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  專業(yè)音響設(shè)備解密：頻率均衡器的作用和種類

  在劇場(chǎng)、會(huì)堂、歌舞廳等的專業(yè)音響設(shè)備中，除了節(jié)目源設(shè)備、放大器、調(diào)音臺(tái)之外，還使用許多信號(hào)處理設(shè)備，以美化音色、提高音質(zhì)、增強(qiáng)各種音響效果。所以，這些信號(hào)處理設(shè)備廣義上說(shuō)都是效果器。

  所謂信號(hào)處理，就是對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行加工、變換等。在專業(yè)音響中，信號(hào)處理或加工主要有如下方面。

  ①幅度處理。手機(jī)直播設(shè)備側(cè)重于幅度處理的設(shè)備有壓縮器、限制器、擴(kuò)展器、噪聲門、降噪器等。

  ②頻率處理。側(cè)重于頻率處理的設(shè)備有均衡器、激勵(lì)器、反饋抑制器、變調(diào)器、分頻器等。

  ③時(shí)間處理。側(cè)重于時(shí)間處理的設(shè)備有延遲器、混響器等。

  在信號(hào)處理設(shè)備中，還經(jīng)常遇到數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，它是采用數(shù)字技術(shù)的信號(hào)處理設(shè)備，可以看作卜述幾方面的綜合處理，并常以數(shù)字程序方式存儲(chǔ)。通常，人們習(xí)慣上所稱的效果器往往是指混響器或數(shù)字信號(hào)處理器。

  一、頻率均衡器的作用和類型

  頻率均衡器在廳堂擴(kuò)聲中應(yīng)用很多，其主要作用如下。

  ①校正音響設(shè)備產(chǎn)生的頻率畸變，既能補(bǔ)償各種節(jié)目信號(hào)中欠缺的頻率成分，義能抑制過(guò)重的頻率成分。

  ②校正室內(nèi)聲學(xué)共振特性產(chǎn)生的頻率畸變，彌補(bǔ)建筑聲學(xué)的結(jié)構(gòu)缺陷。

  ③抑制聲反饋，改善廳堂擴(kuò)聲的質(zhì)量。

  ④修飾或美化音色，提高音質(zhì)和音響效果。

  例如，在廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)安裝完畢后，由于廳堂聲學(xué)共振而使擴(kuò)聲系統(tǒng)(包括傳聲器、放大器、音箱、房間的傳輸特性)的頻率特性曲線起伏很大，這時(shí)就可借助頻率均衡器(房間均衡器)，通過(guò)提升(或衰減)由于廳堂對(duì)某些頻率而造成的谷點(diǎn)(或峰點(diǎn))，使總響應(yīng)特性趨十平坦，這就是所謂的鏡像均衡。對(duì)于存在聲反饋的擴(kuò)聲系統(tǒng)，在均衡處理之前，要使擴(kuò)聲系統(tǒng)穩(wěn)定，最大增益只能大到使頻響曲線中的最大峰點(diǎn)接近自激之處。此時(shí)，除最大峰點(diǎn)附近很窄的頻段外，人部分頻段內(nèi)的擴(kuò)聲增益都很低，常常不能滿足使用要求。借助頻率均衡器處理后，大的峰點(diǎn)被消除，頻率特性變均勻了，使所有頻率點(diǎn)的擴(kuò)聲增益都有相當(dāng)大的提高。至于利用頻率均衡器來(lái)修飾音色、提高音質(zhì)是大家所共知的。

  四種類型頻率均衡器曲線

  均衡器按頻率特性形狀可分為四種類型，如圖所示。圖(a)為斜坡型(Shelving)均衡器的頻率特性，這類均衡器又稱架形均衡器，用于在寬的頻率范圍內(nèi)對(duì)高頻和低頻進(jìn)行提升或衰減，即通常所說(shuō)的音調(diào)控制。它的特性變化較平緩，不適于對(duì)音色進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)。峰谷(Presence)型均衡器的基本形式是單峰諧振特性，用于對(duì)某一頻帶進(jìn)行提升或衰減，通常使用若干個(gè)諧振頻率，如圖(b)所示，可用來(lái)進(jìn)行較細(xì)致的音色調(diào)整。

  圖(c)為圖示均衡器的頻率特性，它的面板裝有一排推拉式電位器，每個(gè)電位器對(duì)應(yīng)一個(gè)中心頻率。整個(gè)音頻范圍(從低頻到高頻)一般分為9—31個(gè)中心頻率，它調(diào)整的頻響曲線可以從推拉電位器推桿所處的位置直觀地顯示出來(lái)，因此稱為圖示均衡器。

  圖示均衡器按頻率劃分可分為倍頻程(?oct)式、1/2倍頻程式和1/3倍頻程式等幾種。常見(jiàn)的是倍頻程式和1/3倍頻程式兩種。所謂倍頻程式，是指相鄰頻段的中心頻率相差一倍，即?2/?1=2n。1/3倍頻程式是，n=?1/3，即?2/?1=21/3。國(guó)際卜對(duì)倍頻程與1/3倍頻程的各中心頻率都有規(guī)定(參見(jiàn)第二章表2-1)：倍頻程式的中心頻率一般設(shè)在63Hz、125Hz，250Hz、500Hz、lkHz、2kH、4kHz、8kHz和16kH共9個(gè)頻率卜，所以有時(shí)也稱為9段均衡器。1/3倍頻程式的中心頻率定為20Hz、25Hz.?31.51Hz、40Hz、50Hz、63Hz、80Hz、100Hz、125Hz、160Hz、200Hz、250Hz、315Hz.?400Hz、500Hz、630Hz.?800H、lkHz、1.25kHz、1.6kHz、2kHz、2.5kH、3.15kHz、4kHz、5kH、6.3kHz、8kHz、10kHz、12.5kHz、16kHz、20kHz，即把整個(gè)音頻范圍(20Hz～20kHz)分為31個(gè)頻率點(diǎn)，因此通常稱為31段均衡器。有時(shí)將其兩端頻率(如20Hz、25Hz、31.5Hz、20kHz)省掉幾個(gè)，就成為27段或30段的均衡器。顯然，對(duì)于房間特性均衡用的頻率均衡器，頻段劃分越窄，越有利于進(jìn)行房間特性補(bǔ)償，但頻率點(diǎn)增多。目前最常用的是27～31個(gè)頻率點(diǎn)的1/3倍頻程頻率均衡器。

  上述均衡器都是中心頻率固定而調(diào)整各點(diǎn)的提升或衰減的幅度。還有一種均衡器，如圖(d)所示，其中心頻率、Q值(對(duì)應(yīng)于該中心頻率的帶寬)和提升(或衰減)幅度三種參數(shù)都分別可調(diào)，所以稱為參量均衡器。這種參量均衡器的頻率點(diǎn)較少，但它可在整個(gè)音頻范圍內(nèi)方便、精確地進(jìn)行各種節(jié)日信號(hào)的均衡處理，也可用來(lái)對(duì)某些頻帶大幅提升以形成特殊音響效果，或者用來(lái)大幅抑制某一頻率點(diǎn)以濾除特定的干擾或噪聲，又盡可能少地?fù)p失有用信號(hào)。近來(lái)，調(diào)音臺(tái)中也大量采用參量均衡器或半?yún)⒘烤馄鞣绞健?

  二、均衡器的主要技術(shù)指標(biāo)

  (1)頻率點(diǎn)數(shù)(段數(shù))

  均衡器的中心頻率設(shè)置如前所述，是有一定規(guī)律的，例如倍頻程、1/2倍頻程和1/3倍頻程等。通常，頻率點(diǎn)數(shù)越多，其頻帶寬度越窄，Q值越高。

  (2)均衡量

  亦即控制范圍，它是指均衡器對(duì)中心頻率所對(duì)應(yīng)信號(hào)的最大提升量或最大衰減量，常用分貝表示。其規(guī)格有±6dB、±12dB、±15dB、±18dB等。數(shù)值越大，表示控制能力越強(qiáng)。

  (3)諧波失真

  通常要求諧波失真應(yīng)不大于0.1%。

  (4)等效輸入噪聲級(jí)

  這是與信噪比相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)。其值越小，信噪比越好。通常要求等效輸入噪聲不大于-90dB。

  (5)對(duì)于參量均衡器還有Q值和中心頻率調(diào)整范圍

  Q值又稱品質(zhì)因數(shù)。Q值越高，均衡器提升或衰減曲線越尖銳，帶寬(頻帶寬度)也越窄;反之，Q值越低，帶寬越寬。Q值調(diào)整范圍通常在0.3～20之間。參量均衡器各中心頻率調(diào)整都可以在一定范圍內(nèi)變化。通常頻率點(diǎn)分得越多，其對(duì)應(yīng)的中心頻率范圍越小，Q值越大，并且各頻段之間應(yīng)有過(guò)渡(或稱相互交叉)的頻率點(diǎn)。

  頻率均衡器常見(jiàn)的專業(yè)級(jí)名牌產(chǎn)品有美國(guó)的UREI、ART、DOD，英國(guó)的Rebis、KLARK-TEKNIK，法國(guó)的SCV，日本的YAMAHA等。下面介紹日本公司生產(chǎn)的兩種均衡器產(chǎn)品。

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