数字音频原理及应用 第4版 课件 第8章 音频处理与控制设备

8.1音响设备的分类8.2信号动态处理设备8.3均衡器8.4声反馈抑制器8.5效果处理器8.6听觉激励器

8.7调音台

第8章音频处理与控制设备了解音响设备的分类。熟悉压缩器、压限器、扩展器、噪声门、自动增益控制器的工作原理及特点。了解均衡器的作用、种类、技术指标，理解图示均衡器的基本原理。了解声反馈的产生原因及预防措施、声反馈抑制器的工作原理。熟悉延时器、混响器、听觉激励器的作用及工作原理。了解调音台的基本功能、基本构成及信号流程。本章学习目标8.1音响设备的分类

音响设备:凡是对再现的声音进行放大和加工处理的设备。音响设备通常分为以下三大类：音源：产生声音信号的设备都可称为音源。音源包括各种传声器（俗称话筒）、电唱机、卡座（台式录音机）、激光唱机、录像机、VCD机、DVD机以及各类电子乐器等。音频处理与控制设备：包括压限器、噪声门、均衡器、激励器、延时器、混响器、调音台等。

扩音设备：包括功率放大器、扬声器（音箱）、耳机等。主要音响设备连接示意图监听耳机影碟机会议话筒有线话筒无线话筒调音台MD机卡座监听音箱均衡器效果器主音箱反馈抑制器音频处理器功放机功放机低音音箱混音台什么是音频处理设备它是一个总称。音频处理设备是指在音响系统中对音频信号进行修饰和加工处理的部件、装置或设备。在专业音响设备中，音频处理设备可以作为一个设备的部件出现在调音台、扩音机内部，也可以做成一台完整的独立设备，作为扩声等音响系统的组成部分。由于在专业音响系统中，音频处理设备通常是围绕调音台连接的，因此也将独立的信号处理设备称为调音台的周边设备，简称周边设备。8.1音响设备的分类使用音频处理设备的目的：对信号进行修饰以美化音色，达到更为优美动听或取得某些特殊效果；为了改进传输信道本身的质量，以求得改善信噪比和减小失真或弥补某些环境的声缺陷等。8.1音响设备的分类按照音频处理设备的基本结构可分为：机械式音频处理设备：如，钢板混响器、金箔混响器和弹簧混响器；电子式音频处理设备：目前除少数有特殊用途和特殊效果要求的处理设备外，各种音频处理设备基本上都已实现了“电子化”。8.1音响设备的分类按照音频处理设备的用途可分为：滤波器和均衡器：通过对不同频率或频段的信号分别进行提升、衰减或切除，以达到加工美化音色和改进传输信道质量的目的，并可以对扩声环境的频率特性加以修正。压缩/限幅器和扩展器：这是一种其增益随着信号大小而变化的放大器。其作用是对音频信号进行动态范围的压缩或扩展，从而起到防止失真、降低噪声、保护后级设备等作用。延时器和混响器：通过机械或电子的方法来模拟闭室内声音信号的延时和混响特性，使乐音更加丰富和亲切，并可制造一些特殊的音响效果。听觉激励器：在原来的音乐信号中加入适当的谐波成分，以模拟现场演出时的环境反射，使信号更具有自然鲜明的现场感和细腻感，并使声音更具穿透力。8.1音响设备的分类8.1音响设备的分类8.2信号动态处理设备

8.3均衡器8.4声反馈抑制器8.5效果处理器8.6听觉激励器

8.7调音台

第8章音频处理与控制设备

压缩/限幅器简称压限器(Compressor/Limiter)，具有压缩和限幅两种功能。主要用于压缩或限制节目信号的动态范围，避免过激失真的音频信号的处理设备。许多压限器中还设有噪声门，可以有效地去除音频信号中的噪声信号，提高系统的信噪比。压缩/限幅器（压限器）8.2信号动态处理设备

在立体声音响系统中，节目源信号的动态范围很宽，音频系统设备的动态范围与之相比要小得多，如交响乐可达100dB，而扩声系统采用的是模拟设备，它的动态范围只在80dB，这就要求调音师依据音源的实际电平进行衰减而不致使产生过激失真，可以利用压限器对音频信号压缩或限幅，使其动态范围与音频设备相吻合，以免许多信息在背景噪声中浪费掉，以保证信号传输不失真。为什么要使用压限器？8.2信号动态处理设备压限器的作用1）抑制信号幅度，保护扩声系统

对于突发的信号、过强的信号以及误操作产生的过载信号和声反馈，压限器能自动地将其信号幅度按一定的比例进行压缩或限幅，从而使功率放大器和音箱系统得到保护。

例如，话筒受到强烈碰撞，使音源信号发生极大的峰值，或者插件接触不良或受到碰击产生瞬间强大电平冲击，有可能使功放和扬声器系统的高音单元受到损坏,使用压限器可以使它们得到保护。8.2信号动态处理设备3）使音量变化平稳当话筒与音源之间的距离发生改变时，压限器可使音量平稳变化。2）产生特殊的音响效果利用压缩器起控时间和恢复时间的配合性可以来创造一些类似反射声的音响效果。压限器的作用8.2信号动态处理设备压限器的工作原理压缩器实际上是一个自动音量控制器，它是由带有自动增益控制(AGC)的放大电路组成的。当输入信号超过称为阈值(Threshold)的预定电平(也称压缩阈或门限)时，压缩器的增益就下降，使得信号被衰减。8.2信号动态处理设备限幅器大都用在录音系统，以避免信号的瞬间峰值达到它们的满振幅而使磁带过负荷，因为磁带的动态范围很小，只有60dB左右。压限器的技术指标主要包括阈值电平（压缩门限）、压缩比率、启动时间、恢复时间、输入和输出增益、信噪比、频率响应及总谐波失真等等。8.2信号动态处理设备

图压缩特性压缩门限：就是指使压缩器进入压缩状态的输入电平，该参量表示压缩器产生压缩动作的电平条件。

2：1压缩1：1无压缩输入信号电平输出信号电平阈值电平AB压缩比率：压缩器的输入信号动态变化的分贝（dB）数与压缩器输出信号动态变化的dB数之比。

8.2信号动态处理设备

当压缩比率较小时，信号失真小，线性好，不会出现压缩的迹象，听感自然，我们称此时为软压缩。压缩比率大时，线性较差，并带来信噪比降低，称之为硬压缩。当压缩比率超过10：1时，进入硬压缩。大压缩比率可以确保高电平信号不过荷，这时声音产生密集感，使平均响度增加，对扬声器不利。因此选择压缩比率要依据输入信号动态而定，不可盲目而定。8.2信号动态处理设备

阈值电压的调整与压缩比率有一定的关系。通常是当压缩比率选择大时，阈值电压可以提高些；此时会使压缩后的信号产生较小的非线性，以致尽量减少对信号形象的破坏。而压缩比率较小，阈值电压要选低些。阈值电压定得太低会使输出电平不足而且信噪比差，阈值电压定得过高则输出失真加大。总之，对于阈值电压的确定应以最终处理后的信号电平刚好不超过设备允许最大动态范围为依据。也就是既充分利用设备的动态余量，又达到压缩的目的。8.2信号动态处理设备压缩器变化的过程是需要时间的。当输入电平升高到阈值电平之上时，压限器的增益下降需要一段时间，这个时间称为压限器的启动时间；同样在输入信号降到低于阈值电平之后，压限器的增益要升高，这也需要一段时间，这个时间称为压限器的恢复时间。在压限器中这两个时间通常是可调的。为了不让听者察觉到压缩增益的变化过程，启动时间尽量要短，一般设计在100us~1ms之间；恢复时间则适当延长一些，一般设计在0.1~0.3s之间，以免增益迅速变化而使信号产生调幅失真。但时间也不能过长，否则，压限器的变化会跟不上节目的节奏变化。8.2信号动态处理设备当压缩器的压缩比无限增大到某一数值时，压缩器就成为了限幅器，也就是说，限幅器是对超过一定电平的信号进行无限压缩，这个信号电平称为限幅电平。输入信号电平输出信号电平无限压缩意味着不管输入信号电平变化多大，输出信号电平都没有变化，此时的压缩比可理解为∞：1。为了防止信号过饱和失真，通常设定一个阈值电压来限制节目中的峰值信号。假设限幅电平为0dB，当节目信号电平低于0dB时，信号无变化通过；当节目信号高于0dB时，信号将保持0dB输出，以防止超出设备的动态范围而引起过激失真。实际应用中，当压限器的压缩比超过10：1时，便可将压限器看作限幅器。限幅电平8.2信号动态处理设备

噪声门是一种限制低电平噪声信号进入电路的声信号处理设备，它在扩声中用来切除噪声。噪声门实际上是一个门限可调的电子门限电路，只有输入信号电平超过门限时，才能形成信号通路，否则电路不通，信号被距之“门”外。利用噪声门对弱信号“关闭”的功能，可有效地防止传声器之间的串音。但需注意，噪声门只能降低或消除门限以下（可视为无信号状态）的噪声（信号），而不能提高门限以上有信号传输时的信噪比。噪声门是静态处理，不是以动态跟踪信号来降低噪声。所以，一般将噪声门的阈值电平设置在略高于本底噪声电平。

噪声门8.2信号动态处理设备8.1音响设备的分类8.2信号动态处理设备8.3均衡器

8.4声反馈抑制器8.5效果处理器8.6听觉激励器

8.7调音台

第8章音频处理与控制设备

均衡器(Equalizer,简称EQ)是一种用来对频响曲线进行调整的音频处理设备。它能对不同频率的声音信号进行不同的提升或衰减。因此，它能补偿由于各种原因造成的信号中欠缺的频率成分，也能抑制信号中过多的频率成分。因此，利用均衡器还可以进行音调调节和音色加工。

8.3均衡器均衡器的作用：校正各种音频设备产生的频率失真，以获得平坦响应。对音源的音色结构加工处理，用于刻画乐器和演员的音色个性，提高音响艺术的表现效果。改善室内声场，改善由于房间共振特性或吸声特性不均匀造成的频率失真，确保频率特性平直。8.3均衡器根据均衡器使用的电路不同，可分为有源均衡器和无源均衡器；根据中心频率不同，可分为低频均衡器、中频均衡器、高频均衡器和多频段均衡器；根据均衡的声音信号的声道数，又可分为单声道频率均衡器和双声道频率均衡器；根据均衡参量(如中心频率)是否可调，可分为图示均衡器和参量均衡器。图示均衡器按照频率划分的方式不同，可以进一步分为：1倍频式，1/2倍频式，1/3倍频式，1/4倍频式等多种。均衡器的种类：8.3均衡器

一般常用的专业多频段图示均衡器有单通道15段和31段及双通道15段和31段四种。双通道均衡器两个通道的频率特性独立调整，互不影响。一般15段均衡器的中心频率按2/3倍频程选取，31段频率均衡器，以选择1/3倍频程为好,各频率点的最大提升和最大衰减因均衡器不同而异，一般多为±15dB和±12dB。8.3均衡器

均衡器在扩声系统中有很多用途，例如弥补环境声场缺陷，消除声反馈，衰减噪声频带以改善系统信噪比，提高音质等等，最主要用来改善环境声场，也就是改善听音环境的频率特性，使其频响曲线趋于平坦。

若在调整均衡器时对各频率点只作衰减处理，不要提升，此时的均衡器可以称为“声场均衡器”或“房间均衡器”均衡器在扩声系统中的应用8.3均衡器

采用音频信号发生器等设备，对厅堂的频率响应曲线进行测定。然后在均衡器上进行均衡处理，使厅堂的实际频响曲线接近平直，从而改善厅堂的声场，提高声音的传播质量。这种方法通常用在音乐厅、剧院等专业演出场所，它需要有一定的设备条件。调整方法：8.3均衡器均衡器调试注意事项：(1)选择各频率点要有针对性和目的性；(2)高低音频率的调节要有限度；(3)两个相邻频率点之间的提升和衰减不要出现大幅度的峰谷交错，一般不超过3dB为宜；避免某两个相邻频点提升衰减差异过大，尽量圆滑过渡。否则声音产生频率失真。(4)各扩声通道不要按同一频响特性均衡，无法表现不同音源的特点；（5）不把电位器调节在最上方或最下方，以免产生过大的相位移动，减小系统实际的动态。8.3均衡器(6)均衡器各频点的电位器都应在中心线上下合理分布，当电位器都偏向中心线上方时，容易引起均衡器过载；当电位器都偏向中心线下方时，会引起均衡器以前设备的电信号过载产生失真，而且这样的状态在使用多声道均衡器时还会使各通道的增益产生差别并产生不同的相移，使声像发生变化。(7)16KHz以上的频率不宜提升过高，防止在特殊情况下将高频扬声器烧毁；20Hz、25Hz的低频也不应提升过多，那样容易对低音扬声器造成冲击。均衡器调试注意事项：8.3均衡器8.1音响设备的分类8.2信号动态处理设备8.3均衡器8.4声反馈抑制器8.5效果处理器8.6听觉激励器

8.7调音台

第8章音频处理与控制设备在扩声系统中，常常需要将话筒的音量进行较大的提升，与此同时，扬声器发出的声音会传入话筒，使某些频率成分的信号产生正反馈，在音箱中发出刺耳的啸叫声。这种现象就是通常所说的声反馈。传声器扩声通路扬声器扬声器到传声器的传输

引起声反馈的信号往往是一个单一频率的信号，而且它还是一个引入正反馈的不断增大的信号。声反馈的存在不仅破坏了音质，限制了话筒的音量，使话筒拾取的声音不能良好地再现；而且深度的声反馈还会使系统信号过强而烧毁功放或音箱，特别是烧毁音箱的高音扬声器。8.4声反馈抑制器

声反馈抑制器就是专门用来抑制声反馈现象的设备。它是利用移相器来消除反馈频率，从而达到抑制声反馈的目的。声反馈抑制器一般都具有多个抑制声反馈的通道，可消除多个反馈频率，从而使传声增益得到提高，使整个声场的声压级提高，声场响度增大。8.4声反馈抑制器在扩声系统中，声反馈抑制器一般串接于调音台与压限器之间，也可并接在调音台上。声反馈抑制器是一种自动寻找啸叫频率点并将其衰减的设备。其工作原理是当系统出现声反馈时，它会立即发现和计算出其啸叫频率、衰减量，并按照计算结果对声反馈进行抑制。8.4声反馈抑制器8.1音响设备的分类8.2信号动态处理设备8.3均衡器8.4声反馈抑制器8.5效果处理器8.6听觉激励器

8.7调音台

第8章音频处理与控制设备在音频信号处理设备中，有一类专门用来对信号进行各种效果处理的设备，通常称为效果处理器。效果处理器是模拟各种声学效果的音频处理设备，它可以弥补自然混响的不足，用以来改变和美化音色，还可以产生各种特殊的音响效果以增强音响艺术的感染力。效果处理器包括延时效果器和混响效果器。有时将两者结合成多重效果处理器。8.5效果处理器

延时器(Delay)是一种人为地将音响系统中传输的音频信号延迟一定的时间后再送入声场的设备，是一种人工延时装置。它除了能对声音进行延时处理外，还可产生回声等效果。目前，延时器普遍采用电子技术来实现，通称为电子延时器。电子延时器是把音频信号储存在电子元器件中，延迟一段时间后再传送出去，从而实现对声音的延时。数字延时器8.5效果处理器输入信号经模数(A/D)转换后得到的数字信号，通过多个相互串联的移位寄存器，这些移位寄存器使每个数字信号在采样时间间隔内移到下一级，直到经过所希望的延时时间；然后把信号从寄存器中取出并经数模(D/A)转换和低通滤波器平滑，还原为模拟信号送出。延时时间长短的选择则通过存储容量的变换来实现。低通滤波器用来限制信号中的高频分量，以防止采样过程中的混叠效应。数字延时是数字延时器设备的基本单元，在有些具有特殊效果的数字延时器中，还要将延时信号(延时声)和原输入信号(主声)按比例混合后作为延时器的输出。这样，既可以听到主声，也可听到延时声，从而得到几种不同的特殊效果。如拍打回声(SlapEcho)、环境回声(AmbithtEcho)、多重回声(MultiEcho)、静态回声(StaticEcho)、长回声(LongEcho)、变调效果(PilchBend)和动态双声(DynamicDoubling)等。这种延时器在扩声系统中主要用来产生某些特殊效果。8.5效果处理器

将房间延时器（延时声不与主声混合，不产生特殊效果，只对扩声系统中传输的信号作延时处理，以补偿由于系统传输线缆长短不同而造成的传输信号的时间差。）接入扩声通道，对各扩声通道信号分别进行适当延时，使各音箱发出的声音几乎同时到达听众席，从而获得好的扩声效果。扩声通道的延时处理

8.5效果处理器

延时器在现代音响系统中还可以将左右声道信号延时后分别与其主声信号叠加，可以使左右声道的声像分布加宽，从而扩展了声场，增强立体感；这种方法还能改善声音的丰满度和浑厚感，降低人耳对非线性的敏感度，使声音更加优美动听。

延时器一般为单通道设备，用于扩声系统时，要根据需要确定延时器的数量。如果某扩声通道左、右声道信号需要相同的延时时间，可以用一台延时器串入系统)；如果对话筒信号进行延时效果处理，可将延时器并在调音台上(通过AUX和RET端口)，延时器的数量与不同延时的话筒的数量对应。8.5效果处理器

人们在室内听到的声音包括三种成分：未经延时的直达声、短时延时的前期反射声和延时较长的混响声。特别是混响声，它持续时间(即混响时间)的长短直接影响人们的听音效果。混响时间太短，声音发“干”不动听；混响时间太长，声音混浊不清，破坏了音乐的层次感和清晰度。因而，对于特定的音乐节目，混响时间有一个最佳值。从大多数优质音乐厅场所观察，此值在1.8～2.2s之间。

混响器在音响系统中用来对信号实施混响处理，以模拟声场中的混响声效果，给发“干”的声音加“湿”，或者人为地增加混响时间，以弥补声场混响时间的不足。混响器8.5效果处理器混响器主要有两大类，即机械混响器和电子混响器。机械混响器主要包括弹簧混响器、钢板混响器、箔式混响器和管式混响器等。弹簧混响器8.5效果处理器

电子混响器以延时器为基础，通过对信号的延时而产生混响效果，它往往兼有延时和混响双重功能，混响时间连续可调，且功能较多，能模拟如大厅(Hall)、俱乐部等多种声场，并能产生一些特殊效果，使用也十分方便。特别是以数字延时器为核心部件的数字混响器，具有动态范围宽、频响特性好、音质优良等优点，主要用于专业音响系统。8.5效果处理器前期反射声初始混响声

混响信号经过较短延时的信号取出后作前期反射声；它通常与主声间隔小于50ms;从经过多次不同延时的信号取出一部分混合成初始混响声，它实际是声音的中期反射声，使声音有纵深感；将初始混响信号再经混响处理后就形成混响信号。图8-12

数字混响器的工作原理

YAMAHAEMP-100效果器1)电源开关(POWER)

这是一个按键，按一下效果器开启，再按一下则关闭。当处于开启状态时，除非重新设置，否则效果器执行上次关机前选择的效果程序。2)输入电平控制(INPUTLEVEL)

该旋钮用来调整输入信号电平，调整时应使信号显示器(SIGNAL)常亮，而峰值显示器(PEAK)不应闪亮或只是偶尔闪一下。3)记忆状态键(MEMORY)

此键用来控制效果器的记忆状态，并通过增(▲)减(

)控制键选择效果项目(1～150)，这1～150个效果项目是已存储在效果器内的可执行效果程序。4)恢复键(RECALL)

此键控制效果程序的执行。在记忆状态下，用(▲)或(

)键选好所要的效果项目，按下恢复键，使该项目对应的效果程序进入实际运行状态。5)参数状态键(PARAM)

此键控制效果器进入选择参数状态，此时再利用(▲)或(

)键，可以对效果项目的参数值进行重新编程。6)MIDI状态键(MIDI)

此键用来启动MIDI状态，并可通过(▲)或(

)键选项。在MIDI状态下，效果器可以接受外部MIDI信号(如合成器送入的信号)对效果器信号处理系统的控制。此功能主要用于节目制作。7)增(▲)和减(

)控制键

在记忆、参数和MIDI三种状态下，此键的功能各不相同：

·记忆状态下，(▲)或(

)控制键用来选择效果项目；

·参数状态下，(▲)或(

)控制键用来调整参数值，并对所选效果项目进行编程；

·MIDI状态下，(▲)或(

)控制键用来进行效果器对MIDI效果项目变化的控制。

8)储存键(STORE)

此键用于对效果项目编程后储存的控制。在参数状态下对效果项目编程后，按储存键可将其存在效果器内的RAM中，以便将来选取和恢复执行。9)数字式显示器

在不同状态下，数字显示器的显示内容也不同。

·记忆状态下，显示所选效果项目的序号；

·参数状态下，显示所选效果的参数值状态；

·MIDI状态下，显示MIDI效果的参数值变化情况。10)效果/参数显示器(EFFECT/PARAM)

该显示器由8个发光二极管组成。在不同状态下，显示的内容不同。

·记忆状态下，显示所选效果项目的种类，对应显示器上方标示；

·参数状态下，显示所选参数的种类，对应显示器下方标示。(11)参数种类显示器在参数状态下进行参数调整时，该显示器指示哪种参数正在被选取。(12)MIDI项目和记忆显示器MIDI状态下，此显示器指示MIDI效果项目是否工作，其参数序号在数字显示器中显示。(13)旁路控制键(BYPASS)

按一下旁路键，旁路显示器闪亮，此时效果器进入旁路状态，输入信号被直接送至输出端，不经任何效果处理；再按一下旁路键，即取消旁路状态。(14)旁路显示器(BYPASS)

效果器处于旁路状态时，该显示器亮。图

EMP-100效果器后面板

(1)DC12VIN——直流电源输入端。EMP-100效果器配有专门的外接直流电源，工作电压12V。(2)INPUT——输入端口。EMP-100效果器采用单通道输入方式(3)OUTPUTLEVEL——输出电平控制。EMP-100效果器的输出信号电平只有两种固定的选择，即-20dB和-10dB。(4)OUTPUTL/R——输出端口。EMP-100效果器采用双声道输出方式，即左(L)、右(R)声道立体声输出。(5)MIDIIN——MIDI信号输入端口。(6)FOOTSW——脚踏开关(FOOTSWITH)连接端口。此端口用于接入脚踏板，可实施两种控制：

·BYPASS——旁路。利用脚踏开关控制效果器的旁路状态，

与前面板的旁路键功能相同。

·TAPTEMPD——敲打阶拍。利用脚踏板控制阶拍。

近些年来，一些音响设备公司开发出一种称之为MULTIEFFECTPROCESSOR即多效果处理器设备，简称效果器。这种设备不仅有上述延时和混响功能，还能制造出许多自然和非自然的声音效果；而且，它利用计算机技术，将编好的各种效果程序储存起来，使用时只需将所需效果调出即可。天马士SR-256多功能效果处理器

8.5效果处理器■高品质的20比特A/D、D/A转换器，具有杰出的技术性能和音频特性。■225种预编程效果、两个独立的处理通道、记忆功能可以记忆最后的调节、单一旋钮调节、立体声输入、输出。

■提供专业录音室品质效果，包括混响、延时和唱、镶边、变调等，可随意的改变效果音和原音之间的叠加比率，得到千变万化的音效，满足高品质的要求。

天马士SR-256多功能效果处理器主要性能特点：8.5效果处理器8.1音响设备的分类8.2信号动态处理设备8.3均衡器8.4声反馈抑制器8.5效果处理器8.6听觉激励器

8.7调音台

第8章音频处理与控制设备

非线性失真、谐波失真等这些历来被视为音响设备必须力求避免的大敌，随着人们对音乐声学，心理声学的深入研究发现，在音响作品中适当加入特定的谐波失真(主要是低电平的高中频成分)，不但不会破坏乐曲的音质，反而听起来更感清晰、明亮且有穿透力，这就是近年来脱颖而出的“听觉激励器”之类的处理设备的基本构思。8.6听觉激励器

听觉激励器是对音频信号添加特定的谐波（泛音）成分以改善听感的音频处理设备。激励器的发明，对于传统的音频信号处理技术来说是一个变革。听觉激励器与其他音频设备工作原理的不同之处在于：其他音频处理设备都是对原始信号中所包含的各种成分进行处理加工；而听觉激励器是根据人们对“心理声学”的研究，结合原声音信号再生出新的谐波成分，以达到增加声音透明度和临场感及细腻感的目的，从而获得更动听的效果。8.6听觉激励器

听觉激励器的作用：1.提高声音的清晰度和表现力，使声音更加悦耳动听，降低听音疲劳；2.增加声音图像的立体感，以及声音的分离度，改善声音的定位和层次感；3.提高重放声音的音质，明显改善声音的高频特性，又不会降低信噪比；4.对乐器的声音进行处理，可以强化乐器音色特征，使该乐器更突出。8.6听觉激励器

听觉激励器由两部分组成：一部分使信号不经处理直接送入输出放大电路得到直接信号；另一部分设有专门的“激励”电路，产生丰富可调的谐波(泛音)，在输出放大电路中与直接信号混合。电路结构如图所示。8.6听觉激励器

在谐波发生器中产生一个1kHz到5kHz的“随机噪声”，利用延时原理将这段频率的噪声泛音叠加在音源中，使其加入谐波分量。在中频泛音段开始激发，增强了中频泛音和高频泛音的强度，从而使音源的音色结构得到改善。由于谐波的电平比直接信号电平低得多，且主要在高频部分，因此不会增加信号的功率，但听起来却更清晰、明亮有穿透力。这就是“激励”的含义。8.6听觉激励器

具有两个相互独立的通道，可以分别控制；也可用作立体声的左右声道（要注意两声道调整的一致性）。前面板是键钮控制，后面板是接线端口。DRIVE——驱动控制。此旋钮用来调节送入“激励”电路的输入电平(即激励电平)，用一只三色发光二极管指示电平大小是否恰当。TUNE——调谐控制。此旋钮用来控制激励器的基频。一般选择原音中的中频及高中频范围内。美国Aphex-C型激励器MIX——混音控制。此旋钮用来调节“激励”电路产生的谐波(泛音)信号混入量，从而改变混入节目中的增强效果。即调整激励信号混入的比例。混音控制可由零调至最大。它可增加优质音响系统的自然效果，或在劣质的呼叫/公共扩声系统中增强声音的清晰度。IN/OUT——激励器的旁通开关。按下，激励器处于工作状态，抬起，激励器处于旁路状态。旁边的发光二极管可表示激励器的状态：当交流电源开启时，若无增强效果(绿色)；正在采用增强效果(红色)。此键同时控制两个通道。美国Aphex-C型激励器激励器在扩声系统中的应用⑴公共扩声系统中——在剧院、会场、广场、Disco舞厅和歌厅等场合，使用激励器可使声音具有穿透力，增加覆盖面积，并且不需要增加重放功率，大大提高了重放声音的质量。此外激励器的使用能帮助声音渗透到所有空间，使声音在很嘈杂的环境中仍清晰可闻。⑵录制和重放音色丰满、力度强劲的流行歌曲——人声和伴奏声的比例往往是处于“临界状态”，有时乐队伴奏的强烈音响和气氛会压住歌声，如果降低乐队的伴奏声又会影响气氛，此时可在歌声信号中加入激励成分。可在不影响气氛的情况下，使歌词更清晰。8.6听觉激励器

⑶一个没有经过专门训练的普通歌唱者，泛音不够丰富，利用激励器配合混响器，可以在音色方面增强丰满的泛音，使其具有良好的音色效果。⑷录音——在翻录磁带时使用激励器，能使所翻录的磁带质量提高，使各种乐器的音色更加突出和清晰，歌词更易听清楚，更具真实感，声音更具穿透力。

听觉激励器的主要目的是用于改善声音的音色结构，增加声音里的泛音部分，使音色效果更佳。激励器在扩声系统中的应用8.1音响设备的分类8.2信号动态处理设备8.3均衡器8.4声反馈抑制器8.5效果处理器8.6听觉激励器

8.7调音台

第8章音频处理与控制设备8.7.1调音台的基本功能8.7.2调音台的分类8.7.3调音台的基本构成8.7.4调音台的信号流程8.7.5调音台的技术指标8.7.6数字调音台8.7调音台调音台（CONSOLE,MIXER）是调音控制台的简称。在音频系统中，以调音台为中心，连接各种信号源设备和音频处理、输出设备。它是录音、扩音、播音系统中的重要设备，是音响工作者进行艺术再创造的主要工具，被誉为专业音频系统的“心脏”。调音台具有多个输入通道，可以接受多路不同阻抗、不同电平的输入音源信号，并对每个输入通道的声音信号进行放大及衰减，均衡等，然后按不同的音量对这些信号进行混合、重新分配或编组，产生一路或多路输出。输出方式有左右声道输出、编组输出、混合输出、录音输出、监听输出以及各种辅助输出。并提供多路输出为其他设备做为信号源输入。通过调音台还可以对各路输入信号进行监听。数字调音台

数字调音台作为音频设备的新生力量已经在专业录音领域占据重要的席位，在此以著名的美奇D8B为例，向大家介绍数字调音台的代表性功能.美奇D8B数字调音台

1．对各路音频信号进行放大前置放大器（输入放大器）

节目放大器（混合、中间放大器）线路放大器（输出放大器）

对输入信号源如传声器（话筒）、录音机、CD唱机、调谐器、电子乐器的各种大小不同的信号进行不同程度的放大。

同时，调音台为适应输入信号的不同电平大小，通常在调音台的输入端有高电平输入（线路输入）和低电平输入（传声器输入）两个插口。8.7.1调音台的基本功能2．对各路输入/输出信号进行电平控制与混合

调音台具有多个输入通道或输入端口，例如连接有线话筒的话筒(MIC)输入、连接有源音源设备的线路(LINE)输入、连接信号处理设备的断点插入(INSERT)和信号返回(RETERN)等。调音台将这些端口的输入信号进行技术上的加工和艺术上的处理后，混合成一路或多路输出。信号混合是调音台最基本的功能。8.7.1调音台的基本功能3．对音频信号的音调音色进行修饰与调整

均衡和滤波

最基本的信号处理是频率均衡。调音台的每一个输入通道都设有频率均衡器（EQ），通过调整可以弥补“缺陷”，提高音频信号的质量，以达到频率平衡这一基本要求。在现代音响设备中，还专门配备有多段频率均衡器设备。

在有的调音台输入通道中还设有滤波器，例如高通滤波器。滤波器在调音台中用来消除节目信号中的某些噪声，如话筒近讲时气息的噗噗声，还可以切去声音信号失真时产生的直流分量防止烧毁音箱。8.7.1调音台的基本功能4.对输出信号进行监听与指示

一般在调音台上都设有耳机插孔和相应的音量控制电位器，可以单独监听各路输入信号或输出信号，也可以有选择地监听混合信号。有条件时(如在音控室)还可以通过调音台某输出端口用扬声器系统实施总监听。8.7.1调音台的基本功能5．信号的分配

调音台有多路输出，如单声道(MONO)输出，立体声(STEREO)主输出，监听(MONITOR)、辅助(AUX)、编组(GROUP)输出等多输出通道。调音台要将混合后的输入信号按照不同的需求分配给各输出通道，为下级设备提供信号。同时，要求接通或断开某输出通道时，不能影响其它输出通道。8.7.1调音台的基本功能6．声像定位

调音台各输入、输出通道都有一个用于声像方位(Panorama)选择的电位器，称为声像电位器或全景电位器。用它来调节信号在立体声左、右声道的立体声分配或制造立体声效果，使音源具有立体声方位感。8.7.1调音台的基本功能7．音量控制

在调音台中，音量控制器一般称作衰减器。现代调音台的衰减器通常采用线性推拉式电位器，俗称推子。8．信号显示

调音台上均设有音量表或数字化发光二极管指示光柱，以便调音师在监听的同时，可以通过视觉对信号电平进行监测，以判断调音台内各部件是否正常工作。8.7.1调音台的基本功能9．通信与对讲

调音台上专门设有一个通信话筒接口，可接入一个动圈式话筒，供音响操作人员与演出单位对讲使用。10．压缩和限幅

调音台输入音源的信号电平和动态范围各不相同，电声器件也会导致信号的非线性失真。因此，在调音台放大器电路上要采取扩展、压缩、限幅放大电路来平衡动态范围。8.7.1调音台的基本功能（1）按信号处理方式可分为模拟调音台和数字调音台模拟调音台：采用传统的模拟方式进行信号处理，通过台子上的旋钮、开关、推子，可直接调整输入的音频信号，技术成熟，成本低。8.7.2调音台的分类数字调音台：其控制电路和信号处理电路全部实现了数字化。调音台内的音频信号是数字化信号，可以方便地实现全自动化，总谐波失真和等效输入噪声均很低。常被用于要求高的音响系统。（2）按其用途可分为录音调音台和扩音调音台录音调音台主要用于录音棚的录音制作系统，其功能较多，结构也非常复杂。扩音调音台普通调音台编组输出调音台带混响和功放的调音台普通调音台结构比较简单，通常只具有立体声输出、单声道输出和辅助输出，均衡器的段数比较少；编组输出调音台结构相对较复杂，除具有立体声输出、单声道输出和辅助输出外，还带有四个以上的编组输出或矩阵输出，均衡器的段数比较多且具有扫频功能；带混响和功放的调音台一般是在普通调音台的基础上增加了混响器和音频功率放大器，是一种混响和功放为一体的调音台。8.7.2调音台的分类（3）按输入信号的通道数来分有：4路、6路、8路、10路、12路、16路、32路、64路调音台等。8.7.2调音台的分类1.输入通道部分—具有多个输入通道或输入端口。包括单声道输入和立体声输入在内的各路输入通道，作用是对每一路输入信号进行电平调节、频率均衡、声像处理，输出到编组总线上。调音台主要由3大部分组成：2.主控输出部分（总控单元）—设有多种输出通道，包括立体声主输出、辅助输出和编组输出等各路输出通道。立体声返回也设在主控部分，均连接在调音台的总体母线上。作用是电平显示，各类总信号的电平控制，提供各种辅助信号输出及输入接口等。8.7.3调音台的基本构成3.连接部分—外接效果器接口和内部混响器部分。它是各路信号源与主要控制部分输入以及主路和辅路输出的连接点，通常配以各种类型的插座。调音台基本原理方框图：单声道输入通道部分立体声输入通道部分主控部分输入通道编组通道主立体声输出通道辅助通道增益调节：用来调整放大器的增益量，适应话筒或线路输入信号的电平。单声道输入通道部分线路输入端（LINEIN）:它是一种1/4"大三芯插座，采用1/4"大三芯插头（TRS），尖端（Tip）、环（Ring）、套筒（Sleeve），作为平衡信号的输入。也可以采用1/4"大二芯插头（TS）作为平衡信号的输入。其输入阻抗高，一般用于除话筒外的其他声源的输入插孔卡侬插座（MIC）:

低阻抗平衡输入插孔。它的抗干扰性强，噪声低，一般用于有线话筒的连接。卡侬头（XLR）卡侬插座上有三个插孔，分别标有1、2、3三个数字。在美规中，标号1为接地（GND），与机器机壳相连；标号2为热端（Hot），连接正相信号；标号3为冷端（Cold），连接负相信号。由于2和3相对1的阻抗相同，并且从输入端看去，阻抗低，所以，称为低阻抗平衡输入插孔。它的抗干扰性强，噪声低，一般用于有线话筒的连接。

接头由左至右

2.5mm单声道接头

3.5mm单声道接头

3.5mm立体声接头

6.3mm立体声接头由左至右

2.5mm单声道接头

3.5mm单声道接头

3.5mm立体声接头

6.3mm立体声接头

大三芯（1/4"

TRS）大二芯小三芯相位倒相开关：当两只话筒拾取同一个音源，如果他们相位相反，那么声音不增反弱。我们就用这个开关纠正。均衡器调节旋钮：分为高频、中高频、中低频、低频四部分。中高频段和中低频段可以选择频率。单声道输入通道部分增益调节旋钮均衡开关：打开或关闭参量均衡器低切按键（100Hz）：按下此键，可将输入声信号的频率成分中100Hz以下的成分切除。混合或编组输出输出通道选择开关声像移位电位器哑音开关哑音编组开关预推子监听开关单声道输入通道部分立体声输入通道部分接线端口主立体声输入端口，用来连接专业立体声设备。当音源为单声道设备时，只接入左声道，此时相当于单声道线路输入。卡座/CD输入端口，用来连接半专业或民用立体声卡座或CD机等设备。同样也可用于单声道输入。卡座/CD部分的调节PFL增益选择键。由于市面上半专业设备的标准电平为-10dB，而民用设备的标准电平为-20dB。因此这个按键专门由于匹配这些设备的电平。混音调节钮，同时调节左右声道送入相应混合总线的电平。CASS/CD信号不送入编组总线。AUX1~AUX2PRE：两组推子前辅助输出电平调节旋钮，直接将信号送入辅助总线。即CASS/CD信号不进入推子调节。PFL立体声输入通道部分GAIN：增益调节钮。22dB增益控制，匹配不同音源。HF、LF：高、低频两段均衡电平(或称音调)调节钮。均衡器的特性与单声输入通道的HF和LF相同，只是其高频中心频率和低频中心频率可通过对应按键选择。高频可选6kHz和12kHz(按下选6kHz)，低频点可选择60Hz和120Hz(按下选120Hz)。如何选择要根据音源决定。立体声输入通道部分6路辅助输出电平调节旋钮（音量控制）。其基本含义与输入通道相同。唯一区别是辅助“1”、“2”和“3”是推子前/均衡后模式（可通过内部跳线将均衡前模式改为均衡后模式）。立体声输入通道部分立体声平衡调节旋钮，控制左右声道送入混合总线及编组总线信号的比例。输出通道选择开关哑音开关哑音编组开关预推子监听开关立体声输入通道部分主控部分主控部分：又称总控单元。调音台的各输出通道均设置在主控部分，包括了编组通道、辅助通道和主立体声输出通道等。立体声返回通道通常也设置在主控部分。各输入通道信号混合成节目信号后，经节目放大和线路放大送到输出端口输出。1.编组通道部分的接线端口当选择把该通道的声音送到编组1时，此时，从左声道输出的就是刚送到编组1的声音。当选择把该通道的声音送到编组2时，此时，从右声道输出的就是刚送到编组2的声音。按键从1、3通道输入的声音将从左声道输出；从2、4声道输入的声音将从右声道输出。4路单声道编组输出。连接扩声系统中的辅助扩声扬声器系统或录音机。通过输入通道的PAN按钮控制，可以将编组“１”、“3”和编组“2”、“4”分别编为左声道和右声道立体声输出。4路立体声返回通道，每路分左、右两声道输入，对应有8个输入端口。立体声返回通道实际应属调音台的输入通道，但为了方便控制，调音台多将其接线端口和控制键钮设置在主控部分的面板上。作用：外接信号处理设备的输出端口，如混响器，使加工处理后的立体声信号再通过这个端口返回到调音台的混合总线（左声道和右声道同时输出）或编组总线中输出到左声道或右声道。这样调音台输出的信号即为加工处理过的信号。该通道也可当作单声道输入使用，此时只需接入左(L)声道。编组1~4输出的断点插入端口外接信号处理设备，对编组1~4的信号进行处理。

峰值光柱式编组电平表，4列分别与4路编组输出通道对应，用来显示每组的输出电平。正常工作时，绿灯常亮。立体声返回控制，与4路立体声返回通道一一对应。每一路控制包括电平调节旋钮和选择键。控制1路立体声返回通道送回调音台的电平。选择3路立体声返回信号是送入混合总线MIX还是编组总线。GRP1GRP2GRP3GRP4编组通道的键钮功能这组按键分别与输入通道中的编组1~2和编组3~4按键对应，对编组1~2或编组3~4中的信号进行输出方式的选择。编组输出方式选择键选择编组1~2的信号是从独立单声道输出（MONO）还是从主立体声声道（STEREO）输出。使编组信号从编组通道GRP1~4输出的同时也从主立体声声道输出。

矩阵输出控制：这组控制钮一共有8个，分别调节4个编组通道送入矩阵A和矩阵B的信号电平。重新混合后两路独立的信号从矩阵输出端口输出。

调音台有两组特殊的输出，其信号取自4个编组通道和立体声主输出的左/右声道，然后重新混合成两路(A/B)独立的输出信号，因此将这两组输出称为6×2矩阵输出，其输出端口设置在主输出板块。PFLPFLPFLPFL编组输出衰减器推子，每个编组通道都对应一个。编组通道预推子监听键，可分别对各编组通道进行推子前独立监听控制。PFLPFL2.主立体声输出通道混合输出端口：输出立体声的左声道和右声道。用来连接扩声系统中的主扩声扬声器系统。混合插入端口：为混合输出的左声道和右声道断点插入效果器。录音输出端口：可用来接入数字录音机等设备。立体声主输出有两路，即左声道输出和右声道输出，两声道单独控制，调音台也将其称为混合输出(MIXOUT)。通信话筒输入端口：用于连接调音师通信讲话用的话筒。用于调音师与演员对话。通信话筒控制：控制通信话筒的音量。通过这组选择键可调音师选择哪个通道作为通话通道。可以是辅助1或2，辅助3或4，也可是主立体声输出MIX，或是编组GRP。主立体声输出通道矩阵主控(MATRIXMASTERA/BAFL)。这组控制有两个电平调节钮和两个监听控制键。电平调节钮分别控制矩阵A和矩阵B输出信号总电平；通过该钮下面设置的监听控制键(AFL键)可分别对矩阵A和矩阵B输出的信号在监听耳机中实施推子后独立监听(AFL)，且不影响两个通道的输出信号。主立体声输出通道矩阵送出控制(MATRIXSENDSSTEREO)。两个电平调节钮分别控制混合总线送入矩阵A和矩阵B输出通道的信号电平，其下方的立体声选择键(STEREO键)可将两路矩阵输出变换成为立体声信号，按下此键为立体声输出，矩阵A为左(L)声道，矩阵B为右(R)声道。混合输出衰减器推子(MIXL/R)——立体声主输出总电平调整调音时应使两个声道的输出信号电平取得一致。主立体声输出通道辅助输出端口：用于连接信号处理设备。辅助主控键钮：对6个辅助通道的输出信号进行电平调整。AFL键可对各通道进行推子后即衰减后的监听。辅助模式选择键。可将辅助“4”由原来的推子后/均衡后模式改为推子前/均衡前模式。按下此键，即改变模式，指示灯亮。辅助输出通道工作状态指示灯调音师对各路信号进行监听的耳机插孔，以及对耳机的输出进行电平调节钮。哑音主控，调音台可对哑音状态进行编组，这4个