调音台之信号处理设备之均衡器和激励器详解

调音台之信号处理设备之均衡器和激励器详解
均衡器和激励器都是用来补偿声音音质的设备，它们使声音更加真实、丰满、浑厚、圆润、明亮、清晰、动听悦耳、富有色彩感。但两者在补偿的内容和工作原理上有所不同，补偿效果也各具特色。
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（一） 均衡器和激励器的作用与补偿声音的特点

音质评价是主观评价，是人耳对声音感受的评估。影响声音音质有四个要素：音量、音调、音色和音品。

音量：音量的变化有强有弱，节奏分明，与声波振幅相关。
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音调：音调的高低，与主频结构相关，频率高音调高，频率低音调低。
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音色：音色与频率成分相关，频率成分愈多，音色也愈丰富。反之，频率成分愈少，音色愈贫乏。

  k1 D. K% [. v音品：即声音的品位。它反映了声音的清晰度、明亮度、力度和丰满度。其实质是与瞬态的各频率成分的比例包络线有关，这种瞬态频率成分比例包络线也牵涉到各成分的相位特性。
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5 q3 d9 m' k, i5 K2 {+ T均衡器的作用与补偿声音的特点

; s9 t0 ^( O( b2 @" k' E均衡器通过全频段各刻度频点的提升与衰减，对音频载体或音响设备（包括话筒在内）的频响曲线的不足进行相对应的补偿，使音频的频响曲线平直，声音信号不失真。同时，为了创作上的需要对原有的声信号进行特殊加工处理，突出其艺术感染国。在各频率点提衰过程中，各频率点的相对音量发生变化，从而导致瞬态频率成分比例包络线变化，即音品发生变化。若在提衰过程中，引起了主要频率成分结构比例（主频结构）变化，即包线峰变化，则音调便发生了变化。所以，均衡器主要补偿音量、音调和音品。
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激励器的作用与补偿声音的特点

激励器通过边链电路提取原声频率中的高频成分，与谐波发生器同步，补偿原声中因为设备频响不佳而丢失的频率成分，它起着补充高频和泛音成分的作用。此补偿会使声音更真实，更富有表现力，更清晰，更透亮。补偿实质上是补充了原声中的频率成分，也就是音色，使音色更加丰富。在补充音色过程中，也有可能引起声音主频结构的变动，导致音调和音品上的变化。不过，因为其补充量很少，影响不太大。

& k' ^+ S- }* ~* ]" x6 P0 m6 d（二） 均衡器和激励器的工作原理比较
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7 [" z7 d% X  ?4 x$ S' Y1. 均衡器
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均衡器按其用途区分，可分为图表均衡器、房间均衡器、参量均衡器。按其处理信号的方式区分，可分为模拟式和数字式两种。不过，其工作原理基本相同。

# u8 F  o. a' L  [4 l$ j9 ~W为推拉式电位器，可改变提衰量。R0可改变串联谐振回路的品质因素

L和C构成串联谐振回路谐振频率。两个C0 作为负反馈电容。当推拉式电位器W的推拉键往上推时，输出信号中的f0 成分被LC短接，经R0 到地。f0 成分负反馈到输入端的反馈量减少，经运算放大器后，f0 成分得到提升。当推拉键往下拉时，输入信号中的f0 成分被LC短接，经R0 到地。相对于f0的输入阻抗减少，显然，经运算放大器后，f0 成分得到衰减。
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不同的L和C，不同的R0 ,可使调节频段、中心频率、品质因素Q（调带宽）、提衰量等均衡参数不同，起到调节的作用。图表均衡器按倍频程刻度在整个音频区分布中心频率。例如：利用1/3倍频程刻度频率，从20Hz开始，在整个音频区可刻度成31个频点：20Hz；25Hz;31.5Hz;等。也可用2-3倍频程刻度，从31.5Hz开始，在音频区可刻度成15个频点。这些频率点的提衰键颁布直观地反映了频响补偿。如果输入信号中，有某一频率成分，即使在音频区非刻度频点上，同样能提升衰减。但如果原输入信号中无某一频率，采用提衰键提衰，也不会产生补偿作用。

2 }  m) V0 B0 N: A1 F2 s8 W/ f- z2. 激励器

激励器的线路工作原理，输入信号分成两路：一路经R0电阻直接输出；另一路是边链电路，经过激励电平调节，进入高通滤波器，进行调谐放大（600Hz～4kHz）处理，提取原声中剩余高频成分，调谐放大后去同步谐波发生器，使谐波发生器出来的大量高频成分和泛音成分在相位上和幅值上与原声相关。例如：调谐成分为f或f±Δf,是原信号中成分，从谐波发生器输出的成分有f,2f,3f以及f±Δf，2（f±Δf），3（f±Δf）…。由谐波发生器输出的信号再通过混合比例调节，送回原声中去。同时，增加了低音动态处理，使低频信号的低音得到保持，低音流量也得到控制，从而使原声得到音色方面的补偿。
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% v% g4 Q7 _7 w4 X) }补偿与均衡器不相同，它可以补偿原声中丢失的成分，但补偿量并不大，一般在１－２dB左右。通过补偿，提高了声音明亮度、清晰度、分离度、响度（实际放声率并未）未增加、透明度和丰满度。

$ E5 Z* P8 I: t" `5 n) u（三） 均衡器和激励器在扩声系统中的连接和使用
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激励器、均衡器在扩声系统中的连接是非常灵活的，下面举例说明：

+ @' v7 l7 N  G; d5 g. H% Q（１） 串联在调音台输出的主通道（左右声道）上

① 均衡器的调节：
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a. 用推拉键对扩声环境进行频响补偿，弥补环境扩声中的听音缺陷（房间均衡处理）。

0 M* x* ]2 \0 X3 n3 J9 m9 J6 hb. 抑制反馈啸叫频率，找到啸叫频率，做１２dB衰减，使整体扩声增益提高。不过，不要超过３个频点，否则，会影响整体的扩声均衡。
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c. 利用面板上的低切键按钮可把２００Hz以下的频率切除，防止低频共振或话筒跌落引起的低音冲击，损坏功放或音箱。

& d# i: W2 f: o1 g9 Rd. 在噪声环境下，讲话扩声，用推拉键可以剪辑声音，使声音更租透彻宏亮，噪声较低。
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5 p6 H( c" U  s/ X) N② 激励器的调节：用于综合声音的补偿，主要针对音乐声和演唱声进行。先进行高频和泛音补偿，再进行低音补偿。关闭低音旋钮，将调谐旋钮放在１２点位置，调混合比例直到镶边声出现，再调节调谐旋钮，使声音明亮，清晰，再调混合比例，使镶边声不出现。接着适度调节低音流量和保持时间，直至满意为止。
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9 t/ O; C) `7 h4 o7 }5 L6 c2 r8 ?6 k（２） 利用调音台上输入部件ＩＮＳ插孔或左右声道输出部分、编组输出部分的ＩＮＳ插孔，将该路上的声音信号通过相应的放大调节后，从大三芯插头的芯线引出，送到均衡器上进行频响补偿或送到激励器上作音色补偿。经过它们加工补偿的声音信号再引到大三芯插头的环上，送回调音台。
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（３） 按照效果机与调音台的连接方式将均衡器、激励器接在调音台上，单独对某些声音信号进行音量、音调、音色、音品的加工或补偿。

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3 o' R' a# y4 B6 |. T（四） 图表均衡器的灵巧应用
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2 k' L9 p; H4 |6 J图表均衡器是一种对音频频响曲线进行精细高速的设备，尤其是３１段图表均衡器，如图４－３所示，高速范围覆盖20Hz～20kHz整个音频区域，其面板上的推拉键分布，直观地反映了对频响曲线的补偿。它既可用做客观补偿，对音频载体或音中央委员设备的频响曲线的不足给予补偿，使频响曲线更加平坦，声音更真实可信，又可以从主观愿望出发，依据创作上的需要，把声音加工得美妙动听。由于其记得度频点在0dB处时，噪声很低（—90dB以下），放置在音响系统任何地方，都不会产生明显的噪声，这给应用带来更多的灵活性。另外，还附设了一些功能键。如：输入电平调节旋钮（input level），可对强声信号和弱声信号进行调节。刻度频点带宽恒定，提衰独立，提衰范围可变（＋１２dB;+64dB），适合对声信号进行大幅度补偿或做精细微调。低切按键（Low cut或ＨＰＦ）按下，切点频率在20Hz～200Hz可调。高切按键（Hi cut或ＬＰＦ）按下，可切6kHz以上频率成分，切除斜率可变（6dB／倍频程，12dB/倍频程或18dB倍频程）适于声音信号特殊加工。直通旁路近键（in/out Bypass）用于声音信号补偿前后比较。这些功能键给调音人员提供了广阔的创作空间，使声音更具韵味。下面讲一讲它们的应用。

1. 在扩声系统中 将图表均衡器安插在调音台与主功放（或电子分频器）之间。

( c8 [$ _/ G% u6 s# X! O9 C(1) 利用实时音频频谱分析仪、测量话筒和粉红噪声发生器，对扩声系统总体频谱响应进行调整。在室内扩声，可将图表均衡器作为房间均衡器使用补偿室内听音的缺陷，使房间频响曲线更加平坦。
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5 A1 W# Y$ p& M: D5 p# ^(2) 利用刻度频点找扩声系统的反馈啸叫（铃振现象）点，使之衰减，增大扩声系统音量，提高传声增益。依次可找到二次、三次啸叫点频率，使其衰减（但不能超过3个抑制频点，否则会破坏整个补偿曲线）。
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& E8 F% j9 A2 v! o(3)利用低切键，切除200Hz以下的低频成分，可防止过大的喷气声、空调声、脚踩舞台的嘭嘭声、话筒跌落的冲击声以及低频共振声，保护功放不因过载而损坏或低频音箱不烧毁。按下低切键后，对放声音质不产生大的影响。

0 v+ X* Z- [( t(4)在讲话扩声场合，嘈杂声大，利用刻度频点的提衰，把讲话声剪辑得更宏亮、清晰、透彻、易懂。
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9 R  d. N- [; |% @(5)创造性地加工音乐信号，利用刻度频点的提衰，逐步修饰，让音乐声更具风格和想像力，更加悦耳动听。
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(6)利用高切按键，切去"咝咝"的噪声

3 e7 \, m; L& N2. 在乐器乐音加工方面

（1） 放在乐器拾音通道上，将提衰范围改成±6dB，调整乐音频段的提衰，增加乐音的质感。也可给音乐声加宽加厚或构成迥然不同的特殊乐音。
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（2） 消除音响系统接触不良而引起的50Hz交流声(用推拉键将50Hz频点拉下)。
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（3） 利用调音台上辅助送出和辅助返回，给弦乐音加重弦外音。
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3. 在演播室和录音棚里
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4 c7 X6 N$ {; y（1） 将图表均衡器接在调音台输入通道的INS插孔上，对发声不准确的声轨放音进行修正。
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5 ~  B  z! R! h2 |/ ~" x+ \0 E（2） 将单声信号劈开，一分为二，分别进行均衡处理，形成人工立体声效果。
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! L% @3 v$ W  {6 M- A; T6 p* H* Q3 J（3） 按下低切键，调节低切点(20Hz～200Hz)，按下高切键，切6kHz以上的频率，使话筒拾音独特透亮。

此外，图表均衡器与压限器结合使用，可去除扩声系统的咝咝声和低频共振声。还可与噪声门结合使用，提升噪声门阈，衰减与频率相关的噪声，让有用的音乐声信号畅通无阻。