音響系統(tǒng)與調音

1、音響系統(tǒng)與調音補充講義上海大學影視藝術技術學院劉日宇2002年 第一章音響系統(tǒng)1.1音響系統(tǒng)用傳聲器把原發(fā)聲場聲音的聲波信號轉換為電信號，并按一定的要求將電信號通過一些電子設備的處理，最終用揚聲器將電信號再轉換為聲波信號重放，這一從傳聲器到揚聲器的整個構成就是音響系統(tǒng)的最基本的概念（見圖1.1），其中傳聲器和揚聲器均稱為換能器。雖然音響系統(tǒng)中的電信號在能量的形式和量綱上與聲波的聲信號不同，但作為信號，它們之間的信息的本質是一致的，即它們的幅度有相對大小的對應關系，它們的頻率也是對應的，因此音響系統(tǒng)中的電信號在頻率上處于20Hz20kHz的聲音頻率范圍內，稱為音頻信號。音頻信號，這是音響系統(tǒng)的重

2、要特征。 圖1.1 當然上述系統(tǒng)并不是指擴音（盡管擴音也包括在其中），因為從愛迪生發(fā)明留聲機的一百多年前到音響技術飛速發(fā)展的今天，讓聲音跨越時間和空間障礙的聲音記錄和重放一直是音響系統(tǒng)所要完成的首要任務，因此音響系統(tǒng)可分為聲音的制作（記錄）和重放兩大類型。 應當說在聲音的制作和重放之間還有一個聲音的傳播的環(huán)節(jié)，聲音的傳播包括聲音記錄在一定的載體（如磁帶或CD唱片等）上流通或以廣播的無線電電波發(fā)送，但這不屬于音響系統(tǒng)的范疇，因為前者不是電子設備構成的系統(tǒng)，后者不是音頻信號系統(tǒng)。 無論是聲音的制作還是重放均有另外一個重要的任務，即聲音的處理，因為聲音的制作和重放不能機械地再現(xiàn)原始的聲音，不僅要消除

3、原聲音的弊病，也要按一定的審美要求來美化音質，根據(jù)需要甚至要創(chuàng)造原來沒有的聲音，這也是音響系統(tǒng)所要承擔的。 根據(jù)不同的要求和任務以及不同的場合有不同的音響系統(tǒng)，可以從不同的角度來分，從大范圍來分有專業(yè)音響系統(tǒng)和家用音響系統(tǒng)。專業(yè)音響系統(tǒng)可分為制作系統(tǒng)和重放系統(tǒng)，制作系統(tǒng)有音樂錄音制作系統(tǒng)和影視錄音制作系統(tǒng)，無論哪種制作系統(tǒng)有時又可分為前期錄音系統(tǒng)和后期制作系統(tǒng)，此外還有廣播制作（實時或錄音）系統(tǒng)；重放系統(tǒng)有影劇院、體育場館、會場、會議廳（室）擴音系統(tǒng)，歌舞廳、迪斯科舞廳、卡拉OK音響系統(tǒng)等。家用音響系統(tǒng)可分為音樂放音系統(tǒng)和AV放音系統(tǒng)；AV放音系統(tǒng)包括家庭影院環(huán)繞系統(tǒng)和卡拉OK系統(tǒng)等。參見表1

4、.1。應當說明上述的制作和重放系統(tǒng)并不是絕對可分的，在制作系統(tǒng)中也有重放功能，如監(jiān)聽部分，而在重放系統(tǒng)中也有錄音制作的要求和手段，如現(xiàn)場實況錄音，之所以這樣來分只不過強調了系統(tǒng)的側重面而已。 表1.1音響系統(tǒng)的分類專業(yè)制作音樂錄音制作系統(tǒng) 前期錄音系統(tǒng) 后期制作系統(tǒng)影視錄音制作系統(tǒng) 前期錄音系統(tǒng) 后期制作系統(tǒng)廣播與錄音制作系統(tǒng) 實時播出系統(tǒng) 播出錄音系統(tǒng)重放影劇院、體育場館、會場會議室、歌舞廳、卡拉OK等家用 音樂放音系統(tǒng) AV放音系統(tǒng) 家庭影院 卡拉OK1.2音頻信號 前面已經提及，音頻信號就是頻率在聲音頻率范圍中的電信號，音響系統(tǒng)構成的流程就是音頻信號流通和處理的過程。從聲波聲信號經話筒轉

5、換成電信號，再經過整個音響系統(tǒng)后最終經揚聲器重新轉換為聲波聲信號，在這一聲電聲的過程中信號的信息本質沒有變，當然電信號本身在其計量方面有其特殊性。 1. 電平 我們知道聲信號的基本形式和單位是聲壓帕（Pa），但人耳對聲音大小的主觀感覺并不與聲壓的大小成線性的對比，而是與聲壓的對數(shù)值成線性對比關系，為此我們用聲壓級Lp來表示聲音的大小，其定義為 Lp20Lg P/Pref dB （式11） 式中P為實際聲壓，Pref為參考聲壓，其值為2×10 Pa，是1kHz時人耳剛察覺的聲音，因此聲音級沒有負值，聲壓級的范圍為0dB120dB，其中0dB稱為聞閾，120dB稱為痛閾，大于120dB人

6、耳感覺發(fā)痛，不能承受。 一般在電路中信號的基本的形式和單位是電壓伏（V）、電流安培（A）、功率瓦（W），以這些形式來表示電量一是取值和計算不便，二是不利于與聲信號對應，為此我們對電信號的電量取對數(shù)，稱為電平。 電平就是以分貝的形式來表示電信號。 電平是將實際電量與一個基準量作比較而后取對數(shù)，所以電平是一個相對值?；鶞柿慷x為在600歐姆（）的負載上得到1毫瓦（mW）的功率作為基準量Pr，根據(jù)功率PUIU /RI R公式，所以引出的電壓基準量Ur為0.775伏（V），電流基準量Ir為1.29毫安（mA）。有功率電平、電壓電平和電流電平三種： 功率電平Lp10Lg P/1m （dBm） （式12）

7、 電壓電平Lu20Lg U/0.775 （dB） （式13） 電流電平LI20Lg I/1.29m （dB） （式14） 式中P、U、I為實際的功率、電壓、電流的數(shù)值。也可把功率電平、電壓電平和電流電平分別稱為功率級、電壓級和電流級。 功率電平、電壓電平和電流電平在實際意義上是等同的，后兩者是前者的推廣，即 10Lg P/Pr10Lg (U 2/R)/(Ur2 /R)10Lg (U/Ur) 2 20Lg U/Ur （式15） 上式的前提是R相同，同樣也可引出電流電平。 可以用相對電平來表示兩點之間的電平值之差，這兩點可以是設備、單元模塊、或電路間的輸出和輸入點，如圖1.2，其相對電平LuLu2

8、Lu1（dB），當然Lu1和Lu2在取值時其阻值應當認為是相等的。 圖1.2 無論是設備、模塊還是電路，其輸出和輸入兩點之間的相對電平為正，則它具有增益（Gain），若相對電平為負，則它具有衰減（PAD）。 電平值有正有負，把0dB的電平值稱為線路電平，這是一個基準的量值，音響設備的線路輸入和輸出都設定在線路電平，大多數(shù)情況下音頻信號小于0dB，當信號大于0dB時就要注意可能產生的失真（功率放大器除外），但音響設備在信號為正dB時都有一定的動態(tài)余量。 電平是一個相對值，0dB相當于0.775V的基準電壓，但也有以1V作為基準電壓的標準，所以后者0dB時相當于1V，對此往往以dBv表示。而有些調

9、音臺的電平計量VU表中刻度為dBvu，0dBvu對應于電壓1.23V，相當于dBm的4dB。 2. 計量值 無論是聲信號還是音頻電信號，在對信號的強度計量時有五種計量的方法，即對同一信號用不同的計量值來計量會產生不同的量值，之所以設定不同的計量值，主要是為了使計量充分反映出聲音信號的波形特點，便于在不同場合的應用。這五種計量值分別是峰值、有效值、平均值、準峰值和準平均值，前三個是基本量，后兩者是導出量。 1）峰值Up：信號在一個周期內或一定長時間內的最大瞬時絕對值。其定義式為： UpU( t )max （Tn< t <Tn+1） （式16） 式中U( t )為信號瞬時值，Tn為某一

10、計量時間區(qū)間點。 2）有效值Urms：也叫方均根值，指信號瞬時值平方平均值的平方根值，其意義為該值等同于具有相同功率的直流信號的強度。其定義式為： （式17） 式中T為TnTn+1的時間長度。 3）平均值Ua：也叫整流平均值，是指聲音信號瞬時絕對值的平均值。其定義式為： （式18） 4）準峰值Uq-p：用與信號相同峰值的穩(wěn)態(tài)簡諧信號（如正弦信號）的有效值表示的數(shù)值，由于穩(wěn)態(tài)簡諧信號的有效值等于 /2倍的峰值，所以準峰值的定義式為： Uq-p /2Up0.707Up （式19） 即一個信號的準峰值實際上就是其峰值的70%。 5）準平均值Uq-a：用與信號相同平均值的穩(wěn)態(tài)簡諧信號的有效值表示的數(shù)值

11、，由于穩(wěn)態(tài)簡諧信號的有效值相當與 /4倍的平均值，所以準平均值的定義式為： Uq-a /4Ua1.11Ua （式110） 同一信號在用五種不同的計量值去計量時，其數(shù)值是不同的，當這一信號頻率（或頻譜）和波形為確定的，則五種計量值的比例也是確定的，而當信號的頻率（頻譜）和波形改變時，五種計量值的比例也隨之改變，有時甚至差異很大，因為這五種計量值是從不同角度去描述信號的。根據(jù)不同的場合和不同的使用要求，有針對性地去選用合適的計量值，從而來計量聲音信號的強度。在聲學測量中使用的聲級計往往設置峰值、有效值、平均值等幾種指示量值，在音響系統(tǒng)根據(jù)不同的要求則往往選擇設置不同計量值的電平表。 3. 電平表

12、為了統(tǒng)一在各環(huán)節(jié)中對同一聲音信號的計量，便于聲音信號的傳輸和聲音信號所對應的節(jié)目的交換（信號從一個音響系統(tǒng)變換到另一音響系統(tǒng)），必須要有一個共同的電平標準，因此同一類型的計量電平表除了必須在計量值上統(tǒng)一外，也必須在它的時間特性、頻率響應、阻抗、刻度方式、指示偏差的方面有統(tǒng)一的要求。特別是時間特性，它是反映計量電平表特性的一個很重要的參數(shù)。 從前述的各計量值的定義中可以看出，無論是哪一個計量值都有一個取值的時間問題，或一個周期或一定長的時間內，由于實際的聲音信號是時時刻刻在變化的，其頻率和周期（實際上是一個復合波的頻譜）是一個不確定值，而計量表顯然只能以一個確定的時間參數(shù)來取樣，不能隨著信號的周

13、期來改變時間參數(shù)。這一時間參數(shù)取大和取小對實際的計量有很大的影響，從需要準確地反映聲音信號的強度變化，對信號進行“實時”的觀測分析（峰值、準峰值）的角度，時間參數(shù)應足夠快；從需要了解聲音信號在聽覺上引起的強度感覺角度，時間參數(shù)應滿足人的聽覺的積分特性，適當慢一些；而當需要計量聲音的做功情況時，時間參數(shù)又應足夠慢。此外，計量電平表的指示跟隨信號的增大而增大，當信號突然消失（下降），則指示的下降也有一個時間的問題，也需要考慮。 有兩類正在廣泛使用著的電平計量表，一是VU表（由英文Volume Unit縮寫而來，也叫音量單位表），另一是PPM表（是英文Peak Programme Meter縮寫而來

14、，也叫峰值節(jié)目表。PPM中的M即儀表所以叫PPM表有語病，但習慣上這樣叫）。 1）VU表VU表是一種準平均值計量表（對信號用平均值檢波器并按簡諧信號的有效值確定刻度），其刻度用對數(shù)和百分比數(shù)表示，但基準參考電平值以0VU表示，標準VU表的0VU相當于信號的準平均值1.228伏，并以0VU對應100%的刻度，從0VU至滿刻度有3dB的紅色警示區(qū)域，在0VU之下至指針的起點的范圍，有從-20VU0VU（dB）的指示刻度，見圖1.3。 VU表的時間特性規(guī)定為：當穩(wěn)態(tài)時達0VU的1kHz簡諧信號突然加入VU表時（信號源的等效內阻為600歐姆），指針達到刻度的99%處所需的時間應為300±30

15、ms，指針的過沖不超過穩(wěn)態(tài)值的1.5%，過沖的擺動不超過一次；當信號突然消失后，指針從100%降到1%所需的時間也是300±30ms，圖1.4示出了其指示值的時間特性。 圖1.3 圖1.4 VU表的VU值也叫音量單位值，對VU值應注意兩點，一是僅從其量值的角度看，VU值的本質上還是dB值，其VU的增減量相當于dB的增減量，只不過是其基準點0VU確定為1.228的準平均值，并且有時在使用時也可插入所需的衰減器霍霍放大器，則其參考值亦有相應的變化；二是從時間特性看，盡管VU表有一個300ms不算短的積分時間，但它是一個確定值，因此有時還是跟不上信號的實際準平均值電平的變化，所以VU值不完

16、全等同于dB值，故而，VU表不能反映出聲音信號的峰值變化，它基本上反映出聲音信號的聽感強度（所以叫音量單位表），所以在擴音、電臺的廣播中運用較多，但VU值有時也與聽感強度有誤差。 VU表是在電聲過程中應用時間很長（始于1939年）且相當普及的專業(yè)用計量表，但也有在家用音響設備上應用的VU表，這些往往是非標準表，應注意。 2）PPM表PPM表是一種準峰值電平表（采用峰值檢波器并按簡諧信號的有效值確定刻度），標準PPM表的基準點0dB相當于1.55伏的聲音信號準峰值，從0dB至滿刻度有5dB的余量，以紅色作為警示，從指示的起點至0dB一般有50dB的有效指示刻度，比VU表可指示更大的動態(tài)變化，見圖

17、1.5。應當注意VU表0VU的1.228伏和PPM表0dB的1.55伏不能認為僅相差0.322伏，因為首先一是準平均值而另一是準峰值，其次對不同信號的準平均值和準峰值其比值是不一樣的，所以在準峰值的刻度上對應的0VU值應是一個約-6dB12dB的范圍（一般聲音信號的準峰值和準平均值之比最大可達9dB，也可能更大），在PPM表上一般標注這一區(qū)域。VU表的指示為指針式，PPM表的指示有光帶式也有指針式，但以前者為多。 圖1.5PPM表的時間特性規(guī)定為：其指示值的上升時間是110ms，非常短，可以準確地反映出突來的強信號包絡變化；其下降時間為1.5s（信號下跌20dB所需的時間），相當長，以便于眼睛

18、的觀測。PPM表的時間特性見圖1.6. 圖1.6 PPM表指示的是聲音信號峰值的變化，其信號的指示不能直接反映出對此信號聽覺的強弱感，即與信號的響度不一定相對應，但能及時地反映出聲音信號的過載失真情況，故在錄音中往往使用PPM表。1.3音響設備 音響系統(tǒng)是由一些電子設備的基本單元按一定的方法組接而成，這些基本單元就是音響設備，音響設備有很多種，每種設備完成特定的功能，在音響系統(tǒng)中需要哪些音響設備并且每個音響設備在系統(tǒng)中處于什么位置，依據(jù)要構成一個怎樣的音響系統(tǒng)和要完成什么任務以及系統(tǒng)的性能要求來確定，但首先我們必須要了解各種音響設備的功能、作用和性能特點，才能在此基礎上來正確地構成一個特定的音

19、響系統(tǒng)。 由于音響設備有很多種，為了便于掌握，依據(jù)它們的所具有的功能特點把它們分成五類，即節(jié)目源設備、調音臺、音頻處理設備、擴音設備、錄音設備，所有的音響設備都可以歸屬到這五類設備中。 1. 節(jié)目源設備 節(jié)目源設備包括CD機、磁帶放（錄）音機、視頻播放機的音頻部分（LD、VCD、DVD等）、調諧（收音）器、話筒（MIC）、無線話筒、電子樂器（電子琴、合成器、電子鼓、電吉它、電貝司等）以及其它一切提供含有聲音節(jié)目信息音頻信號的設備。 節(jié)目源設備的作用是提供含有聲音節(jié)目信息音頻信號，是各類音響系統(tǒng)的始端。電子樂器之所以屬于節(jié)目源設備是因為它們一般不直接發(fā)聲有專門的音頻輸出，而普通樂器一定要通過話筒

20、拾音來轉換成為音頻信號。 雖然節(jié)目源設備有很多，但根據(jù)它們的信號特征可分為兩類：低電平和高電平。話筒是低電平信號的器件（設備），除此以外其他節(jié)目源設備基本上均為高電平設備，但個別電子樂器有時也為低電平輸出，如電吉它、電貝司等。 2. 調音臺 除了調音臺( Console Mixer )的型號不同所帶來的外型結構的大小、路數(shù)的多少、性能的高低、功能的差異等區(qū)別外，調音臺就是一種，之所以要把調音臺列為一類，其原因在于調音臺是一種有別于其它音響設備且極其重要的音響設備。 調音臺是整個音響系統(tǒng)中的一個中心設備，無論是在制作節(jié)目如電影、電視、音樂等錄音中，或是在劇場、歌舞廳等現(xiàn)場擴音調音中，調音臺都是一

21、種對音頻信號進行技術控制和藝術加工處理的重要音響設備。調音臺在音響系統(tǒng)中的作用是把各個節(jié)目源輸出的音頻信號匯集在一起，進行控制調整、音質加工，并分配到所需要的通路（或聲道）輸出。 3. 音頻處理設備 音頻處理設備有很多類型，包括均衡器、壓限器、效果器（延時器、混響器等）、激勵器、降噪器、聲反饋抑制器等。音頻處理設備也叫周邊設備，其意義是它們均環(huán)繞配接在調音臺的四周。各種音頻處理設備都有其不同的特點，但它們的共同點是通過對音頻型號的處理來修飾美化重現(xiàn)的聲音。 各種音頻處理設備的功能和作用如下：均衡器：也包括一些濾波器，通過對不同頻率和頻段的信號分別進行提升、衰減或切除，以達到彌補原聲音在各頻率點

22、（段）的比例不當和加工美化音色的目的。效果器：效果器含有延時和混響兩種效果成份，也有單獨的延時器和混響器，它們也屬于效果器的一種，效果器通過使用電子的方法（模擬或數(shù)字）來模擬閉室空間內聲音信號的反射和混響特性從而構成聲音的特定空間感并使樂音豐滿和親切，也可制造一些特殊的音響效果。延時器和混響器也有用機械的方法構成，但現(xiàn)在較少使用。壓限器：這類信號處理設備有壓縮器、擴展器、限制器，壓限器包括壓縮和限制的功能，這是一種其增益隨信號大小而變化的放大器，可以對音頻信號的動態(tài)范圍進行壓縮或擴展，從而達到防止失真、提高信噪比、保護音響設備、并進行某些音質控制和處理等功能。激勵器：又叫聽覺激勵器，在原音樂信

23、號中加入適當?shù)闹懈叽沃C波成份，使音色變亮更具穿透力，在沒有加大音量的情況下聲音的感覺響度提高，通過調節(jié)可突出某種樂器的音色成份，也可模擬現(xiàn)場演出的環(huán)境反射，使信號更具自然鮮明的現(xiàn)場感和細膩感。降噪器：有多種降噪形式，噪聲門用來控制輸入信號的最低閥值以抑制噪聲的輸入，也可利于壓限器通過壓縮和擴展的原理來達到降低噪聲、提高信噪比的目的，在磁帶錄音中也可運用dbx、Dobly降噪系統(tǒng)來擴展動態(tài)、降低噪聲。聲反饋抑制器：有移相器和移頻器兩種，其作用為抑制在現(xiàn)場擴音中由于話筒和音箱位置不當和現(xiàn)場空間反射過強而引起的嘯叫，嘯叫是一個正反饋自激過程，通過移相器和移頻器來改變正反饋條件，從而抑制嘯叫。 應注意

24、音頻信號處理設備一般為獨立的設備，但有時也可作為單元模塊構作在其它設備之中，如有時壓限器中含有噪聲門，效果器中也含有濾波器和均衡器，調音臺中更是含有較多的音頻處理單元。 4. 擴音設備 擴音設備是音響系統(tǒng)的最后環(huán)節(jié)，音響系統(tǒng)通過擴音設備得到聲音的重現(xiàn)，擴音系統(tǒng)的主要設備是功率放大器和音箱（揚聲器），但也應包括音頻分配器、分頻器。 由于單個揚聲器不能重放整個音頻頻率范圍的聲音，故一般由兩個（低頻和高頻）揚聲器或三個（低頻、中頻、高頻）揚聲器構成組合音箱來重放聲音，為此先要用分頻器來分解音頻的頻率成份為低頻和高頻或低、中、高頻。有功率分頻和電子分頻兩種分頻模式，前者為功率放大器Õ分頻器&

25、#213;揚聲器，后者為分頻器Õ功率放大器Õ揚聲器。一般的擴音重放均為功率分頻模式，其中分頻器和揚聲器組合在音箱中，不需要另外使用分頻設備，而采用電子分頻則要采用專門的獨立分頻器，這里作為擴音設備提及的就是這一獨立的分頻器。 分配器主要是當需要多路相同的重放音頻信號時（如幾個房間同時放音或一個較大的空間單個音箱重放不能夠提供足夠的音量需幾個音箱同時重放）可用來把一路信號分成幾路。 5. 錄音設備 錄音設備是音響制作系統(tǒng)的重要設備，其主要以磁錄音為主，從結構上分，有盒式磁帶錄音機和開盤式錄音機兩類，從音頻信號的形式來分，有模擬錄音機和數(shù)字錄音機兩類，此外還有錄音聲軌的多少之分

26、。電視攝像的錄像帶上也有兩路或兩路以上的聲軌，因此錄像機也可認為是一種錄音設備。1.4音響系統(tǒng)的構成 雖然根據(jù)不同的要求和任務以及不同的場合有不同的音響系統(tǒng)，并且對同一類型的音響系統(tǒng)根據(jù)所實現(xiàn)功能的多少和規(guī)模的大小也有較大的區(qū)別，但在音響系統(tǒng)的構成設計上也有共同的規(guī)律。對專業(yè)音響系統(tǒng)的構成，一般以調音臺作為中心，并抓住聲音信號的來龍去脈，所謂來龍即由節(jié)目源設備至調音臺的連接，所謂去脈即由調音臺的主輸出至后級設備，根據(jù)系統(tǒng)的不同或至錄音設備或至擴音設備，此外根據(jù)不同的需要環(huán)繞調音臺配接音頻處理設備。而對家用音響系統(tǒng)，則抓住前級功放（前置放大器）這一中心進行配接。 下面將介紹不同類型的典型的音響系

27、統(tǒng)，希望據(jù)此提供音響系統(tǒng)構成的設計原則和思路，因為在實際的運用中存在著種種可能的變化，這里不可能一一說明。第二章 調音臺概述：調音臺( Console Mixer )是整個音響系統(tǒng)中的一個中心設備，無論是在制作節(jié)目如電影、電視、音樂等錄音中，或是在劇場、歌舞廳等現(xiàn)場擴音調音中，調音臺都是一種對音頻信號進行技術控制和藝術加工處理的重要音響設備。調音臺在音響系統(tǒng)中的作用是把各個節(jié)目源輸出的音頻信號匯集在一起，進行控制調整、音質加工，并分配到所需要的通路（或聲道）輸出。2.1 調音臺的分類 有各種不同的調音臺，可以從不同的角度進行分類： （1）以輸入通路數(shù)進行分類 調音臺的輸入通路( channel

28、 )常稱為分路，有4路、6路、8路、10路、12路、16路、18路、24路、36路、48路、54路或更多路。 一般把410路稱為小型調音臺、1218路稱為中型調音臺、24路以上稱為大型或超大型調音臺。 小型調音臺有時又稱為混音臺( Mixer ) ,常用于單位廣播臺（站）或小型娛樂場所；中型調音臺常用于娛樂場所、會場、或制作小型的節(jié)目；大型調音臺常用于音樂廳、劇場等中大規(guī)模演出及節(jié)目制作。 （2）以主輸出通路數(shù)進行分類 調音臺的輸出也稱為軌( track )或聲道，有1軌、2軌、4軌、6軌、8軌、16軌、24軌或更多軌。 1軌輸出為單聲道，曾用于電影和電視的對白或外景等錄音制作，現(xiàn)已很少見；2

29、軌、4軌、6軌分別具有一對、二對、三對立體聲輸出，可用于一對或多對立體聲擴音及雙聲道立體聲錄音；8軌以上稱多軌輸出，可連接多軌錄音機進行節(jié)目的前期制作，常用于錄音室。 （3）以調音臺的外型結構來分 以調音臺的外型結構來分類，可分成便攜式、半固定式、固定式等。 不同的結構主要考慮室內和室外等不同的場所和目的的錄音制作和調音。便攜式一般小巧靈活，有一個便于攜帶的配套機箱，用在外景同期錄音、采訪等流動性場所，但操作控制較粗。半固定式多用于劇場等演出場所的外出錄音。 （4）以用途的不同進行分類 按用途來分調音臺可分為錄音調音臺、擴音調音臺、混音臺、以及DJ調音臺。 錄音調音臺有同期對白臺、外景臺、音樂

30、錄音臺、混錄臺等。有大型的和小型的，有便攜式的和固定的之分。 擴音調音臺主要為演出場所之用。 DJ調音臺用于迪斯科舞廳，常配接雙唱盤密紋唱機，由主持人（稱DJ）進行播放控制。 （5）以規(guī)格和功能的不同來分類 按規(guī)格和功能來分調音臺可分為標準型和普及型。 標準型調音臺也叫專業(yè)調音臺( Professional Mixing Console ),它所能實現(xiàn)的功能有一定的規(guī)格標準，常用于專業(yè)錄音和演出場所的調音。普及型調音臺往往簡化了專業(yè)調音臺的某些功能，但有的又在調音臺中增加了功率放大、輸出均衡、效果等功能，這樣使得整個音響系統(tǒng)配接和操作簡便，代價低廉，但性能較差，這類調音臺多用于娛樂場所。從專業(yè)

31、的角度來看，什么功能應當由什么設備來完成，調音臺僅承擔其本身應承擔的功能。 （6）以信號處理方式進行分類 按信號處理的方式來分，調音臺可分成模擬式調音臺和數(shù)字式調音臺。模擬式調音臺的內部其音頻信號是模擬的；數(shù)字式調音臺的內部先將信號進行模數(shù)轉換，而后用數(shù)字信號的方式對音頻信號進行處理并在輸出前再將數(shù)字信號轉換回模擬信號輸出，當然也可用專用的連接電纜直接將數(shù)字信號輸出到后續(xù)設備，有關數(shù)字式調音臺的特定將在本章專門小節(jié)予以討論。 以上從不同的角度對調音臺進行了分類，但應當指出調音臺不存在嚴格的分類，就一個特定的調音臺來說并不一定局限于某種分類的用途，反之對應于某一特定的場所和目的選擇調音臺也不一定

32、存在專門的調音臺種類。雖然調音臺在外型結構的大小、路數(shù)的多少、性能的高低、功能的差異、操作的繁簡等方面有所不同，但各種不同的調音臺對音頻信號處理的基本原理、模式和方法是相同的。當因某種用途選擇調音臺時，只要所選調音臺的輸入和輸出的路數(shù)（一般還要考慮適當?shù)挠嗔浚?、功能和性能吻合實際的需要就可以了，不必一定要分清調音臺的種類。2.2 調音臺的性能指標 作為音響系統(tǒng)的中心設備，調音臺的技術性能指標對整個音響系統(tǒng)的指標具有至關重要的作用。同音響系統(tǒng)的其它設備一樣，調音臺的性能指標有基本指標和特殊指標兩類?；局笜思此幸繇懺O備所通用的技術指標，特殊指標是指根據(jù)調音臺特有的功能所確定的技術指標。對調音臺

33、工作有較大影響的主要技術性能指標有如下幾個： （1）增益 增益即調音臺輸出信號電壓與輸入信號電壓之比的對數(shù)或以輸出電平與輸入電平之差表示，記作K，則 K=20lg Uo/Ui （式1） 式中Uo為輸出電壓，Ui為輸入電壓。 調音臺的輸出電平標準是線路電平即0dB。0dB相當于在600的負載上取得1mW功率所需的電壓（0.775V）并以此為基準取對數(shù)，有時也以0dBv來表示，dBv的電壓基準值為1V，以1k作為負載。調音臺的輸入有兩種，一為線路輸入( Line In ),其電平標準為0dB；一為話筒輸入( Mic In )，其電平為-70-50dB,該數(shù)值對應了話筒的實際靈敏度。 從調音臺的線路

34、輸入角度看，調音臺的增益為0dB。雖然在調音臺內部也有放大環(huán)節(jié)，但這主要是為了彌補在調音（音質處理）過程中的信號衰減。對于話筒輸入，調音臺必須提供足夠的增益以使約-70dB的話筒低電平輸入提高到-100dB的調音臺輸出，滿足功放或其它音響設備的標準配接。 一般調音臺的增益有額定增益和最大增益兩種。話筒輸入的額定增益應當不小于70dB，最大增益可達90dB以上。線路輸入的額定增益為0dB，最大增益在20dB以上。 某些調音臺的輸出電平為0VU（或寫作dBvu），0VU相當于4dBm（1.23V），則增益亦有相應的變化。 （2）動態(tài)余量 調音臺的動態(tài)余量D也叫峰值儲備，是指調音臺的最大不失真輸出電

35、平（對應最大增益）和額定輸出電平（對應額定增益）之差，也可以最大不失真輸出電壓Uom和額定輸出電壓Uor之比的對數(shù)來表示，即 D=20lg Uom/Uor （式2） 動態(tài)余量越大，節(jié)目的峰值儲備量就越大，聲音的自然度也就越好。一般調音臺應具有15dB20dB以上的動態(tài)余量。當調音臺在額定狀態(tài)下工作時，由于有一定的峰值儲備量，因此即使某一瞬間的節(jié)目達到了較大的動態(tài)量也不至于引起限幅失真。 一般調音臺的技術特性指標中都有一幅電平圖，圖中反映了調音臺在各個環(huán)節(jié)中的基本電平和電平儲備，掌握調音臺個環(huán)節(jié)的電平特性，最大限度地利用調音臺的電平儲備，可使聲音達到較大的信噪比和動態(tài)量。 （3）噪聲 調音臺的噪

36、聲指標有兩種，分別對應線路輸入和話筒輸入。 線路輸入用信噪比表示，是指某一分路的輸入和輸出整個通路在0dB增益時的信噪比值，一般大于80dB。 話筒輸入通路的噪聲指標以等效輸入噪聲電平來表示。調音臺的噪聲當然是指其內部所產生的噪聲，即當調音臺的輸入為0時，在調音臺的輸出端有其內部的噪聲輸出，電平為NdB。以一噪聲為0的理想調音臺作為對比，二者均有增益K，當理想調音臺在有一噪聲電平輸入，并且該輸入使得輸出電平亦為NdB，則前一調音臺的內部噪聲相當于該理想調音臺的輸入噪聲值，因而將該值作為調音臺的噪聲指標，稱為等效輸入噪聲電平，記為N N ( dB )=N( dB )K ( dB ) （式3） 用

37、等效輸入噪聲電平來表示，原因在于調音臺的話筒輸入前置放大器在不同的增益位置時，噪聲電平隨增益的不同而變化，但調音臺的輸入端等效噪聲電平是固定不變的，因此用等效噪聲輸入電平能比較確切地反映調音臺噪聲電平的大小。 專業(yè)調音臺的等效輸入噪聲電平通常在-124dB -126dB以下。這一數(shù)值已遠小于用靈敏度較低的話筒將一般劇場等現(xiàn)場的本底噪聲拾音輸入到調音臺的電平數(shù)值。例：一劇場的本底噪聲為45dB聲壓級，用一靈敏度為0.6mV/Pa的動圈式話筒拾音，則話筒輸入到調音臺的本底噪聲電平為-111dB，調音臺的等效噪聲電平在其之下，因而對系統(tǒng)不構成影響。 （4）頻率響應 從當前的技術水平來看，20H 20

38、KHz的頻率響應應無多大的問題，并且也沒有必要更寬以免增加噪聲量以及增加放大器的代價，調音臺的頻率不均勻度一般在1dB左右。 （5）諧波失真 調音臺的非線性諧波失真是指在額定輸出電平時，在整個工作頻段內的總諧波失真值。專業(yè)用調音臺的諧波失真一般小于0.1% ,比一般的話筒諧波失真（小于0.5%）要小。 （6）串音 調音臺的串音指標衡量相鄰通道間的隔離能力，一般用串音衰減來表示，即某一通道的信號與串入到其相鄰通道的該信號之比的對數(shù)，記作S，則 S=20lg UAA/UBA （式4） 式中UAA為A通道的A信號，UBA為串入到相鄰的B通道中的A信號，亦可用兩信號的電平之差表示。 串音衰減越大，通道

39、間的隔離越好。串音與信號的頻率有關，高頻段的串音比中低頻段嚴重。 專業(yè)調音臺的串音衰減應大于70dB. 下表為廣電部頒發(fā)的廣播調音臺運行技術指標等級標準（GY7789），可供參考。 表21 暫略2.3 調音臺的主要功能和構成 已如前述調音臺的任務是把各個節(jié)目源輸出的音頻信號匯集在一起，進行控制調整、音質加工，并分配到所需要的通路（或聲道）輸出。為完成這一任務調音臺應具有如下的功能： （1）對輸入到調音臺各種節(jié)目源信號的不同電平和阻抗的匹配； （2）對音頻信號的各級放大和電平控制，提高低電平的輸入和補償輸入信號在調音臺中各種處理的損失，以滿足最終0dBv或0VU的輸出； （3）對原始聲音頻率的不

40、均勻調整和音色處理的頻率均衡； （4）為保證音頻信號最大動態(tài)傳輸和錄制過程中動態(tài)控制的動態(tài)處理； （5）對多路音頻信號輸入按所需比例的混合并將信號以左右聲道聲像處理的方式饋送到一對或多對立體聲主輸出通道的分配和以及將信號饋送監(jiān)聽、效果等輔助通道的分配； （6）添加延時混響等對音頻信號的效果處理； （7）某些調音臺上還有對講、電容話筒的幻象電源、遙控等附屬部件和功能。 為完成上述功能，調音臺的構成是較為復雜的，但我們不能孤立地來看待各個功能，而是把所有的功能放在調音臺在音頻信號處理的整個環(huán)節(jié)中，即按信號的流程來理解各個功能和構成，這樣就容易了。 按信號的特點來分調音臺可分為主信號通道和輔助信號通

41、道兩個部分，主信號通道即調音臺從信號輸入經處理到輸出的最基本和直接的通道，這是調音臺的最重要部分；輔助信號通道即調音臺用于監(jiān)聽、電平指示、效果、及備用輸入輸出的通道。一. 主信號通道的構成 1. 主信號輸入通道 調音臺的主信號輸入通道構成見下圖 各種調音臺的輸入通路數(shù)是不同的，但無論輸入通路數(shù)的多少，各個輸入分路的類型基本是相同的且它們都是并聯(lián)的，在調音臺的面板上各自對應調音臺面板左側的一列列控制條，在此只分析一條分路，只要掌握一路的原理，其它分路也就掌握了。 （1）輸入部分 輸入部分包括話筒輸入（Mic In）、線路輸入（Line In）、衰減（Pad）、增益（Gain）等環(huán)節(jié)。 一般調音臺

42、的每一輸入控制條的背面都對應三個輸入插孔，其中兩個分別為話筒輸入和線路輸入。話筒輸入和線路輸入在輸入電平、阻抗和插孔類型等方面均是不同的。 話筒輸入的電平為低電平，一般視調音臺的不同其額定輸入在-70dB-50dB左右；話筒的輸入阻抗為低阻，一般其輸入阻抗在1K或1K以上，與負載阻抗等于信號源阻抗的功率配備方式不同，音響設備間都采用輸入阻抗等于或大于5倍的信號源輸出阻抗的電壓配備方式，這一方式稱為跨接，為此話筒的輸出阻抗一般在200或以下，但按規(guī)定允許動圈式話筒小于5倍，如600的動圈式話筒，對于阻抗在200或以下的其它電聲設備源也應在話筒輸入端輸入，因此某些調音臺沒有話筒輸入端而標有低阻輸入

43、（Lo Z），其作用是等同的；話筒輸入的插孔類型為平衡式卡農（XLR）插孔。 線路輸入的電平為高電平，視調音臺的不同其額定輸入在-20dB0dB左右；線路輸入的阻抗為高阻，其值為3K10K或更高，故有的調音臺以高阻輸入（Hi Z）來代替線路輸入的標定，一般具有線路輸出的電聲信號源的輸出阻抗為600，符合跨接的要求；線路輸入的插孔為6.35mm耳機插孔（Phone Jack），也叫大夾克式插孔，多為不平衡（兩芯）也有為平衡式（三芯）。 增益是面板上一個增益調整電位器的旋鈕，其對應一個可變增益的前置放大器，該放大器也叫增音器，主要功能是放大話筒輸入的低電平信號，一般能在-70dB-20dB范圍內調

44、整輸入靈敏度，例如動圈式手持語聲話筒是低靈敏度話筒，其電平約為-70dB-45dB，而電容式話筒是高靈敏度話筒，其電平約為-45dB-25dB，都可在放大器增益范圍內調整。 衰減開關對應面板上一個按鍵，一般衰減20dB左右，其作用為衰減高電平的輸入信號，使輸入的信號電平符合前置放大器的增益范圍，以免產生過荷削波失真。 話筒輸入、線路輸入、衰減、增益（前置放大器）之間的關系在不同的調音臺中有不同的設計方法，參見圖2。(a)衰減僅在線路輸入通路中，主要是為了衰減高電平的線路輸入信號，使其滿足前置放大器的工作電平范圍，如前置放大器的增益范圍在-70dB-20dB，則衰減后線路輸入的輸入電平范圍在-5

45、0dB0dB；(b)話筒輸入和線路輸入共用衰減，這樣亦擴展了話筒輸入的輸入電平范圍；(c)無專門的衰減開關，線路輸入置一固定衰減，這一模式常用在較簡易的調音臺中；(d)無專門的衰減開關，線路輸入不經過前置放大器，直接跨越到其輸出端，避免了線路輸入信號先衰減后放大的不必要過程；(e)話筒輸入和線路輸入分別設置一個不同電平的放大器，再加一個輸入選擇開關進行選擇。 圖2 應當指出，雖然一條分路有話筒輸入和線路輸入兩個端口，但實際輸入信號僅為一個，當兩端口都插入信號時線路優(yōu)先；此外，雖然線路輸入為高電平輸入，但實際的線路信號并不一定是高電平信號，所以應視實際的信號情況來決定是否加入衰減。 （2）均衡器

46、 緊接前置放大器后面的是均衡器（Equalizer，可縮寫成EQ），均衡器的作用是通過在某些頻率點上的提升或衰減來彌補原始聲音頻率上的缺陷或進行音色上的處理。 較多的調音臺為三段均衡，即高頻（High或Treble）、中頻（Middle）、低頻（Low或Bass），也有為高、低頻兩段或低頻、低中頻（L Mid）、高中頻（H Mid）、高頻四段均衡，某些專業(yè)調音有更多的頻率點。 均衡網(wǎng)絡特性曲線在高低頻兩端為擱架型（Shelving），也叫大陸架型，中間的均衡網(wǎng)絡特性曲線為鐘型，（參見圖3，下同）；最大提升和衰減電平量一般在15dB左右，在面板的旋鈕兩邊以刻度注明，也有設×2倍率開關，

47、可提高一倍量程；調音臺均衡器有固定頻率點和可變頻率點兩種，固定頻率點的擱架型曲線轉折頻率和鐘型曲線的中心頻率固定，一般低頻在100Hz左右，中頻在1KHz左右，高頻在5KHz左右，可變頻率點的均衡器其轉折頻率和中心頻率可調，因此在處理音色時較為細膩，這類均衡器在面板上將提升和衰減電平調整和頻率調整構成一組，可變頻率的刻度在面板上注明，此外在較好的專業(yè)調音臺中還設有均衡曲線的Q值（帶寬）調整。 圖3 普通的調音臺不設專門的均衡開關，不使用均衡即把電平量處在0dB狀態(tài)，專業(yè)調音臺往往設有均衡開關，當均衡開關處于關的位置時實際上是將均衡旁路了。 （3）斷接插孔 斷接插孔（Insert），也叫插入或斷

48、點插孔，處于前置放大器和均衡器之間，也有調音臺處于均衡之后，有兩種類型一為一個三芯插孔另一為兩個兩芯插孔，在該插孔無任何東西接入時，兩信號芯短路，前置放大器到均衡器信號直通，當插頭插入時將兩芯斷開，前置放大器信號通過插頭的一芯輸出到一外接音響設備的輸入，再將該音響設備的輸出通過另一芯返回輸入到均衡器，所以斷接插孔的作用為串接一外接設備，如用兩個兩芯插孔則一為輸出另一為返回作用也如此。 串接的外設備可為壓限器以對分路輸入的信號進行動態(tài)處理，也可接均衡器、效果器、降噪器等設備。 （4）分路衰減器 分路衰減器（Channel Fader），用于分路電平的調整，也叫分調，這是一個推拉式電位器，所以專業(yè)

49、人員多稱其為分推。 分推是分路音量（電平）調整的主要部件，也用來作各分路間不同的話筒輸入和線路輸入的音量比例調整。 （5）聲像移動器 聲像移動器，簡稱聲像（PAN）也叫全景電位器（Panoramic-Potentiometer），用來將一路的輸入信號按一定的比例分配到立體聲的左右兩路主輸出，進行立體聲處理。 所謂的聲像是指在立體聲放音時在兩左右分開放置的揚聲器（音箱）虛擬連線之間所感覺到的發(fā)聲虛像，聲像移動器是由兩個同軸控制的雙連電位器組成，其左右音量呈反比例變化（見圖4），并且為使左右兩路輸出合成的總功率比例與原一路輸入相同，有UL=Ui Sin(45°)，URUi Cos(45&

50、#176;)，這樣可得 ULURUi Sin(45°) + Ui Cos(45°)Ui （式） 圖4 通過聲像移動器的不同旋轉角度決定了左右聲道的信號不同強度，從而也決定了放聲空間不同的聲像方位。 （6）母線 母線（Bus）是調音臺的各分路信號的匯總點，無任一調音臺有幾路輸入，一旦確定要同時使用某幾條分路時就要把這幾條分路的信號混合到母線上。在調音臺中視不同的功能有各種不同的母線，如監(jiān)聽母線、輔助母線等，對主信號通路最主要的是主輸出（Master Out）的立體聲左右母線，此外有的調音臺還有編組輸出（Group Out）母線，其對應另一些輸出通路，有4路、6路或更多。 除個

51、別輔助的功能外，在通路的功能電路設置上和處理信號的方式上，編組輸出和主輸出完全一致，因此對編組輸出也可認為是增加了輸出通路，當然編組輸出另外可實現(xiàn)編組功能，這將在后面專門介紹。 當有編組輸出等多路輸出時調音臺增加了輸出選擇（Bus Asign）功能開關。 （7）其它 在某些調音臺的主信號輸入通道中，還可能有另外一些功能。 幻象電源（Phanpom Power），用于電容話筒所需的工作電源，一般為48V直流，提供有幻象電源的調音臺除有一個幻象電源總開關外，在分路上有一單路開關，接通后通過話筒輸入電纜反向饋入到電容話筒，該開關多設置在調音臺的背面，以免誤開啟造成對動圈式話筒或線路輸入的設備的損害。

52、 倒相開關（），對兩個以上的話筒輸入有時因各路話筒相位有異而在總路混合時造成抵消現(xiàn)象，利用倒相開關可將該路信號相位反相180°使其與其它分路信號同相，有時也可利用這一開關有意識地使兩個信號反相，達到某種樂器（如笛聲、號聲）的聲像漂移效果。倒相開關有的設在前置放大器前面，有的設在前置放大器后面。 高通濾波器（ ），高通濾波器的轉折頻率為80Hz或100Hz，因為人聲的頻率最低僅為80Hz（男低音），通常的人聲頻率在100Hz以上，所以在用話筒對人聲拾音時按下高通濾波器開關可濾去不必要的低頻噪聲，高通濾波器的位置一般在倒相開關之后。 靜音開關（Mute），也叫啞音開關，實際上是分路中的通

53、斷開關，在分路上各功能旋鈕開關均已經調音正常的情況下，可用靜音開關臨時中斷該路的放音而又不破壞原有的狀態(tài)。 2。主信號的輸出通道 主信號的輸出通道始于母線，如前所述調音臺的輸出通道有主輸出（Master Out，也有稱節(jié)目輸出Program Out）和編組輸出（Group Out）。主輸出有一對分左右通路，這是調音臺的最基本的輸出，而編組輸出視不同的調音臺有不同的設置，有的僅2路，有的有4路、6路、8路或更多，小型的調音臺無編組輸出。編組輸出可以實現(xiàn)其特定的功能（這將在后面討論），這里可以把編組輸出等同于主輸出，只是增加了主輸出的路數(shù)，因為實際上這些通路在功能電路設置上和信號的處理方法上是完全一致的，因此這里僅分析一條主信號輸出通路，其余可類推。 主信號輸出通道構成見圖5。 圖5 （1）疊加放大器（Summed Amplifer） 在母線上所匯集的各分路信號首先送入到疊加放大器，疊加放大器將各分路信號混合和放大，可提升電平但不能作任何調整。此外在調音臺主信號通路上還有一些放大器，都起提升電平的左右，不能作任何調整，所以不作專門介紹，將在電平設置內容中作介紹。 （2）斷接插孔（Insert） 此斷接插孔同分路中類似，可串接一外部設備如均衡器、效果器等，但由于位置的不同所起的作用也有不同，可想而知分路中所串接的設備僅對該路起作用而總路中串接的設備對所有輸入的信號都