩分音12英寸低音+44T高音。

(2)K15為三分音15英寸低音+75T中音+44T高音。

(3)K15M為兩分音15英寸低音+44T高音。

(4)K30為三分音雙15英寸低音+75T中音+44T高音。

(5)K18為18英寸超重低音。

6.4戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)實(shí)例

6.4.1擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)要滿足音頻信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男旁氡?、電源電壓波?dòng)范圍、燈光系統(tǒng)對(duì)音響系統(tǒng)干擾、系統(tǒng)的集中控制與管理、備份傳輸系統(tǒng)以及系統(tǒng)防雨等方面的要求。根據(jù)實(shí)際情況,戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)有多種構(gòu)成方式。

此套系統(tǒng)設(shè)備有多項(xiàng)專利技術(shù)為后盾,更有世界著名聲學(xué)軟件設(shè)計(jì)公司德國(guó)SDA為C-MARKLND32支持的EASEFocus聲學(xué)設(shè)計(jì)軟件作現(xiàn)場(chǎng)效果模擬,可指導(dǎo)安裝現(xiàn)場(chǎng)

音箱的吊裝、音箱之間的角度調(diào)整、音箱之間的增益調(diào)整等,最大限度地保證了系統(tǒng)方案的合理性與優(yōu)化性。設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、技術(shù)先進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)化的控制與管理

的目標(biāo),更印證了數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必將取代傳統(tǒng)模擬音頻系統(tǒng)的趨勢(shì)。

6.4.2設(shè)備的選用

戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)中使用了C－MARK網(wǎng)絡(luò)音頻設(shè)備DRC－0808A8進(jìn)8出網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器1臺(tái),DRC－1600A16進(jìn)網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器1臺(tái),DRC－0016A16出網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器3臺(tái),DRB－1網(wǎng)絡(luò)音頻處理器2臺(tái),DRE－24網(wǎng)絡(luò)音頻接口1臺(tái),CDM24數(shù)字調(diào)音臺(tái)2臺(tái),LND32A大型有源線陣音箱24只,FT10有源低音音箱12只,FT04A有源音箱作為返聽(tīng)及臺(tái)唇補(bǔ)聲音箱各8只。

該系統(tǒng)中,設(shè)備的具體連接方式如圖6-23所示。

圖6-23戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)備連接圖

該戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)中揚(yáng)聲器全部使用有源音箱,并使用AudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣系統(tǒng)進(jìn)行音頻的傳輸處理。使用傳統(tǒng)的連接方法需要使用大量的音頻電纜,由于大型戶外演出現(xiàn)

場(chǎng)人員多、情況復(fù)雜,這將會(huì)給擴(kuò)聲系統(tǒng)帶來(lái)不穩(wěn)定的因素,而且大量周邊設(shè)備會(huì)增加安裝與調(diào)試時(shí)間,并使系統(tǒng)的抗干擾能力明顯下降,帶來(lái)傳輸特性的劣化。特別是與展會(huì)的

燈光系統(tǒng)混合布置時(shí),更易出現(xiàn)明顯可聞的干擾噪聲。AudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣系統(tǒng)的使用完美解決了此類問(wèn)題,長(zhǎng)距離的設(shè)備之間采用網(wǎng)線傳輸數(shù)字信號(hào),高質(zhì)高效。

網(wǎng)絡(luò)音頻處理器的使用完全替代了大量的模擬周邊設(shè)備,在RS1200軟件中就可完成系統(tǒng)的搭建及調(diào)試,系統(tǒng)信號(hào)路由方式的軟件設(shè)備連接圖如圖6-24所示。

圖6-24RS1200軟件設(shè)備連接圖

6.4.3設(shè)備的安裝與調(diào)試

所有擴(kuò)聲設(shè)備的合理安裝是取得良好擴(kuò)聲效果的基本保證,而LND32線陣音箱是整個(gè)安裝過(guò)程中的重點(diǎn)。既要聲音層次清晰,清亮悅耳,低頻豐滿有彈性,又要保證聲壓覆蓋均勻,無(wú)聲反饋和聲干涉現(xiàn)象。使用EASEFocus聲學(xué)設(shè)計(jì)軟件作現(xiàn)場(chǎng)效果模擬,完美再現(xiàn)了最終聲場(chǎng)效果,及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的弱點(diǎn)與不足,并在AudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣上做了相應(yīng)的調(diào)整,規(guī)避了可能出現(xiàn)的一些問(wèn)題。EASEFocus聲學(xué)設(shè)計(jì)軟件界面如圖6-25所示。圖6-25EASEFocus軟件界面

在音頻處理上,CMARKAudioNet網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣包含有各種不同種類的信號(hào)混音器、路由器、電平顯示表、參量均衡器、圖示均衡器、2分頻至多分頻的分頻器、延時(shí)器、

壓縮限幅器、擴(kuò)展器、噪聲門(mén)、信號(hào)發(fā)生器等100余種音頻信號(hào)處理模塊,只需要將控制電腦接入網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)中,便可以輕松而簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)所有預(yù)想的功能。各類音頻處理界面

如圖6-26所示。圖6-26-各類音頻處理界面

6.4.4無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

音頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)具有的強(qiáng)大的功能之一,就是可實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制功能。網(wǎng)絡(luò)連接如圖6-27所示。

由圖6-27可知,使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)極大地方便了使用者對(duì)整個(gè)音響系統(tǒng)的搭建與控制,增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性與方便性,使操控人員在一定范圍內(nèi)擺脫了地域的限制。

圖6-27網(wǎng)絡(luò)連接圖

本章小結(jié)

本章著重介紹數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)的概念、CobraNet關(guān)鍵技術(shù)、硬件及軟件平臺(tái)工作原理,還介紹了網(wǎng)絡(luò)音頻平臺(tái)的連接以及戶外擴(kuò)聲系統(tǒng)實(shí)例。其目的就是要給讀者一個(gè)全新的擴(kuò)聲系統(tǒng),便于對(duì)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)從原理到運(yùn)用有一個(gè)系統(tǒng)地掌握。第7章擴(kuò)音系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要7.2音樂(lè)廳、劇院擴(kuò)聲系統(tǒng)7.3歌舞廳、Disco廳擴(kuò)聲系統(tǒng)7.4背景音樂(lè)系統(tǒng)本章小結(jié)

7.1擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要

7.1.1室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)的功率要求

擴(kuò)聲系統(tǒng)的輸出功率取決于房間的體積,墻壁、地板、天花板的聲學(xué)特性,平均噪聲電平,系統(tǒng)和重放節(jié)目的頻率范圍以及揚(yáng)聲器系統(tǒng)的效率等許多因素。對(duì)其進(jìn)行精確設(shè)計(jì)是一件相當(dāng)復(fù)雜的工作,一般是很難做到的。

1.用曲線圖決定放大器的功率

圖7-1所示的曲線可用來(lái)粗略估算在不同體積的房間擴(kuò)聲時(shí)對(duì)放大器功率的要求。

圖中,曲線A適用于采用高效率號(hào)筒式揚(yáng)聲器的低噪聲語(yǔ)言擴(kuò)音;如果噪聲電平高而又使用號(hào)筒式揚(yáng)聲器,則曲線B適用;曲線B也適用于使用紙盒式揚(yáng)聲器而電平不高的場(chǎng)合;當(dāng)噪電平較高且使用紙盆式揚(yáng)聲器時(shí),用曲線C;噪聲電平低時(shí),曲線C也適用于一般的音樂(lè)擴(kuò)聲;對(duì)于音質(zhì)要求較高以及范圍大的擴(kuò)聲,則選用曲線D。圖7-1放大器輸出功率和房間體積的關(guān)系

2.用近似公式估算功率

對(duì)不同體積的房間,要得到高質(zhì)量的重放聲場(chǎng),需要有約96dB有效峰值的聲壓級(jí)(重放聲場(chǎng)的動(dòng)態(tài)范圍約60dB)。揚(yáng)聲器系統(tǒng)發(fā)射的聲功率近似為

式中:W——以有效峰值聲壓為單位的發(fā)射聲功率,

V——以立方米為單位的房間體積。

必須指出,利用上述兩種方法估算的擴(kuò)聲系統(tǒng)功率,僅僅是滿足使人能基本聽(tīng)清楚這個(gè)最低要求所需的功率值。對(duì)于現(xiàn)代音響擴(kuò)聲系統(tǒng),要求其能應(yīng)付音樂(lè)高潮到來(lái)時(shí)的峰值,以避免對(duì)瞬時(shí)峰值的削波而造成瞬態(tài)互調(diào)失真,因此在設(shè)計(jì)擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí)要有更大的功率容量,這是必須要考慮的。特別是歌舞廳(尤其是Disco舞廳)等娛樂(lè)場(chǎng)所,由于其背景噪聲較大,另一方面人們要求有更強(qiáng)勁的音響效果,因此要求擴(kuò)聲系統(tǒng)功率在上述估算基礎(chǔ)上必須大幅度增加。

7.1.2音響設(shè)備的選擇

1.音箱和功率放大器的選擇

在進(jìn)行擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先要根據(jù)擴(kuò)聲系統(tǒng)的功率容量來(lái)決定所用音箱的總功率,然后將總功率按比例分配到主擴(kuò)聲通道和輔助擴(kuò)聲通道的左、右兩個(gè)聲道(體積較小的廳

堂可設(shè)計(jì)一個(gè)輔助擴(kuò)聲通道,體積大的且較長(zhǎng)的廳堂可設(shè)計(jì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的輔助擴(kuò)聲通道),從而確定音箱的數(shù)量。通常,所選主擴(kuò)聲通道音箱的功率應(yīng)適當(dāng)大于輔助擴(kuò)聲通道音箱的功率。

不同國(guó)家、不同廠家生產(chǎn)的二分頻或三分頻的音箱,由于箱體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及使用單元不同,各有其特點(diǎn),以下舉例說(shuō)明。

JBL音箱:力度大、穿透力強(qiáng)、中高音強(qiáng)勁。其47、48系列產(chǎn)品為專業(yè)級(jí)設(shè)備,MR系列產(chǎn)品在一般歌舞廳中用得較多;

BOSE(博士)音箱:頻響寬、動(dòng)態(tài)大、功率足,專業(yè)擴(kuò)聲和娛樂(lè)擴(kuò)聲中都有使用;

PEAVEY(百威)音箱:音色結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)有力、清亮悅耳、低音彈性好、節(jié)奏感強(qiáng),用于Disco舞廳比較理想;

EV音箱:音色清晰、透明、自然,在擴(kuò)聲系統(tǒng)中也常使用。

功率放大器的選擇是有一定要求的。首先要根據(jù)廳堂的性質(zhì)、環(huán)境和用途來(lái)選擇不同類型和功率的功率放大器。一般情況下,音樂(lè)廳、劇院及以演唱為主的歌舞廳,擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)選用頻率響應(yīng)范圍寬、失真度小、信噪比大、音色優(yōu)美的高品質(zhì)功率放大器,對(duì)于娛樂(lè)性的歌舞廳、Disco廳應(yīng)選擇大功率的功放。其次要根據(jù)音頻功率信號(hào)傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)近選用定壓式或定阻式功放。對(duì)于背景音樂(lè)系統(tǒng)或會(huì)議系統(tǒng)等遠(yuǎn)距離分散式揚(yáng)聲器系統(tǒng),需要選用定壓式功放。對(duì)音樂(lè)廳、劇院、歌舞廳、Disco廳等擴(kuò)聲系統(tǒng)選用定阻式功放。另外,還應(yīng)根據(jù)音箱的功率來(lái)配置功率放大器,功放功率應(yīng)大于音箱功率。

2.話筒和調(diào)音臺(tái)的選擇

不同的話筒,其指向性、頻響特性和靈敏度等也不盡相同,在選擇話筒時(shí),要根據(jù)其拾音對(duì)象而定。一般在沒(méi)有特殊要求的情況下,大多使用動(dòng)圈式心形或超心形指向話筒;對(duì)于話筒的頻響特性則要參考樂(lè)器或歌唱者的頻率特性,例如,男聲與女聲應(yīng)使用不同的話筒,這樣才能充分表現(xiàn)聲源原有的特點(diǎn)。

3.其他設(shè)備的選擇

調(diào)音臺(tái)、功率放大器和音箱即可組成一個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)聲系統(tǒng),但欲得到好的音響效果,還必須配以信號(hào)處理設(shè)備。

首先,均衡器和效果器是必不可少的。在專業(yè)或大型擴(kuò)聲系統(tǒng)中應(yīng)選用雙31段圖示均衡器和高檔次的效果處理器;一般娛樂(lè)場(chǎng)所的擴(kuò)聲系統(tǒng)也可以選擇15段均衡器和一般效果處理器。

其次,大型和高檔次的擴(kuò)聲系統(tǒng)還應(yīng)使用壓限器、電子分頻器以及數(shù)字延時(shí)器等設(shè)備。

7.1.3設(shè)備之間的互連

1.效果器的連接

擴(kuò)聲系統(tǒng)中大多數(shù)音響設(shè)備都采用串接的連接方式,但效果器通常有四種連接方式:

(1)利用調(diào)音臺(tái)的AUX(輔助輸出)和RTN(立體聲返回)端口將效果器并接在調(diào)音臺(tái)上,這是擴(kuò)聲系統(tǒng)中最常用的方式,就效果器而言,通常使用一入一出的工作方式,一入雙出也行,但很少使用雙入工作方式。

(2)將效果器輸入端口接在調(diào)音臺(tái)AUX端口,其輸出端接入調(diào)音臺(tái)任一輸入通道的LINE(線路)輸入端,則成為調(diào)音臺(tái)新的聲源。這種連接方法,效果器一般也采用一入一出的工作方式,一入雙出方式也可,但要占用兩路輸入通道。需要注意的是,在調(diào)音臺(tái)上接效果器的輸入通道與接效果器的輔助輸出相對(duì)應(yīng)的AUX旋鈕應(yīng)置于關(guān)閉狀態(tài),否則又會(huì)把信號(hào)送入效果器而形成正反饋,產(chǎn)生嘯叫,以致?lián)p壞揚(yáng)聲器系統(tǒng)。

(3)將效果器接入調(diào)音臺(tái)的INSERT(插入)端口,只對(duì)演唱話筒進(jìn)行效果處理。一入一出處理一路話筒,雙入雙出可處理兩路話筒。這種聯(lián)系方法,常在卡拉OK廳中用來(lái)對(duì)歌聲進(jìn)行處理,以免影響LD、VCD已在制作中處理過(guò)的音樂(lè)伴奏的效果。

(4)將效果器串接在擴(kuò)聲系統(tǒng)中,通常接在調(diào)音臺(tái)與均衡器之間,這樣全部音頻信號(hào)都會(huì)經(jīng)過(guò)效果器。這種方法一般只用在環(huán)境音樂(lè)的制作和播放系統(tǒng)中。

此外,在擴(kuò)聲系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行效果處理的數(shù)字延時(shí)器與效果處理器的接法相同,常采用與調(diào)音臺(tái)并聯(lián)的方式。

2.連接線與接插件

在專業(yè)擴(kuò)聲系