音频系统增益设置指南

1、音频系统增益设置指南本文将引导您完成设置音频系统中最常被忽视但也最重要的部分之一一一增益设置。为音频系统设置正确的增益结构是提供干净、无失真信号的基础。使用正 确的技术来设置增益结构和平衡音频系统，其实这个任务并不那么可怕，也许还有 点乐趣。设置系统增益的重要性正常情况下，大多数混音器无需切削就会产生 +18至+24 dBu的输出电平。10-20dB左右的余量就能支持材料中的一个语气强烈的谈话者或大声的话语。这相当于当输入源传送其预期内容时，混频器输出大约0 dBu的输出电平。音频混音器的输出电平应接近 “0”刻度，这是为了保证信号中可能超过零的峰 值通过时不失真。通常，这被称为失真削波，因为

2、波形在其峰值时看起来像被“削 去”。当系统或设备在输入信号相应增加时不再提供增加的输出信号时，削波就发生了。已达到设备电压摆幅的极限。由于电源限制，信号的顶部和底部通常被“削去”。 而正确设置系统增益能够：提高信噪比；增强信号；减少噪音； 有助于消除来自系统的任何明显的电流声；避免失真和切削；改善动态范围。在哪设置?在音频系统中有很多节点需要进行信号电平调整。比如，麦克风前置放大器。我们知道，无论什么类型麦克风都会产生一个称为麦克风电平的信号电平。麦克风电平 是一个非常低的电平信号，只有几毫伏（ mV ）。由于麦克风电平工作在几毫伏， 所以更容易受到干扰。麦克风前置放大器将麦克风电平信号放大到

3、线路电平（线路电平是执行所有信 号路由和处理的地方）以便进行路由和处理。一旦路由和处理了信号，它就被发送 到功率放大器，使最终信号放大到扬声器级。扬声器再将获取放大的电信号，并将 电能转换成声能。一般，专业线路电平为1.23 V（ +4 dBu），消费级电平为0.316 V（-10 dBV）使用RCA或者唱机连接器通常是消费者级别信号的标志。详见表格：类型电压电平麦克风电平0.001 - 0.003 伏（-60 至-50dBu）线路电平（专业级）1.23 伏（+4 dBu）线路电平（消费级）0.316 伏（-10 dBV）扬声器电平4伏或以上事实上，不光是麦克风前置放大器，单位增益在音频信号链

4、的每个部分都需要设置。 为每个设备设置增益结构，包括： 麦克风前置放大器音频混音器 处理设备（均衡器，压缩器，限制器） 麦克风输入混频器中的前置放大器放大器您不一定非要按此顺序设置这些设备的增益结构。比如，您可以先在混音器中 设置单位增益，然后再设置麦克风前置放大器。您只需确保每个设备上都设置了增 益就行了。但有一个例外是您应该最后设置功率放大器的输入器。选择一种增益结构的方法设置系统增益有两种方法：单位增益和优化增益。两种方法分别适用于：对于典型的演示/会议室/董事会议室类型环境，单位增益将使用专业的音频组件以 足够的系统信噪比-约60 dB。对于诸如小型工作室，广播设施，表演艺术中心，演讲

5、厅等更为苛刻的聆听环境，系统优化方法将提供信号路径中的设备能够允许的最佳信噪比。测验设备无论您是设置单位增益还是使用系统优化方法，这两种方法都比较简单，都不 需要昂贵的设备。但您至少需要一个 电缆测试仪、信号发生器和信号测量设备。在安装电缆组件之前测试电缆组件是个很好的做法。因为在安装之前进行测试 总比事后进行故障排除更快速，更轻松，更有效率。这不仅可以帮助您检查连接， 还可以显示可能源自连接器本身的问题（如短路）。方法一：单位增益在增益结构的上下文中，“一致”意味着“怎么进来的就怎么出去”。换句话说，增益和衰减都不会应用于信号。混频器输出端的dB或电压电平在通过信号路径的其余部分时会保持相同

6、。单位增益的目标是使离开设备时具有进入设备的相同信号电平。单位增益方法通常使用1 kHz音调作为参考，这可以由信号分析仪或万用表测 出。单位增益的好处：在大多数基本音频系统中，它提供了足够的电子信噪比。 这是一种简单而快速的方法，只需要一个信号发生器和电压表。单位增益的缺点是： 即使在同一制造商的设备之间，余量和个别切削电平也会因设备而异。 下游设备可能会在混音器切削的输出之前被切削，这可能会损坏组件。回想一下，设定单位增益的目的是操作混频器，使得混频器输出仪在正常操作下表 示接近“ 0 ”。“单位增益”的设置步骤：1、定义“ 0”。“ 0”可能意味着1.23 V时的0 VU，也是专业音频线路

7、电平基准的+4dBu。“ 0”也可以表示0 dBu （0.775 V ），甚至0 dBV（ 1 V）。去做这个:设置所有的混音器微调，混频电位器，交叉点增益，主机等处在其零（单位） 位置。配置信号发生器，以0 dBu（ 0.775 V ）输出1 kHz正弦波。将此信号应用于混 频器的线路电平输入，并观察混频器的输出仪表。调节从发生器接收信号的通道上的微调，直到混音器的输出表显示“0 ”示数。2、使用信号分析仪或 RMS万用表测量混频器的输出信号。通常，您应该看到它接近 0 dBu （0.775 V ）或 +4 dBu （ 1.23V ）。3、调整输入微调，直到分析仪或万用表指针指到这些参考电平

8、中最近的一个，而混音器仍然显示“0”输出电平。您将使用此参考信号电平并通过系统的其余部分来 设置单位增益。4、调整信号路径中的所有滤波器和动态处理器，使其不会影响参考信号。确保任何过滤器（如均衡器）均设置为零（单位设置）将压缩机和限制器设置为最大阈值项将向下扩展器设置为最小阈值在增益设置过程中，您可以通过选择和取消选择“旁路”来检查处理器是否正 确设置。这样可以确认测试信号不受任何意外处理的影响。动态处理器的最终设置 通常在均衡过程完成后设置。5、 将信号发生器连接到混频器输入，混频器输出仍然读为“0”，将分析仪或万用 表连接到信号路径中下一个设备的输出。调整设备的增益，直到分析仪或万用表显示

9、早先建立的参考电平。对在信号路径中的每个设备都重复这种做法，一直到功率 放大器。方法二：系统优化增益要使用系统优化方法设置增益，混频器输出将被削波，然后设置刚好低于切削 限幅。一旦在混音器上设置了增益，则下一个设备被连接，并且被设置为相同的输 出方式。可以使用示波器查找切削波形，还可以使用 实时分析仪来观察与切削限幅基频 相关的谐波能量。然而通常，需要的只是一个便宜的压电高音单元。注意事项：使用压电作为系统优化方法将需要使用低频正弦波（如 400 Hz ）作为 参考频率。 虽然压电不会如实得再现 400 Hz的基频，但它将很容易地传递与削波 400 Hz波形相关的谐波频率。换句话说，当信号为全

10、正弦波时，压电将无声，但当 信号被切削时，它将产生噪声。使用优化方法的好处：该方法提供比单位增益方法更稳健的信噪比。这是因为正常系统的信号电平远离设备的噪声底线。可以实现最大的信噪比。 每个线路电平设备具有与混频器相同的余量。每个设备的特定余量（0 dBu和切削限幅之间允许的信号量）会有所不同。 在优化方法中，您可以找到每个设备的切削点，并将该电平调整到刚好在该点 以下。因此，如果混频器被削波，贝y下游的所有器件将在与混频器相同的信号电平 处被削波。使用优化方法的一些缺点： 比单位增益法需要更多的时间和技巧 某些下游设备，如均衡器，容易过载，因此可能需要在其输入端使用无源衰减 器更换组件后需要

11、重新校准系统优化增益的设置步骤1、与单位增益法一样，将所有混音器微调，混频电位器，交叉点增益，主机等设置为零（单位）设置。2、调整信号路径中的任何滤波器和动态处理器，使其不影响参考信号。确保任何过滤器（如均衡器）均设置为零（单位设置）将压缩机和限制器设置为最大阈值设置将向下扩展器设置为最小阈值在增益设置过程中，您可以通过选择和取消选择“旁路”来检查处理器是否正 确设置。这可以确认测试信号不受任何意外处理的影响。动态处理器的最终设置通 常在均衡过程完成后设置。3、使用输出0 dBu的400 Hz正弦波来配置信号发生器。4、将信号发生器连接到混频器的线路电平输入。5、 将压电器连接到音频混合器的输

12、出端。由于400 Hz音调落在压电体的通带外, 所以应该是无声的。6、 增加混频器的主输出然后听声音。一旦你听到压电声的声音，你已经超过了混 音器切削和失真输出的最大限幅。7、 降低电平，直到压电再次变得安静。由于未切削状态和切削状态之间的转换是 非常明显的，因此容易听出是干净状态还是切削状态。8、将混音器的输出电平调整到刚好低于切削电平时，将压电器连接到信号路径中 下一个设备的输出端。9、增加设备的增益，直到压电器指示切削状态，并稍微降低电平，直到再次安静。10、对信号通路中的每个设备继续这种做法，一直到功率放大器。11、程序完成后，返回到混频器，将主输出恢复为单位设置。由于目的是在“0 ”

13、指示灯附近运行混频器，因此整个系统的动态余量与混频器 相同，混频器的测光计量现在指示系统的状态。用音频DSP设置增益结构数字信号处理器（DSP ）可以包含通常在模拟系统的机架内单独找到的所有设备的 功能。包括但并不限于下述的这些：麦克风前置放大器均衡器压缩机/限制器延迟器使用DSP时有两个重要的术语：软件：由DSP制造商提供的软件，用于配置信号电平，路由等参数。配置文件：这些是指定DSP设备内的信号流设置和参数的 DSP软件的文件。最初 由系统设计人员或系统程序员配置，这些设置由安装人员在现场进行微调，以获得 最佳性能。DSP和模拟系统之间的一些区别是：1、在DSP设备中，通常使用笔记本电脑与

14、设备进行连接来进行调整。制造商的配置软件必须加载到计算机中，然后根据型号的不同，通过RS-232，USB或以太网连接到DSP。用户手册将指出可用的软件要求和连接选项。2、如果本机具有前面板显示屏，可以通过前面板界面进行菜单进行一些调整和设 置。3、DSP中的输入信号可以路由到非常特定的输出或多个输出，这些路由可能发生 在变化的信号电平。这些路由和增益设置通常在交叉点矩阵中进行。4、 增益设置遵循与模拟系统相同的模式-前置放大器增益设置将麦克风级别提升 到线路电平，此后所有路由和处理都在线路电平进行。5、pSP在上传到设备上的配置软件上运行。通常，当安装程序上传新的配置文件 时，现有的软件配置文

15、件将被替换（清除）。上传配置文件时要小心。如果在设备 中找到了现有文件，则在上传新文件之前，将设备的现有配置文件保存到计算机是 谨慎的选择。6、将系统调整到最佳性能后，应将配置文件保存并复制到计算机进行备份和文档 化。混频器输入调整一旦你设置了系统增益，就可以使用前置放大器/微调来连接和调整混频器输入端的 麦克风和程序源。混频器中将包含各种各样的输入信号电平。麦克风在最低信号电平下进入，因 此它们将需要显著增益。然而，线路电平电源需要很少增益或不需增益。麦克风输入调整麦克风几乎被用于每个 AV系统，几乎可以在任何价格，任何配置以及任何可 以考虑的应用程序中使用麦克风。话虽如此，麦克风会显出不同

16、的灵敏度。换句话 说，对于给定的输入，输出量将根据类型，结构和目的而变化。要进行麦克风调整，您将需要： 话筒、一个SPL表、便携式噪声发生器 这是调整麦克风电平的过程：1、将所有通道均衡器，混频电位器，交叉点增益，主器件等设置为零（单位）设 置。2、将每个通道的麦克风前置放大器设置到最小设置。前置放大器可以被标记为微 型，微调或增益。3、将每个麦克风连接到适当的麦克风输入。如果连接的麦克风是电容麦克风，请 与该通道上的幻象电源相接。4、 确定每个麦克风预期接收的最适电平。 对于正常语音应用，这通常约为65-70 dB SPL。5、注意：歌手或热情的演讲者将会比 65-70 dB SPL的会话级

17、别大得多，因此需要 进行相应的补偿。6、在麦克风附近放置一个小的噪音发生器，输出粉红噪声。7、 使用放置在麦克风胶囊附近的 SPL仪表，调整噪声发生器的位置和/或电平，直 到SPL仪表大约为适合读取对话语音的 65-70 dB SPL电平。8、使用麦克风上的65-70dB SPL，调节混音器麦克风通道的前置放大器，直到混 音器的输出测量值显示为“ 0 ”。9、对每个麦克风通道重复此过程。线路输入调整除了麦克风被放大到线路电平之外，其他源于线路电平的信号源也将在您的音 频系统中找到。对于专业音频线路源，几乎不需要扩展来进行路由和处理。回想一 下消费者线路电平(0.316 V -比专业音频线路电平

18、低12 dBu )可能需要一些放大。线路电平将根据设备而有所不同。 专业音频线路电平为+4 dBu，用户线路电平 为-10 dBV ( -7.79 dBu )。虽然这些可能是您期望的水平，但事实是实际水平将因 每个特定设备以及所使用的内容类型而异。此外，笔记本电脑的电平可能会有很多的变化。除了声卡的差异外，用户还可 以自己调整计算机输出级别。以下是进行线路输入调整的过程：1、 将每个通道的前置放大器全部设置为最小设置。前置放大器可以标记为前置、 微调、增益等。2、如果在通道上可以单独使用，请脱离任何线路电平源的幻象电源。3、将每个线路电平设备连接到其相应的线路输入。通常，音频混音器具有用于麦克

19、风和线路电平的不同输入。例如，麦克风输入可以 使用XLR，而线路电平使用1/4英寸输入连接器。其他人可能使用相同的连接类型， 例如麦克风和线路的标准输出端口，但提供麦克风或线路的软件选择。其他混音器 可以使用物理开关在麦克风和线路之间进行选择。您可能还会看到一个“pad ”选项。当连接线路电平源时，此选项会降低进入混频器的电平。4、在源处于活动状态时，调节通道的前置放大器，直到混频器的输出测量值显示为“ 0 ”。如果可能的话，使用实际的源和与系统一起使用的程序材料进行调整。如果实际信号源不可用，请咨询制造商以确定预期的标称输出电平，并使用输出该电平的 信号发生器作为替代。功率放大器调整到目前为止，随着功率放大器的关闭，所有的增益调整已经发生。现在是时候开启它，并确保放大器发送足够的电力将扬声器驱动到目标SPL级别。功率放大器是设置增益时要调整的最后一个组件。注意