音响平衡器

2020-04-19 06:19 shenhua

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  均衡器是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备,通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及其它特殊作用,一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。均衡器可分为三类:图示均衡器,参量均衡器和房间均衡器。

  均衡器是指用以校正因频率不同而引起的衰减(即传输损耗)及相位差不同的网络。能校正衰减与频率关系的,称为“衰减均衡器”;能校正相位差与频率关系的称为“相位均衡器”。在有线电视系统里经常需要使用均衡器。均衡器通常串接在放大器的电路中,是为平衡电缆传输造成的高频、低频端信号衰减不一致而设置。因为电缆的衰减特性随频率的升高而增加。常用的衰减均衡器,又称为幅度均衡器。一般由线圈、电容器、电阻等元件组成。衰减均衡器的特性阻抗等于一个定值,其均衡值为电缆高、低频参考点之间衰减量的分贝差,均衡器的频率特性正好与电缆频率特性相反,而是频率低衰减大,频率高衰减小,用这一相反的特性起到均衡作用。电缆对信号有衰减且衰减程度与所传输的信号频率的平方根成正比,即电缆高端损耗较低端损耗大。使用一个均衡器,使信号较多地衰减低频部分而较少地衰减高频部分,再在均衡器的输出端设置一个具有平坦特性的放大器,即可将信号电平恢复到原来的水平。

  (3)频率响应均衡器。在实际系统中往往出现中间某个频道电平比其他频道电平高的情况,这时用上述均衡器就不能解决问题,而应采用针对某点频率的频率响应均衡器。

  均衡器是电线电视系统中的一个常用器件,其质量好坏对系统有较大的影响,常用插入损耗、均衡值、均衡偏差、反射损耗、载流量等项指标来衡量其性能。

  (1)插入损耗。在工作频率的上限频率处,均衡器输入功率与输出功率分贝数之差即为插入损耗。

  (2)均衡值。为了表示均衡器的衰耗—频率特性和方便使用选型,均衡值有两种表示方法:一种是均衡量,—种是当量均衡值。

  (3)均衡偏差。由于均衡器特性不能和电缆衰耗特性完全互补,有一定的均衡偏差。均衡偏差为工作频段内规定频率点均衡值与理论均密值的差,均衡偏差值越小,补偿的效果越好。

  (4)反射损耗。它是衡量均衡器输入端和输出端匹配好坏的指标。反射损耗值愈大,端口的阻抗匹配愈好。

  (5)载流量。在采用集中供电方式的CATV系统,均衡器应能为后续放大器提供电流通路,这种均衡器称为道流型(馈电型)均衡器,若均衡器是专为放大器配接使用的,则无需载流量要求了。

  图示均衡器:亦称图表均衡器,通过面板上推拉键的分布,可直观地反映出所调出的均衡补偿曲线,各个频率的提升和衰减情况一目了然,它采用恒定Q值技术,每个频点设有一个推拉电位器,无论提升或衰减某频率,滤波器的频带宽始终不变。常用的专业图示均衡器则是将20Hz~20kHz的信号分成10段、15段、27段、31段来进行调节。这样人们根据不同的要求分别选择不同段数的频率均衡器。一般来说10段均衡器的频率点以倍频程间隔分布,使用在一般场合下,15段均衡器是2/3倍频程均衡器,使用在专业扩声上,31段均衡器是1/3倍频程均衡器,多数有在比较重要的需要精细补偿的场合下,图示均衡器结构简单,直观明了,故在专业音响中应用非常广泛。

  参量均衡器:亦称参数均衡器,对均衡调节的各种参数都可细致调节的均衡器,多附设在调音台上,但也有独立的参量均衡器,调节的参数内容包括频段、频点、增益和品质因数Q值等,可以美化(包括丑化)和修饰声音,使声音(或音乐)风格更加鲜明突出,丰富多彩达到所需要的艺术效果。

  房间均衡器:用于调整房间内的频率响应特性曲线的均衡器,由于装饰材料对不同频率的吸收(或反射)量不同以及简正共振的影响造成声染色,所以必须用房间均衡器对由于建声方面的频率缺陷加以客观地补偿调节。

  频段分得越细,调节的峰越尖锐,即Q值(品质因数)越高,调节时补偿得越细致,频段分的越粗则调节的峰就比较宽,当声场传输频率特性曲线比较复杂时较难补偿。

  其中paragraphiceq是参数图形均衡器,graphiceq是图示均衡器。用滑动控制器作为参数调整的多段可变均衡器。滑动控制器下的标识与其频率响应所对应。每一频段的中心频率与带宽是固定的。

  正是有了这个所谓“均衡”的效果器,我们的音乐才不会过载,乐器音色才会如此丰富。然而知道1加1等于2更要知道1加1为什么等于2。今天我把这个效果器扒光,从根本上来分析它的工作原理。

  “EQ的原理?声波是由不同谐波组成的!所谓均衡处理就是改变这些谐波的振幅。”这个说法也对也不对。说它对是因为均衡效果器的初衷是这样的。说它不对,是因为以当今的数学算法,还不能做到由答案推出确定的问题。比如一道题的答案是10,我的问题可以是2+8,也可以是1+3+6,甚至可以是5.5+4.4+0.1等等……波形也是一样,同样的合成波形,可以有无数谐波组合。所以说,效果器根本不能分清楚这些谐波的个数与振幅类型。不过均衡的发明者很聪明,他并不让EQ处理不可琢磨的谐波去改变音色,而是通过一种巧妙的方法,间接的改变了音色。

  从高中物理书上的“振动与波”一章可知频率等于周期的倒数。而所谓周期,就是指物体完成某种运动,回到初始状态所经历的时间。

  由纵轴的零点来看,这个波形的从0时刻从0振幅开始跨越1/440秒后回到了初始状态(第1/880点纵轴位置也是0点,但是运动方向与初始位置相反。所以不能当作返回)。现在我们知道这个波形的频率是440Hz(1/440的倒数),可是这个波形就只有440Hz的声音么?不是的。如果我们从图中纵轴的某个非零位置看上去。

  正如大家看到的,这一段里,振动回到平衡位置经历的时间是1/440秒,也就是说,绿色部分是频率为440Hz的波形。同样的,从纵轴不同的非零位置看,可以得到各种频率的波形。

  这样,我们就近似得到了波形的各个分波。下面EQ所要做的,就是调整各个近似分波的振幅(音量)大小。但在这之前,我们先要下一个定义:同样的波形,在纵轴的不同位置看上去有不同的频率,我们把从平衡位置(纵轴零点)看上去呈现的频率称为“乐音频率”,把从纵轴不同位置看上去的分波统称“声音频率”。人耳在接收声音的时候,会自动把耳膜在平衡位置的振动频率(也就是“乐音频率”)当作音高,把其他频率转化为音色。

  最原始的EQ,是利用电容器的所谓“容抗”现象来调整声音的音色,所谓“容抗”,既是说电容器有这样一种物理现象。对于不同规格的电容,其对不同频率交流电信号有减弱或提升的现象。声音从mic转化后会变成交流电信号,电流I会正比于声音振幅(其实只能近似正比)。I通过导线段EQ的理论电路来举例:

  3个不同规格的电容器分别负责调整高频,中频和低频。由于三个电容分别对高,中,低频率的敏感程度不一。