1、- 1 - 第九章第九章 专业音响周边设备的原理与应用专业音响周边设备的原理与应用 周边设备是专业音响系统中的重要组成部分。 它的作用是对各种节目信号进行加工处理和润色、 弥 补建筑声学的缺陷、 补偿电声设备性能的不足和产生特殊的声音效果等等。 使系统的声音更为悦耳动听， 满足使用要求。 周边设备的特点是品种繁多、功能各异、原理复杂、更新极快、使用广泛；如果不掌握其工作原理 和使用方法很难用好用活它们，甚至会适得其反，把音响效果搞得更糟或者把它们全部傍通作为摆设， 浪费投资。 本章将分别对频率特性均衡器(EQ)、效果器、延时器、声音激励器、反馈抑制器、信号动态处理器、 系统控制器和数字音频工作
2、站等八大类周边设备的原理与应用作详细的论述， 并对典型产品的调节、 使 用进行说明。 由于周边设备中已大量采用数字音频技术， 为方便阅读， 在本章的开头专门介绍了数字音响技术的 基础知识。 9.1 数字音响技术基础数字音响技术基础 9.1.1 音频信号为什么要数字化？音频信号为什么要数字化？ 声音信号都是属于连续变化的不规则信号（模拟信号） ，这种信号在传输、储存和变换中常会产生 下列问题： （1） 信号经长距离有线或无线传输后，使信号/噪声比变坏和失真加大； （2） 音频信号储存的录音载体（磁带、唱片和光碟）的信号动态范围只有 4050dB，远低于节目源 的最大信号动态范围（可达 130dB
3、） ； （3） 在信号编辑和变换中（节目编辑、转录和延时效果处理等）随着变换次数的增加，音质会迅速 恶化。 音频信号的数字化则可以完全解决上述问题，使音质有了飞跃的提高。 9.1.2 如何把模拟类信号变成数字化音频？如何把模拟类信号变成数字化音频？ 把连续变化的模拟信号变换成离散变化的脉冲数字信号 （简称 A/D 变换） 需要经过如图 9-2 所示的 取样（或称采样）量化编码三个步骤。 1、 取样（Sampling） 根据信息论原理， 一个频率为 fs正弦波连续信号的信息量完全包含在频率为其 2 倍的不连续的脉冲 信号中，即 fp=2fs。如图 9-1 所示。 如果要把 20HZ20KHZ范围
4、的音频信号数字化，那么取样脉冲的频率至少应为 40KHZ以上，其周 - 2 - 期 TP=1/40KHZ=25S。因此我们现在制定的数字化音频的取样频率标准为 44. 1KHZ或 48KHZ。 图 9-1 取样定律 2、 量化（Quantization） 模拟信号采样后， 需解决采样点振幅数值的读取问题。 把连续变化的信号振幅按规定级差变成阶梯 状变化的不连续的过程称为量化。 图 9-2 取样量化编码的概念 图 9-2 中的量化级数为三位二进制编码，三位二进制码最多可表达 8 个十进制的等级（07） 。如 表 9-1 所示。 表 9-1 十进制数和二进制数的对应关系 十进制数 二进制数 二进制
5、波形 0 1 2 3 4 5 6 7 000 001 010 011 100 101 110 111 十进制数 N 和二进制数的关系为 N=2n（n 为二进制码元 0 或 1 的数量即 bit 数） 。很明显，bit 数 越多， 量化的级数就越多， 量化后的取值与连续信号数值的误差就越小， 这个误差值我们称为量化噪声。 用三位二进制数 （3bit） 读取连续信号的声音范围可划分为 8 个等级， 如果用 16 位二进制数 （16bit） 读取时，声音的强弱范围就可划分成 216=65536 个等级，因而动态范围可达 20lg216=96dB。但是 bit 数 越多，传输、储存时需占有的频带也越宽
6、。如取样频率为 44. 1KHZ，采用 16bit 量化位数，将立体声（2 - 3 - 路）信号数字化，那么在 1 秒需传递的脉冲（0，1）数（即需占有的频带宽度）为： 44.1103162=1.41106bit/S (即 1.5Mbit/S) (9-1) 3、 编码（Coding） 把量化了的采样值变换成码序列的过程称为编码。二进制使用 0 和 1 两个数字，逢 2 进 1。 取样、量化和编码的过程统称为模拟/数字（A/D）转换。 9.1.3 数字化数字化音频信号具备的优点：音频信号具备的优点： （1） 编码信号的振幅变化仅为 0 和 1 两个状态，其变化范围最多为 20dB。因此非常适宜于
7、各种媒体 的储存。音频信号的动态范围则取决于采样率和量化的 bit 数，很容易实现大于 90dB 的动态范 围。目前做得最好的模拟音频系统的动态范围不会超过 75dB。 （2） 数字音频信号传输时尽管也会有噪声叠加在它上面，但通过对编码脉冲的削波/限幅可完全把它 去除。因此数字音频的信号/噪声比极高，声音纯真清晰。 （3） 数字音频信号可以进行反复录制，编辑和变换，而不会给音频信号增加失真。 （4） 数字信号便于加工处理和控制，因此在周边设备中获得了广泛的应用。 9.2 频率特性均衡器（频率特性均衡器（Equalizer） 频率特性均衡器简称 EQ， 用来校正扩声系统频响特性的设备。 可分为图
8、示式均衡器 （Graphic EQ） 、 参数均衡器（Parameter EQ）和数字均衡器（Digital EQ）三类。应用最多的是图示式均衡器，主要用于 均衡房间和系统的频率特性，因此又称房间均衡器，如图 9-3 所示。参数均衡器用来补偿节目信号中欠 缺的频率成分，抑制过重的频率成分。数字均衡器是一种使用数字电路的均衡器，它具有非常优异的性 能，既可组成图示式均衡器，又可组成参数均衡器，使用极为方便。 图 9-3 扩声系统频响特性的均衡 (a)系统均衡特性 (b)均衡的特性 9.2.1 图示式均衡器图示式均衡器 图示式均衡器简写为 GEQ。由多个中心频率固定的带通/带阻滤波器组成。通过面板
9、上推拉电位器 键位置的分布，可以直观地反映出所调节的均衡频率的补偿曲线。此均衡器的最大特点是非常直观，当 音响师调节完毕后，各频率的提升和衰减曲线一目了然，为使用者提供了很大的方便。图示式均衡器在 系统中的作用是： - 4 - （1） 弥补建筑声学结构的缺陷，校正室内声学共振产生的频率特性畸变。 （2） 抑制声反馈，提高传声增益，改善厅堂扩声质量。 （3） 补偿扬声器箱频率特性不均匀引起的某些音频频率过强、某些频率声音不足等问题。 （4） 修饰和美化音色，提高音响效果，提供不同节目需要的频响特性。 图示式均衡器一般由 1031 个恒定 Q 值的带通滤波器组成，每个带通滤波器有一个对应的固定中
10、心频率，中心频率的分布可按 1 个倍频程1/3 倍频程设置，均衡调节范围（提升或衰减）为12dB 或 6dB，并可由开关转换。中心频率的间隔设置，即后一个频率 f2与前一个频率 f1之比为 2n，f2/ f1=2n。 国际上 ISO 机构对图示式均衡器的频率分布有严格的规定，以符合乐声各声部的要求。当频率增加 1 倍时，人耳的音调感觉增加一个八度音，即音乐上的一个八度音恰为声波信号的一个倍频程关系。为使 人的听音感觉与均衡器的调节相一致，图示式均衡器的频率点设置均为倍频程的关系。 n=1 时，即后一个频率点为前一个频的 2 倍，称为 1 个倍频程的均衡器，在整个音频范围内总共可 设 10 个频
11、率点，简称 10 段均衡器。中心频率分别为：31.5，63，125，250，500，1K，2K，4K，8K 和 16KHZ。此种均衡器的频率点少，频段间距较大，调整的频率特性较粗糙，但调整容易，一般用在 带功放的调音台上或民用的功放机上。市场上没有单独的 10 段均衡器产品。 n=2/3 时，即后一个频率点为前一个频率的 1.6 倍，简称 2/3 倍频程均衡器，在整个音频范围共可 设置 15 个频率点，简称为 15 段均衡器，中心频点分别为：25，40，63，100，160，250，400，630， 1K，1.6K，2.5K，4K，6.3K，10K 和 16KHZ。此种均衡器虽多了五个频率点，
12、但在实际使用中仍感频 点太少，间隔较大，故一般作为系统调整要求不高或作为舞台返听系统的均衡器。市场上有单 15 段及 双 15 段（两路立体声使用）两类产品。 n=2/3 时，即后一个频率点为前一个频率点的 1.26 倍，简称 1/3 倍频程均衡器，在整个音频范围共 可设置 31 个频率点，简称 31 段均衡器，中心频率分别为：20，25，31.5，40，50，63，80，100，125， 160，200，250，315，400，500，630，800，1K，1.25K，1.6K，2K，2.5K，3.15K，4K，5K，6.3K， 8K，10K，12.5K，16K 和 20KHZ。此种均衡器频
13、点多，频响特性曲线调节精细，用在需要精细补偿的 扩声系统主通道中，市场的标准产品有单 31 段和双 31 段两类。 表 9-2 1/3 倍频程滤波器的中心频率和带宽 1/3 倍频程和 1/1 倍频程滤波器的中心频率和带宽 GB3240-82 GB3241-82 为了使声音的测量结果能进行相互比较， 我国参照有关的国际标准制订了国标 “声学测量中的常用 频率”和“声和振动分析用的 1/1 和 1/3 倍频程滤波器”对 1/1 和 1/3 倍频程滤波器的中心频率和带宽 进行了标准化，如下表所示： - 5 - 1/3 倍频程和 1/1 倍频程滤波器的中心频率和带宽 频带号 中心频率标称制（HZ） 1
14、/3 倍频程带宽（HZ） 1/1 倍频程带宽（HZ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10K 12.5K 16K 20K 17.822.4 22.428.2 28.235.5 35.544.7 44.756.2 56.270.8 70.8
15、89.1 89.1112 112141 141178 178224 224282 282355 355447 447562 562708 708891 8911120 11201410 14101780 17802240 22402820 28203550 35504470 44705620 56207080 70808910 891011200 11.2K14.1K 14.1K17.8K 17.8K22.4K 224.44.7 44.789.1 89.1178 178355 355708 7081410 14102820 28205620 562011200 11.2k22.4k 标准图示式
16、均衡器的其它功能键： （1）IN/OUT（BYPASS） 接入/旁路开关，用来选择均衡器的接入或切出，用此功能键可比较加与不加均衡器的声音效果， 便于音响师在进行系统调节时的效果对比。 （2）Gain(Level) 增益或信号电平调节。GEQ 应用时接在调音台的输出和功放的输入之间，调音台输出的平均电平 一般均调至 0dB （0.775V） ， 而功放的输入电平一般也为 0dB， 因此我们希望均衡器的输出电平也为 0dB， - 6 - 即均衡器的增益为 0dB。但必须注意，均衡器的增益调整必须与各频点的提升量（或衰减量）相配合， 避免功放输入/输出发生过载失真，影响音质或烧毁扬声器单元。 （3
17、）Range 提升和衰减量的范围，有6dB 和12dB 两种选择。最大值为6dB 时，调节范围小，但调节精 度高。一般6dB 的范围很难将系统的频率特性修正到理想状态，因此实际应用时都将使用12dB 的 量程。 （4）LOW CUT（HPF） 低频切除（高通滤波器） 。它的主要作用是切去话筒近讲时的气流噗噗声及切除 50HZ市电交流声。 当然在播放音乐和文艺演出时就不能把这些有用的低频切除了。 （5）HIGH CUT（LPF） 高频切除（低通滤波器） 。它的主要作用是切除某些无用的高频谐波和高频咝咝噪声，应根据节目 内容的需要和不损失有用信号成分为原则选用。 图 9-4 是典型产品的外形和性能
18、参数表。 注意：不要在近声场采用多均衡器的方案。这种方案既浪费投资，又使系统调整复杂，声音效果不 佳。 图 9-4 美国 dbx 公司的图示均衡器系列产品 在建筑声学中近声场的含义是小于 1 倍波长距离内的声场。如果扩声系统的下限频率为 40HZ，那 么小于 8.5 米的房间为近声场。在近声场的情况下，音箱之间会出现声音干涉现象，影响音质效果和清 晰度。如果在近场的条件下，房间中设置有 4 个音箱，每个音箱的功放前都设置有一个均衡器，那么就 属于多均衡方案。 在超过两倍最低频率波长距离的声场中（称为远区场） ，由于音箱之间的距离远，不会发生声音干 涉现象，因此为了弥补建声缺陷，每路扬声器系统可
19、以采用一个均衡器来补偿。 图示式均衡器技术指标（图示式均衡器技术指标（DOD 和和 dbx） 频率响应：20HZ20KHZ +0/-0.5dB 恒定 Q 值，提升/衰减量：12dB 或6dB 低频切除滤波器（HPF） ：低频截止频率 50HZ，衰减斜率 12dB/倍频程 - 7 - 工作电平：-10dBu +4dBu 输入阻抗：40K平衡；20K不平衡 最大输出电平：+21dBu（平衡或不平衡） 输入电平控制：12dB 输出阻抗：51平衡；120不平衡 总谐波失真：0003%，1KHZ 信噪比：大于 90dB 电子开关：IN/OUT 和滤波器 中心频率误差：5% 电源：220V230V，50H
20、Z，18W 图示式均衡器的选择除了它的使用功能外，还有几项技术性能指标不可忽视，如提升/衰减推子的 行程大小，行程短的推子虽便宜，机器高度低些，但调节范围小，很难调得精细正确；此外等效输入噪 声（或信号噪声比）和交流哼声一般应优于 90dB；均衡量的大小（12dB 以上） ，总谐波失真和信号 动态范围，中心频率点的误差等都是很重要的技术指标。 9.2.2 参数均衡器（简称参数均衡器（简称 PEQ） 参数均衡器的主要作用是补偿节目信号中欠缺的频率成分和抑制过重的频率成分， 使声音更为悦耳 优美。它的特点是滤波器的中心频率、Q 值（滤波器的通带宽度）和振幅特性三个参数均为可调，因此 称为“参数”均
21、衡器。这种均衡器的频率点较少（一般只有低频、中频和高频三个可调中心频率） ，但 它们的可调范围包括了全部音频范围。滤波器的带宽可调到很窄（优于 1/10 倍频程） ，这样可以精确地 处理节目信号局部的频谱， 大幅提升或衰减某些频段的信号幅度， 产生特殊的音响效果或者用来抑制某 一频点的干扰（如 50HZ或 100HZ，3.4K 或 6.8KHZ等）或噪声，又可很少损失其相邻的有用信号成分。 因此在现代调音台中大量采用参数或半参数均衡器，它有很多型号的标准产品，可供用户选择。 参数均衡器的 Q 值和通带宽度之间的关系如下： 滤波器 Q 值的定义： Q= LH ff f 0 = f f 0 (9-
22、2) 式中： 0 f为带通滤波器的中心频率，单位为 HZ； H f为带通滤波器中心频率的传输电平下降 3dB 时的高端频率，单位 HZ； L f为带通滤波器中心频率的传输电平下降 3dB 时的低端频率，单位 HZ； - 8 - f= LH ff，单位为 HZ。 从式（9-2）可看到，滤波器的带宽f与它的 Q 值成反比。即 Q 值越高，带宽越窄。反之，Q 值 越低的带通滤波器，其带宽越宽。有了 Q 值，就可求出它的带宽。 Q 值的计算首先要找出频响特性上中心频率两边衰减 3dB 的频率点，例如中心频率 0 f=1KHZ，低 端-3dB 的频点为 L f=780HZ，高端-3dB 的频点为 H f
23、=1280HZ，那么此时的 Q 值为 1000/（1280-780） =2。 图 9-5 为不同 Q 值的带通滤波器的频响特性和带宽。Q=2 的带通滤波器包括频率范围很宽，受其 影响的频率也会很多。Q=4 和 Q=8 时，其带宽变得越来越窄。参数均衡器的可变 Q 值通常都在 Q=4 20 之间。 图 9-5 参数均衡器的带通滤波特性 参数均衡器中除带通滤波器外还有一个低通滤波器（LPE）和一个高通滤波器（HPF） ，它们又称 “斜坡”滤波器。 参数均衡器实例参数均衡器实例 dbx 242 参数均衡器如图 9-6 所示。Dbx 242 是一种三段参数均衡器。滤波器的中心频率、Q 值和 振幅特性均
24、为可调。在窄带滤波状态时（1/20 倍频程）可作 40dB 的陷波衰减。另外 2 个 HPF 和 LPF 斜坡滤波器可选择6dB 或12dB/倍频程的斜坡均衡。 图 9-6 dbx 242 参数均衡器 - 9 - 9.2.3 数字均衡器数字均衡器 运用数字滤波器技术组成的均衡器称为数字均衡器。 它的特点是不仅技术性能高， 而且可以方便地 组成各种不同用途的均衡器，既可组成双通道或更多通道的图示式均衡器，又可组成各类参数均衡器， 还可与电子分频器、反馈抑制器等组合成一个多功能、多通道信号综合处理装置，近年来已有许多这类 新产品面市。数字均衡器性能优异、功能众多、配套简单、使用灵活，是均衡器发展的
25、一种潮流。 数字均衡器实例数字均衡器实例 SONY SRP-E300 数字均衡器 图 9-7 SONY SRP-E300 信号流程方框图 (a)SRP-E300 方框图 (b)SRP-E300 信号处理器方框图 SRP-E300 数字均衡器具有以下功能： （1） 可同时作为一个 10 段参数均衡器（PEQ）和 29 段图示均衡器（GEQ）来处理信号。 （2） 在一个 LCD 图形监视屏上能实时显示调整的 GEQ 和 PEQ 频响特性曲线。当需同时显示 GEQ 和 PEQ 时，GEQ 的特性可重叠在 PEQ 的频响特性曲线上，这种显示方法可同时检查全部均衡 器的特性调节。 （3） 具有限幅器和噪
26、声门的功能。均衡器提升太大时，会发生信号削波问题，数字均衡器中的限幅 功能可阻止这种硬削波的发生。噪声门功能还可消除无音频信号期间的噪音（静噪功能） 。 （4） 数字均衡器中还具有可作为补声扬声器的补偿延时器，最大延时可达 4 秒。 （5） 机内设有可存储 20 种不同的频响特性曲线，以适应不同节目演出的需要。 （6） 为防止误操作时把已调节好的频响特性曲线弄乱，机内设有锁定功能。 （7） 通过机器的 RS232C 端子，可进行遥控操作。 SONY SRPE300 数字均衡器技术特性 （1）音频特性（用作模拟信号输入/输出时） 频率特性：20HZ20000HZ 0/-1dB 总谐波失真：0.0
27、1%（输出电平+14dBu,30KHZ低通滤波器） 信号动态范围：105dB - 10 - （2） RS232C 遥控端子：9 芯（公）用一根电缆与计算机连接 （3） 均衡器技术规范 图示式均衡器的频段数：29 段（25HZ16KHZ，1/3 倍频程中心点频） 提升/衰减范围：12dB（0.5dB 步级增/减） 品质因素 Q 值：4.3 和 7 参数均衡器频段数量：10 段 频段可调范围：20HZ20KHZ（1/12 倍频程步级调节，共 121 个点） 提升/衰减范围：12dB（0.5dB 步级增/减） 品质因素调节：0.3119.4（37 个点） 输出电平：-，-60dB12dB（0.5dB
28、 步级调节） 延迟时间调节范围：04000ms（每步级调节为 20.8s） ，最小延迟时间（模拟输入/输出时） ：约 1.46ms 噪声门门槛电平调节范围：关断，-95dB-60dB（5dB 步级调节） （4）输入特性 模拟信号输入：4dBu/33K,平衡输入。最大输入电平：+24dBu；A/D 变换：48KHZ/20bit 数字信号输入：取样频率：32KHZ，44.1KHZ，48KHZ，码位长度：20bit （5）输出特性 模拟信号输出：+4dBu/600,平衡输出。最大输出电平：+24dBu；D/A 变换：48KHZ/20bit 数字信号输出：取样频率：48KHZ，码位长度：20bit 9
29、.3 数字混响效果器的原理及应用数字混响效果器的原理及应用 数字混响效果器是产生各种声场效果和特殊声音效果（声源效果）的音响器材。原先主要用于录音 棚和电影伴音效果的制作，现已广泛用于现场扩声系统。这类器材的品种繁多，功能各异，调节方式也 不相同，但基本原理相同，如果不能掌握基本原理和调节技巧，很难达到预期效果，甚至会适得其反， 严重影响系统的放音质量。 效果器的基本类型有声场效果和声源效果二类,一般都能存储数十种效果类型。有的效果器还有参 数均衡、噪声门、延时器和压缩/限幅等多种功能，使用者可根据自己的需要选择相应的效果类型。 9.3.1 室内声场的组成室内声场的组成 听众在房间中听到的声音
30、有来自声源的直达声、 经房间周围界面多次反射的早期反射声、 比直达声 晚到 3050ms 以上的密集的多次反射声（混响声）和比直达声晚到 100ms 以上的后期反射声形成的回 声等多种声波综合而成的声音，如图 9-8 所示。 - 11 - 图 9-8 室内声场的结构 9.3.1.1 直达声（直达声（Direct Sound） 声源直接传播到听众的声音，也是听众最先听到的声音。它的贡献是传递声音信息、提高声音的清 晰度、提供声源的方向和声压级的主要来源。直达声声压级的传播衰减与传播距离的平方成反比，即传 播距离增加一倍，声压级降低 6dB，它与房间的吸声特性无关。 9.3.1.2 早期反射声（早
31、期反射声（Early Refections Sound） 早期反射声又称近次反射声，是声源发出的声音经周围界面（墙壁、天花板及地面）多次反射、比 直达声晚到 50ms 以内的全部反射声。 它的贡献是提高声压级和声音清晰度， 帮助辨别厅堂的封闭特性。 它的传播衰减与反射面的吸声特性有关。 耳朵无法把它与直达声区分。 只有在 EASE 声学软件中用声线 法才可计算出来。 9.3.1.3 混响声（混响声（Reverberation） 比直达声晚到 50ms 以上的多次反射声都称为混响声。它可帮助辨别房间的封闭空间特性（房间容 积和体形） 。对音乐节目来说，混响声可增加音乐的丰满度，但是它在增加音乐丰
32、满度的同时会降低声 音的清晰度和语言的可懂度，因此这个成分不可没有（太小时会使声音发“干” ） ，但也不能过大。混响 声的大小与房间的容积和周围界面的吸声特性直接有关， 可用房间的混响时间RT来表示混响声的大小。 混响时间是当声源停止发声后，室内声压级衰减 60dB 所需的时间，如图 9-9 所示。 图 9-9 混响声和混响时间 9.3.2 混响效果器的基本原理混响效果器的基本原理 混响效果器的作用是产生声场效果和特殊的声音效果， 因此它主要是对混响声及其频谱和延时进行 处理，这种处理包括频谱延迟的调节、混响声频谱的处理、混响声的衰减特性和混响声与直达声的比例 等等。 这些参数的处理都是用一种
33、数字信号处理模块通过机器面板上的旋钮进行参数的调节设定来完成 的。基本原理方框图如图 9-10 所示。 - 12 - 图 9-10 数字混响效果器的原理方框图 音频信号通过输入端送到输入衰减器 R1，再经 A/D 变换成数字音频信号后送到数字信号处理器中 进行效果处理，通过 D/A 变换再把混响效果声的数字信号变成模拟音频信号与直达声信号混合，构成 各种效果声输出。 R2和 R3是调节直达声与混响声比例的衰减器。如果把直达声衰减至零，混合器的输出全部为混响 声，此时称为“湿”状态；如果把混响声衰减至零，此时全部输出均为直达声，称为“干”状态。 混响效果器各参数的调节均通过前面板上的旋钮进行设定
34、， 并可存储到存储器中， 随时可取出使用 （调用） 。 MIDI （Music Instrument Digital） 接口可输入外接电子音乐键盘信号 （电子琴、 电子鼓和节拍机等） ， 并可对它们进行适当处理。 9.3.3 效果声的效果声的二二种基本类型种基本类型 效果声的种类很多，如厅堂、房间、教堂、剧场、体育比赛、卡拉 OK、合唱、颤音、回声、金属 板混响、移相效果、镶边效果、闸门混响，可达数十种。这些名目繁多的效果声归纳起来可分成二 种基本类型：声场效果和特殊效果。 9.3.3.1 声场效果声场效果（混响效果）（混响效果） 声场效果是在现场条件下，模仿不同条件下的声场效果。如 Room
35、(房间)混响、Hall（大厅）混响、 Church（教堂）混响、Studio(演播室)混响、Kara OK(卡拉 OK)混响等的声场效果。主要用于现场扩声 系统。在只有直达声而无混响声的室外扩声系统中声场效果可使“干”的声音变为“干” 、 “湿”相宜的 丰满声音。 主要调节参数有混响时间、混响频谱的衰减、延时以及“干”和“湿”声音的比例。数字信号处理 器主要采用的是 DSP（Digital Sound Processor）处理芯片。 9.3.3.2 特殊效果（声源效果） 特殊效果声主要用于剧场扩声的背景效果声， 乐队实况演示时的声音处理， 电影录音和演播室录音 的特殊声效处理等。 特殊效果声的
36、种类很多，如 Chorus（合唱）效果，Echo(回声)效果，Pitch(变调)效果，Plate(金属板) - 13 - 混响器效果，Phasing(移相)效果，Tremolo(颤音)效果，Flang(镶边)效果，Gate(闸门)效果。 特殊效果声的调节参数很多，它们是低频调制信号的频率、调制深度和速度（波形） 、反馈深度、 参数均衡器参数、 闸门时间等等， 这些参数的调节范围及其对应的效果名称一般在产品使用手册中或产 品的面板上均有说明。下面介绍几种典型的特殊效果声产生的原理。 （1）Pitch 变调（移调）效果 为便于演奏乐队各乐器校对音调 （对音） 和歌手与伴奏音乐对音， 国际上都把乐声
37、的基音以 440HZ 为基准，向上或向下移动一个倍频程，就会把音乐的音调移动一个八度音。一般产品的变调范围均可达 到6 个音阶（6 个八度音） 。如图 9-11 所示。 图 9-11 变调原理 （2）Echo 回声效果 回声是把混响频谱延迟到超过 100ms，延迟时间越长，回声的间隔时间也越长。直至可听到明显的 两重声或多重声。回声效果的反馈率（099%）可控制回声的次数。反馈率为 0 时，效果器实际上成 为一个延时器；最大时，会形成无休止的回声。因此回声效果一般控制在 30%左右。 （3）Chorus 合唱效果 如果把音乐频谱用一个 0.1HZ10HZ的超低频波形进行调制， 使原来的音乐频谱
38、跟着调制频率发生 周而复始的移动， 从而发生音调的周期性变化； 此外， 再把这个调制频谱相对于原声频谱延迟一个时间， 并与原声频谱混合后，会产生不同音调的合唱效果。 合唱效果的调节参数有调制频率、调制深度和速度、频谱的延迟时间等。 （4）Plate 金属板混响效果 模拟金属板式混响器的效果声。它的特点是清脆嘹亮，爽朗有力，给人以生机勃勃的感受。一般用 来处理对白、打击乐和吹奏乐器声音的处理。 （5）Phasing 移相效果 将延时后的声音与没延时的声音混合在一起，由于两个声音有时间差（相位差） ，迭加后会在某些 频率相加，形成峰点，而在另一些频率相互抵消，形成谷点。使整个频率响应特性形成“梳状
39、滤波器” 的形状。如图 9-12 所示。 - 14 - 图 9-12 移相效果的频响特性 梳状滤波器效果由于频率特性发生了变化，改变了原声的声调，于是产生出一种特殊的声音效果。 通过延迟参量的调整，可控制梳状滤波器的峰与谷出现的位置。移相效果的延迟量不宜过大，它的 调节范围是 1ms20ms。 调整直达声和延迟信号之间的混合比例， 可调整梳状滤波器特性的峰与谷的差值。 当两者的比例为 1：1 时，峰值最大可增加 6dB(一倍)，谷值达到-（即完全抵消） 。 （6）Flang 镶边（法兰）效果 镶边效果是用一个超低频信号对延迟时间进行调制产生的效果。 这种效果可以循环往复地夸张声音 中的奇次谐波
40、或偶次谐波分量，使声音的频谱发生周期性的变化，从而产生“空洞”声、 “喷流声”和 “交变声”等富有幻觉色彩的声音效果。主要用于特殊声音效果的处理场合，要慎重使用。 对延迟时间进行调制的超低频信号的波形如图 9-13 所示。 调制信号的波形共有 4 种： a. 正弦波（Sine）,具有平滑的输入和输出的变调效果。 b. 三角波（Triange） ，产生线性变调的镶边效果，在转折点附近会产生快速升高和降低的音调。 c. 对数形（Logarithmic） d. 指数形（Exponential） 图 9-13 调制信号的波形 (a)正弦波调制 (b)三角波调制 (c)对数型调制波 (d)指数型调制 c
41、、d 两种波形是同一性质的波形，镶边效果最好，但还要根据实地试验后决定。 Flange 效果的调节参数有调制频率、调制波形、调制深度、延时量和反馈率。 镶边电平/Flange Level:控制镶边效果的整体电平，控制调节范围 0100。 - 15 - 镶边延迟/Flange Delay:镶边效果使用的延迟量，可调范围为 060ms。 镶边速度/Flange Speed:镶边的扫描速度控制，可调范围为 016HZ。 镶边反馈/Flange Feedback:控制反馈到模块的输入量，可调范围为99%，大的反馈量可产生戏剧 性的、不自然的有趣的声音。 镶边深度/Flange Depth：超低频扫描信
42、号对延迟调制的调制深度，调节范围为 040ms。 除了上述几种特殊效果外，还可把声场（混响）效果与特殊效果进行迭加产生更富有幻觉的丰富多 彩的效果声。 9.3.4 数字混响效果器的应用和连接方法数字混响效果器的应用和连接方法 效果器在实况扩声中使用的原则是只用在对话筒输入信号（人声或乐器演奏）进行处理，因为这些 声音信号经话筒拾取后没经任何处理，音色可能不够理想，须要时可用效果器进行润色。但对于标准的 音乐节目源（CD、LD、MD 等）一般都不使用效果器处理，因这些节目源在制作时已把各声部的合成 效果调到最佳状态了。 9.3.4.1 效果器混响时间的调节可根据下列因素来确定：效果器混响时间的调
43、节可根据下列因素来确定： （1） 容积较大、吸声较差、房间本身的混响时间已较长时，效果器的人工混响时间应要短些，否则 会影响清晰度。 （2） 男声演唱时混响时间应短些，女声演唱时混响时间可长些。 （3） 专业歌手演唱时，混响时间应短些或不加混响以保持原声音色的特征；业余歌手可使用较长的 混响时间，以掩盖原声音色不足之处。 （4） 环境噪声大的场合，混响时间可适当加长。 （5） 音量较大时，混响时间可调得短一些。 9.3.4.2 预延时（预延时（Pre Delay）的调整：）的调整： 预延时是控制效果器回声 （Echo） 的时间间隔。 它是声源直达声与第一组反射声之间的距离延时 （图 9-8）
44、。回声是由同一声源先后到达听众耳朵的时间差超过 50ms 时的现象。Pre Delay 主要是用来改善演 唱的颤音效果。一般歌唱的颤音频率范围（声音起伏的间隔时间）在 0.1 秒0.2 秒之间。 9.3.4.3 效果器在系统应用中的连接方法：效果器在系统应用中的连接方法： （1）插入法 利用调音台的 INSERT（插入）端口，将效果器接入到系统中。连接方法如图 9-14 所示。效果器可 插到话筒通道的 INSERT 端口，也可插入到话筒通道编组后的 INSERT 端口（此时效果器对编入该编组 的各话筒均起作用） 。 在这种接法中， 可使用效果器中的 MIX （混合） 来调节直达声 （干） 和混
45、响声 （湿） 的比例。 - 16 - 图 9-14 插入法 （2）反馈法 从调音台的 AUX/After Fader(推子后的辅助输出)端口输出至效果器的输入端， 效果器的输出信号送 到调音台的 Effect Return（效果返回）输入端或 Stereo In（立体声输入端） ，用调音台的 AUX 旋钮和效 果器的输出电平调节电位器分别调整直达声和混响声的比例（即“干”和“湿”的比例） ，效果器的 MIX 置于最大“湿”的位置（WET） ，如图 9-15 所示。 反馈法有单输入单输出、 单输入双输出和双输入双数出三种连接方法， 以双输入双输出的效果最佳， 有明显的空间感，因此在实际应用中最为
46、常见。 图 9-15 反馈法 （3）MIDI 输入法 为加强电子乐器和鼓机（电子节拍机）等声源的特殊效果，可把这些声源直接输入效果器，经它处 理后再送至调音台通道的线路输入。如图 9-16 所示。 图 9-16 MIDI 输入法 9.3.5 典型产品典型产品 （1）DOD D3/D6 数字混响效果器 D3 是一台操作简易，音色优美的数字混响器。操作非常直接，左面是一排三个旋钮，Input Level （输入电平） 、Mix（ “干” 、 “湿”混合比例）和 Output Level(输出电平)。右面是一个 16 档的效果选择 器和二个参数控制旋钮。只要调好输入/输出电平和混合比例，千变万化的混
47、响效果就全盘掌握在你手 - 17 - 中。混响效果共有八种，包括 Reverse，GatedRoom 和 Hall 等，以及 Stereo Delay，Mono Delay 和 Chorus,可满足所有人声的效果。再加上 Flange，Phaser，Rotary，Tremolo/Panner，Pitch 等专为乐器而 设的效果。其中的 Rotary Speaker 旋转喇叭效果更为特别，专为键盘而设计，是键盘乐手的至爱效果。 对于现场扩声和卡拉 OK 演唱等场地，优美的音质和简明直接的操作至为重要的。DOD 完全明白 你的实际需要而为你设计的产品。 D6 基本上是将两台独立的 D3 安置在一个
48、机箱内，方便了操作和节省了机柜的占用空间。 图 9-17 DOD D3/D6 数字混响效果器 （2）DOD DSP16K 数字混响/卡拉 OK 效果处理器 DSP16K 是一台使用简单、效果明显、功能齐全的数字混响效果器。使用多波段开关选择你所需要 的 32 组效果类型，效果种类包括各种混响、延时、合唱、镶边和移调等。同时还有一些特别的冷门效 果，如移相、颤音和遥像（漂逸声像） ，这些都是新派调音师所喜欢的。这些效果还可以用串联或并联 方式与传统的混响、延时一起使用。 32 组效果是通过一个 16 位的波段开关和一个 A/B 数据库选择按钮获得的。 而每组效果还有可调的 15 种变化，可通过
49、Preset（预置）来选取。 两个参数控制（参数 1 和参数 2）可对每个预置中指定的参数社设定进行调整。可通过参数调整来 模拟优质的卡拉 OK 效果。 背面设有输入和输出插座和噪声门的门槛电平调整旋钮， 可调范围是-80dBu-40dBu， 以便消除无 输入信号期间的输出噪声。 图 9-18 DOD DSP-16K 数字混响效果器 技术指标： 输入插座：2 个 1/4 寸不平衡 频率响应：20HZ16KHZ 输出插座：2 个 1/4 寸不平衡 信噪比：90dB - 18 - 输入阻抗：7.5K 欧姆 THD 总谐波失真：0.01% 输出阻抗：51 欧姆 数/模/数转换：18 比特 最大输入电平：+20dBu 电源：9VAC750mA 最大输出电平：+16dBu 体积：1.75 寸4.75 寸19 寸 9.4 数字延时器（数字延时器（D
