专业音频信号处理设备.ppt

专业音频信号处理设备 所谓音频信号处理 就是对声音信号进行加工 变换 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如压缩器 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如均衡器 激励器 反馈抑制器 变调器 分频器等 3 时间处理 如延迟器 混响器等 8 1频率均衡器 1 频率均衡器的作用频率均衡器在歌舞厅和厅堂扩声中应用很多 图8 1所示是一种频率均衡器前面板照片 主要作用 1 校正音响设备产生的频率畸变 能补偿各种节目信号中欠缺的频率成分 又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 图8 1EQ 231型均衡器前面板照片 2 频率均衡器的类型 均衡器按频率特性形状可分为四种类型 如图8 2所示 图a为斜坡型 又称架形均衡器 图b所示为峰谷型均衡器 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 可用来进行较细致的音色调整 图c为图示均衡器 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 整个音频范围内 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 图d所示称之为参量均衡器 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 图8 2四种类型频率均衡器曲线 图示均衡器按频率划分可分为倍频程式 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f2 f1 2n 倍频程式的中心频率一般设在63Hz 125Hz 250Hz 500Hz 1kHz 2kHz 4kHz 8kHz和16kHz等9个频率上 所以有时也称为9段均衡器 图8 3图示均衡器的控制曲线 均衡器的操作使用 图8 5YAMAHA2031型均衡器的前面板 1 各控制键作用 1 前面板 前面板如图8 5所示 各插口和开关说明如下 电源开关键 POWERON OFF 按下后 电源接通 再按一次 电源断开 范围选择键 RANGE 用来选择图示均衡器的控制范围 该键在正常位置时 控制范围为 12dB 按下该键后 控制范围缩小 但控制精度提高 高通滤波器开关 HPF 用来选择是否在图示均衡器之前加入高通滤波器 在正常 抬起 位置时 高通滤波器断开 输入信号直接进入图示均衡器 按下该键后 高通滤波器接通 输入信号经过高通滤波器后再进入图示均衡器 这时左边的指示灯点亮 均衡开关 EQ 用来选择是否接入均衡器 该键在正常位置时 均衡器断开 输入信号不经均衡处理而直接输出 按下该键后 均衡器接通 输入信号经过均衡器的均衡处理后才输出 这时左边的指示灯亮 输入电平控制钮 LEVEL 有时该键的英文标志是GAIN 用来调整本机的输入灵敏度 以适应不同信号源的输出电平 调节该钮 以过载指示灯 PEAK 偶尔闪亮为佳 高通滤波器 HPF 用来调节高通滤波器的转折频率 本机的转折频率在20 200Hz范围内连续可调 低于所选转折频率的信号将以每倍频程12dB的斜率迅速衰减 提升 衰减控制 BOOSTCUT 用来控制各自对应中心频率处信号的提升或衰减幅度 置于中间时 对该频率的信号不提升也不衰减 向上推动该电位器 就会将其对应频率的信号加以提升 反之 向下拉电位器就是将信号加以衰减 图8 6YAMAHA2031型均衡器的后背板 输入插座 INPUT 包含两个平衡式的卡侬插座和两个非平衡式的大二芯插座 可选用其中的一组输入 输入电平为 4dB 20dB 输入阻抗为15k 输入电平选择 INPUTLEVEL 有 4dB和 20dB两挡可供选择 根据前面所连设备的输出电平来设定 通常应设在 4dB挡上 输出插座 OUTPUT 包含两个平衡式的卡侬插座和两个非平衡式的大二芯插座 可选用其中的一组输出 输出电平为 4dB 20dB 输出阻抗为 150 输出电平选择 OUTPUTLEVEL 有 4dB和 20dB两挡可供选择 根据后面所连设备的输入电平来设定 是八脚输入变压器的插座和旁路开关 是专门为美国和加拿大设计的 反馈抑制器 FBX 901反馈抑制器的原理框图如图8 8所示 进入处理器的模拟音频信号经隔离放大器放大 限幅电平调节 由A D转换器转换为数字信号 进入DSP系统 经DSP控制的9个自动滤波器处理后 再经过D A转换器 限幅电平控制和放大器输出 旁路时由四刀双联开关进行硬件转换 信号将不经过处理器 直接输出 前面板 BYPASS 旁路 实为选通 旁路键 该机在旁路 二极管呈现红色 时 是用硬件转接的办法将自动反馈处理系统从信号通道中切除 在选通 二极管呈现绿色 时 信号处理单元自动地对反馈进行抑制 CLIPLEVELADJUST 削波电平调节 调节削波 限幅 电平旋钮时 右边的削波指示二极管 LED 会间歇闪烁 电平过高会造成对音频信号干扰 过低会使信噪比下降 FBX把输入与输出综合比较后进行合理控制 这样无论削波电平设置在何处 都不会影响通道信号的动态 RESET 复位 重置 按下旋钮4s 等二极管停止闪烁后 就可以对滤波器进行重新设定 LOCKFIXED 滤波器锁定 当 锁定 按钮按下时 LED灯亮表示FBX已处于锁定状态下 锁定模式可在系启动后任何时候进入 并可保持直到再次按下此键 这时发光二极管 LED 熄灭 在使用时 可以用 锁定 按钮来限定主动滤波器的总数目 如果下次希望变更主动滤波器的数量 可以进行重新设定 FBXFILTERS FBX滤波器工作指示 该发光二极管分别指示9个滤波器的工作状态 当某一滤波器被激活选中 相应的发光二极管 LED 就会点燃 其闪烁的LED表明此滤波器是新选中的 POWER 电源开关 此开关是双刀电源开关 当打开电源时所有原设定的主动滤波器相对应的发光二极管 LED 会闪烁 压缩器 限制器 压缩器 Compressor 限制器 Limiter 扩展器 Expander 噪声门 NoiseGate 都是振幅调整系统 在扩声系统中经常用到压缩器 限制器和噪声门 而且 通常压缩器与限制器合装在一起 简称为压限器 图8 23为一种压限器的实物照片 1 压限器主要用途在扩声系统中 压限器主要用途如下 1 压缩信号的动态范围 防止过激失真 2 对大电平信号的峰值进行限幅 以保护后级的功放和音箱不致损坏 3 降低噪声电平 提高信号传输通道的信号噪声比 例如它与扩展器配合使用 起自动降低噪声的作用 4 利用压限器还能创造一些特殊的音响效果 2 压限器的特性参量一般压限器的可调工作参量有4个 即压缩比 ratio 压缩门限或阈值 threshold 建立时间 attacktime 和恢复时间 releasetime 1 压缩比 Radio 压缩比是输入信号分贝数与输出信号分贝数之比 其大小决定了对输入信号的压缩程度 如果它为1 1时 对信号没有压缩 压缩比太大则会对信号过度压缩 使动态损失过大 在扩声系统中 如果作为压缩器使用 一般应将压缩比调到3 1左右 此时 意味着输入信号每增加3dB时输出信号才增加1dB 作为限制器使用时 应将压缩比调到8 1 此时意味着输出信号不随输入信号的增加而增加 当然 压缩和限制的条件必须是输入信号的电平要超过压限器的阈值电平 否则 起不到压缩和限制的作用 一般认为 压缩比小于10 1时为压缩 大于10 1时则为限幅 2 阈值 Threshold 阈值的调节决定压限器在多大电平时开始起作用 如果输入信号的电平高于阈值 那么压控放大器的增益将会明显减小 输入信号的动态范围被压缩 如果输入信号的电平小于阈值 那么压限器不会对输入信号作压缩处理 阈值调得过小 会造成输入信号还不是很强时就开始压缩 声音听起来十分压仰 信号动态损失严重 调得过大 则会出现输入信号已经很大仍得不到压缩的现象 压限器根本起不到作用 从而造成音箱或功率放大器的烧毁 3 启动时间 Attack 所谓启动时间 是当输入信号超过阈值后 从不压缩状态进入到压缩状态所需要的时间 此时增益的变化如