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专业音响设备解密:频率均衡器的作用和种类

摘自:艾维音响网|2019-04-23 15:52|作者:艾维音响网

文章摘要:在剧场、会堂、歌舞厅等的专业音响设备中,除了节目源设备、放大器、调音台之外,还使用许多信号处理设备,以美化音色、提高音质、增强各种音响效果。所以,这些信号处理设备广义上说都是效果器。所谓信号处理,就是对声音信号进行加工、变换等。


在剧场、会堂、歌舞厅等的专业音响设备中,除了节目源设备、放大器、调音台之外,还使用许多信号处理设备,以美化音色、提高音质、增强各种音响效果。所以,这些信号处理设备广义上说都是效果器。所谓信号处理,就是对声音信号进行加工、变换等。

在专业音响中,信号处理或加工主要有如下方面:

①幅度处理。侧重于幅度处理的设备有压缩器、限制器、扩展器、噪声门、降噪器等。

②频率处理。侧重于频率处理的设备有均衡器、激励器、反馈抑制器、变调器、分频器等。

③时间处理。侧重于时间处理的设备有延迟器、混响器等。 

在信号处理设备中,还经常遇到数字信号处理器(DSP),它是采用数字技术的信号处理设备,可以看作卜述几方面的综合处理,并常以数字程序方式存储。通常,人们习惯上所称的效果器往往是指混响器或数字信号处理器。 


· 频率均衡器的作用和类型 ·

频率均衡器在厅堂扩声中应用很多,其主要作用如下。

①校正音响设备产生的频率畸变,既能补偿各种节目信号中欠缺的频率成分,义能抑制过重的频率成分。

②校正室内声学共振特性产生的频率畸变,弥补建筑声学的结构缺陷。

③抑制声反馈,改善厅堂扩声的质量。

④修饰或美化音色,提高音质和音响效果。

例如,在厅堂扩声系统安装完毕后,由于厅堂声学共振而使扩声系统(包括传声器、放大器、音箱、房间的传输特性)的频率特性曲线起伏很大,这时就可借助频率均衡器(房间均衡器),通过提升(或衰减)由于厅堂对某些频率而造成的谷点(或峰点),使总响应特性趋十平坦,这就是所谓的镜像均衡。

对于存在声反馈的扩声系统,在均衡处理之前,要使扩声系统稳定,较大增益只能大到使频响曲线中的较大峰点接近自激之处。此时,除较大峰点附近很窄的频段外,人部分频段内的扩声增益都很低,常常不能满足使用要求。借助频率均衡器处理后,大的峰点被消除,频率特性变均匀了,使所有频率点的扩声增益都有相当大的提高。至于利用频率均衡器来修饰音色、提高音质是大家所共知的。


均衡器按频率特性形状可分为四种类型,如图所示。图(a)为斜坡型(Shelving)均衡器的频率特性,这类均衡器又称架形均衡器,用于在宽的频率范围内对高频和低频进行提升或衰减,即通常所说的音调控制。它的特性变化较平缓,不适于对音色进行细微调节。峰谷(Presence)型均衡器的基本形式是单峰谐振特性,用于对某一频带进行提升或衰减,通常使用若干个谐振频率,如图(b)所示,可用来进行较细致的音色调整。 

图(c)为图示均衡器的频率特性,它的面板装有一排推拉式电位器,每个电位器对应一个中心频率。整个音频范围(从低频到高频)一般分为9—31个中心频率,它调整的频响曲线可以从推拉电位器推杆所处的位置直观地显示出来,因此称为图示均衡器。 

图示均衡器按频率划分可分为倍频程(oct)式、1/2倍频程式和1/3倍频程式等几种。常见的是倍频程式和1/3倍频程式两种。所谓倍频程式,是指相邻频段的中心频率相差一倍,即ƒ2/ƒ1=2n 。1/3倍频程式是,n=1/3,即ƒ2/ƒ1=21/3 。国际卜对倍频程与1/3倍频程的各中心频率都有规定:倍频程式的中心频率一般设有9个频率卜,所以有时也称为9段均衡器。


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1/3倍频程式的中心频率定为为31个频率点,因此通常称为31段均衡器。有时将其两端频率(如20Hz、25Hz、31.5Hz、20kHz)省掉几个,就成为27段或30段的均衡器。显然,对于房间特性均衡用的频率均衡器,频段划分越窄,越有利于进行房间特性补偿,但频率点增多。目前最常用的是27~31个频率点的1/3倍频程频率均衡器。

上述均衡器都是中心频率固定而调整各点的提升或衰减的幅度。还有一种均衡器,如图(d)所示,其中心频率、Q值(对应于该中心频率的带宽)和提升(或衰减)幅度三种参数都分别可调,所以称为参量均衡器。这种参量均衡器的频率点较少,但它可在整个音频范围内方便、精细地进行各种节日信号的均衡处理,也可用来对某些频带大幅提升以形成特殊音响效果,或者用来大幅抑制某一频率点以滤除特定的干扰或噪声,又尽可能少地损失有用信号。近来,调音台中也大量采用参量均衡器或半参量均衡器方式。


下面介绍均衡器在听音和放声中的使用方法。

由于家庭影院和组合音响的发展与普及,本来用于专业音响的均衡器(如图示均衡器)也广泛用于家庭影院、录音机和组合音响中。图示均衡器或多频音调控制器在听音和放声中的使用一般如下。

①收听调幅广播时,由于调幅广播的频带较窄,其高频最多只能放送到5~6kHz,因此适当地衰减100Hz以下和6kHz以上的频率分量,可以改善信噪比。

②收听调频广播时,由于调频广播节目的频带宽、信噪比高,此时图示均衡器各频段推钮宜放在中央平直位置或适当地提升高、低频,以充分发挥调频广播音质好的特点。 

③播放音乐节目时(如管弦乐曲),可将低频(如60Hz或100Hz)和高频(如10kHz或15kHz)提升到较大,lkHz中频点不提升或稍微衰减,而300—500Hz及3~5kHz适当提升一些。从面板上推钮连成的图形来看,多频段图示均衡器的推钮呈“V”形,这样放出来的音乐层次分明,声音明亮,低音丰满。 


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④播放独唱、合唱歌曲时,可将高频端置于正中位置,3~5kHz频段稍微衰减,100Hz和1000Hz频段稍微提升,300Hz频段提升至较大,这样可突出歌曲的基础声部,使歌曲听起来增加了一定的力度和清晰度。若要使歌唱演员主音鲜明,主要调节1000Hz附近的频率,这可使主音有一种深度感。 

⑤播放语言节目时,一般与播放音乐节目时的调节相反,即1000Hz频段提升,300~500Hz和3~5kHz频段适当提升些,低频段和高频段一般不提升或稍微衰减,即从面板卜推钮连成的图形上看呈倒“V”形。这是因为语言的频谱集中在300~4000Hz,故卜述调整可提高语音的清晰度,并使背景显得安静。 

⑥播放磁带节目时,图示均衡器一般放在平直位置,或适当提升高频、低频分量。如果磁带噪声较明显,可适当降低高频段,以减少磁带本底噪声。 

当然,以上调节还要看节目的内容和各人的爱好而定,此外还要考虑音响设备和音箱的特性以及听音房间环境的声学特性的补偿等。


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