音响知识及扩声系统名词解释
更新时间:2024-05-20 13:00:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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三、音响知识和扩声系统............................................................................................ 2
1声学基础知识...................................................................................................... 2
1.1声波的物理特性....................................................................................... 2 1.2声波的度量............................................................................................... 2 1.3听觉的主观感受....................................................................................... 3 1.4室内声学................................................................................................... 4 2传声器(话筒).................................................................................................. 4
2.1传声器的分类........................................................................................... 5 2.2传声器的主要技术指标........................................................................... 5 2.3常用传声器............................................................................................... 5 2.4传声器的使用........................................................................................... 6 3调音台.................................................................................................................. 6
3.1调音台的功能........................................................................................... 6 3.2调音台的分类........................................................................................... 7 3.3调音台各组成部分的功能....................................................................... 8 3.4调音台的使用......................................................................................... 10 4信号处理设备.................................................................................................... 11
4.1均衡器..................................................................................................... 11 4.2效果器..................................................................................................... 12 4.3压限器:................................................................................................. 12 4.4扩展器(噪声门)................................................................................. 16 4.5反馈抑制器............................................................................................. 16 5专业放大器与音箱............................................................................................ 17
5.1专业放大器............................................................................................. 17 5.2专业音箱................................................................................................. 18 5.3功放和音箱的配接................................................................................. 19 6音响系统的调试................................................................................................ 20
6.1会议厅的声学要求................................................................................. 20 6.2会议厅音响系统的构成......................................................................... 20 6.3音响系统的插接件与线缆..................................................................... 20 6.4音响系统的设定..................................................................................... 22 6.5声反馈的抑制......................................................................................... 23 6.6音响系统的噪声问题............................................................................. 27 6.7音响系统的运行维护............................................................................. 28
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三、音响知识和扩声系统
1声学基础知识
1.1声波的物理特性
1.1.1声波的频率、周期、波长、声速
声速:声波在弹性介质中的传播速度称为声速。记作C,单位是米/(m)/秒(s)。声速与强度和频率无关,在常温(15℃)下为340米/秒,其速度随着温度的变化也略有变化。声源完成一次振动的时间称为周期,记作T,单位是称(S)
频率:每秒内振动的次数称为频率,记作f,单位是周/秒(Hz),它是周期的倒数 f =1/T
人耳可听到的范围从20Hz到20000Hz,随着年龄增大,人的听力范围逐渐向中低频缩小。好的音乐节目频率都比较宽,可以达到40~16000Hz,一般收录机的频率范围仅100Hz~8000 Hz。声速、频率与波长有如下关系:
C=λ·f或c=λ/T
波长:沿着波的传播方向,两个相邻的同相位质点间的距离叫做“波长”。它是指波动媒质中,任意两个相位差为2π的质点之间的距离。例如,纵波中,两个相邻疏部中央间的距离或两个相邻密部中央间的距离也都等于波长。在横波中,两个波谷间的距离或两个波峰间的距离也都等于波长。由波速、波长的定义可知:在质点振动的一个周期内,振动状态传播的距离恰是一个波长,所以λ=v/f,或λ=vT由上式可以看出,同一频率的波,在不同媒质中的波速是不同的,因而波长也就不同。式中λ表示波长。波长、波速和波源振动频率,称为波的三要素。
周期:相位相同的相邻的波之间所经历的时间称为周期。
1.2声波的度量
1.2.1声功率级、声强级、声压级
声功率级:声源的声功率是单位时间内声源向空间辐射的总声能。
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PA=URA=vRM
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式中,U=体积速度,m/s;RA=辐射声阻;v=振动速度,m/s;RM=辐射力阻。 若体积速度取峰值,给出峰值功率;若取有效值,则给出平均功率。
声功率级是待测声功率与基准声功率的比值取对数。若功率级LW的单位取分贝,则 LW=10 log W/Wr
-12W
式中,Wr=基准声功率。声学中取Wr=10;故功率级和功率的关系为: Lw=10 log W+120
声压级:由于人耳可以听到的声压范围非常大,用声压来表示和计算都很麻烦,另外,人耳对声音大小即响度的感觉不与声压值成正比,而是近似地与它们的对数值成正比,为了能比较准确地反映声压对人耳的实际效果,也为了方便计算,人们引用声压对人耳的实际效果,也为了方便计算,人们引用声压的相对大小称之为声压级来表示声压的强弱,并用对数的标度来表示,以分贝为单位的声压级用下式表示:
Lp=20lg P/Po dB
式中:Po为基准声压Po=0.0002微巴。其声压级为0dB,即人耳最低可闻阈。
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声压级增加10分贝,人们感到响度约增加一倍,声压级以及相应的环境参见表
声压级分贝(dB) 140 120 110 100 80 70 60 50 40 20 10 0 相应的环境 喷气飞机起飞时 锅炉车间、摇滚乐 风动铆钉机旁、迪斯科舞厅 织布机旁 城市干道旁、合适的交谊舞厅内 机械打字机打字声 喧闹的家庭 一般对话 安静的室内 树叶瑟瑟声 轻声耳语 人耳最低可闻阈
声强级:
声波的本质是能量的传递,衡量声音强度的指标是拾音器获得的能量,在物理学上,声强被定义为单位面积上声波的功率,即
I(声强) = P(功率) x S(面积)
声强的单位为W/m2(瓦/米2),对于人的听觉而言,更为实用的单位是分贝(dB),它反映的是声强级,是对声强的比值取对数而获得的,即
L(声强级) = 10 x lg (I / I0)
这里I0是声强级的基准声强,通常选择人耳可以听到的最低声强。由于人耳对不同频率声音的敏感度有所差别,所以这个基准会因频率而有所差别,也是因人而宜的。在测定噪音时,通常用“标准A”来确定基准声强,在1000Hz时其值为10-12W/m2,以此标准得到的声强级计作dB(A)。下面我们举一个例子,以说明声强级的计算:
在广场音乐会上,前排听众距离小提琴手约5米,这里的声强级为50dB(A),后排听众距离小提琴手约20米,可以估计那里的声强级。由于声强和声源距离的平方成反比,所以后排听众受到的声强约为前排听众的1/16,对这个比值取对数,就可以得到两者声强级的差,即10 x lg (1/16) = -12。所以后排听众感受到的声强级为38dB(A)。在大厅里,我们无法用这种方法计算声强级,因为声波的反射是必须考虑的因素。
1.3听觉的主观感受
1.3.1人耳的可听频率范围及可听的声压级范围
人耳的可听频率范围是20—20KHZ。人耳能听到的声压级范围0dB~140dB左右。 1.3.2等响曲线
等响曲线
人类的听音特性曲线,是反映人们对声音振幅范围心理和生理因素的曲线,每条曲线上对应于不同频率的声压级是不相同的,但人耳感觉到的响应却一样,因此称为等响曲线,每条曲线上注有一个数字,为响度单位,由等响曲线族可以得知,当音量较小时,人耳对高低音感觉不足,而音量较大时,高低音感觉充分,人对2至4千赫兹之间的声音最为敏感。
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1.3.3掩蔽效应、双耳效应、哈斯效应
掩蔽效应:一个较弱的声音(被掩蔽音)的听觉感受被另一个较强的声音(掩蔽音)影响的现象称为人耳的“掩蔽效应”。
双耳效应:人们是用两只耳朵同时听声音的,当某一声源至两只耳朵的距离不同时,此时两只耳朵虽然听到的是同一声波,但却存在着时间差(相位差)和强度差(声级差),它们成为听觉系统判断低频声源方向的重要客观依据。对于频率较高的声音,还要考虑声波的绕射性能。由于头部和耳壳对声波传播的遮盖阻挡影响,也会在两耳间产生声强差和音色差。总之,由于到达两耳处的声波状态的不同,造成了听觉的方位感和深度感。这就是常说的“双耳效应”。不同方向上的声源会使两耳处产生不同的(但是特定的)声波状态,从而使人能由此判断声源的方向位置。如果,人们设法特意地在两耳处制造出与实际声源所能够产生的相同的声波状态,就应该可以造成某个方向上有一个对应的声源幻象(声像)感觉,这正是立体声技术的生理基础。
哈斯效应:哈斯在实验中发现,不同的方向(对听音者而言)有左右两个声源,如左右声源发出同样的声音,在同一时间强度也是一样,此时,听音者感到声音是在左、右声源之间,如果什么都不变,将左声源延时5~35毫秒,听音者就会感到所有的声音似乎都来自未延时的右声源,延时的左声源的存在对声音的方向定位没有影响。如果延时在35~50毫秒之间,延时的左声源的存在就可以感觉出来,但其方向仍在右声源方向。当左声源被延时50毫秒以上时,延时的左声源才会象一个清晰的回声似的被听到,两个声源才被听音者分开。
1.4室内声学
1.4.1直达声、近次反射声、混响声
直达声:声音在空气中直接进入人耳的声音叫直达声。 近次反射声:
混响声:比早期反射声后到达的、经房间界面多次反射的声音。合适的混响声可以使声音具有环境感,有利于提高声音的丰满度,过强的混响声会破坏声音的清晰度。
1.4.2混响时间及赛宾公式
混响时间:简称频响,衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。对器材频响的要求有两方面,一是范围尽量宽,即能够重播的频率下限尽量低,上限尽量高;二是频率范围内各点的响应尽量平坦,避免出现过大的波动。
赛宾公式:19世纪末20世纪初,赛宾 (W.C.Sabine) 提出混响时间理论,提出以下赛宾公式
T60=KV/A
T60――混响时间S
K―――常数,一般取0.161 V―――房间容积(立方米) A―――室内总吸声量(平米)
2传声器(话筒)
传声器是一种将声信号转换为电信号的换能器件。俗称话筒、麦克风。传声器的好坏将直接影响声音的质量。
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2.1传声器的分类
按换能原理可分为电动式、电容式、电磁式、压电式、半导体式传声器;按接收声波的方向性可分为无指向性和有方向性两种,有方向性传声器包括心形指向性、强指向、双指向性等;按用途可分为立体声、近讲、无线传声器等。
2.2传声器的主要技术指标
2.2.1灵敏度
灵敏度是指传声器在一定强度的声音作用下输出电信号的大小。灵敏度高,表示传声器的声——电转换效率高,对微弱的声音信号反应灵敏。技术上常用在0.1pa[μBar(微巴)]声压作用下传声器能输出多高的电压来表示灵敏度。
2.2.2频率响应
传声器在恒定声压和规定入射角声波作用下,各频率声波信号的开路输出电压与规定频率传声器开路输出电压之比,称为传声器的频率响应,用分贝(db)表示。
2.2.3动态范围
是指传声器输出最小有用信号和最大不失真信号之间电频差。动态范围小,会引起声音失真,音质变坏,因此要求有足够大的动态范围。
2.2.4传声器阻抗
传真器有一定的内阻。从输出端测得的交流阻抗就是该传声器的输出阻抗。一般以1000Hz的阻抗作为标称值。传声器的输出阻抗有两类:低阻输出通常有50、150、200、250、600Ω等,高阻输出通常有10、20、50KΩ等。
2.2.5指向性
传声器灵敏度随声波入射方向的变化而变化的特性称为指向性。
2.3常用传声器
2.3.1动圈式传声器
动圈传声器根据电磁感应原理,从在磁场中振动的圆形线圈取得电输出。动圈传声器包括一个膜片,其背后粘着一个位于磁场中的线圈,膜片前后具有声学网络,用来扩展频率范围。膜片用塑料(如聚碳酸脂、聚笨乙烯、聚酯等)或铝箔制成。
2.3.2近讲式动圈传声器
2.3.3电容式传声器
接收声信号的金属膜片或涂金塑料膜片和后极板组成一个电容器,并串接到有直流极化
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电源和负载电阻的电路中。膜片在声波作用下振动引起电容量的变化,电路中电流也相应变化,负载电阻上就有相应的电压输出。极化电压约150~200V,采用外接电源时也有用28V的。
2.3.4幻象供电
幻象供电一般是在专业的设备中,通过卡能或者2心6.35MM插座的两条心线向外面提供一组48V的直流电源。这个电源主要是为电容话筒提供工作电源。非电容话筒就无需幻想电源。
2.3.5无线传声器
无线传声器由装有微型传声器的小型发射机和接收机两部分组成。由传声器把声信号变成电信号;由发射机调制为高频信号,从天线辐射出去;由接收机接收并解调为原来的声频电信号。
2.4传声器的使用
2.4.1传声器的使用要点
一般传声器带有电缆,只能固定在某一位置上使用。演员在舞台上表演时与传声器距离时近时远,影响扩声效果。
2.4.2无线传声器的使用要点
无线传声器是省去了电缆,胸前佩带小型发射机的演员可以自由地走动,而不使音量变化,扩声效果良好。
3调音台
调音台(英文名为 Mixing Console)也称混音控制台,是专业音响系统的中心控制设备。
它具有多路输入,每路的声信号可以单独进行处理,例如:可放大,作高音、中音、低音方面的音 质补偿,给输入的声音增加韵味,对该路声源作空间定位等;还可以进行各种声音的混合,混合比 例可调;拥有多种输出(包括左右立体声输出、编辑输出、混合单声输出、监听输出、录音输出以 及各种辅助输出等)。调音台在诸多系统中起着核心作用它既能创作立体声、美化声音,又可抑制 噪声、控制音量,是声音艺术处理必不可少的一种电子设备。
3.1调音台的功能
调音台是专业音响系统中最重要的设备,一套专业音响系统往往是以调音台为核心的。常用的调音台能同时接受8—24路不同的信号,并分别对这些信号在音色和幅度上进行调整加工处理。 一般来说,调音台有四个主要功能。
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第一个功能是对节目信号进行放大。当各种不同节目源的信号进入调音台后,其不同的信号所需的放大量也不尽相同,所以调音台必须能分别处理不同的信号。如各种乐器的音乐信号与人声信号在幅度上就不相同,当然就需要分别进行处理。
第二个功能是分别对各种信号进行频率调整(即调音)。我们知道,不同的信号,由于其频谱分布,谐波成分等方面的原因,形成不同的音色,而建筑物对声音的影响使音色产生很大的变化。音响师要根据不同的扩音环境,对进入调音台的不同声音信号分别进行加工,使其声音尽可能接近原声。调音台的每个声道都具有相同的处理手段,如:3段均衡、增益控制器、高通滤波器等。
第三个功能是信号的合并。调音台将各路信号调整后,要将各种信号合并成标准的左右声道(立体声)形式输出,作为下一级设备的输入信号使用,这是最基本的功能。
第四个功能是分配功能。调音台除了立体声的主输出外,还能提供两路以上的辅助输出信号,这类信号有两种用途,一是音响室监听或舞台返听;二是做效果器的激励信号用。
3.2调音台的分类
调音台可以从各种不同的角度进行分类。 1、按使用形式分类 (1)便携式调音台
便携式调音台有2-4个通道,台上装有简单的高、低音补偿器,有输入、输出、混合电路。多用于扩声或现场录音,优点是携带方便,易于操作。 (2)半移动式调音台
半移动式调音台有4-6个通道,台上装有高、中低频率补偿器,有的还装有高、低通滤波器及自动音量控制,输出电路多为双声道。主要用于语言录音,电影厂使用最多。 (3)固定式调音台
固定式调音台有大型与中型两类,大型调音台有24个通道以上,甚至上百个通道,中型调音台一般有12-24个通道,功能齐全并附有混响器、压限器等周边设备。多用于电台、电影厂、音像制作部门等,既可录音乐,又可进行混合录音,输出声道多,配合多轨录音机,可以进行多声道录音。在大型剧场、音乐厅也使用固定式调音台进行扩音。 2、按结构形式分类 (1)一体化调音台 将调音台、功率放大器、图示均衡器和效果器等功能集于一身,装在一个机箱之内。外型基本保持调音台的样式不变。这种调音台有时被称为“四合一”调音台。这类调音台的输出功率较小(一般不超过2X250W)操作简便,特别适合于流动性演出。 (2)非一体化调音台
最显著的特征是不带功率放大器 3、按用途分类 (1)录音调音台 有极高的技术指标、极完善和丰富的功能,有的还有电脑控制功能或配置可选的计算机系统,是调音台中档次最高的。多用于电台、电视台、电影制片厂、唱片公司的录音棚中,进行高质量的多轨节目录制。 (2)扩音调音台
将各音源经合适的影响度平衡、频率补偿、效果配置以及声像定位等方面的调整后,混成一组立体声信号,送入功放进行扩音。用于舞台表演开广播发送等场合,较高档的也可用于录音棚。
(3)迪斯科调音台(DJ调音台)
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这是一种专用小型调音台,其特殊性在于:
ADJ调音台通常规模较小,不超过8路,但每路都是立体声输入。
B带有可方便地切换音源的控制开关,一个左右移动的“交叉衰减器”,俗称横推子。交叉衰减器可反向交叉地控制两组立体声信号。当推子推向最左面时,第一组立体声信号最强,第二组衰减量为∞,完全无声;随着推子的右移,第一组立体声信号逐渐减轻,第二级立体声信号不断增强;到达最右端时,第一组立体声信号被完全衰减,第二级立体声信号最强。利用横推子,实现了两个声源的无痕迹连续切换。
CDJ调音台至少有两路电唱盘输入端口,即可接受两台立体声电唱盘的信号。具有相应的唱头放大器(RIAA)和电磁式拾音头所需的RIAA均衡网络,而普通调音台不能直接接受电磁式唱头的电唱盘的信号。
DJ调音台主要用于迪斯科(DISCO)歌舞厅。 4、按信号处理方式分类 (1)数字调音台
调音台内的音频信号是数字化信号,可以方便地实现全自动化,总谐波失真和等效输入噪声均很低。常被用于要求高的音响系统。 (2)模拟调音台
采用传统的模拟方式进行信号处理,技术成熟,成本低。 5、按输入路数分类
调音台按输入通道数(通常称输入路数)的多少不同可分成6、8、12、16、24······多种,各输入通道性能、结构相同,每个输入通道可接受一路话筒或线路电平信号,若是立体声信号则要占用两上通道。
3.3调音台各组成部分的功能
(一)调音台输入部分的插座、功能键
1)卡侬插座MIC:此即话筒插座,其上有三个插孔,分别标有1,2,3。标号1为接地(GND),与机器机壳相连,把机壳作为0伏电平。标号2为热端(Hot)或称高端(Hi),它是传送信号的其中一端。标号3为冷端(Cold)或称低端(Low),它作为传输信号的另一端。由于2和3相对1的阻抗相同,并且从输入端看去,阻抗低,所以,称为低阻抗平衡输入插孔。它的抗干扰性强,噪声低,一般用于有线话筒的连接。
2)线路输入端(Line):它是一种1/4\大三芯插座,采用1/4\大三芯插头(TRS),尖端(Tip)、环(Ring)、套筒(Sleeve),作为平衡信号的输入。也可以采用1/4\大二芯插头(TS)作为平衡信号的输入。其输入阻抗高,一般用于除话筒外的其他声源的输入插孔。
3)插入插座(INS):它是一种特殊使用的插座,平时其内部处于接通状态,当需要使用时,插入1/4\大三芯插头,将线路输入或话筒输入的声信号从尖端(Tip)引出去,经外部设备处理后,再由环(Ring)把声信号返回调音台,所以,这种插座又称为又出又进插座,有的调音台标成“Send/Return”或“in/out”插座。
4)定值衰减(PAD):按下此键,输入的声信号(通常是对Line端输入的声信号)将衰减20dB(即10倍),有的调音台,其衰减值为30dB。它适用于大的声信号输入。
5)增益调节(Gain):它是用来调节输入声信号的放大量,它与PAD结合可使输入的声信号进入调音台时处于信噪比高、失真小的最佳状态,也就是可调节该路峰值指示灯处于欲亮不亮的最佳状态。
6)低切按键(100Hz):按下此键,可将输入声信号的频率成分中100Hz以下的成分切除。此按键用于扩声环境欠佳,常有低频嗡嗡声的场合和低频声不易吸收的扩声环境。
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7)均衡调节(EQ):它分为三个频段:高频段(H.F.)、中频段(M.F.)、低频段(L.F.),主要用于音质补偿。
a.高频段(H.F.):倾斜点频率为10kHz,提衰量为15dB,这个频段主要是补偿声音的清晰度。
b. 中频段(M.F.):中心频率可调,范围为250Hz~8kHz;峰谷点的提衰量为15dB;这个频段的范围很宽,补偿是围绕某个中心频率进行。若中心频率落在中高频段,提衰旋钮补偿声音的明亮度。若中心频率落在中低频段,提衰旋钮补偿声音的力度。
c.低频段(L.F.):倾斜点频率为150Hz,提衰量为15dB,这个频段主要用于补偿声音的丰满度。
8)辅助旋钮(AUX1/AUX2/AUX3/AUX4):调节这些辅助旋钮,等于调节该路声音送往相应辅助母线的大小其中AUX1和AUX2的声信号是从推子(Fader)之前引出的,不受推子影响。AUX3和AUX4的声信号是从该路推子(Fader)之后引出的,受推子大调节的影响。前者标有Pre,后者标有Post。
9)声像调节(PAN):它用于调节该路声源在空间的分布图像。当往左调节时,相当于把该路声源放在听音的左边。当往右调节时,相当于把该路声源放在听音的右边。若把它置于中间位置时,相当于把该路声源放在听音的正中。实际上,这个旋钮是用来调节声源左右分布的旋钮,它对调音台创作立体声输出极为重要。
10)衰减器(推子Fader):该功能键的调节起两方面作用:一方面用来调节该路声音在混合混合中的比例,往上推比例大,往下拉比例小;另一方面,用来调节该路声源的远近分布,往上推声音大,相当于将该路声源放在较近的位置发声,往下拉,声音小,相当于将该路声源放在较远的位置发声。它与PAN结合可创作出各个声源的空间面分布。调音台创作立体声输出,用的是Fader和PAN功能键。
11)监听按键PFL(Pre-FadeListen的缩定):衰减前的监听,按下它,用耳机插在调音台的耳机插孔便能听见该路推子前的声音信号。
12)接通按键On:按下它,该路声音信号接入调音台进行混合。
13)L-R按键:按下它,该路声音信号经推子、PAN之后送往左右声道母线。 14)1-2按键:按下它,该路声音信号经推子和PAN之后送往编组母线1和2。 15)3-4按键:按下它,该路声音信号经推子和PAN之后送往编组母线3和4。
调音台种类足很多,但主要的功能键都是相同的。值得一提的是调音台每一路输入只能进一个声源,否则,会相互干扰,阻抗不配,声音造成失真。
(二)调音台输出部分
调音台输出部分的安排有以下规律
(1) 调音台有几根母线,肯定有相对应的输出插座。 (2) 每个输出插座输出的声信号肯定在调音台上装有其相对应的调节键,可能是推拉键,也可能是旋钮。
(3)每种输出调节功能键旁边都装有监听按键,一般推拉键旁边的监听按键为推了前监听PEL,旋钮旁的监听按键为经过旋钮的监听(AFL)。
(4) 从辅助返回(AUX RET)或效果返回(EffectRTN)的插孔进入调音台的信号,肯定安装有调节其大小的按钮和相应的声像调节钮PAN。
(5)凡左右输出或编辑输出的插座前,一般都有相应的INS(又出又进插孔),其目的是可以单独对输出信号在输出前进行特殊加工处理,但辅助输出不装INS插孔。
(6) 如果输出部分装有耳机和对讲话筒T.B.Mic插孔,一般其旁路都有其音量大小调节钮。如果掌握了以上6条规律,便对调音台的输出部分的功能键作用便了如指掌了。
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3.4调音台的使用
调音台对于每一路的控制分为主控和辅助控制两部分。辅助信号有独立的输出口,可实现在同一调音台能同时输出两组或者更多的混音信号。
每一个通道都有一种或几种规格的信号输入口,用于连接系统中的录音机、音源、采样器或合成器等的音频输出口,或者插上动圈、电容 话筒等。
和这些输入口紧连的通常是一个调节旋钮,我们称之为增益钮(trim), 是用来调整信号输入量的,即当信号太强时对其削减,太弱时则对其提升(有时,增益旋钮会被一个衰减按钮“pad”代替,当该按钮按下或抬起时,输入信号即被做一定幅度的衰减)。增益旋钮是作为声音输入调音台的第一个关口,调整适当,即可保证调音台下一级的处理电路能接收到充分且“干净”的信号。
当增益旋钮设置好以后,你就可以使用通道的音量推子(或者音量旋钮,通常位于调音台面板的最下端)来确定该通道信号发送给总线的音量大小。音量推子实际上是一个衰减器,用于对该通道的输出信号进行衰减。当推子位于最下端(或音量旋钮位于最左端)时,信号被无穷衰减,这时,该通道没有信号输出。
在音量推子的上方,你可以发现一个声像(PAN)旋钮,它是用来调整该通道信号在左右音箱之间的立体声位置。
有些台子在音量推子和声像旋钮之间还设计了两个按钮 : 哑音(MUTE)和独奏(SOLO)按钮。哑音按钮可以不用动音量推子就可将混音总线中该通道的信号关闭。当该通道的输出音量已经被精确调整好而不想再去碰它时,这个功能显然是很有用的。当独奏按钮被按下时,则其他独奏按钮没被按下的通道不出声。
绝大多数调音台都提供了一定的通道均衡功能。很多并不是十分专业的调音台所提供的都是分段均衡功能,反映到调音台上即为标有“treble”和“bass”的两个旋钮,当调整这两个旋钮时高于和低于厂家预定频点的信号即被提升或衰减。以上也通常被称为两段均衡,而三段均衡则多了一个对中频段(mid)进行提升或衰减的旋钮。另外一些调音台还增加了一个选择中频点的旋钮,我们称之为半参数中频均衡,而全参数中频均衡不但能选定中央频点而且还能选择一段频率范围来实施提升或衰减。
一般调音台每个通道都设计了2-6个辅助发送(SEND, 也称效果发送)钮。这些旋钮可以控制该通道信号发送给各辅助输出口(Aux SEND)的信号量,几个通道的信号可以通过辅助旋钮同时辅出到一个辅助口。当辅助输出口连接了效果器后,则由辅助口输出的信号通过效果器处理后,由效果器的输出口返回至调音台的辅助返回输入口(Aux RETURN), 然后同总线信号进行混合。
控制辅助信号返回量的旋钮一般被安排在调音台右边的总线控部分。在现场录音中,辅助口也可用于连接耳机放大器以供多个歌手对乐曲同时监听。
为多轨录音系统设计的大型调音台每一个通道都有一个磁带/线路(Tape/Line)的切换开关。这个开关可以决定每一个通道的输入源是话筒/线路输入源还是多轨机的各轨独立输出。当进行多轨录音时,这个开关应放置在线路输入状态;录音完成后,对多轨信号进行缩混时,这个开关应放置在磁带输入状态,这时,各通道推子实际上是调节多轨机各轨信号输出到立体声总线的信号量。
有的调音台其各通道除了具有上述所讲的输入口外,还有一个断点插入口(INSERT), 用于连接l/4\\\的立体声插头(分为头-Tip 、环-Ring 、套管-Sleeve 三个部分)。当该口没有插头接入时,该通道信号按上述流程经调音台各部分进行处理;当有插头接入时,该通道的输入信号被断开,由插头的Tip部分发送给外部效果器,经处理后的信号由Ring部分返回至该通道,然后再进行增益、均衡、声像、音量等调节最后输出至调音台的立体声总线。像激励器、压限器等一般采用这种方式与调音台连接。用这种方式可使效果器只对某一通道
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信号进行处理而不必使用效果发送及返回控制。
最终,由各通道输出的信号混合在一起,然后进入立体声总线。总线控制部分一般有控制左/右声道的两个(或一个)主音量推子、调整效果返回量的控制钮、耳机音量的输出控制钮、辅助输出口音量控制钮(辅助输出口输出的信号是部分或全部通道的混合信号)。关于辅助输出的各种灵活运用,在此暂无篇幅做更多的讲解。
一个调音台一般会有两个或更多VU(Volume Unit 的缩写,意思为音量指示)指示器。有的指示器是那种老式的指针表,有的则是LED(发光二极管)方式的电平表。有的调音台可以通过切换用一对指示器显示不同总线及通道的电平;有的则设计成每个通道及总线都有自己的VU指示器。
4信号处理设备
4.1均衡器
均衡器是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备,通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及其它特殊作用,一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。
4.1.1均衡器的主要作用及分类
均衡器是用来对音频信号的频率特性进行调整的,如调音台的通道均衡器可对调音台中对每一通道的输入信号进行频率均衡处理,调音台的输出均衡器可对主输出信号进行频率特性的均衡处理。一般的均衡器往往是在若干个固定频率点上对信号进行提升或衰减。为了较为精确地调整频率特性,往往要采用多频点的均衡器,例如一般的房间均衡器往往要有30多个频率点。
均衡器分为三类:图示均衡器,参量均衡器和房间均衡器。
4.1.2参量均衡器的使用
参量均衡器不是采用固定频率点的均衡器,而是将整个音频频率范围分为几个频率段进行均衡处理,每一频率段的中心频率点可以进行调整。因此参量均衡器不用设置很多个频率点(即中心频率),往往只分为四五个频率段。每一频率段的中心频率可以调整,提升或衰减量可以调整,还可调整其带宽(即调整Q值)。这样,一个参量均衡器就能够覆盖整个音频频率范围,并能够进行较为精确的频响特性调整。目前参量均衡器已普遍用于调音台的通道均衡器、输出均衡器和房间均衡器等领域。
4.1.3图示均衡器的调试
图示均衡器的调试为了提高扩声系统的品质,希望其频带要宽,特性曲线要平坦。而现实中每个扬声器,甚至是同一型号的扬声器频率曲线也是不完全一样的。再者,房间建筑结构或多或少存在着声学缺陷,使声场变得复杂混乱。下面将介绍如何通过均衡器来补偿扬声器、补偿声场,改善声场系统的传输频率特性。(1)电输入法所谓电输入法就是借助粉红噪声和频谱分析仪进行调试。把均衡器、频谱分析仪依次串接于调音台和功放之间,用粉红噪声作为输入信号送入调音台。将调音台各段均衡器置于平直状态,均衡器各点电位器放在0dB位置上。输入粉红噪声信号,调节均衡器各频点电位器,用频谱分析仪上的测试传声器接收该系统扬声器发出的声音,使频谱分析仪上显示的曲线趋于平滑。调整完成后,均衡器
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在此房间中使用时无需再做调整。(2)声输入法声输入法一般用在以唱歌、表演为主的场所,而且扩声系统中要使用固定的传声器和扬声器进行调试和演出。如果更换传声器或扬声器,频响曲线会发生变化。用声输入法可以有效地克服声反馈,但是会影响LD、CD、卡座放音时的频率响应(特别是话筒频响曲线不平坦时)。在歌舞厅调试均衡器一般主张用电输入法,话筒的缺陷应该用调音台上的参量均衡器来进行补偿。应先用电输入法调试图示均衡器,再用声输入法调试调音台上话筒支路上的参量均衡器。(3)调试注意事项①均衡器各频点的电位器应在中心线上下合理分布,当电位器都偏向中心线上方时,容易引起均衡器过载;当电位器都偏向中心线下方时,会引起均衡器以前设备的电信号过载产生失真,而且这样的状态在使用多声道均衡器时还会使各通道的增益产生差别并产生不同的相移,使声象发生变化。②避免某两个相临频点提升衰减差异过大,尽量圆滑过渡。否则会产生相位变化太大,使声音变怪。③不把电位器调节在最上方或最下方,以免产生过大的相位移动,减小系统实际的动态。④16kHz以上的频率不宜提升过高,防止在特殊情况下将高频扬声器烧毁;20Hz、25Hz的低频也不应提升过多,那样容易对低音扬声器造成冲击。
4.2效果器
效果器是提供各种声场效果的音响周边器材。效果器的基本效果类型有声场效果、特殊效果和声源效果三大类。数字效果一般都储存有几十种或数百种效果类型,有的效果器还有参数均衡、噪声门、激励器和压缩/限幅某功能。使用者可根据自己的需要选择相应的效果类型。
4.2.1延时器
延时器是产生混响或回声的效果器。有模拟延时器,数字延时器、混响器等c它们的原理基本相同,广泛用于舞台音响,卡拉OK。延迟时间可以从50毫秒到1秒以上,电吉他用的延时器一般为20~476毫秒之间,时间短产生混响效果(大厅效应人时间长则产生回声(山谷效应人电吉他通过延时器之后声音丰富、饱满、有空间感。回声,则常用于电吉他演奏最高潮时最末一个音符加入,以便出现几个反射回声,情似对山谷呼喊。
4.2.2混响器
混响器属效果处理装置,常用于增加音源的融和感。人工电子混响器大致可分为两类:一类是机械振荡式混响器,如钢板混响器、弹簧混响器、金箔混响器等等,就属此类。此类混响器的工作原理一般是通过物体对音频信号的共振,来模拟自然混响的残响拖尾效果的,所以其处理的“声染色”效应十分严重,对原音源可产生明显的破坏作用。
电子混响器的另一类是电子延迟式混响器,如延时回音器、数字式混响器等等,其延时回音器的工作原理是:通过斗链器件将音源信号延迟一段时间后,再反馈回延迟器始端进行回施处理,从而形成一系列延迟声信号阵列,将这些延迟信号阵列混入原信号,即可产生类似的混响声效果。
4.3压限器:
压限器压限器又称压缩/限幅器,是用于压缩(或限制)节目信号的动态范围,避免过激失真的音频信号处理设备。许多压限器中还设有噪声门,可以有效地去除音频信号中的噪声信号,提高系统的信噪比。在立体声音响系统中,节目源信号的动态范围很宽,音频系统设备的动态范围与之相比要小得多。为了防止信号过激失真,需要对音频信号进行压缩或限幅,使其动态范围与音频设备相吻合,以保证信号传输不失真。
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4.3.1压限器的作用和原理
压缩器的作用压限器有以下3个作用。(1)抑制信号幅度,保护扩声系统对于突发信号、过强的信号以及误操作产生的过载信号的声反馈,压限器都能自动地将其信号幅度按一定的比例进行压缩或限幅,从而使功率放大器和音箱系统得到保护。(2)产生特殊的音响效果一般利用压缩器起控时间和恢复时间的可调性来制造一些意想不到的音响效果。(3)使音量变化平稳当话筒与音源之间的距离发生变化时,压限器可使音量平稳变化;使用压限器还可以使电吉它、电贝司等乐器的音量平稳。
压限器的工作原理 : 1、压限器的工作原理
压限器的输入、输出特性,输出信号电平的变化与输入信号电平变化的比值,这个比值称为压缩比,用分贝表示。压限器实际上是一个自动音量电平控制器。当输入信号超过阈值(Threshold)的预定电平时,压限器增益下降,信号被衰减。这个预定电平被称为起控电平。图19中,曲线A的压缩比为1:1,它表明信号没有经过压缩;曲线B的压缩比是2:1,它表明输出信号的电平值仅为输入信号的一半。当然,压缩变化总是需要时间的。图20所示表明输入端加入方脉冲时,压缩器输出波形及增益变化的情况。从图中可以看出,当输入电平升高到起控电平之上时,压缩器的增益并没有立即降下来,而是逐渐下降的,经历时间t1后,新的增益才稳定下来,时间t1就称为压限器的起控时间;反之,输入电平突然减小到门阈电平之下时,压限器的增益也不会迅速上升,而是缓慢上升,经历t2时间后才恢复到不压缩时的稳定增益,时间t2就称为压限器的恢复时间。在压限器中这两个时间通常是可调的。为了不让听众察觉到压缩增益的变化过程,起控时间尽量要短,一般设计在100us-1ms之间;恢复时间则应适当延长一些,一般设计在0.1-0.3s之间,以免增益迅速变化而使信号产生调幅失真。但时间也不能过长,否则压限器的变化会跟不上节目的节奏变化。 当压限器的压缩比无限增大到某一数值时,压限器就成为了限幅器,也就是说,限幅器是超过一定电平的信号进行无限压缩,这个信号电平称为限幅电平,限幅特性如图21所示。无限压缩意味着不管输入信号电平变化多大,输出信号电平都没有变化,此时的压缩比可理解为∞:1。为了防止信号过饱和失真,通常设定一个门阈电平(即限幅电平)来限制节目中的峰值信号。假设限幅电平为0dB,当节目信号电平低于0dB时,信号无变化通过;当节目信号高于0dB时,信号将保持0dB输出,以防止超出设备的动态范围而引起过激失真。在实际应用中,当压限器的压缩比超过10:1时,便可将压限器看作限幅器。
2、压阴器的电路压限器的电路有压控式和脉冲抽样式两种。由于压控式用器件本身的特性作可变电阻,因而非线性失真较大,适用于一般场合。而脉冲调制型采用了脉冲调制电路,减小了非线性失真,适用于要求较高的放声系统。下面将分别对其进行介绍。
(1)压控式压限器图22是一种压控式压限器框图,是由检波器和压控放大器构成的。其中检波器不仅被用来检出与信号电平相对应的直流电压或电流,它还决定了动作时间和恢复时间的长短。检波方式有峰值检波和有效值检波两种,峰值检波反应速度快,但压缩量与响度的对应关系不好,而有效值检波的特点恰好与其相反。为了兼顾二者的优点,可同时使用峰值检波和有效值检波。 压控放大器一般采用压控可变电阻来控制增益,根据其电路结构的特点可分为衰减型和负反馈型。衰减型的基本原理如图23所示,其中输出电压U0=R2Ui/(R1+R2),式中R2为压控可变电阻。负反馈型的基本原理如图24所示,当Re足够大时,U0=RcUi/Re,式中Re为压控可变电阻。压控可变电阻常用的类型有:适用于小信号电路的场效应管压控可变电阻;适用于大信号电路的光电控制型压控可变电阻,二者线性和频率特性都很好。
①场效应管压控可变电阻 图25(a)为场效应管压控可变电阻的电路原理图。当加在漏极D与源极S之间的信号电压小于0.1V时,漏源极之间的等效电阻RDS将随栅源极负
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偏压UGS而变,两者之间的关系如图25(b)所示。当UGS=0V时,RDS最小,约几百欧到几千欧。栅源极负偏压越大,RDS也越大。当栅源极负偏压大于场效应管的夹断电压VPC时,RDS可达107Ω以上,RDS随UGS的变化范围宽达104。为了减小非线性失真,起始偏压UGS不应选为0,一般应选RDS=5-10kΩ时所对应的偏压。此外还增加C1、R1和R2组成的反馈电路,以抵消UGS对RDS的影响。场效应管压限器的压限特性如图26所示。压缩比连续变化时,压缩输入门限电平为30mV左右,输入电平大于100mV时,进入限制区。在低于限制区的范围内,非线性失真小于1%。
②脉冲调制型压限器图28为脉冲调制型压限器方框图。它由脉冲抽样调制器、占空系数可调脉冲信号发生器、低通滤波器和检波器等部分组成。输入信号经过脉冲抽样调制器后,按脉冲节拍被采样成调幅波,它不含有载频成分,但含有输入信号及调制后产生的以脉冲基波和谐波为中心的上下边带。依据采样定理,采样脉冲频率只要为信号频率的2倍,则经低通滤波器平滑滤波后就可恢复原信号。脉冲抽样调制器通常采用4只二极管组成环形调制器;占空系数可调脉冲信号发生器可由常见的可变占空比可调制型脉冲振荡器组成。
三、压限器的使用下面以YAMAHA-GC2020BII压限器为例,介绍压限器的使用,其外形图如图29所示。 1、面板与功能键 ①POWER:电源开关 ②LINK:立体声和单声道选择开关控制两路单声道(DUAL MONO)或一路立体声(STEREO)的选择。两路单声道时,两通道相对独立,可分别处理不同的信号;一路立体声时,两通道相互联系,同时工作。 ③COMP IN/OUT:压限器旁路开关 IN:压限器处于工作状态,OUT:压限器处于旁路状态。 ④GAIN REDUCTION:增益衰减指示为五段衰减:0,-4,-8,-16,-24dB。 ⑤EXP GATE:噪声门的控制及指示是一个独立的功能键,其阈值可调,可以有效地去除节目间歇时背景的杂音和噪声。如图30所示,噪声门的门限电压一般设置为节目信号电平的最低值,使所有节目信号可以毫无损失的通过;当节目信号中产生间歇时(即门限电压之上没有信号),低于门限电压的杂音和噪声信号被有效地消除,达到静音的效果。当“INPUT LEVEL”=“-20dB”时, “INPUT”在“0”位置,门限电压变化范围:-24~-64dB; “INPUT”在“中间”位置,门限电压变化范围:-49~-89dB; “INPUT”在“10”位置,门限电压变化范围:-64~-104dB;当“INPUT LEVEL”=“+4dB”时, “INPUT”在“0”位置,门限电压变化范围:0~-40dB; “INPUT”在“中间”位置,门限电压变化范围:-25~-65dB; “INPUT”在“10”位置,门限电压变化范围:-40~-80dB;噪声门打开时,“EXP GATE”指示灯亮;往逆时针方向旋转“EXP GATE”,可以解除噪声门功能。调整“EXP GATE”的方法:先将旋钮调到“0”位置,然后接通电源,此时不送入节目信号,调整“OUTPUT”旋钮至直到可以听到杂声和噪声的位置,再慢慢旋转“EXP GATE”直到噪音消失,再继续旋转一点儿,然后开始收听节目,检查噪声门是否消除了节目信号中较弱的部分。如果发出“嗡嗡”的声音,可调整门限电压值,直到问题消除。 ⑥THRESHOLD:阈值选择决定当输入的节目信号电平为何值时,压缩器将对其进行压缩/限幅。阈值的选择取决于“INPUT”的值和“INPUT LEVEL”的设定。调节方法如下。当“INPUT LEVEL”=“-20dB”时, “INPUT”在“0”位置,“THRESHOLD”值为:-4~-19dB; “INPUT”在“中间”位置,“THRESHOLD”值为:-4~-44dB; “INPUT”在“10”位置,“THRESHOLD”值为:-19~-59dB;当“INPUT LEVEL”=“+4dB”时, “INPUT”在“0”位置,“THRESHOLD”值为:+20~+5dB; “INPUT”在“中间”位置,“THRESHOLD”值为:+20~-20dB; “INPUT”在“10”位置,“THRESHOLD”值为:+5-~35dB;低于阈值的信号自由通过;对高于阈值的信号要进行压缩和限幅。“THRESHOLD”旋钮逆时针方向旋转(转向“0”)的越多,信号峰值受压缩/限幅的影响越小。 ⑦COMP RATIO:压缩比选择 用来确定超过阈值的信号的压缩比。所谓压缩比是指输入信号电平变化与输出信号电平变化的比值。压缩比为1:1时,压限器没有对信号进行压缩;压缩比为2:1时,输出信号的变化仅为输入信号的一半;压缩比为∞:1时,无论输入信号将如何变化,压限器将保持常数输出。
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超高压缩比20:1通常用来使乐器声保持久远,特别适用于电吉他和贝司,同时会产生鼓的声音;低压缩比2:1到8:1通常用来使声音圆润;当演员走近或远离话筒时,可减少声音颤动。图31为压缩比示意图。 ⑧ATTACK:起控时间选择决定当信号超过阈值时,对其进行压缩所需的时间(单位为ms)。可调整的时间范围在0.2ms-20ms之间。起控时间的选择很大程度上取决于被处理信号的种类和希望得到的效果。极短的起控时间通常用来使声音“光滑”。而对于电吉他的演奏需要稍长的时间,如图32所示。 ⑨RELEASE:恢复时间选择决定当信号低于阈值时,对其解除压缩所需的时间。可调整的时间范围在50ms-2s之间。同起控时间一样,恢复时间的选择很大程度上取决于被处理信号的种类和希望得到的效果。当节目信号经过压缩后其电平值小于阈值时,如果没有恢复时间,压限器立即停止压缩,会导致信号突变;而恢复时间的设置是使压缩器在给定的时间范围内,对信号解除压缩,不会造成突变。恢复时间示意图如图33所示。 ⑩INPUT LEVEL:输入电平控制调整压限器的输入灵敏度,使其能接受宽范围的信号。 ⑾OUTPUT LEVEL输出电平控制调整压限器的输出灵敏度,使其能输出宽范围的信号。 ⑿INPUT:信号输入插口三插阴型XLR连接头和1/4in TRS插座通用。须用600Ω线。 ⒀INPUT LEVEL:输入电平选择开关调整输入值与所接仪器的输出值相匹配。有两档选择:-20dB,+4dB。 ⒁OUTPUT:信号输入插口三插阴型XLR连接头和1/4in TRS插座通用。XLR用600Ω线,1/4in TRS用10kΩ线。 ⒂OUTPUT LEVEL:输出电平控制开关调整输出值与所接仪器的输入值相匹配。有两档选择:-20dB,+4dB。 ⒃DETECTOR IN and OUT:外部信号控制接口 “DETECTOR OUT”插座是跟在INPUT控制之后的第一个声频缓冲带传递输出口。通过插在DETECTOR IN and OUT的耦合棒,这个信号作用于压限器的大小控测电路,激发和控制对输入信号的压缩程度。DETECTOR IN插座是压限器控测电路的输入口。该功能的一个应用是在播音员说话时减弱音乐信号,使话音变得清晰。具体操作是:去掉耦合棒,将一个通道的“DETECTOR OUT”与另一个通道的“DETECTOR IN”相连。这种情况下,“OUT”通道信号将对“IN”通道信号进行控制,而“IN”通道本身对“OUT”通道没有影响。这种功能对叙述者和广播员尤其有益。将通道1的DETECTORT OUT与通道2的DETECTORT IN相连;把广播员的声音送入通道1,把音乐信号送入通道2;此时通道2信号的放大由通道1来控制。通道2的压缩比可被调整至以下状态:无论广播员和叙述者何时说话,通道2中的音乐信号都会及时减弱,使得说话声能清晰地听见。四、压限器的技术指标压限器的技术指标除频率响应、总谐波失真、信噪比、输入阻抗、输出阻抗、输入电平、输出电平外,还有压缩动作时间调节范围、压缩恢复时间调节范围、压缩门限电平调节范围和压缩比。表4给出了常见压限器技术性能一览表。 4.3.2压限器的使用
压限器是压缩器和限制器的组合设备,由于它具有多种特性,在扩声系统、录音系统和广播系统中有诸多应用。例如:给鼓声增加坚实浑厚感;为吉他、弦乐增添弦外之音;使演唱声更加圆润;提升混合低电平信号;减少手持话筒拾音起伏;降低音乐大起大落变化;保护扩声系统不过载;数/模转换;进行压缩处理等。同时,这种设备多数增设了扩展门,用于音乐宁静或间歇间的噪声切除,使其应用范围更广,更灵活。另外,还附设了边链输入、输出插孔,进行外控,使其应用更加多样化。 使用方法:
1.压缩比(Ratio)的设定
在的士高舞厅如果压缩比设定过小,就没有压缩痕迹;如果压缩比设定过大,就会造成音乐动态范围变窄、声音干瘪无味。在的士高厅扩声中作为压缩器使用,一般将压缩比设定在3:1左右,作为限制器使用时,应将压缩比设定在8:1左右.能保证音乐信号压缩在扩声系统的动态范围内,避免过载失真,以确保的士高舞厅音乐的震撼力。
2.阈值(Threshoid)的调整
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阈值的调节是至关重要的,它决定了压限器在多大电平时开始起作用.正确的调节方法是:将阈值调节到最小位置,把调音台的音量开到最大(音量提升必须在确认压缩比大于2:1后进行,这时,输入信号一出现就开始压缩,不会造成输出信号过强的现象),然后慢慢地提升阈值.此时音量慢慢在变大,当音量大到一定的程度时(已经达到所需要的最大声压级或者说功放与音箱的额定功率),立停止提升阈值!
3.启动时间(Attack)的调整
启动时间的调整主要考虑音乐的特性。如果启动时间速度过快,到一定程度地影响摇头音乐音头的动态和力度;如果启动时间太慢,又会影响音乐的自然程度和瞬间特性。所以,启动时间应在40ms左右选取。
4.恢复时间(Release)的调整
一般恢复时间都要比压缩时间慢一些,以保证音乐不产生生跳跃感,如果恢复时间选的过长就会影响到下一个音乐信号的正常状态。一般的士高舞厅在正常放音情况下,恢复时间应在500ms左右选取。由于摇头音乐节奏速度不一,所以节奏在开场时每分钟140拍左右可稍长一些,节奏在每分钟155拍左右可稍短一些,具体设定可以根据音乐的特性来进行合理的调整。
4.4扩展器(噪声门)
4.4.1扩展器和噪声门的作用和原理
这两种效果经常做在一起。如同它的名字所暗示,扩展器用降低低电平信号音量的方法加大信号的动态范围,噪声门是扩展器的极端应用,使低于门槛的信号静音。
扩展器的设置通常用比率来说明,如2:1,表示输入电平减少1分贝,输出电平减少2分贝;4:1则表示同样情况下输出端电平变化4分贝。\噪声门\是扩展的极端表现形式,输入和输出的关系变得趋于垂直(10:1或更高),信号被极大地降低甚至消除,作用如同一个开关,信号够高的时候,开关闭合,输入的信号出现在输出端;如果信号低于门槛,开关就断开,没有输出。
4.4.2噪声门的使用
噪声门顾名思义是可以减少系统中正常噪声的,形象来说它就像一个水库里的水闸,但它拦截的是水底的淤泥。如果水闸太低,水里的淤泥就会照样越过水闸流向下流;如果水闸太高就不但拦住了无用的淤泥,还拦住了有用的清水。因此噪声门的门限电平也就是阈值(THRESHOLD)要调到刚刚好,就像水库里的水闸一样要调到合适的高度。当然为了能完全的把淤泥给拦截掉,我们可以适当提高水闸的高度,这样虽然也拦截掉了一些清水,但也做到了万无一失,相比较来说还是值得的
。
4.5反馈抑制器
反馈抑制器是用来抑制扩声系统啸叫声得机器,传声器拾音后,经调音台、周边设备、功率放大器、音箱扩出声音,这种声音又通过直接或间接得方法进入传声器,使扩声系统产生啸叫声。每当这种情况出现时,扩声系统便无法进行扩声,扩声功率也就不能增大。采用反馈抑制器,一方面使啸叫声不出现,另一方面也提高了系统的传声增益。
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4.5.1反馈抑制器的连接要点
通常反馈抑制器接在左右声道和编组输出的房间均衡器的后面,房间均衡器只用于房间均衡补偿,弥补房间听音产生的缺陷,抑制扩声系统的啸叫则是由反馈抑制器去完成。反馈抑制器抑制器一般不要接在调音台的输入通道前,因为输入通道的反馈啸叫信号比较小,反馈抑制器不容易发现反馈啸叫信号。一旦发现,很可能扩声系统啸叫已经出现。如果将反馈抑制器的灵敏度调高,又容易误把音乐信号当成反馈啸叫信号进行抑制。
5专业放大器与音箱
5.1专业放大器
5.1.1专业放大器的主要技术指标
1.输出功率
(l)额定输出功率:即RMS功率。在放大器频率特性与谐波失真系数均能达到规定的技术指标下(普通功放失真度小于1%,高保真功放失真度小于0.1%),功率放大器所能输出的连续正弦波信号功率。
(2)最大输出功率:即PM功率。在额定负载电阻上,放大器能符合基本参数要求,简谐信号的最大输出功率。
(3)最大有用功率:在额定负载电阻上,输入1kHz的简谐信号,当谐波失真系数为10%时的输出功率。
(4)峰值功率:即P.P功率。将额定输出功率中的有效值电压,换算为峰值电压得出的功率。因为峰值电压等于1.414倍有效值电压,所以峰值功率即等于2倍额定功率。
(5)音乐功率:即MPO功率。在保持放大器电源无压降时,输入大动态的音乐信号,放大器所能输出的瞬时功率。MPO输出功率一般为 RMS额定功率的4-6倍。
(6)峰值音乐功率:即PMPO功率。将音乐功率中的有效值电压换算为峰值电压得出的功率。所以峰值音乐功率为音乐功率的2倍。
2、总谐波失真度(THD)
音频信号通过功率放大器后,由于非线性元件所引起的各种谐波成份,新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。普通功放约1.2%;优质功放约0.01~0.003%。由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波,不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波,其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。
(l)互调失真(IMD):将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号合成波,按4:1的幅值输入到被测量的放大器中,从额定负载上测出互调失真系数。
(2)瞬态失真(TIM):将方波信号输入到放大器后,其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够,则方波信号即会产生变形,而产生瞬态失真。主要反映在快速的音乐突变信号中,如打击乐器、钢琴、木琴等,如瞬态失真大,则清脆的乐音将变得含混不清。
(3)瞬态互调失真:将3.15kHz的方波信号与15kHz的正弦波信号按峰值振幅比4:1混合,经放大器后,新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回环负反馈,瞬态互调失真一般较大,具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感;反之,则声音圆滑、细腻、自然。
3.频率响应
在振幅允许的范围内l放大器能重放声音的频率范围。在额定的频率范围内,输出电压
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幅度的最大值与最小值之比,以分贝数(dB)来表示其不均匀度。普通功放的频率响应为20Hz-20kHz约(+/-)l-3dB;优质功放的频率响应为20Hz-20kHz约+/-0.1dB。
4.信噪比(S/N)
功率放大器额定输出电压与无信号输入时实测噪声电压比称为信号噪声比,简称信噪比,通常以分贝数来表示。信噪比:301og(额定输出电压/噪声电压)普通功效的信噪比约6O-90dB;专业级功效信噪比要求大于100dB。
5.1.2专业放大器的使用
5.1.3 2BTL(桥接)放大电路
5.2专业音箱
5.2.1专业音箱的主要技术指标
1.频率范围(单位赫兹Hz):是指最低有效放声频率至最高有效放声频率之间的范围。例:某音箱最低有效放声频率为40Hz,最高有效放声频率为20kHz,频率范围的表达式则为:40Hz~20kHz。
2.频率响应(单位分贝dB):是指将一个恒定电压输出的音频信号与音箱系统相连接,当改变音频信号的频率时,音箱产生的声压随频率的变化而增高或衰减和相位滞后随频率而变的现象,这种声压和相位与频率的相应变化关系称为频率响应。这项指标是考核音箱品质优劣的一个重要指标,该分贝值越小,说明音箱的频率响应曲线越平坦,失真越小。
3.标注功率(单位瓦W):音箱上所标注的功率,国际上流行两种标注方法:(1) 长期功率或额定功率,前者是指在额定频率范围内给扬声器输入一个规定的模拟信号,信号持续时间为1分钟,间隔2分钟,重复10次,扬声器不产生热损坏和机械损坏的最大输入电功率。后者是指在额定频率范围内给扬声器输入一个连续正弦波信号,信号持续时间为1小时,扬声器不产生热损坏和机械损坏的最大正弦功率。(2) 最大承受功率即音乐功率(MPO),起源于德国工业标准(DIN),是指扬声器所能承受的短时间最大功率。音箱功率的大小和功率放大器功率的大小与音质音色无关,与价位成正比。
4.标称阻抗(单位欧姆Ω):是指扬声器输入的信号电压U与信号电流I的比值。因扬声器的阻抗是频率的函数,故阻抗数值的大小随输入信号的频率而变。我国国家标准规定的音箱阻抗优选值有4、8、16Ω(国际标准推荐值为8Ω),并规定扬声器的标称阻抗为:扬声器谐振频率的峰值fo至第二个共振峰f1之间的最低阻抗值。音箱阻抗越小,所需输入电流越大。而对于高保真功率放大器来讲,负载阻抗越小,输出电流越大,失真随输出电流的增大而增大,甚至产生削波失真,直接影响了保真度与聆听效果。
5.灵敏度(单位分贝dB):音箱的灵敏度是指当给音箱系统中的扬声器输入电功率为1W时,在音箱正面各扬声器单元的几何中心1m距离处,所测得的声压级(声压与声波的振幅及频率成正比,声压的单位为帕Pa,1Pa=1N/m2。声压级是表示声压相对大小的指标。其值为声音的声压P与基准值Po=0.00002帕之比值的常用对数再乘以20的积,即20log,单位为dB)。在这里需要特别指出的是:灵敏度虽然是音箱的一个指标,但是与音质音色无关,它
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只影响音箱的响度,可用增加输入功率来提高音箱的响度。
6.失真(用百分数来表示):(1) 谐波失真,是指在重放声中增加了原信号中没有的高次谐波成分。(2) 互调失真(3) 瞬态失真,音箱系统的瞬态失真,是指扬声器震动系统的质量惯性引起的一种传输波形失真。这一指标的好坏,在音箱系统中和扬声器单元中是极为关键重要的,直接影响的是音质与音色的还原程度。该项指标的好坏与音箱的品质和价位成正比。国外一些高质量品牌的扬声器如:法国Focal(福柯)扬声器;英国MOREL(魔雷)扬声器;挪威seas(西雅士)扬声器;以及率先发明同轴扬声器而闻名于世的英国Tannoy(天朗)扬声器等。这些高质量品牌的扬声器,其瞬态失真很小,是我国现有扬声器生产厂家和国外一些扬声器生产厂家无法比拟的。因其品质优良,声音再现能力好,失真小,故被国外多个音箱生产厂家选用。价位是我国同类扬声器的几倍。
7.效率(用百分数来表示):音箱效率的定义是,音箱输出的声功率与输入的电功率之比(即声—电转换的百分比)。目前,市场上销售的音箱通常标注灵敏度,而有的音箱标注的是效率,确用分贝值来表示。实际上音箱的灵敏度和效率这两项指标与音质音色无关,与价位也不是正比关系,更不是考核品质的标准。 5.2.2专业音箱的使用
1.使用要点
(1)合理安放两只主音箱的摆放要拉开一定距离以获得较好的立体声效果。音箱的基座要牢固,不能因音箱放声而震动。音箱工作的环境要防止高温和干燥,应在通风处安放。音箱的上面不能摆放物品,防止因其共振而破坏音质。音箱是强磁场设备,要注意远离电视机、手表、磁带等物品。
(2)连线要短音箱与放大器的连线应该尽量做到短而粗,现在国内有专门用于连接音箱的无氧纯铜线,对改善音质确有一定的帮助,可根据投资情况选用。
(3)响度要适当音箱所能承受的功率有限,不要让其在满负荷下工作,一般大于最小推荐功率即可。如果长时间让音箱工作在极限功率,其寿命会减少,严重时还会损坏音箱。
(4)清洁维护清洁音箱要用柔软的湿布,不需任何清洁剂。音箱网罩容易落灰尘,可用细毛刷进行清洁。
2.超低音音箱分频点的调整
专业音响系统使用的超低音音箱要负担整个系统的低音效果,超低音音箱的位置不能被聆听者察觉到,否则超低音音箱将会破坏声压的平衡性(如超低音音箱摆在左边,您会感受到前方左声道声音较大)。可以作一项简单的测试,关掉所有音箱的音量,只打开超低音音箱;要是没有专用测试音源,可播放超低音丰富的唱片片段,为了集中注意力,可闭上眼睛,仔细聆听超低音音箱的声音,如果可以凭听觉分析它的位置,那就表示超低音音箱分频点调得太高。
如果使用的是标准THX音箱,直接调到80Hz就可以了,这是THX的标准规格。要是其他“成套”的专业音箱,问题也不大,设定在80 Hz附近。在左、中、右主音箱低频延伸能力不错的情形下,分频点应适度再调低。无论如何,分频点“最好不要”设定在80 Hz以上,若主音箱都是“低音有限”的音箱,而分频点必须设定在100 Hz以上时,超低音音箱的位置则应该移动至前方中央处,靠近中央声道音箱。
5.3功放和音箱的配接
5.3.1功率匹配
原则上功率放大器的额定输出功率应当等于音箱的额定功率,但由于功放管在过载后将出现严重的非线性失真,所以通常有意提高放大器的额定输出功率,使之大于扬声器的额定功率。正确的连接应是:功放的输出功率比音箱的标称功率大30%。若是音箱的功率比功放的功率小得太多,在使用功放时应格外小心,音量应由小至大逐渐调节,且不可过大,否则
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会损坏音箱。在实际工作中,功放输出功率比较大,对提高音质有利。另外,音源的动态范围很大,要十分注意功放的瞬间过载引起音箱的损坏。
平均输出功率是指长时间连续工作的功率。峰值功率是指在短时间内承受的最大的功率,它要比额定功率大很多。扩音的输出由功放决定,一定规模的音乐会,就要有一定的功率,标准为每人一瓦。根据音乐会的类型、会场的大小、混响及音箱的数量,功率会有所变化。总功率/一台功放输出功率=所需功放台数 5.3.2阻抗匹配
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。
当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份只数值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。史密夫图表上。电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。 5.3.3定压式配接
定压式是采用有线广播中广泛应用的定压式配接方式,在宾馆、酒店的公共广播中也被大量运用。它的原理与强电的高压传输原理相类似,即在远距离传输时,为了减少大电流传输引起的传输损耗增加,采用变压器升压,以高压小电流传输,然后在接收端再用变压器降压和匹配,从而减少功率传输损耗。
6音响系统的调试
6.1会议厅的声学要求
要有足够的音量和清晰可辨的语言,遵循声像一致的原则。
6.2会议厅音响系统的构成
音源、调音台、周边设备、功放、扬声器
6.3音响系统的插接件与线缆
6.3.1阻抗匹配
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。 6.3.2信号传输电平的分类
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模拟信号和数字信号
6.3.3信号连接方式:平衡与非平衡方式
一、信号的平衡传输
平衡传输是一种应用非常广泛的音频信号传输方式。它是利用相位抵消的原理将音频信号传输过程中所受的其他干扰降至最低。它需要并列的三根导线来实现,即接地、热端、冷端。所以平衡输入、输出插件必须具有3个脚位, 传输线当然也得是2芯1屏蔽层的线,由于热端信号线和冷端信号线在同一屏蔽层内相对距离很近,所以在传输过程中受到的其他干扰信号也几乎相同。然而被传输的热端信号和冷端信号的相位却相反,所以在下一级设备的输入端把热端信号和冷端信号相减,相同的干扰信号被抵消,被传输信号由于相位相反而不会损失。所以在专业的场合和传输距离比较远的时候通常使用平衡传输方法。
被传输的热端信号和冷端信号的相位却相反 二、信号的非平衡传输
非平衡传输只有两个端子信号端与接地端,在要求不高和近距离信号传输的场合使用,如家庭音响系统。这种连接也常用于电子乐器、电吉他等设备。 6.3.4连接件:卡侬连接插件(cannon)、 6.25mm三芯插头(TRS Jack)、6.25mm二芯插头、莲花(RCA)插头
XLR∶俗称卡侬接头(Cannon),此种接头是由三个接点所组成,分别为1-- Ground接地;2--热端(+级);3--冷端(-级),当然也有的设备里规定3是热端(+级);2是冷端(-级),这点要看清楚设备的说明书。卡侬连接插件是专业音响系统中使用最广泛的一类接插件,可用于传输音响系统中的各类音频信号,一般平衡式输入、输出端子都是使用卡侬接插件来连接的。在某种意义上说,使用卡侬接插件也是专业音响系统有别于民用音响的特征之一,其好处是:
a、 采用平衡传输方式的,抗外界干扰能力较强,利于远距离传输。 b、 具有弹簧锁定装置,连接可靠,不易拉脱。
c、 接插件规定了信号流向,便于防止连接上的差错。
卡侬插头有公插与母插之分,插座也同样有公插座与母插座之分。公插的接 点是插针,而母插的接点是插孔。按照国际上通用的惯例,以公插头或插座作信 号的输入端;以母插头、插座作为信号的输出端。
在有些设备上,也常使用6.25mm话筒插件连接, 6.25mm话筒插头( l/4 inch phone Jack)有两种,一种是三芯的(TRS Phone Jack),另一种是普通二芯话筒插头。
(1)三芯话筒插头(TRS Jack)
6.25mm三芯话筒插头其内部接线为:插头顶T( TOP)为信号热端,插头环R( Ring)为信号冷端,插头套S( Sleeve)为接地端。
这种三芯插头可以用于单向传输信号,此时采用平衡传输;也可用于双向传输信号,此时采用不平衡方式。用于平衡单向传输信号时规定:顶一输出(信号热端),环--返回(信号冷端),套-地。TRS插头的这种用法主要用于调音台上话筒的输入(高阻),调音台的线路输入、调音台的辅助输出,输入、输出在采用平衡方式的周边设备也用 TRS插头。
TRS插用于不平衡双向信号传输主要是调音台的 Insert接口,通过 TRS插头的一个电接点将信号引出调音台进室外楼的声道,另一个电接点返回调音台,第三个接点则作为地线端。TRS 插头在作双向信号传输时一般规定:顶一送出、环一返回、套—接地。
此外,三芯话筒插还可以用于立体声设备输入、输出的插接件。 (2)二芯话筒插头( l/ 4 inch phone Jack)
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6.25mm二芯话筒插头,与三芯插的外形和尺寸基本一致,但少一个电接点R,只有顶和套两个电接点。因此,非平衡输入、输出端口的连接一般都使用大二芯插接件来进行。二芯话筒插头规定顶(TOP)是信号端、套(sleeve)是接地端。这种普通的二芯话筒插头可用于调音台、周边设备信号的不平衡方式输入、输出,也用于音箱与电缆的连接。
由于二芯和三芯(6.25mm)话筒插头外型尺寸是一致的。因此二芯话筒插头可以插入三芯的插座,三芯的插头也可插入二芯的插座。对于信号输入的情况,将二芯插头插入三芯插座(即将不平衡信号送入平衡输入口)一般可以自动实现不平衡一平衡的连接,此时二芯插头将三芯插座内信号冷端与地相连。
对于信号输出端,则要先弄清内部电路形式,方可将二芯插头插入三芯插孔。设备的平衡输出电路有两种方式。一种是变压器输出,另一种是差动电路输出,当设备平衡输出为变压器输出方式时,将二芯话筒插插入三芯的输出插座即可实现平衡一不平衡转换。此时将变压器的输出冷端接地。 对于采用差动电路进行平衡输出的情况,一般不能用二芯插头插入三芯插座的方法来实现平衡一不平衡转换。
RCA∶在中国一般俗称莲花头(因某些型式的 RCA 接头外观看似莲花瓣),此种接头是由两个接点所组成,分别为 热端(+级);冷端接地(-级),其使用同轴电缆连接,当然也可以使用多芯音频线,常使用在一般家用音响器材上。因其长度在3.5厘米左右,所以通常我又叫它:3.5cm插头。
6.4音响系统的设定
6.4.1周边设备的连接方式
音响系统设备连接顺序: 制作好了各种信号连接线后,就要准备进行设备连接了,现在音响系统中周边设备比较多,连接时候总要有个先后,在我去年一系列文章中其实已经有过介绍,这里再归纳几个简单的连接顺序:
1、 低音系统设备连接顺序:调音台(1-2编组)→均衡器→分频器→压限器→低音功放→低音音箱。
2、 辅助音响系统设备连接顺序:调音台(3-4编组)→均衡器→延时器(可选)→压限器→辅助音箱功放→辅助音箱。
3、 主音响系统设备连接顺序:调音台(L-R主通道)→均衡器→激励器(可选)→反馈抑制器(可选)→压限器→主音箱功放→主音箱。
4、 监听系统设备连接顺序:调音台(AUX输出)→均衡器→压限器→监听音箱功放→监听音箱。
以上第1种连接方式可以单独控制低音的音量,这样我们在慢摇或迪高时调音台1-2编组的音量就可以开大些,在歌手演唱时就可以开小些,这样很灵活;第2种连接方法也可以很好的控制辅助音箱的声音;第3种主音箱我们当然习惯从调音台的L-R总输出来输出音量;第4种监听系统,标准来说要从AUX来输出音量,这样可以按照歌手或乐队的要求,灵活调整调音台各声道的音量,但在较小的音响系统中,监听信号可以直接从主通道信号取。以上第1和第2种连接法还要注意:既然1-2、3-4编组我们已经从后面相对应的输出口独立输出信号了给低音系统和辅助系统了,那1-2、3-4编组就不要再通过调音台的总音量输出了,也就是1-2、3-4编组到调音台总音量的切换开关就不要再开了。 6.4.2系统的开机和关机
一套音响系统是由很多个独立的音响单元构成的,例如:调谐器、卡座、均衡器、LD机或VCD机及AV功放等。这些单元都需要插入在220V交流电源插销板上。有人为了方便省事,关机时将插销电源一拔就全都关掉了;开机时也是一开插销就全都通电了。这种方法虽然省事,但却存在着隐患。因为这样操作会产生浪涌电流和反峰电压,这两个冲击往往会损
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坏音响器材。一些器材的损坏大多是在开机或者关机的一瞬间产生,而井非在正常工作状态时损坏的。
浪涌电流:一部音响器材都是由电阻、电容、电感、变压器等元器件所构成。它们在开机前都处在冷状态下。开机时,其电阻阻值小,所以瞬间电流很大,是正常工作电流的2.5-3.5倍。这个电流被称为浪涌电流,其对电路可造成损害。
反峰电压:电感元件、变压器等单元有一个特性,就是当在电路中加人一个电压或者去掉一个电压时,其单元会产生一个反电动势阻止这个电压的变动。那么当开机一个电压加在电感元件上时,它就产生一个反电动势阻止这个电压的建立,但是电源电压的能量源源不断,所以这个反电动势只是起一个电压阻尼作用,对电路影响不大。但是,在关机时情况就不同了,当关机时,电路中产生一个反电动势没有任何的阻挡,这个电压就是反峰电压,它是正常电压的9倍。虽然它的电流很小,但是电压很高,对设备造成一个冲击。所以每一个音响单元的浪涌电流和反峰电压都同时地作用在音响设备就造成了一个大的冲击,容易对设备造成损害。国此,各音响单元最好一个一个地顺序开机和关机。正确的开机顺序是按照音源信号流程的方向开机:依次打开卡座、CD机、LD机或VCD机、调谐器、均衡器,最后开启功率放大器。
正确的关机顺序是先关掉功放,再关其他设备。
目前,为了使用方便,国外发明有一种延迟式电源插销板。第一组接插口是直接开关插口;第二组接插口,当这一路机器开机时,可延时1s(秒)才接通电源;第三组接插口,当这一路机器开机时,可延时2s(秒)才接通电源;第四组接插口,当这一路机器开机时,可延时3s才接通电源。关机时与此类似,也同样分别在不同时段内关断电源。这样就防止了浪涌电流和反峰电压同时作用在所有设备上而损害音响器材的现象发生。 6.4.3系统电平的初始设定
6.5声反馈的抑制
6.5.1声反馈的形成
声反馈啸叫是一种扩声系统(P.A.)中经常出现的不正常现象,他是扩声系统所特有的声学问题,对于声音再现来说真可谓是有百害而无一利。从事专业音响的人尤其是现场扩声专业的人,对声反馈啸叫真可谓是深恶痛绝,因为由于声反馈啸叫而引来的麻烦举不胜举,广大专业音响工作者为了消除它几乎是绞尽了脑汁,但是,仍不可能将声反馈全面消除掉。
声反馈产生的原因
声反馈是声音能量的一部分通过声传播的方式传到话筒而引起的啸叫现象,在没有出现啸叫的临界状态,会出现振铃声,此时一般也认为存在声反馈现象,将音量衰减6dB后,定义为无声反馈现象发生。
扩声系统声反馈啸叫的出现要同时具备三个条件: (1)话筒与音箱同时使用;
(2)音响放送的声音能够通过空间传到话筒;
(3)音箱发出的声音能量足够大、话筒的拾音灵敏度足够高。 在扩声系统中当使用话筒拾音时,由于话筒的拾音区域与音箱的放音区域不可能采取声隔离措施,音箱发出的声音很容易通过空间传到话筒中而导致声反馈。一般来说,只有在扩声系统中才存在声反馈啸叫问题,在录音和还原系统中根本不具备产生声反馈啸叫的条件。如录音系统中只有监听用音箱,录音棚中花筒的使用区域与监听音箱的放音区域是互相隔离的,不具备声音回授的条件;而在电影还声系统中几乎不使用话筒,即使遇而使用话筒,也在放映室中作语音近讲拾音,放映音箱距话筒很远,所以也就不可能发生声反馈情况。
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6.5.2实际应用中声反馈产生的常见原因
扩声系统出现声反馈啸叫的主要原因是系统中某些频率的声音过强,当提升话筒录音量时,由于这些过强的频率先到达声反馈所需要的强度条件,如果该频率的反馈类型恰恰为正反馈,则必然在此频率上出现自激振荡现象,自激振荡的频率的高低,表现为啸叫声音音调的高低不同,总体来说,导致系统中某些频率过强的原因主要有以下三个方面: 1、房间由于共振和声反射等原因使得房间中某些声音的频率过强 任何一个房间都可以被认为是一个声学共振腔体,共振会使某些频率的声音被格外地加强。建筑声学告诉我们,不同体型和容积的房间简正共振公式,可以计算出一个房间的共振频率;还有,吸声材料对不同频率的反射和吸收也是不同的,不同的材料对不同频率的吸音系数差异很大,吸声结构的不同也会导致对不同频率的吸收不尽相同。故房间的声学状况对于声反馈啸叫来说,作用不可低估。 2、音箱频率响应的起伏与振铃模态 音箱的发音单元为扬声器,由于材料和结构等多方面原因,任何一个扬声器都不可能保证频率响应曲线绝对平直,肯定会有某些频率为峰的情况,而且频率响应绝对平直的扬声器也不见得十分好听。基于此,在音箱放音时,扬声器发出的声音就会出现某些频率声音过强的现象,这个过强频率的声音就可能造成声反馈啸叫。扬声器安装在音箱中,音箱腔体的机械共振和腔体的声学共振会产生一种振铃模态--RM,音箱存在的振铃模态会导致声染色的发生,也就是音箱发出的声音某些频率成分过强,在这些频率上产生声反馈啸叫并非不可能。 3、话筒对某些频率的拾音灵敏度过高
话筒的频率响应特征是决定话筒声音风格和适用范围的重要条件,与扬声器一样,话筒的频率响应曲线也不可能保证绝对平直,对某些频率的拾音灵敏度过高的情况再所难免。这就是说,话筒对于各个频率的拾取来说不能一视同仁,这就会造成对某些频率的声音输出过强的问题,其结果就有可能出现这些频率声音出现声反馈现象。一般来说,话筒的高频灵敏度偏高,故更容易在高频产生啸叫。 声反馈的危害
声反馈现象一旦发生轻者会造成话筒路音量无法调得很大,调大后啸叫非常严重,对现场演出会造成极其恶劣的影响,或话筒声音开大后出现声音振铃现象(即位于声反馈临界点时话筒声音的尾音现象),声音存在混响感,破坏音质;重着导致音箱或功率放大器由于信号过强而烧毁,使演出无法正常进行,造成巨大的经济损失和名誉损失。从音响事故等级来看,全无声和声反馈啸叫属于最大的事故,故音箱师要进最大的可能,避免声反馈现象的发生,以保证现场扩声的正常进行。
能否将声反馈啸叫充分抑制是衡量一个括声专业音响师调音技术水平的重要因素,所以音响师应该知道那些方法可以将声反馈充分抑制掉。因为啸叫抑制得好,用话筒演奏和演唱时音量就可以开得很大,演唱者和演奏者就满意;否则演唱声被伴奏音乐压住,听不清楚,或无法充分将话筒声音扩大,一旦将音量开大就会出现啸叫,令人十分扫兴。 由于声反馈啸叫而烧毁音箱高音头的情况不胜枚举,因为在声反馈状态下,信号将很强,会使功放出现削波失真,削波失真就产生大量的高频谐波,这些高频谐波送入音箱高音单元后,高音单元无法承受如此强大的高频信号,就会造成音圈电流过大烧毁的情况;再说,声反馈状态下,功放会由于输出过大而发生过载,在过载状态下,功率放大器极有可能烧毁。 综上所述,声反馈对于扩声系统来说是最大的敌人,音响师要充分认识到他的危害,声反馈不仅使声音效果不好,还会造成设备的严重损坏、影响现场演出的顺利进行,很多重要的现场演出由于声反馈啸叫问题,造成了十分恶劣的影响,故音响师要了解声反馈发生的机理,掌握抑制或消除声反馈的方法,只有这样才能称得上是一名合格的音响师。 6.5.3声反馈的抑制方法
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声反馈的抑制方法 在括声实践中,音响师们总结出了许多抑制音响系统声反馈的方法,建筑声学专家采取了一些行之有效消除声反馈的措施,电声技术专家们研制和开发了多种电声设备,以减少声反馈现象的发生,这些切实可行的措施应用后,取得了良好的效果,下面简单地介绍一下抑制、减少和消除声反馈啸叫的方法。
1、使音箱的声音不容易传到话筒中之所以出现声反馈就是音箱发出的声音传到了话筒中,如果想办法使音箱发出的声音不容易传到话筒中,就可以减少声反馈现象发生的可能性,可以采取如下措施:
(1)让话筒远离音箱。 这种方法在歌舞厅很难实现,因为歌舞厅的面积一般都不大,如果这样做势必回受到条件的限制。但在剧场或大型演出场所中,这种方法会有一定作用,如可以考虑可以将话筒吊在乐队或舞台上方拾音,这样既可以保证话筒距离声源够近,也可以尽可能使话筒与音箱远离。
(2)减少话筒路的音量。
这样做会带来演唱或乐队拾音量的损失,话筒音量受到限制,演出效果受到影响但有时音响师不得不采取减少音量的下策,根据演出情况实时控制音量的大小当有振铃现象发生时,要及时将音量拉下来,以避免出现啸叫。演员手持或佩带话筒经过音箱前时也要注意控制音量,否则可能会造成严重声反馈啸叫。 如果调音台的参量均衡器带Q值调节,可以采取音量补偿措施对话筒的声音加以适当补偿,方法是:将均衡器的频带调到话筒拾音音源声音的频带范围,将此频带进行进行提升处理,出现啸叫前立刻停止。
(3)利用音箱和话筒的指向特性。 这一条往往会起到一定作用,大家知道话筒和音量都具有指向性,如果话筒的使用位置不位于音箱声音的辐射区域,音箱的声音就不容易传到话筒中:同样道理,如果音箱没有位于话筒的拾音区域,那么话筒就很难拾取到音箱的声音。所以,在使用话筒时最好不要让其与音箱正对;或者话筒应尽量避开音箱的放音区域。在实际应用中,可以适当调整音箱的角度,使音箱的声辐射区域尽量不覆盖话筒的使用区域,也可以要求演唱者避开音箱的放音区域。
2、使用能抑制反馈的声处理设备消除声反馈,也可以通过声音信号的处理来解决,目前,各电声设备生产厂家研制了多种可以抑制声反馈的设备: (1) 频移器。
这是一种可以改变声音频率的设备,工作原理类似变调器,它能够将声音信号增加5Hz,破坏了产生声反馈的条件,从而抑制了声反馈。但是,该设备的使用具有一定的局限性,在语言扩声时使用起来效果很好,对声音破坏很小,但是在演唱和乐器中就会很明显的声音变调感。这是因为语言的频率范围是在130至350赫兹之间,仅仅5Hz频率的变化不会使人们有明显的音调变高感觉,但是在声乐和器乐扩声时就会有变调的感觉了,因为声乐和器乐的下限频率为20Hz左右,5Hz的音调变化人耳已经明显的感觉出来了。 (2)均衡器和反馈抑制器。
这两种设备都可以有效地衰减反馈频率点的增益(拉馈点),扩声系统之所以产生声反馈,肯定是因为系统中某些频率的信号过强,如果衰减这些过强的频率就能抑制住声反馈。均衡器与反馈抑制器的不同之处在于,均衡器需要音响师根据啸叫的频率手工将馈点拉下来;而反馈抑制器则毋须音响师动手,它可以自动发现声反馈频率并将其衰减下来,衰减的频带宽度和衰减量由机器根据实际情况自行决定,几乎不会对音乐造成任何影响,还会使话筒拾取的声音变得好听。
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(3)压限器。
压限器是一种根据输入信号的强弱自动改变输出信号放大量(增益)的设备。用于抑制声反馈时可以将压缩比调到。:1(此时它为限制器),将阂值调到反馈临界点。这样,当音量大到即将产生声反馈时,声音信号强度超过7I阀值,强度不会再继续增加,因而也就不可能产生声反馈了。但是采用压限器抑制声反馈会带来声音动态损失,故应尽量少用这种方法。 3、搞好房间建筑声学设计
房间出现声染色是导致声反馈啸叫的最主要的声学原因,房间建声条件不好,会导致严重的声反馈情况。如前所述,作为一个腔体的房间,产生声学共振是不可避免的,而共振会使声音中的某些频率得到加强,在这个频率上产生声反馈啸叫是理所当然的。消除房间声染色的主要方法,就是要尽可能减少简正共振现象的发生。在建筑声学设计中,有许多种减少和消除室内简正共振现象的方法,如果大家有兴趣,可以阅读有关建筑声学书籍,本文不再赘述。
室内存在凹面反射也是导致声反馈的主要原因,凹面反射会引起声聚焦现象的发生,而声聚焦会导致声场内局部音量过强,当话筒在位于声聚焦的区域拾音时,由于声音能量的回授量很大,极有可能发生声反馈啸叫现象。室内设计时,要采取各种措施,尽量避免凹面反射情况,如果房间中存在无法克服的凹面,可以将凹面作成漫反射结构,由凹凸不平面组成,这对减少和抑制声反馈有积极的意义。 在选择室内装修材料和方案时,应充分考虑吸音材料和吸音结构对各个频率吸收(反射)均匀的问题,以减少对不同频率的声音反射或吸收不-致的情况,这不仅对房间的频率响应特性的改善有好处.而且还可以进一步消除声染色现象。 4、合理选用音箱
音箱的某些声学特性对声反馈有重要的作用、这些特性包括音箱的指向特性和频响特性,其指标将决定音箱在使用时声反馈的严重程度,音箱选用得当,声反馈啸叫发生的可能性会大大减少。音箱的指向特性是音箱各个方向声音辐射的能力,指向角度大的音箱,音箱发出的声音容易直接送到话筒中,声反馈啸叫发生的可能性增加;指向角度小的音箱,减少了音箱声音直接回授到话筒的可能性,声反馈就不大容易发生。所以、在满足听音区域声音覆盖的前提下,选择指向角度小的音箱对于减少声反馈发生来说将更为有利。 前面已经介绍过了,影响音箱频率响应特性的原因主要有扬声器的频率特性和音箱的娠铃模态(RM)。购买音箱时,在保证音色和音质的前提下、可考虑挑选频率响应曲线平坦且无明显峰凸的音箱,因为过强的频率峰凸极有可能诱发声反馈啸叫。1998年。美国EV公司研制成功了具有划时代意义的振铃模态退偶技术一RMD,它的英文BjnglVdeDecOUPLing的字头缩写,采用振动阻尼和声学吸收的方法旨在消除音箱的腔体声学共振和箱体的机械共振、减少声染色,使用带有RMD技术的音箱,不仅再现音质得到了明显提高。声反馈现象也得到了一定的抑制。
5、台理选用话筒
话筒的主要作用是拎取声音信息,在拾取声音信息时应尽可能做到拾取想要拾取的声音,避免拾取到不需要拾取的声音,这不仅对于提高拾取的声音质量大有稗益,而且也可以减少声反馈的发生。
话筒的灵敏度高低对于声反馈啸叫的影响力最大,灵敏度高的话筒(如电容话筒)就容易产生声反馈啸叫,而灵敏度低的话筒(如动圈式话筒)就不太容易产生声反馈啸叫。所以如果条件允许,应尽量采用灵敏度较低的话筒拾音,但是,有时在拾取较弱声音和较远拾音时,不得不使用多只灵敏度较高的 话筒拾音,这时,音响师一定要有无分的思想准备,采取各种措施,否则声反馈啸叫可能会对演出产生极为不利的影响。
指向性是话筒对于不同角度声音的接收能力,指向角度大,拾音区域广泛、但也容易将
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扩声场的声音拾取下来,造成声反馈啸叫,如压力区话筒(PZbt)由于拾音角度大(可达120度),就很容易产生啸叫;话筒指向性从指向角度方面按从小到大的顺序排列分别有强指向、双向(90度)、锐心形(105度)、超心形(115度)、心形(131度)和无指向性(360度)等多种。从抑制声反馈的角度来看,指向角度越小越好,有些话筒说明书上标明具有轴外排斥特性,也就是它的指向角度比较锐直,有良好的抑制声反馈的性能。话筒指向特性的选取切忌失之偏颇、因为指向角度太小会造成拾音区域也相应减小,所以在选择话筒指向性时要综合考虑,不要顾此失彼。
话筒拾音的频率响应特性曲线出现峰凸也会引起声反馈啸叫,话筒的频率响应为话筒输出信号随频率变化情况,假如话筒拾取的声音各频率音量一致,由于话筒的频率特性曲线不平坦,话筒输出信号
肯定不会在各频率上完全一样,致使输出信号在某些频率上过强,这就为声反馈啸叫提供了条件。在挑选话筒时应注意其频率响应特性,尽可能不要有明显的峰凸,很多好牌子的话筒在出厂时要经过频率响应曲线的测试,并经过责任工程师签字,因为即使是同一型号的话筒,其频率响应曲线也是有一定差异的。
与声反馈啸叫做不懈的抗争是音响工作者的责任,随着音响技术的不断发展,消除和抑制声反馈的丰段将会越来越多,但是,从理论上讲,扩声系统根本消除声反馈现象也是不很现实的。笔者认为,对于声反馈啸叫,我们应该采取实事求是,不能苛求绝对的效果,只要通过努力,能够使声反馈减少到不足以影响演出质量的程度,就可以说声反馈抑制是成功的,达到了预期的目的。
6.6音响系统的噪声问题
6.6.1防止强电干扰 6.6.2做好接地网络
音响系统接地是一很重要的事,往往有很多人都忽略了它。但接地有不是随便乱接的事,那么怎样接才合理呢,我在这里先介绍一下音响系统的结构,根据系统结构再选择合理的接地点。我们首先把音响系统分成5部分,1、音源部分;2、调音台,3、周边设备,4功放,5、音箱。根据这五部分介绍接地的现像。
1、音源:
现在的音源大部分是数子设备如;DVD、CD、VCD、MD、VOD,这些设备所采用的电源大部分都是采用高频电源,是没有变压器的,它的信号处理是采用数子处理,机器内部的高频电源对数子信号处理不会有太多的影响,所以这些设备是无须接地。如果接地咳能还会造成重复接地的现像。
2、调音台:
调音台是音源集中处理中心,厂家为了提高信噪比,往往都把电源做在调音台的外面,所以这部分是无须接地。
3、周边设备:
周边设备里现在除了数字音频处理、媒体矩阵外,其它的均衡器、压限器、分频器等这些周边设备是模拟信号处理设备,在它们的内部都有电源变压器,它们都有向外泄露电磁谐波的可能,这些谐波会泄露影响设备内部的电路板,对设备的电路造成谐波干扰。如果我在设备外部接地,这些谐波就会沿着接地而消矢,起到了净化电路的作用。
4、功率放大器:
现在一般功率放大器都有左右声道的变压器,都采用了环型变压器,这些环欣变压器虽然电磁谐波泄露的少,但还是有影响,这些影响使得功放很难还渊音乐细节的表现。如果我们做有一个接地,我们就会发现我们平时没接地时所播放的一些音乐都缺少了很多音乐细节。
5、音箱:
无源音箱不接地着是大家无可非议的事,但有源音箱是必定要接地的道
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理和功昂接地的道理是一样的
6.7音响系统的运行维护
从事现场扩声工作的音响师,应该对设备的维护、故障的分析判断,发生故障时的应急措施有所掌握,才能应付现场扩声工作中可能出现的各种情况。 1、系统维护
音响系统中电声设备的保养维护,主要是防潮、防震、防过载。作为系统的保养还需要注意以下几点:
(1)调音台、功放的衰减器,即调音台上的推子和功放上的衰减器,在系统开机、关机时都应置于衰减量最大的位置,待系统电源接通、启动后再按要求慢慢调整到合适位置; (2)防止液体、杂物和灰尘等落入调音台推子的缝隙中; (3)防止系统各级设备严重过激励而损坏输入级; (4)防止信号过强而损坏功放和音箱系统。 2、应急措施
在音响系统运行过程中,出现故障是难免的。此时应采取应急措施,确保主声场有足够的声音。常用的应急措施有以下三种:
(1)简化系统 最简单的系统只要有调音台、功放、扬声器即可进行扩音。甚至在使用灵敏度高的电容式传声器时,将电容传声器的输出直接接到功放的输入端都能勉强地进行工作。 (2)启动备用系统 由于音响系统中的设备一般都是按立体声方式配置的,在实际使用中多不作立体声扩音,若一路设备损坏,可以用另一路完好的设备带动两路后级。例如对原有两路均衡器系统,损坏了一路则可临时接成单声道形式。当然这样连接时只能作单声道扩声。另外要注意前级设备一路输出带后级若干个负载时后级输入阻抗的并联值不应太低,通常只要不低于600Ω则可以保证前一级设备的安全运行。对于功率放大器也是如此,如果系统中两台苏州损坏一台,往往可将扬声器全部接到一台功放上,但要注意扬声器并联后的阻抗不应小于功放规定的最低负载阻抗(一般为4Ω)。
(3)用返听系统代替 暂时取消返听,监听功能,保证场内扩音。当要求有较好的效果时,返听、监听设备是必要的,但当系统发生故障,需要作应急处理时,应首先保证场内扩音,此时可临时将返听、监听用的器材设备用于场内的主扩音系统,首先确保观众可以听到声音。
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