音响技术第6章音频处理器

第 6章 音频处理器 第 6章 音频处理器 6.1 混响处理器 6.2 卡拉 OK处理器 6.3 环绕声处理器 思考题与习题 第 6章 音频处理器 6.1 混 响 处 理 器 混响处理器 , 简称混响器 , 是一种利用人工延时器产生混响效果的装置。 人工混响器的作用有 : 对某些声音信号进行加工 , 使之增加空间延时效果 ; 在房间混响时间不足时 , 可用来增加混响时间 , 并可根据乐曲的风格和个人爱好 而随意增减 ; 第 6章 音频处理器 可以人为地造成许多特殊的效果 , 如模拟山谷 , 山间 , 大厅等的空间效果 , 模拟立体声和环绕立体声效果 , 以及模拟多重唱 , 合唱和合奏的效果 , 还可以模拟余音 , 颤音 , 风雨声 , 雷电声等具有特殊色彩的音响效果。 人工混响器的种类很多 , 常见的有弹簧混响器 , 钢板混响器 , 箔式混 响器和电子延时混响器等。 第 6章 音频处理器 6.1.1 电子延时器常用的电子延时器有斗链式电荷耦合器BBD(Bucket Brigade Drice) 和数字式两种。 前者结构简单 , 价格低廉 , 但音质效果不及后者。 1. BBD电子延时器BBD电子延时器由频带限制滤波器 , BBD延时线 , 时钟滤波器和时钟信号发生器等 4 部分所组成 , 如图 6 - 1（ a） 所示。 BBD延时线的内部等效 电路如图 6 - 1（ b） 所示。 第 6章 音频处理器 图 6 - 1 BBD延时器与 BBD器件 第 6章 音频处理器 延迟时间 (s)的长短与时钟频率 fcr(Hz)的高低和BBD器件的位数 N多少有关 , 其值为 (6 - 1) BBD延时器与数字式延时器的性能基本相同 , 只是动态范围要小一些。 第 6章 音频处理器 2. 数字式延时器数字式延时器把模拟音频信号经 A/D转换成数字信号 , 然后将这些数字信号存入存贮器中 , 直到获得设定的延迟时间后才读取出来 , 经 D/A转换还原为模拟 信号。 图 6 - 2所示是移位寄存器方式的数字延时器结构框图。 第 6章 音频处理器 图 6 - 2 数字式延时器结构框图 第 6章 音频处理器 3. 电子延时器的应用（ 1） 电子延时器在扩声系统中消除回音干扰电子延时器主要用来提高扩音系统的清晰度。 如图 6 - 3 所示 , 声音信号经电子延时器处理后 , 再送给扩音系统放大输出。 精确地调整各组电路的延迟时间 , 就能使声源的声音差不多同时到达听众 , 从而获得清晰度良好的扩声效果。 第 6章 音频处理器 图 6 - 3 电子延时器扩声系统 第 6章 音频处理器 （ 2） 对信号加以润色如图 6 - 4所示 , 直达声之后紧接一个延时声 , 若使延迟时间 恰当 , 声音信号就会在清晰度不受明显影响的前提下 , 明显地改善声音的厚度和力度感。 第 6章 音频处理器 图 6 - 4 电子延时器对信号加工润色 第 6章 音频处理器 6.1.2 电子混响器利用电子技术模拟封闭空间内混响效果的人工混响器 , 称为电子混响器。 电子混响器在音响系统中可使演出者的声音在时间上与空间上获得延续与扩展。 一方面使声音更加丰满浑厚 , 另一方面还能传递环境空间大小的信息 , 通过反射声波的时序和方位给听众以立体感。 第 6章 音频处理器 图 6 - 5 BBD电子混响器 第 6章 音频处理器 图 6 - 5（ a） 是利用 BBD器件构成的电子混响器方框图。 它是根据混响声由许多逐次衰减的反射声形成的声学原理模拟而成的 , 对于一定位数的 BBD器件 , 可以通过调节反馈量的大小来调节混响时间的长短 , 也可以通过调节时钟脉冲的周期 CP 来调节混响时间 , 其不同的调节效果如图 6 - 5（ b） 所示。 第 6章 音频处理器 6.2 卡拉 OK 处理器 6.2.1 概述卡拉 OK（ Karaoke） 起源于日本 , 意思是 “无人的管弦乐队 ”, 实际上是指通过音响设备播放伴奏音乐进行自娱自唱的活动方式。 第 6章 音频处理器 卡拉 OK系统包括音源载体和音响设备两部分 , 即所谓的软体和硬体。 其中 , 软体主要有录音带 , 录像带 , 激光唱片和激光影碟等 , 可分为标准卡拉 OK型 和游戏学习型。 卡拉 OK设备的基本功能是混合和延时混响。 第 6章 音频处理器 歌声消除功能 它是将音源载体中已录制的原唱歌声在播放时消去 , 只剩下伴奏声或背景伴唱声。 自动伴奏功能 不需要任何形式的声音载体来重放伴奏音乐 , 而是直接将演 唱者的歌声转换成伴奏音乐 , 从而实现自动伴奏。 轮唱功能 播放卡拉 OK游戏学习软体时 , 通过自动检测电路检测演唱者是 否在演唱。变调功能 可将伴奏音乐升调或降调 , 以适应演唱者的嗓音特点。 第 6章 音频处理器 听觉激励功能 在原来信号的中频区域加入适当的谐波成分 , 以模拟现场演出环境对声波的反射 , 从而改变声音的谐波结构 , 恢复自然鲜明的现场感和细腻感。 第 6章 音频处理器 6.2.2 卡拉 OK电路 常用的卡拉 OK设备的原理框图如图 6 - 6所示。 其中 , 图 6 - 6（ a） 是家庭业余型 , 图 6 - 6（ b） 是专业型。 目前卡拉 OK设备已从单一的音响系统发展成为音像结合的综合 AV（ Audio Video ） 系统。 当使用卡拉 OK录像带或激光影碟时 , 除了音频处理电路外 , 还需增加视频处理电路以及音频视频同步切换等电路。 下面介绍卡拉 OK设备中的歌声消除和听觉激励电路。 第 6章 音频处理器 图 6 - 6 卡拉 OK设备方框图 第 6章 音频处理器 图 6 - 6 卡拉 OK设备方框图 第 6章 音频处理器 1. 歌声消除电路普通的音像制品录制时的声像定位规律是将歌唱演员的歌声同时平衡地记录在左 , 右两个声道上 ; 低音乐器一般定位在中间位置 , 左 , 右声道比例一致 ; 大多数伴奏乐器则定位在不同位置上。 显然 , 在左 , 右声道中每种乐器 的成分能量均有不同。 图 6 - 7所示是一个实用的歌声消除电路。 第 6章 音频处理器 图 6 - 7 实用歌声消除电路 第 6章 音频处理器 2. 听觉激励电路随着特别音响技术的发展 , 心理声学方面的研究发现 , 在音乐信号中加入一定的失真 , 即谐波成分 , 可以增加重放音乐的透明度和接近感 , 从而获得更加动听的效果。 利用这一方法的音频处理称为听觉激励。 第 6章 音频处理器 听觉激励就是根据心理学原理 , 结合原来的声音信息 , 再生出新的谐波 , 也就是说创造出原信号中没有的高次谐波成分。 因此 , 听觉激励与均衡之间有根本的区别 , 不可混同。 图 6 - 8所示是一种听觉激励器的电路框图。 第 6章 音频处理器 图 6 - 8 听觉激励器电路框图 第 6章 音频处理器 6.2.3 卡拉 OK设备实例 图 6 - 9是一个家庭卡拉 OK机方框图。 这种卡拉OK机可以满足一般家庭的需要。 演唱声从话筒输入 , 经过放大后 , 分成两路 , 一路为直达声信号 , 直接送到后级混合放大器 , 另一路经 BBD电路延时后