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干货丨音频领域的均衡分类以及应用有哪些?

摘自:慧聪音响灯光网 |2020-03-05 10:59|作者:慧聪音响灯光网

文章摘要:上回说到均衡的两个作用,这回我们来聊一下均衡的种类以及一些基本应用。

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来势汹汹的新冠肺炎疫情让群众有点儿措手不及,经过前线人员的不懈努力,目前全国新增病例开始逐步下降,是一个好的开端。


上回说到均衡的两个作用,这回我们来聊一下均衡的种类以及一些基本应用。


先来说说最常见的两种均衡分类:


01

图示均衡


图示为SD7 Quantum


02

参量均衡


图示为SD5

图示均衡:顾名思义,可以在面板(或虚拟面板上)通过对于某一点的推拉,直接的反映出对于频率的衰减曲线。

一般来说,现代专业音频应用的图示均衡器均为31段图示均衡。也就意味着从20Hz到20kHz一共有31个均衡点可作为中心频率调整。每一段的倍频程关系为1/3倍频程。

这里需要插播一下什么是倍频程,我们知道倍频程的英文是Octave,在音乐当中的原意是指一个八度。而我们又知道每升高或降低一个八度,从频率上来说,是一倍或1/2的基础频率。具体计算公式如下:

f0为基准频率,n为倍频程数,f则为所求倍频程。


以20Hz为例,20Hz为f0基准频率,则1/3倍频程为25Hz。25Hz的1/3倍频程则为31.5Hz,以此类推直到20kHz。这样一来我们就将人耳听觉范围以1/3倍频程为中心频率取了31个点。

但是我们要注意的是,上文中还是比较严谨的表示了,这是取的31个点而不是段,这31个频率点叫做中心频率,也就是说31段均衡器的31个中心频率是我们的上图中的取点。而每一个中心频率所可以调整的带宽则根据均衡器品牌或种类区别,可能略有不同。而这里所提到的带宽(Bandwidth)有时也会用一个字母Q(Quality Factor)来表示。Q值与带宽的关系可以简化的公式如下:

fc为中心频率,BW为带宽,Q为Q值


看到这里,可能我们会简单的把带宽和Q值直接作为反比关系,但实际上来说是不对的。带宽或Q值的计算,是以中心频率为基准,取中心频率两侧增加或衰减3dB的两个点做为带宽计算值。

而Q值与BW之间的换算公式实际上并不复杂,N为倍频程数。

举例来说,2个倍频程的带宽所得到的Q值约为0.6667,而1个倍频程则约为1.414。为了方便大家,可以查阅下面Q值与带宽对照表,进行粗略的估算。

在一般的调音台上,图示均衡一般用来对输出通道进行调整,最直白的解释就是为了调整听音区域的频率平衡。由于听音环境并不是理想环境,在室内,会产生驻波,建筑材料的吸声,频率反射折射等现象。图示均衡的一大作用,就是将听音区域会产生的这些多的频率或缺少的频率在电路里面先期进行补偿,从音箱放出后,尽管房间有“缺陷”但最终在听感上尽可能达到全频段的平直的频率响应曲线。因此有人也将图示均衡叫做房间均衡。但是建议大家尽量避免使用这样的说法,因为均衡器的调整完全是对于电路来说的,与房间本身的建声环境没有任何关系,也并不是一个房间内只能有一种房间均衡的调整方式。因为不同的音箱,不同的摆放位置,不同的测量位置,都会让均衡器的调整出现变化。


那么对于DiGiCo S系列调音台来说,进入调音台图示均衡界面的路径是:主屏幕左上角DiGiCo logo→进入主菜单→点击选择GEQ选项。

SD系列的路径是:进入DiGiCo主界面→选择GEQ选项,以SD7 Quantum为例,可以在主输出通道,辅助输出通道,矩阵等位置插入图示均衡器用来调整。

而Calrec的Artemis在台面上有专属的按键,Summa、Brio、Type R调音台的路径则是在主界面的EQ选项。

讲了这么多图示均衡器,我们现在来看一下另外一种均衡的类别,即参量均衡。

实际上在上文中,我们已经接触了对于均衡器的最重要的3个参数:中心频率,带宽或Q值以及增益或衰减幅度。图示均衡有这样几个特点:1.直接固定了中心频率,2.固定的调整带宽,3.有限的调整幅度(一般为±6-9dB)。这样一来,我们在调整的时候偶尔会发现这三个固定的数值不能达到我们预期的效果。而相比于图示均衡,参量均衡的中心频率可调,带宽可调,幅度范围可大可小。所以常见于调音台的输入通道。

但是在本质上,两者没有区别。都是对于复合音频信号某个频段进行调整。在音频发展的早期,由于参量均衡相比于图示均衡更加复杂,所以图示均衡的应用比较多。而随着音频数字化,核心计算能力的不断增强,参量均衡的应用越来越多,现在很多音频处理器的调整,已经是多点选择,随意调整的参量均衡。甚至现在多阶均衡已经非常的普及,可以进行不对称的带宽选择。

高阶均衡,非对称斜率图


所以在均衡的应用上,并没有固定的限制,使用者完全可以用图示均衡对某一个输入通道进行调整,或使用参量均衡对输出通道进行调整。只不过由于习惯问题,我们在调音台输入通道的调整往往是参量均衡,而输出通道的调整往往是图示均衡。


不管使用何种均衡,建议大家可以尽量做减法。尤其使对于系统的调整。我们应该尽量少选取调整的点,在调整时尽量做衰减而不是提升。这样做有两个好处,在如今的数字时代,可以少使用处理器的资源,同时系统可以达到最自然的状态。此外,过多的提升均衡,有可能使系统过载,而且在提升的过程当中,有可能降低信噪比,使得最终输出的音频质量有所降低。


本来想在这篇文章当中,可以讲更多的均衡分类以及应用。但没想到仅仅简单的阐述参量均衡和图示均衡就写了这么多的篇幅。那么下一篇文章,我们将会讲另外一种非常常见的均衡分类以及相关的应用。

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