音頻信號處理.ppt

1、音頻信號處理設(shè)備,內(nèi)容提要與學習要求,本章主要介紹常見音頻信號處理設(shè)備的基本功能與結(jié)構(gòu)組成，工作原理及應用實例。主要內(nèi)容包括頻率均衡器、效果處理器、壓限器、激勵器、反饋抑制器、電子分頻器等，這些設(shè)備成為現(xiàn)代音響中的重要組成部分。正確使用這些設(shè)備，可對音頻信號進行適當?shù)男揎椇图庸ぬ幚?，使聽音效果得到改善、音色得到美化，聲音更為?yōu)美動聽。 通過本章的學習，應達到以下要求： （1）熟悉常見音頻信號處理設(shè)備的種類與主要功能； （2）了解常見音頻信號處理設(shè)備的電路組成與工作原理； （3）理解并掌握常見音頻信號處理設(shè)備的操作要領(lǐng)與使用要求。,6.1 頻率均衡器,6.1.1 頻率均衡器的作用與技術(shù)指標,1頻

2、率均衡器的作用,2頻率均衡器的分類,3頻率均衡器的技術(shù)指標,6.1 頻率均衡器,6.1.2 頻率均衡器的原理,1LC型圖示頻率均衡器,6.1 頻率均衡器,2模擬電感型圖示頻率均衡器,（1）模擬電感原理。,6.1 頻率均衡器,（2）模擬電感型圖示頻率均衡器。,6.1 頻率均衡器,6.1.3 頻率均衡器的應用,1頻率均衡器實例,（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu),6.1 頻率均衡器,日本YAMAHA的Q2031A型雙通道頻率均衡器控制特性,6.1 頻率均衡器,（2）主要性能,（3）前面板鍵鈕功能,6.1 頻率均衡器,（3）后背板插口和開關(guān)功能,6.1 頻率均衡器,2均衡器的使用,應用均衡器能美化人聲或樂器聲的音質(zhì)，因

3、此正確使用均衡器顯得十分重要。為了正確使用均衡器，不僅需要掌握各類均衡器的性能和特點，還要熟悉聲頻各頻段的音質(zhì)特點，以及各種聲源的基本頻率范圍。,6.2 效果處理器,6.2.1 概述,1延時器,2混響器,3效果器,6.2 效果處理器,6.2.2數(shù)字延時器,1延時器的結(jié)構(gòu)與原理,6.2 效果處理器,2延時器的應用,6.2 效果處理器,6.2.3 數(shù)字混響器,1混響器的用途,2混響器的結(jié)構(gòu)與原理,6.2 效果處理器,數(shù)字混響器原理框圖,6.2 效果處理器,6.2.4數(shù)字效果器（DSP效果器）,1效果處理器的功能,（1）混響?；祉懯菙?shù)字效果器的主要功能，利用效果器的參數(shù)可以對空間大小、聲音色彩、早期

4、反射聲等聲音因素進行調(diào)整，從而改善和提高廳堂的音質(zhì)，增加音源的融和感，產(chǎn)生廳堂（HALL）、房間（ROOM）、板式（PLATE）、密室等混響效果。 （2）延時。延時效果分為基本延時（DELAY）及由不同分量的延時與直接信號混合而產(chǎn)生出的鑲邊（FLANGE）效果、合唱（CHORUS）效果、回聲（ECHO）效果與共振（RESONANCE）效果。 （3）非線性。非線性是采用翻轉(zhuǎn)或切除一個自然混響的處理方式來獲得特定的音響效果。其中，翻轉(zhuǎn)混響（REVERSE REVERB）功能用來翻轉(zhuǎn)一個自然混響；門混響（GATE REVERB）功能是用來正常切除一段自然混響；翻轉(zhuǎn)門（REVERSEN GATE）用來

5、切除一個正增加的混響。,6.2 效果處理器,2效果處理器的結(jié)構(gòu)與原理,6.2 效果處理器,3效果處理器實例,1）前面板,6.2 效果處理器,2）后背板,6.2 效果處理器,3）DSP-256效果器的功能,效果處理器是利用數(shù)字信號處理與計算機技術(shù)，將編好的各種效果程序儲存起來，使用時只需將所需效果調(diào)出即可。DSP-256效果器具有多種效果,6.3 壓限器,6.3.1 壓限器的用途,在擴聲系統(tǒng)中，壓限器主要用途如下：,（1）壓縮信號的動態(tài)范圍，防止過載失真。,（2）對大電平信號的峰值進行限幅，以保護后級的功率放大器和揚聲器不致?lián)p壞。,（3）降低噪聲電平，提高信號傳輸通道的信號噪聲比。,（4）產(chǎn)生特

6、殊的音響效果。,6.3 壓限器,6.3.2 壓限器的基本原理,1壓限器的控制特性,6.3 壓限器,2壓限器的功能參數(shù),壓限器常用的功能參數(shù)有壓縮比、閾值、起動時間、恢復時間等。,6.3 壓限器,3壓限器的工作原理,6.3 壓限器,6.3.3 壓限器實例,1系統(tǒng)組成與主要性能,6.3 壓限器,2前面板各鍵鈕功能,（1）電源開關(guān)（Power ONOFF）。,（2）立體聲/單聲道工作模式選擇開關(guān)（LINK：STEREODUAL MONO）。,（3）壓限器輸入輸出選擇開關(guān)（COMP INOUT）。,（4）增益衰減指示表（GAIN REDUCTION）。,（5）噪聲門限控制與顯示（EXP GATE）。,

7、（6）壓限器閾值（門限）調(diào)節(jié)旋鈕（THRESHOLD）。,（7）壓縮比調(diào)節(jié)旋鈕（COMP RATIO）。,（8）啟動時間調(diào)節(jié)旋鈕（ATTACK）。,（9）恢復時間調(diào)節(jié)旋鈕（RELEASE）。,（10）輸入電平調(diào)節(jié)旋鈕（INPUT）。,（11）輸出電平調(diào)節(jié)旋鈕（OUTPUT）。,6.3 壓限器,2后面板各接線端口功能,（12）輸入端口（INPUT）。,（13）輸入電平選擇開關(guān)（INPUT LEVEL）。,（14）輸出端口（OUTPUT）。,（15）輸出電平選擇開關(guān)（OUTPUT LEVEL）。,（16）壓縮檢測器輸入輸出端口（DETECTOR INOUT）。,6.3 壓限器,3壓限器的使用,（1

8、）壓限器在擴聲系統(tǒng)中的位置。壓限器通常串接在調(diào)音臺及圖示頻率均衡器的后面，而位于功率放大器的前面。防止信號的過激失真和對功放與揚聲器實施保護，以防均衡器等前端設(shè)備的誤操作而燒壞功放與音箱。 （2）壓限器的調(diào)節(jié)。壓限器的主要調(diào)節(jié)參數(shù)有壓縮器的閾值電平、壓縮比、啟動時間、恢復時間和限幅器的閾值電平。,6.4 激勵器,6.4.1 聽覺激勵器的基本原理,6.4 激勵器,6.4.2 激勵器實例,聽覺激勵器由美國Aphex Systems公司率先出品。Aphex的C型激勵器是較新的改進型設(shè)備，效果良好且價格便宜，廣泛用于各類音響系統(tǒng)中。下面以Aphex-C型為例對激勵器作一介紹。,6.4 激勵器,6.4.

9、3 激勵器在擴聲系統(tǒng)中的應用,（1）劇院、會場、廣場、Disco舞廳和歌廳等場合。,（2）現(xiàn)場擴聲場合。,（3）演奏、演唱場合。,（4）流行歌曲演唱。,（5）普通歌手演唱。,（6）聲像展寬。,6.5反饋抑制器,6.5.1聲反饋現(xiàn)象與產(chǎn)生嘯叫的原因,所謂聲反饋是指在劇院、歌舞廳等擴聲系統(tǒng)中，由音箱放出的聲音又回傳入話筒（也稱話筒回授），使某些頻率成分的信號產(chǎn)生正反饋，從而在音箱中發(fā)出刺耳的嘯叫聲。聲反饋是廳堂擴聲中經(jīng)常遇到的令人頭痛的問題。,6.5反饋抑制器,6.5.2 反饋抑制器的基本原理,6.5反饋抑制器,6.5.3 反饋抑制器實例,1DSP-1100聲反饋抑制器的面板說明,6.6 電子分頻

10、器,6.6.1 電子分頻器的功能與組成,1電子分頻器的功能,擴聲系統(tǒng)的終端是揚聲器系統(tǒng)，揚聲器系統(tǒng)是電聲換能系統(tǒng)，它負責把電信號轉(zhuǎn)變成聲信號。我們知道，聲音的頻率范圍是20Hz20kHz，是一個比較寬的頻帶，相應的聲波波長大約為17m17mm。,2電子分頻器的組成,電子分頻器是有源分頻器，通常的基本單元是一個可變頻率的低通濾波器（LPF）和一個可變頻率的高通濾波器（HPF），這兩個基本單元即可組成一個二分頻電子分頻器。另外，一個低通濾波器和一個高通濾波器可以組成一個帶通濾波器（BPF），所以不少電子分頻器可以接成立體聲二路二分頻，也可接成單聲道三分頻的分頻器。,6.6 電子分頻器,6.6.2

11、電子分頻器的基本原理,6.6 電子分頻器,1二分頻電子分頻器,6.6 電子分頻器,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,6.6 電子分頻器,2三分頻電子分頻器,6.6 電子分頻器,3四分頻電子分頻器,6.6 電子分頻器,6.3.3 電子分頻器的選型,在實際中選擇幾分頻的電子分頻器，要依據(jù)擴聲系統(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，也可配以中高音音箱和純低音音箱的組合。,6.6 電子分頻器,6.6.4 電子分頻器實例,1技術(shù)指標,2工作模式

12、,6.7其它處理設(shè)備,6.7.1監(jiān)聽處理器,監(jiān)聽處理器是專門為擴聲系統(tǒng)的舞臺返送監(jiān)聽而設(shè)計的處理設(shè)備。在這種設(shè)備內(nèi)部，通常設(shè)有多頻段均衡器和陷波濾波器，以及限幅器和高通濾波器。均衡器和陷波器能夠過濾有害信號，降低反饋機會，提高系統(tǒng)增益；而限幅器和高通濾波器則用來保護功率放大器和揚聲器。,6.7其它處理設(shè)備,6.7.2噪聲門,前已述及，有些壓限器設(shè)有“噪聲門限”用以消除無信號時的噪聲。在專業(yè)音響設(shè)備中還有專門的噪聲門設(shè)備，它與壓限器的“噪聲門限”的功能基本相同。噪聲門實際上是一個門限可調(diào)的電子門限電路，只有輸入信號電平超過門限時，才能形成信號通路，否則電路不通，信號被距之“門”外。利用噪聲門對弱

13、信號“關(guān)閉”的功能，可有效地防止話筒之間的串音。但需注意，噪聲門只能降低或消除門限以下（可視為無信號狀態(tài)）的噪聲（信號），而不能提高門限以上有信號傳輸時的信噪比。,6.7其它處理設(shè)備,6.7.3移頻器,移頻器也是用來抑制聲反饋現(xiàn)象的設(shè)備，與聲反饋抑制器不同的是：移頻器是對揚聲器送出的聲音信號的頻率進行提升（移頻）處理，使聲頻增加5Hz（或3Hz、7Hz），使其與原話筒聲音的頻率發(fā)生偏移，無法構(gòu)成正反饋，也就不會產(chǎn)生聲反饋現(xiàn)象。與聲反饋抑制器相同，移頻器在擴聲系統(tǒng)中也是串聯(lián)在調(diào)音臺與壓限器之間或并接在調(diào)音臺上。 由于移頻器的低頻調(diào)制畸變較大，因此它只適用于以語音為主要內(nèi)容的擴聲系統(tǒng)；而聲反饋抑制器畸變小，可用在音樂擴聲系統(tǒng)中。,6.7其它處理設(shè)備,6.7.4立體聲合成器,立體聲合成器