專業(yè)音響設(shè)備解密：頻率均衡器的作用和種類

時間：2020-04-14作者：河南海豚音智能科技有限公司瀏覽：89

專業(yè)音響設(shè)備解密：頻率均衡器的作用和種類
在劇場、會堂、歌舞廳等的專業(yè)音響設(shè)備中，除了節(jié)目源設(shè)備、放大器、調(diào)音臺之外，還使用許多信號處理設(shè)備，以美化音色、提高音質(zhì)、增強各種音響效果。所以，這些信號處理設(shè)備廣義上說都是效果器。??
所謂信號處理，就是對聲音信號進行加工、變換等。在專業(yè)音響中，信號處理或加工主要有如下方面。???
①幅度處理。側(cè)重于幅度處理的設(shè)備有壓縮器、限制器、擴展器、噪聲門、降噪器等。?????
②頻率處理。側(cè)重于頻率處理的設(shè)備有均衡器、激勵器、反饋抑制器、變調(diào)器、分頻器等。?????
③時間處理。側(cè)重于時間處理的設(shè)備有延遲器、混響器等。?????
在信號處理設(shè)備中，還經(jīng)常遇到數(shù)字信號處理器(DSP)，它是采用數(shù)字技術(shù)的信號處理設(shè)備，可以看作卜述幾方面的綜合處理，并常以數(shù)字程序方式存儲。通常，人們習(xí)慣上所稱的效果器往往是指混響器或數(shù)字信號處理器。
一、頻率均衡器的作用和類型?
頻率均衡器在廳堂擴聲中應(yīng)用很多，其主要作用如下。?????
①校正音響設(shè)備產(chǎn)生的頻率畸變，既能補償各種節(jié)目信號中欠缺的頻率成分，義能抑制過重的頻率成分。?????
②校正室內(nèi)聲學(xué)共振特性產(chǎn)生的頻率畸變，彌補建筑聲學(xué)的結(jié)構(gòu)缺陷。?????
③抑制聲反饋，改善廳堂擴聲的質(zhì)量。?????
④修飾或美化音色，提高音質(zhì)和音響效果。?
例如，在廳堂擴聲系統(tǒng)安裝完畢后，由于廳堂聲學(xué)共振而使擴聲系統(tǒng)(包括傳聲器、放大器、音箱、房間的傳輸特性)的頻率特性曲線起伏很大，這時就可借助頻率均衡器(房間均衡器)，通過提升(或衰減)由于廳堂對某些頻率而造成的谷點(或峰點)，使總響應(yīng)特性趨十平坦，這就是所謂的鏡像均衡。對于存在聲反饋的擴聲系統(tǒng)，在均衡處理之前，要使擴聲系統(tǒng)穩(wěn)定，較大增益只能大到使頻響曲線中的較大峰點接近自激之處。此時，除較大峰點附近很窄的頻段外，人部分頻段內(nèi)的擴聲增益都很低，常常不能滿足使用要求。借助頻率均衡器處理后，大的峰點被消除，頻率特性變均勻了，使所有頻率點的擴聲增益都有相當(dāng)大的提高。至于利用頻率均衡器來修飾音色、提高音質(zhì)是大家所共知的。 
四種類型頻率均衡器曲線
均衡器按頻率特性形狀可分為四種類型，如圖所示。圖(a)為斜坡型(Shelving)均衡器的頻率特性，這類均衡器又稱架形均衡器，用于在寬的頻率范圍內(nèi)對高頻和低頻進行提升或衰減，即通常所說的音調(diào)控制。它的特性變化較平緩，不適于對音色進行細微調(diào)節(jié)。峰谷(Presence)型均衡器的基本形式是單峰諧振特性，用于對某一頻帶進行提升或衰減，通常使用若干個諧振頻率，如圖(b)所示，可用來進行較細致的音色調(diào)整。?????
多。目前較常用的是27～31個頻率點的1/3倍頻程頻率均衡器。
上述均衡器都是中心頻率固定而調(diào)整各點的提升或衰減的幅度。還有一種均衡器，如圖(d)所示，其中心頻率、Q值(對應(yīng)于該中心頻率的帶寬)和提升(或衰減)幅度三種參數(shù)都分別可調(diào)，所以稱為參量均衡器。這種參量均衡器的頻率點較少，但它可在整個音頻范圍內(nèi)方便、精確地進行各種節(jié)日信號的均衡處理，也可用來對某些頻帶大幅提升以形成特殊音響效果，或者用來大幅抑制某一頻率點以濾除特定的干擾或噪聲，又盡可能少地損失有用信號。近來，調(diào)音臺中也大量采用參量均衡器或半?yún)⒘烤馄鞣绞健? 
二、均衡器的主要技術(shù)指標(biāo)??
(1)頻率點數(shù)(段數(shù))?????
均衡器的中心頻率設(shè)置如前所述，是有一定規(guī)律的，例如倍頻程、1/2倍頻程和1/3倍頻程等。通常，頻率點數(shù)越多，其頻帶寬度越窄，Q值越高。?
(2)均衡量?????
亦即控制范圍，它是指均衡器對中心頻率所對應(yīng)信號的較大提升量或較大衰減量，常用分貝表示。其規(guī)格有±6dB、±12dB、±15dB、±18dB等。數(shù)值越大，表示控制能力越強。?
(3)諧波失真?????
通常要求諧波失真應(yīng)不大于0.1%。??
(4)等效輸入噪聲級?????
這是與信噪比相對應(yīng)的指標(biāo)。其值越小，信噪比越好。通常要求等效輸入噪聲不大于-90dB。?????
(5)對于參量均衡器還有Q值和中心頻率調(diào)整范圍?????
Q值又稱品質(zhì)因數(shù)。Q值越高，均衡器提升或衰減曲線越尖銳，帶寬(頻帶寬度)也越窄;反之，Q值越低，帶寬越寬。Q值調(diào)整范圍通常在0.3～20之間。參量均衡器各中心頻率調(diào)整都可以在一定范圍內(nèi)變化。通常頻率點分得越多，其對應(yīng)的中心頻率范圍越小，Q值越大，并且各頻段之間應(yīng)有過渡(或稱相互交叉)的頻率點。?????
頻率均衡器常見的專業(yè)級**產(chǎn)品有美國的UREI、ART、DOD，英國的Rebis、KLARK-TEKNIK，法國的SCV，日本的YAMAHA等。下面介紹日本公司生產(chǎn)的兩種均衡器產(chǎn)品。
1.日本YAMAHA的Q2031A型雙通道頻率均衡器?????
它是在20Hz～20kHz音頻范圍內(nèi)的31段1/3倍頻程立體聲圖示均衡器，其系統(tǒng)框圖如圖所示。各通道都有斜率為12dB的高通濾波器，截止頻率為20～200Hz可調(diào)。開機后自動靜噪3～5s，防止瞬間沖擊對功放或音箱的損害。Q2031A型雙通道頻率均衡器的主要性能如下。?????
頻響：20Hz～20kHz，±0.5dB。?????
諧波失真：<0.1%。?
噪聲級：-96dB(EQ平直，位于0dB)。
增益控制范圍：±12dB或±6dB。???
YAMAHA的Q2031A型雙通道頻率均衡器系統(tǒng)框圖
2.日本SONY公司的SEQ-9型立體聲圖示均衡器?????
SEQ-9型圖示均衡器為雙通道9段均衡器。該機可有多種節(jié)目源輸入。輸入靈敏度為245mV(-10dB)，輸入阻抗為5kΩ。9個頻率點為63Hz、125Hz、250Hz、500HZ、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz、16kHz。它適用于劇場、會堂、歌舞廳等使用。SEQ-9型立體聲圖示均衡器的主要參數(shù)如下。?????
頻響：20～20000Hz，(-1.5～0dB)。?????
諧波失真：<0.05%。?????
噪聲級：85dB。?????
增益控制范圍：±10dB或士5dB兩擋。?
下面以YAMAHA?2031型均衡器為例，說明圖示均衡器的使用方法。
YAMAHA?2031型均衡器的系統(tǒng)框圖如上圖所示(只畫出一路)，其**板如下圖所示。?
YAMAHA2031型均衡器的**板
各控制鍵說明如下。?????
(1)電源開關(guān)鍵POWER?ON/OFF。按下后，電源接通，相應(yīng)的指示燈亮。再按一次，電源斷開，指示燈熄滅。??
(2)范圍選擇鍵RANGE。用來選擇圖示均衡器的控制范圍。該鍵在正常位置時，控制范圍為±12dB。按下該鍵后，控制范圍縮小，但控制精度提高。????
(3)高通濾波器開關(guān)HPF。用來選擇是否在圖示均衡器之前加入高通濾波器。在正常(抬起)位置時，高通濾波器斷開，輸入信號直接進入圖示均衡器。按下該鍵后，高通濾波器接通，輸入信號經(jīng)過高通濾波器后再進入圖示均衡器，這時左邊的指示燈點亮。?????
(4)均衡開關(guān)EQ。用來選擇是否接入均衡器。該鍵在正常位置時，均衡器斷開，輸入信號不經(jīng)均衡處理而直接輸出，或者說均衡器被旁路。按下該鍵后，均衡器接通，輸入信號經(jīng)過均衡器的均衡處理后才輸出，這時左邊的指示燈亮。該鍵可以幫助我們比較均衡前后的效果有什么不同，或者需要迅速取消某種特殊的均衡效果時也是十分有效的。
注：有時該鍵的英文標(biāo)記是：IN/OUT或BYPASS(直通)。
(5)輸入電平控制鈕LEVEL。用來調(diào)整本機的輸入靈敏度，以適應(yīng)不同信號源的輸出電平。輸入信號電平太低會降低信噪比，而輸入信號電平太高又會導(dǎo)致過激失真。調(diào)節(jié)該鈕，以峰值指示燈PEAK偶爾閃亮為佳。?????
注：有時該鍵的英文標(biāo)記是GAIN。?????
(6)高通濾波器HPF。用來調(diào)節(jié)高通濾波器的轉(zhuǎn)折頻率，本機的轉(zhuǎn)折頻率在20～200Hz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，**所選轉(zhuǎn)折頻率的信號將以每倍頻程12dB的斜率迅速衰減。?????
該功能的作用如下。?????
①可以用來消除房間中的低頻駐波。?????
②消除演唱時的氣流或風(fēng)在傳聲器中引起的低頻噪聲。?????
③減小各種原因引起的交流噪聲。
(7)提升/衰減控制BOOST/CUT。用來控制各自對應(yīng)中心頻率處信號的提升或衰減幅度。置于中間時，對該頻率的信號不提升也**減，向上推動該電位器，就會將其對應(yīng)頻率的信號加以提升;反之，向下拉電位器就是將信號加以衰減。事實上，這31個電位器所形成的曲線形狀就是該均衡器此時的頻響曲線。?
后背板如圖所示，各插口和開關(guān)說明如下。
YAMAHA2031型均衡器的后背板
①輸入插座INPUT。包含兩個平衡式的卡儂插座和兩個非平衡式的大二芯插座，可選用其中的一組輸入。輸入電平為+4dB/-20dB，輸入阻抗為15kΩ。?
②輸入電平選擇INPUT?LEVEL。有+4dB和-20dB兩擋可供選擇。根據(jù)**所連設(shè)備的輸出電平來設(shè)定，通常應(yīng)設(shè)在+4dB擋上。?????
③輸出插座OUTPUT。包含兩個平衡式的卡儂插座和兩個非平衡式的大二芯插座，可選用其中的一組輸出。輸出電平為+4dB/-20dB，輸出阻抗為150Ω。??
④輸出電平選擇OUTPUT?LEVEL。有+4dB和-20dB兩擋可供選擇。根據(jù)后面所連設(shè)備的輸入電平來設(shè)定。????
⑤、⑥是8腳輸入變壓器的插座和旁路開關(guān)，是專門為美國和加拿大機型設(shè)計的。?????
三、均衡器的使用?
應(yīng)用均衡器能美化人聲或樂器聲的音質(zhì)，因此正確使用均衡器顯得十分重要。為了正確使用均衡器，不僅需要掌握各類均衡器的性能和特點，還要熟悉音頻各頻段的音質(zhì)特點，以及各種聲源的基本頻率范圍。均衡器的不同頻段對音質(zhì)或聽感的影響不同。根據(jù)試驗和人們的經(jīng)驗，一般可將頻段與聽感的對應(yīng)分成以下六個部分。?
(1)?16～60Hz(**低音)?
提升這一頻段，給人以強有力的感覺。提升20Hz以下，可增加(如Disco)空氣振動感;提升60Hz，可強化聲音的力度，給人以震撼感，但過于提升會使樂器聲渾濁不清。?
(2)?60～250Hz(低音)?
節(jié)奏聲部的基礎(chǔ)聲，決定音樂的平衡，使其豐滿或單薄。提升過多會出現(xiàn)“隆隆”聲。其中提升100Hz可產(chǎn)生逼真的低音提琴重放效果。但對語言聲，在100Hz以下衰減6～12dB可增加語言的清晰度。100～250Hz頻段影響聲音豐滿度，但過多會使樂聲渾濁，增大疲勞感。
(3)?250Hz～2kHZ(中音)?
包含有大多數(shù)樂器的低次諧波，影響音色。其中l(wèi)～1.5kHz提升4～5dB，聲音的亮度與層次均有所增進，音色既明亮又滑爽，對男聲尤為明顯。其中提升300～500Hz可增加音樂的力度，可使還原的人聲較逼真，尤其330Hz給人以聲音的堅實感，使低音柔和豐滿。但330Hz提升過多，會產(chǎn)生“嗡嗡”的“浴室效應(yīng)”。500Hz對力度影響很大，提升2～4dB便好像湊到聽者面前發(fā)聲一樣，給人以親切感和縱深感。提升1000—2000Hz，會發(fā)出金屬聲。?
(4)?2—4kHz(中高音)?
是人耳較靈敏的聽覺范圍，對聲音明亮度影響較大，此段提升2～4dB，能增加人聲的亮度，但提升過多時，特別是3000Hz會產(chǎn)生聽覺疲勞，對中高頻的層次感有所破壞。?
(5)?4～6kHz(高音)?
該頻段為臨場感段，可增加語言和樂器聲的清晰度。適當(dāng)提升該頻段能使聲音明亮**，有利于提高聲音的清晰度和豐富層次。4.5kHz具有穿透力。5～6kHz以上如有明顯衰減，會使聲音暗啞無色彩。該頻段響度過大會產(chǎn)生使人難以忍受的刺耳聲。?
(6)?6～16kHz(特高音)?
該頻段能整體控制聲音的明亮度和清晰度，特別是在12kHz處，但過于強調(diào)該頻率，會使語言產(chǎn)生齒音。該頻段提升太多，易產(chǎn)生咝聲，使聲音刺耳。?
常用樂器與聲音的均衡頻率
總之，如果將整個聲音頻段的聽感分為三段，則低頻段重在渾厚與豐滿度，中頻段重在明亮度，高頻段重在清晰度。一些常用樂器與聲音的均衡頻率如表所示。
以上介紹的主要是在錄音、調(diào)音或節(jié)目錄制中的均衡器使用方法，下面介紹均衡器在聽音和放聲中的使用方法。由于家庭影院和組合音響的發(fā)展與普及，本來用于專業(yè)音響的均衡器(如圖示均衡器)也廣泛用于家庭影院、錄音機和組合音響中。圖示均衡器或多頻音調(diào)控制器在聽音和放聲中的使用一般如下。?
①收聽調(diào)幅廣播時，由于調(diào)幅廣播的頻帶較窄，其高頻較多只能放送到5～6kHz，因此適當(dāng)?shù)厮p100Hz以下和6kHz以上的頻率分量，可以改善信噪比。?
②收聽調(diào)頻廣播時，由于調(diào)頻廣播節(jié)目的頻帶寬、信噪比高，此時圖示均衡器各頻段推鈕宜放在*平直位置或適當(dāng)?shù)靥嵘摺⒌皖l，以充分發(fā)揮調(diào)頻廣播音質(zhì)好的特點。?
③播放音樂節(jié)目時(如管弦樂曲)，可將低頻(如60Hz或100Hz)和高頻(如10kHz或15kHz)提升到較大，lkHz中頻點不提升或稍微衰減，而300—500Hz及3～5kHz適當(dāng)提升一些。從面板上推鈕連成的圖形來看，多頻段圖示均衡器的推鈕呈“V”形，這樣放出來的音樂層次分明，聲音明亮，低音豐滿。?
④播放*唱、合唱歌曲時，可將高頻端置于正中位置，3～5kHz頻段稍微衰減，100Hz和1000Hz頻段稍微提升，300Hz頻段提升至較大，這樣可**歌曲的基礎(chǔ)聲部，使歌曲聽起來增加了一定的力度和清晰度。若要使歌唱演員主音鮮明，主要調(diào)節(jié)1000Hz附近的頻率，這可使主音有一種深度感。?
⑤播放語言節(jié)目時，一般與播放音樂節(jié)目時的調(diào)節(jié)相反，即1000Hz頻段提升，300～500Hz和3～5kHz頻段適當(dāng)提升些，低頻段和高頻段一般不提升或稍微衰減，即從面板卜推鈕連成的圖形上看呈倒“V”形。這是因為語言的頻譜集中在300～4000Hz，故卜述調(diào)整可提高語音的清晰度，并使背景顯得安靜。?
⑥播放磁帶節(jié)目時，圖示均衡器一般放在平直位置，或適當(dāng)提升高頻、低頻分量。如果磁帶噪聲較明顯，可適當(dāng)降低高頻段，以減少磁帶本底噪聲。?
當(dāng)然，以上調(diào)節(jié)還要看節(jié)目的內(nèi)容和各人的愛好而定，此外還要考慮音響設(shè)備和音箱的特性以及聽音房間環(huán)境的聲學(xué)特性的補償?shù)取?/pre>

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