現(xiàn)代音響與調(diào)音技術(shù)課件第16次課

5.3電子分頻器經(jīng)揚聲器系統(tǒng)原音重放時，如果使用全頻帶音箱送出全頻帶音頻信號，那么，150Hz或200Hz以下的低頻聲能量要占到全頻帶聲能量的一半左右，盡管它的音樂內(nèi)容只是在整個音樂中的低音打擊樂局部，和弦的基音局部和極低音區(qū)，但其能量卻很大。而且如果低音和高音在同一個通道中傳輸、放大、直至還音，會對中高音有一定的損害，往往會對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)膩的局部和音色之間細(xì)小差異的表現(xiàn)受到限制，降低了音樂的層次感，所以在均衡器調(diào)整中要提升中高音區(qū)和適當(dāng)衰減低音區(qū)，這就是原因之一。1雖然音箱內(nèi)本身設(shè)有無源分頻器和衰減器，分別用來別離上下音單元和能量平衡，但處理效果不及電子分頻器。電子分頻器是一種有源分頻器，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，減少無用功率，降低揚聲器系統(tǒng)的頻率失真度，從而提高揚聲器的還音質(zhì)量。2電子分頻器具有選擇頻率點別離音頻信號的功能。它是對全頻帶音頻信號進(jìn)行分頻處理的，按照別離頻段的不同可分為二分頻、三分頻和四分頻電子分頻器。無論哪種分頻器，要別離音頻，就必須有選頻特性，而且，要有一定的帶外衰減。電子分頻器主要由晶體管或集成運放構(gòu)成的有源濾波器組成,包括高階低通、高通或帶通濾波器?？梢詫⒅懈咭纛l和低音頻進(jìn)行別離放大和傳輸，用不同的功率放大器分別帶動純低音和中高音揚聲器系統(tǒng)，從而增強(qiáng)聲音的清晰度、別離度和層次感，增加音色表現(xiàn)力。此時，音箱內(nèi)部的無源分頻器不再起作用。3以下圖是一個由有源高、低通濾波器組成的高、低二分頻的電子分頻器原理電路。從前級輸出的信號通過電容C1送到V1管的基極，V1是一個共集電極的放大電路，從發(fā)射極輸出后送入到電容C2和R8中。這是兩個濾波電路。電容C2、R4、C3、R6，V2組成的是一個高階的高通濾波器；電阻R8、C4、R9、C5、V3組成的是一個高階的低通濾波器。41二分頻電子分頻器二分頻電子分頻器是由一個高通和一個低通濾波器組成的。它將音頻信號分為低音和高音兩個頻段，設(shè)有一個低頻和高頻交叉的頻率點，稱為分頻點。二分頻的分頻器只有一個分頻點，其頻響特性(即分頻特性)如下圖。5二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，其連接方法分別如下圖。62.三分頻電子分頻器三分頻電子分頻器是由一個高通、一個帶通和一個低通濾波器組成的。它將信號分為低音、中音和高音三個頻段，設(shè)有低/中和中/高兩個分頻點，其頻響特性如下圖。7三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，其連接方法分別如下圖。83.四分頻電子分頻器四分頻電子分頻器是由一個高通濾波器，兩個不同中心頻率的帶通濾波器和一個低通濾波器組成的。它將信號分為低音、低中音、高中音和高音四個頻段，設(shè)有低/低中，低中/高中和高中/高三個分頻點，其頻響特性如下圖。9四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),連接方法如下圖。無論哪種電子分頻器，各分頻點在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的，且濾波器的帶外衰減一般為18dB/oct。這是電子分頻器的一個重要指標(biāo)。105.3.3電子分頻器的選型依據(jù)不同的場合，不同的擴(kuò)聲系統(tǒng)的要求而定。中小型歌舞廳降低本錢，選用二分頻電子分頻器，再配一個具有外接分頻端口的二分頻音箱。音樂廳，劇院，高檔歌舞廳主擴(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，此時需要增選二分頻電子分頻器，因為輔助擴(kuò)聲通道較少使用純低音音箱。11DISCO舞廳要求增加震撼力和節(jié)奏感，要使用多臺純低音音箱，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，這樣使用的電子分頻器也就比較多了。必須明確的是，在擴(kuò)聲系統(tǒng)中使用電子分頻器，調(diào)整分頻點時，要使其分頻點的頻率接近所配音箱的分頻點的頻率。125.3.4電子分頻器實例它的控制鍵鈕均設(shè)在前面板上，主要有電平調(diào)整和頻率調(diào)整等。電子分頻器具有立體聲和單聲道兩種工作模式。在立體聲模式下，它是一臺三分頻電子分頻器，通道1(CHANNELONE)和通道2(CHANNELTWO)獨立控制，可分別接入擴(kuò)聲系統(tǒng)的左聲道和右聲道；在單聲道模式下，它是一臺四分頻電子分頻器，通道1和通道2合二為一，成為一臺單通道設(shè)備。高通濾波器開關(guān)鍵，濾除低頻干擾和噪聲工作模式選擇鍵135.3.4電子分頻器實例它的控制鍵鈕均設(shè)在前面板上，主要有電平調(diào)整和頻率調(diào)整等。增益調(diào)節(jié)旋鈕和電平調(diào)節(jié)旋鈕低中、中高頻的分頻點的頻率調(diào)節(jié)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。145.4效果處理器

概述在音頻信號處理設(shè)備中，有一類專門用來對信號進(jìn)行各種效果處理的設(shè)備，例如延時器、混響器等，在專業(yè)上通常將這類設(shè)備稱為效果處理器。效果處理器是模擬聲音在室內(nèi)傳播的專用設(shè)備，包括延時器和混響器。有時將兩者結(jié)合成多重效果處理器。聲音效果處理器是錄制系統(tǒng)中必備的設(shè)備，用于節(jié)目后期制作。節(jié)目后期制作首先將各種聲音的素材收集起來，再經(jīng)有關(guān)設(shè)備加工而成。在后期制作時就需借用效果器來模擬節(jié)目現(xiàn)場聲音傳播時間，空間，方位及距離感，也就是模擬反射和混響聲，創(chuàng)造出臨場的感覺。15人們在室內(nèi)聽到的聲音包括三種成分：未經(jīng)延時的直達(dá)聲、短時延時的前期反射聲和延時較長的混響聲。特別是混響聲，它持續(xù)時間(即混響時間)的長短直接影響人們的聽音效果?；祉憰r間太短，聲音發(fā)“干〞不動聽；混響時間太長，聲音混濁不清，破壞了音樂的層次感和清晰度。因而，對于特定的音樂節(jié)目，混響時間有一個最正確值。從大多數(shù)優(yōu)質(zhì)音樂廳場所觀察，此值在1.8～2.2s之間。16混響器在音響系統(tǒng)中用來對信號實施混響處理，以模擬聲場中的混響聲效果，給發(fā)“干〞的聲音加“濕〞，或者人為地增加混響時間，以彌補(bǔ)聲場混響時間的缺乏?；祉懫髦饕袃纱箢悾礄C(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。彈簧混響器17電子混響器以延時器為根底，通過對信號的延時而產(chǎn)生混響效果，它往往兼有延時和混響雙重功能，混響時間連續(xù)可調(diào)，且功能較多，能模擬如大廳(Hall)、俱樂部等多種聲場，并能產(chǎn)生一些特殊效果，使用也十分方便。特別是以數(shù)字延時器為核心部件的數(shù)字混響器，具有動態(tài)范圍寬、頻響特性好、音質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點，主要用于專業(yè)音響系統(tǒng)。18近些年來，一些音響設(shè)備公司開發(fā)出一種稱之為MULTIEFFECTPROCESSOR即多效果處理器設(shè)備，簡稱效果器。這種設(shè)備不僅有上述延時和混響功能，還能制造出許多自然和非自然的聲音效果；而且，它利用計算機(jī)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。天馬士SR-256多功能效果處理器

主要性能特點：

■高品質(zhì)的20比特AD/DA轉(zhuǎn)換器，具有杰出的技術(shù)性能和杰出的音頻特性。19■225種預(yù)編程效果、兩個獨立的處理通道、記憶功能可以記憶最后的調(diào)節(jié)、單一旋鈕調(diào)節(jié)、立體聲輸入、輸出。

■提供專業(yè)錄音室品質(zhì)效果，包括混響、延時和唱、鑲邊、變調(diào)等，可隨意的改變效果音和原音之間的疊加比率，得到千變?nèi)f化的音效，滿足高品質(zhì)的要求。

天馬士SR-256多功能效果處理器

20延時器(Delay)是一種人為地將音響系統(tǒng)中傳輸?shù)囊纛l信號延遲一定的時間后再送入聲場的設(shè)備，是一種人工延時裝置。它除了能對聲音進(jìn)行延時處理外，還可產(chǎn)生回聲等效果。目前，延時器普遍采用電子技術(shù)來實現(xiàn)，通稱為電子延時器。5.4.2數(shù)字延時器21電子延時器是把音頻信號儲存在電子元器件中，延遲一段時間后再傳送出去，從而實現(xiàn)對聲音的延時。BBD電荷耦合型延時器數(shù)字延時器5.4.2數(shù)字延時器22輸入信號經(jīng)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號，通過多個相互串聯(lián)的移位存放器，這些移位存放器使每個數(shù)字信號在采樣時間間隔內(nèi)移到下一級，直到經(jīng)過所希望的延時時間；然后把信號從存放器中取出并經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換和低通濾波器平滑，復(fù)原為模擬信號送出。延時時間長短的選擇那么通過存儲容量的變換來實現(xiàn)。低通濾波器用來限制信號中的高頻分量，以防止采樣過程中的折疊效應(yīng).23數(shù)字延時是數(shù)字延時器設(shè)備的根本單元，在有些具有特殊效果的數(shù)字延時器中，還要將延時信號(延時聲)和原輸入信號(主聲)按比例混合后作為延時器的輸出。這樣，既可以聽到主聲，也可聽到延時聲，從而得到幾種不同的特殊效果。如拍打回聲(SlapEcho)、環(huán)境回聲(AmbithtEcho)、多重回聲(MultiEcho)、靜態(tài)回聲(StaticEcho)、長回聲(LongEcho)、變調(diào)效果(PilchBend)和動態(tài)雙聲(DynamicDoubling)等。這種延時器在擴(kuò)聲系統(tǒng)中主要用來產(chǎn)生某些特殊效果。242延時器的應(yīng)用將房間延時器〔延時聲不與主聲混合，不產(chǎn)生特殊效果，只對擴(kuò)聲系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘栕餮訒r處理，以補(bǔ)償由于系統(tǒng)傳輸線纜長短不同而造成的傳輸信號的時間差?！辰尤霐U(kuò)聲通道，對各擴(kuò)聲通道信號分別進(jìn)行適當(dāng)延時，使各音箱發(fā)出的聲音幾乎同時到達(dá)聽眾席，從而獲得好的擴(kuò)聲效果。圖5―29擴(kuò)聲通道的延時處理

252延時器的應(yīng)用圖5―29樂隊演出的延時處理

前后排位的樂器從音箱中送出的聲音在時間上是相同的，給人的感覺是后排的木管、銅管和前排的提琴都在眼前，采用延時器后，對后排的木管、銅管的拾音話筒適當(dāng)加以延時，將這些樂器的聲音推向深遠(yuǎn)處，使樂隊有了前后層次，使整個樂隊具有前后立體方位感。26延時器應(yīng)用之三產(chǎn)生合唱效果運用多個延時器，將各個信號相加，就可以產(chǎn)生合唱效果。延時器應(yīng)用之四對音頻信號進(jìn)行加工潤色，改善其厚度和力度將信號中的一局部經(jīng)過延時后與原信號進(jìn)行相加，增加了聲音的色彩，使其更加渾厚有力。注意，延時時間的長短與信號頻率的上下和節(jié)奏快慢有關(guān)。頻率越低，節(jié)奏越慢。對于語言信號，男聲取40ms，女聲取20-30ms為宜。低音樂器可適當(dāng)加長。27延時器在現(xiàn)代音響系統(tǒng)中還可以將左右聲道信號延時后分別與其主聲信號疊加，可以使左右聲道的聲像分布加寬，從而擴(kuò)展了聲場，增強(qiáng)立體感；這種方法還能改善聲音的飽滿度和渾厚感，降低人耳對非線性的敏感度，使聲音更加優(yōu)美動聽。28美國DODROS4000數(shù)字延時器(前面板)，它是一種常用的帶效果的延時器。

.SPEED：調(diào)整延時信號的衰減速度?！IDTH：調(diào)整空間感的強(qiáng)度(深度、寬度)。·DELAYTIME：調(diào)整延時信號的延時時間?！ANGE：調(diào)整第一次反射時間?！EEDBACK：調(diào)整延時信號的返回比例。·MIX:調(diào)整延時信號與原信號的混合比例?！UTPUTLEVEL：調(diào)整延時器總輸出信號電平?！NPUTLEVEL：調(diào)整延時器輸入信號電平。29圖5―32延時電路結(jié)構(gòu)高切：模仿聲反射時，高頻成分的喪失狀態(tài)。預(yù)延時：產(chǎn)生與主聲間隔大于40～50ms的聲音。數(shù)字延時：產(chǎn)生屢次回聲(產(chǎn)生層次感)。反響支路：將延時信號返回再與預(yù)延時信號相加，再延時后送出，產(chǎn)生層次范圍，反響量越大，效果愈強(qiáng)?；旌掀鳎簩⒀訒r信號與原信號按比例混合，可輸出帶有回聲等效果的信號。30延時器一般為單通道設(shè)備，用于擴(kuò)聲系統(tǒng)時，要根據(jù)需要確定延時器的數(shù)量。如果某擴(kuò)聲通道左、右聲道信號需要相同的延時時間，可以用一臺延時器串入系統(tǒng))；如果對話筒信號進(jìn)行延時效果處理，可將延時器并在調(diào)音臺上(通過AUX和RET端口)，延時器的數(shù)量與不同延時的話筒的數(shù)量對應(yīng).315.4.3數(shù)字混響器工作原理:通過A/D轉(zhuǎn)換器，先將音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,然后送入移位積存器。通過壓控振蕩器所發(fā)出的脈沖信號的驅(qū)動,使移位存放器工作,數(shù)字移位,從而構(gòu)成一條數(shù)字信號延遲線.沿此延遲線依自然混響聲的密度分布特性,置入一定數(shù)量的抽頭,將延遲后的數(shù)字信號提取出來,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器復(fù)原成音頻信號,即可得到與自然混響十分接近的混響聲.可以改變廳堂的混響時間，對較“干〞的信號進(jìn)行再加工，以增加空間感，提高音響系統(tǒng)的飽滿度?？梢匀藶榈刂圃煲恍┨厥庑Ч缟焦?、山洞的回聲效果。32前期反射聲初始混響聲

混響信號經(jīng)過較短延時的信號取出后作前期反射聲；它通常與主聲間隔小于50ms;從經(jīng)過屢次不同延時的信號取出一局部混合成初始混響聲，它實際是聲音的中期反射聲，使聲音有縱深感；將初始混響信號再經(jīng)混響處理后就形成混響信號。圖5―33數(shù)字混響器原理

33

5.4.4多效果處理器的應(yīng)用近年來出現(xiàn)的多效果處理器設(shè)備，以數(shù)字混響器為根底，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)中得到普遍使用。日本型的效果器這類效果器主要用來對娛樂場所或流行歌曲演唱進(jìn)行效果處理歐美型的效果器這類效果器在專業(yè)藝術(shù)團(tuán)體演出時使用較多34YAMAHAEMP-100效果器1)電源開關(guān)(POWER)這是一個按鍵，按一下效果器開啟，再按一下那么關(guān)閉。當(dāng)處于開啟狀態(tài)時，除非重新設(shè)置，否那么效果器執(zhí)行上次關(guān)機(jī)前選擇的效果程序。352)輸入電平控制(INPUTLEVEL)

該旋鈕用來調(diào)整輸入信號電平，調(diào)整時應(yīng)使信號顯示器(SIGNAL)常亮，而峰值顯示器(PEAK)不應(yīng)閃亮或只是偶爾閃一下。363)記憶狀態(tài)鍵(MEMORY)此鍵用來控制效果器的記憶狀態(tài)，并通過增(▲)減()控制鍵選擇效果工程(1～150)，這1～150個效果工程是已存儲在效果器內(nèi)的可執(zhí)行效果程序。374)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()鍵選好所要的效果工程，按下恢復(fù)鍵，使該工程對應(yīng)的效果程序進(jìn)入實際運行狀態(tài)。385)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)，此時再利用(▲)或()鍵，可以對效果工程的參數(shù)值進(jìn)行重新編程。396)MIDI狀態(tài)鍵(MIDI)此鍵用來啟動MIDI狀態(tài)，并可通過(▲)或()鍵選項。在MIDI狀態(tài)下，效果器可以接受外部MIDI信號(如合成器送入的信號)對效果器信號處理系統(tǒng)的控制。此功能主要用于節(jié)目制作。407)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()控制鍵用來選擇效果工程；·參數(shù)狀態(tài)下，(▲)或()控制鍵用來調(diào)整參數(shù)值，并對所選效果工程進(jìn)行編程；·MIDI狀態(tài)下，(▲)或()控制鍵用來進(jìn)行效果器對MIDI效果工程變化的控制。418)儲存鍵(STORE)此鍵用于對效果工程編程后儲存的控制。在參數(shù)狀態(tài)下對效果工程編程后，按儲存鍵可將其存在效果器內(nèi)的RAM中，以便將來選取和恢復(fù)執(zhí)行。429)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，顯示所選效果工程的序號；·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。4310)效果/參數(shù)顯示器(EFFECT/PARAM)該顯示器由8個發(fā)光二極管組成。在不同狀態(tài)下，顯示的內(nèi)容不同?！び?/p>