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音响系统与调音--基础知识了解
发布时间:2015.04.02 来源: 浏览:
 

1.1音响系统
用传声器把原发声场声音的声波信号转换为电信号,并按一定的要求将电信号通过一些电子设备的处理,最终用扬声器将电信号再转换为声波信号重放,这一从传声器到扬声器的整个构成就是音响系统的最基本的概念(见图1.1),其中传声器和扬声器均称为换能器。虽然音响系统中的电信号在能量的形式和量纲上与声波的声信号不同,但作为信号,它们之间的信息的本质是一致的,即它们的幅度有相对大小的对应关系,它们的频率也是对应的,因此音响系统中的电信号在频率上处于20Hz~20kHz的声音频率范围内,称为音频信号。音频信号,这是音响系统的重要特征。
    当然上述系统并不是指扩音(尽管扩音也包括在其中),因为从爱迪生发明留声机的一百多年前到音响技术飞速发展的今天,让声音跨越时间和空间障碍的声音记录和重放一直是音响系统所要完成的首要任务,因此音响系统可分为声音的制作(记录)和重放两大类型。
    应当说在声音的制作和重放之间还有一个声音的传播的环节,声音的传播包括声音记录在一定的载体(如磁带或CD唱片等)上流通或以广播的无线电电波发送,但这不属于音响系统的范畴,因为前者不是电子设备构成的系统,后者不是音频信号系统。
    无论是声音的制作还是重放均有另外一个重要的任务,即声音的处理,因为声音的制作和重放不能机械地再现原始的声音,不仅要消除原声音的弊病,也要按一定的审美要求来美化音质,根据需要甚至要创造原来没有的声音,这也是音响系统所要承担的。
    根据不同的要求和任务以及不同的场合有不同的音响系统,可以从不同的角度来分,从大范围来分有专业音响系统和家用音响系统。专业音响系统可分为制作系统和重放系统,制作系统有音乐录音制作系统和影视录音制作系统,无论哪种制作系统有时又可分为前期录音系统和后期制作系统,此外还有广播制作(实时或录音)系统;重放系统有影剧院、体育场馆、会场、会议厅(室)扩音系统,歌舞厅、迪斯科舞厅、卡拉OK音响系统等。家用音响系统可分为音乐放音系统和AV放音系统;AV放音系统包括家庭影院环绕系统和卡拉OK系统等。参见表1.1。
应当说明上述的制作和重放系统并不是绝对可分的,在制作系统中也有重放功能,如监听部分,而在重放系统中也有录音制作的要求和手段,如现场实况录音,之所以这样来分只不过强调了系统的侧重面而已。
 
    表1.1音响系统的分类
 
 
 
1.2音频信号
    前面已经提及,音频信号就是频率在声音频率范围中的电信号,音响系统构成的流程就是音频信号流通和处理的过程。从声波声信号经话筒转换成电信号,再经过整个音响系统后最终经扬声器重新转换为声波声信号,在这一声-电-声的过程中信号的信息本质没有变,当然电信号本身在其计量方面有其特殊性。
    1. 电平
    我们知道声信号的基本形式和单位是声压-帕(Pa),但人耳对声音大小的主观感觉并不与声压的大小成线性的对比,而是与声压的对数值成线性对比关系,为此我们用声压级Lp来表示声音的大小,其定义为
                 Lp=20Lg P/Pref dB          (式1-1)
    式中P为实际声压,Pref为参考声压,其值为2×10  Pa,是1kHz时人耳刚察觉的声音,因此声音级没有负值,声压级的范围为0dB~120dB,其中0dB称为闻阈,120dB称为痛阈,大于120dB人耳感觉发痛,不能承受。
    一般在电路中信号的基本的形式和单位是电压-伏(V)、电流-安培(A)、功率-瓦(W),以这些形式来表示电量一是取值和计算不便,二是不利于与声信号对应,为此我们对电信号的电量取对数,称为电平。
    电平就是以分贝的形式来表示电信号。
    电平是将实际电量与一个基准量作比较而后取对数,所以电平是一个相对值。基准量定义为在600欧姆(Ω)的负载上得到1毫瓦(mW)的功率作为基准量Pr,根据功率P=UI=U /R=I R公式,所以引出的电压基准量Ur为0.775伏(V),电流基准量Ir为1.29毫安(mA)。有功率电平、电压电平和电流电平三种:
             功率电平Lp=10Lg P/1m (dBm)    (式1-2)
             电压电平Lu=20Lg U/0.775 (dB)   (式1-3)
             电流电平LI=20Lg I/1.29m (dB)    (式1-4)
    式中P、U、I为实际的功率、电压、电流的数值。也可把功率电平、电压电平和电流电平分别称为功率级、电压级和电流级。
    功率电平、电压电平和电流电平在实际意义上是等同的,后两者是前者的推广,即
       10Lg P/Pr=10Lg (U 2/R)/(Ur2 /R)=10Lg (U/Ur) 2 =20Lg U/Ur (式1-5)
    上式的前提是R相同,同样也可引出电流电平。
    可以用相对电平来表示两点之间的电平值之差,这两点可以是设备、单元模块、或电路间的输出和输入点,如图1.2,其相对电平Lu=Lu2-Lu1(dB),当然Lu1和Lu2在取值时其阻值应当认为是相等的。
                               
    无论是设备、模块还是电路,其输出和输入两点之间的相对电平为正,则它具有增益(Gain),若相对电平为负,则它具有衰减(PAD)。
    电平值有正有负,把0dB的电平值称为线路电平,这是一个基准的量值,音响设备的线路输入和输出都设定在线路电平,大多数情况下音频信号小于0dB,当信号大于0dB时就要注意可能产生的失真(功率放大器除外),但音响设备在信号为正dB时都有一定的动态余量。
    电平是一个相对值,0dB相当于0.775V的基准电压,但也有以1V作为基准电压的标准,所以后者0dB时相当于1V,对此往往以dBv表示。而有些调音台的电平计量VU表中刻度为dBvu,0dBvu对应于电压1.23V,相当于dBm的4dB。
    2. 计量值
    无论是声信号还是音频电信号,在对信号的强度计量时有五种计量的方法,即对同一信号用不同的计量值来计量会产生不同的量值,之所以设定不同的计量值,主要是为了使计量充分反映出声音信号的波形特点,便于在不同场合的应用。这五种计量值分别是峰值、有效值、平均值、准峰值和准平均值,前三个是基本量,后两者是导出量。
    1)峰值Up:信号在一个周期内或一定长时间内的最大瞬时绝对值。其定义式为:
         Up=|U( t )|max    (Tn< t <Tn+1)          (式1-6)
    式中U( t )为信号瞬时值,Tn为某一计量时间区间点。
    2)有效值Urms:也叫方均根值,指信号瞬时值平方平均值的平方根值,其意义为该值等同于具有相同功率的直流信号的强度。其定义式为:
                                                       (式1-7)
    式中T为Tn~Tn+1的时间长度。
    3)平均值Ua:也叫整流平均值,是指声音信号瞬时绝对值的平均值。其定义式为:
                                                          (式1-8)
    4)准峰值Uq-p:用与信号相同峰值的稳态简谐信号(如正弦信号)的有效值表示的数值,由于稳态简谐信号的有效值等于  /2倍的峰值,所以准峰值的定义式为:
                  Uq-p=  /2Up=0.707Up      (式1-9)
    即一个信号的准峰值实际上就是其峰值的70%。
    5)准平均值Uq-a:用与信号相同平均值的稳态简谐信号的有效值表示的数值,由于稳态简谐信号的有效值相当与    /4倍的平均值,所以准平均值的定义式为:
                   Uq-a=    /4Ua=1.11Ua     (式1-10)
    同一信号在用五种不同的计量值去计量时,其数值是不同的,当这一信号频率(或频谱)和波形为确定的,则五种计量值的比例也是确定的,而当信号的频率(频谱)和波形改变时,五种计量值的比例也随之改变,有时甚至差异很大,因为这五种计量值是从不同角度去描述信号的。根据不同的场合和不同的使用要求,有针对性地去选用合适的计量值,从而来计量声音信号的强度。在声学测量中使用的声级计往往设置峰值、有效值、平均值等几种指示量值,在音响系统根据不同的要求则往往选择设置不同计量值的电平表。
    3. 电平表
    为了统一在各环节中对同一声音信号的计量,便于声音信号的传输和声音信号所对应的节目的交换(信号从一个音响系统变换到另一音响系统),必须要有一个共同的电平标准,因此同一类型的计量电平表除了必须在计量值上统一外,也必须在它的时间特性、频率响应、阻抗、刻度方式、指示偏差的方面有统一的要求。特别是时间特性,它是反映计量电平表特性的一个很重要的参数。
    从前述的各计量值的定义中可以看出,无论是哪一个计量值都有一个取值的时间问题,或一个周期或一定长的时间内,由于实际的声音信号是时时刻刻在变化的,其频率和周期(实际上是一个复合波的频谱)是一个不确定值,而计量表显然只能以一个确定的时间参数来取样,不能随着信号的周期来改变时间参数。这一时间参数取大和取小对实际的计量有很大的影响,从需要准确地反映声音信号的强度变化,对信号进行“实时”的观测分析(峰值、准峰值)的角度,时间参数应足够快;从需要了解声音信号在听觉上引起的强度感觉角度,时间参数应满足人的听觉的积分特性,适当慢一些;而当需要计量声音的做功情况时,时间参数又应足够慢。此外,计量电平表的指示跟随信号的增大而增大,当信号突然消失(下降),则指示的下降也有一个时间的问题,也需要考虑。
    有两类正在广泛使用着的电平计量表,一是VU表(由英文Volume Unit缩写而来,也叫音量单位表),另一是PPM表(是英文Peak Programme Meter缩写而来,也叫峰值节目表。PPM中的M即仪表所以叫PPM表有语病,但习惯上这样叫)。
    1)VU表
VU表是一种准平均值计量表(对信号用平均值检波器并按简谐信号的有效值确定刻度),其刻度用对数和百分比数表示,但基准参考电平值以0VU表示,标准VU表的0VU相当于信号的准平均值1.228伏,并以0VU对应100%的刻度,从0VU至满刻度有3dB的红色警示区域,在0VU之下至指针的起点的范围,有从-20VU~0VU(dB)的指示刻度,见图1.3。
    VU表的时间特性规定为:当稳态时达0VU的1kHz简谐信号突然加入VU表时(信号源的等效内阻为600欧姆),指针达到刻度的99%处所需的时间应为300±30ms,指针的过冲不超过稳态值的1.5%,过冲的摆动不超过一次;当信号突然消失后,指针从100%降到1%所需的时间也是300±30ms,图1.4示出了其指示值的时间特

 
    VU表的VU值也叫音量单位值,,对VU值应注意两点,一是仅从其量值的角度看,VU值的本质上还是dB值,其VU的增减量相当于dB的增减量,只不过是其基准点0VU确定为1.228的准平均值,并且有时在使用时也可插入所需的衰减器霍霍放大器,则其参考值亦有相应的变化;二是从时间特性看,尽管VU表有一个300ms不算短的积分时间,但它是一个确定值,因此有时还是跟不上信号的实际准平均值电平的变化,所以VU值不完全等同于dB值,故而,VU表不能反映出声音信号的峰值变化,它基本上反映出声音信号的听感强度(所以叫音量单位表),所以在扩音、电台的广播中运用较多,但VU值有时也与听感强度有误差。
    VU表是在电声过程中应用时间很长(始于1939年)且相当普及的专业用计量表,但也有在家用音响设备上应用的VU表,这些往往是非标准表,应注意。
    2)PPM表
PPM表是一种准峰值电平表(采用峰值检波器并按简谐信号的有效值确定刻度),标准PPM表的基准点0dB相当于1.55伏的声音信号准峰值,从0dB至满刻度有5dB的余量,以红色作为警示,从指示的起点至0dB一般有50dB的有效指示刻度,比VU表可指示更大的动态变化,见图1.5。应当注意VU表0VU的1.228伏和PPM表0dB的1.55伏不能认为仅相差0.322伏,因为首先一是准平均值而另一是准峰值,其次对不同信号的准平均值和准峰值其比值是不一样的,所以在准峰值的刻度上对应的0VU值应是一个约-6dB~12dB的范围(一般声音信号的准峰值和准平均值之比最大可达9dB,也可能更大),在PPM表上一般标注这一区域。VU表的指示为指针式,PPM表的指示有光带式也有指针式,但以前者为多。
 
 
PPM表的时间特性规定为:其指示值的上升时间是1~10ms,非常短,可以准确地反映出突来的强信号包络变化;其下降时间为1.5s(信号下跌20dB所需的时间),相当长,以便于眼睛的观测。PPM表的时间特性见图1.6.
 
    PPM表指示的是声音信号峰值的变化,其信号的指示不能直接反映出对此信号听觉的强弱感,即与信号的响度不一定相对应,但能及时地反映出声音信号的过载失真情况,故在录音中往往使用PPM表。
 
1.3音响设备
    音响系统是由一些电子设备的基本单元按一定的方法组接而成,这些基本单元就是音响设备,音响设备有很多种,每种设备完成特定的功能,在音响系统中需要哪些音响设备并且每个音响设备在系统中处于什么位置,依据要构成一个怎样的音响系统和要完成什么任务以及系统的性能要求来确定,但首先我们必须要了解各种音响设备的功能、作用和性能特点,才能在此基础上来正确地构成一个特定的音响系统。
    由于音响设备有很多种,为了便于掌握,依据它们的所具有的功能特点把它们分成五类,即节目源设备、调音台、音频处理设备、扩音设备、录音设备,所有的音响设备都可以归属到这五类设备中。
    1. 节目源设备
    节目源设备包括CD机、磁带放(录)音机、视频播放机的音频部分(LD、VCD、DVD等)、调谐(收音)器、话筒(MIC)、无线话筒、电子乐器(电子琴、合成器、电子鼓、电吉它、电贝司等)以及其它一切提供含有声音节目信息音频信号的设备。
    节目源设备的作用是提供含有声音节目信息音频信号,是各类音响系统的始端。电子乐器之所以属于节目源设备是因为它们一般不直接发声有专门的音频输出,而普通乐器一定要通过话筒拾音来转换成为音频信号。
    虽然节目源设备有很多,但根据它们的信号特征可分为两类:低电平和高电平。话筒是低电平信号的器件(设备),除此以外其他节目源设备基本上均为高电平设备,但个别电子乐器有时也为低电平输出,如电吉它、电贝司等。
    2. 调音台
    除了调音台( Console Mixer )的型号不同所带来的外型结构的大小、路数的多少、性能的高低、功能的差异等区别外,调音台就是一种,之所以要把调音台列为一类,其原因在于调音台是一种有别于其它音响设备且极其重要的音响设备。
    调音台是整个音响系统中的一个中心设备,无论是在制作节目如电影、电视、音乐等录音中,或是在剧场、歌舞厅等现场扩音调音中,调音台都是一种对音频信号进行技术控制和艺术加工处理的重要音响设备。调音台在音响系统中的作用是把各个节目源输出的音频信号汇集在一起,进行控制调整、音质加工,并分配到所需要的通路(或声道)输出。
    3. 音频处理设备
    音频处理设备有很多类型,包括均衡器、压限器、效果器(延时器、混响器等)、激励器、降噪器、声反馈抑制器等。音频处理设备也叫周边设备,其意义是它们均环绕配接在调音台的四周。各种音频处理设备都有其不同的特点,但它们的共同点是通过对音频型号的处理来修饰美化重现的声音。
    各种音频处理设备的功能和作用如下:
均衡器:也包括一些滤波器,通过对不同频率和频段的信号分别进行提升、衰减或切除,以达到弥补原声音在各频率点(段)的比例不当和加工美化音色的目的。
效果器:效果器含有延时和混响两种效果成份,也有单独的延时器和混响器,它们也属于效果器的一种,效果器通过使用电子的方法(模拟或数字)来模拟闭室空间内声音信号的反射和混响特性从而构成声音的特定空间感并使乐音丰满和亲切,也可制造一些特殊的音响效果。延时器和混响器也有用机械的方法构成,但现在较少使用。
压限器:这类信号处理设备有压缩器、扩展器、限制器,压限器包括压缩和限制的功能,这是一种其增益随信号大小而变化的放大器,可以对音频信号的动态范围进行压缩或扩展,从而达到防止失真、提高信噪比、保护音响设备、并进行某些音质控制和处理等功能。
激励器:又叫听觉激励器,在原音乐信号中加入适当的中高次谐波成份,使音色变亮更具穿透力,在没有加大音量的情况下声音的感觉响度提高,通过调节可突出某种乐器的音色成份,也可模拟现场演出的环境反射,使信号更具自然鲜明的现场感和细腻感。
降噪器:有多种降噪形式,噪声门用来控制输入信号的最低阀值以抑制噪声的输入,也可利于压限器通过压缩和扩展的原理来达到降低噪声、提高信噪比的目的,在磁带录音中也可运用dbx、Dobly降噪系统来扩展动态、降低噪声。
声反馈抑制器:有移相器和移频器两种,其作用为抑制在现场扩音中由于话筒和音箱位置不当和现场空间反射过强而引起的啸叫,啸叫是一个正反馈自激过程,通过移相器和移频器来改变正反馈条件,从而抑制啸叫。
    应注意音频信号处理设备一般为独立的设备,但有时也可作为单元模块构作在其它设备之中,如有时压限器中含有噪声门,效果器中也含有滤波器和均衡器,调音台中更是含有较多的音频处理单元。
    4. 扩音设备
    扩音设备是音响系统的最后环节,音响系统通过扩音设备得到声音的重现,扩音系统的主要设备是功率放大器和音箱(扬声器),但也应包括音频分配器、分频器。
    由于单个扬声器不能重放整个音频频率范围的声音,故一般由两个(低频和高频)扬声器或三个(低频、中频、高频)扬声器构成组合音箱来重放声音,为此先要用分频器来分解音频的频率成份为低频和高频或低、中、高频。有功率分频和电子分频两种分频模式,前者为功率放大器Õ分频器Õ扬声器,后者为分频器Õ功率放大器Õ扬声器。一般的扩音重放均为功率分频模式,其中分频器和扬声器组合在音箱中,不需要另外使用分频设备,而采用电子分频则要采用专门的独立分频器,这里作为扩音设备提及的就是这一独立的分频器。
    分配器主要是当需要多路相同的重放音频信号时(如几个房间同时放音或一个较大的空间单个音箱重放不能够提供足够的音量需几个音箱同时重放)可用来把一路信号分成几路。
    5. 录音设备
    录音设备是音响制作系统的重要设备,其主要以磁录音为主,从结构上分,有盒式磁带录音机和开盘式录音机两类,从音频信号的形式来分,有模拟录音机和数字录音机两类,此外还有录音声轨的多少之分。电视摄像的录像带上也有两路或两路以上的声轨,因此录像机也可认为是一种录音设备。
 
1.4音响系统的构成
    虽然根据不同的要求和任务以及不同的场合有不同的音响系统,并且对同一类型的音响系统根据所实现功能的多少和规模的大小也有较大的区别,但在音响系统的构成设计上也有共同的规律。对专业音响系统的构成,一般以调音台作为中心,并抓住声音信号的来龙去脉,所谓来龙即由节目源设备至调音台的连接,所谓去脉即由调音台的主输出至后级设备,根据系统的不同或至录音设备或至扩音设备,此外根据不同的需要环绕调音台配接音频处理设备。而对家用音响系统,则抓住前级功放(前置放大器)这一中心进行配接。
    下面将介绍不同类型的典型的音响系统,希望据此提供音响系统构成的设计原则和思路,因为在实际的运用中存在着种种可能的变化,这里不可能一一说明。
 
 
 
 

第二章 调音台
 
 
概述:调音台( Console Mixer )是整个音响系统中的一个中心设备,无论是在制作节目如电影、电视、音乐等录音中,或是在剧场、歌舞厅等现场扩音调音中,调音台都是一种对音频信号进行技术控制和艺术加工处理的重要音响设备。调音台在音响系统中的作用是把各个节目源输出的音频信号汇集在一起,进行控制调整、音质加工,并分配到所需要的通路(或声道)输出。
 
 
2.1 调音台的分类
    有各种不同的调音台,可以从不同的角度进行分类:
    (1)以输入通路数进行分类
    调音台的输入通路( channel )常称为分路,有4路、6路、8路、10路、12路、16路、18路、24路、36路、48路、54路或更多路。
    一般把4~10路称为小型调音台、12~18路称为中型调音台、24路以上称为大型或超大型调音台。
    小型调音台有时又称为混音台( Mixer ) ,常用于单位广播台(站)或小型娱乐场所;中型调音台常用于娱乐场所、会场、或制作小型的节目;大型调音台常用于音乐厅、剧场等中大规模演出及节目制作。
    (2)以主输出通路数进行分类
    调音台的输出也称为轨( track )或声道,有1轨、2轨、4轨、6轨、8轨、16轨、24轨或更多轨。
    1轨输出为单声道,曾用于电影和电视的对白或外景等录音制作,现已很少见;2轨、4轨、6轨分别具有一对、二对、三对立体声输出,可用于一对或多对立体声扩音及双声道立体声录音;8轨以上称多轨输出,可连接多轨录音机进行节目的前期制作,常用于录音室。
    (3)以调音台的外型结构来分
    以调音台的外型结构来分类,可分成便携式、半固定式、固定式等。
    不同的结构主要考虑室内和室外等不同的场所和目的的录音制作和调音。便携式一般小巧灵活,有一个便于携带的配套机箱,用在外景同期录音、采访等流动性场所,但操作控制较粗。半固定式多用于剧场等演出场所的外出录音。
    (4)以用途的不同进行分类
    按用途来分调音台可分为录音调音台、扩音调音台、混音台、以及DJ调音台。
    录音调音台有同期对白台、外景台、音乐录音台、混录台等。有大型的和小型的,有便携式的和固定的之分。
    扩音调音台主要为演出场所之用。
    DJ调音台用于迪斯科舞厅,常配接双唱盘密纹唱机,由主持人(称DJ)进行播放控制。
    (5)以规格和功能的不同来分类
    按规格和功能来分调音台可分为标准型和普及型。
    标准型调音台也叫专业调音台( Professional Mixing Console ),它所能实现的功能有一定的规格标准,常用于专业录音和演出场所的调音。普及型调音台往往简化了专业调音台的某些功能,但有的又在调音台中增加了功率放大、输出均衡、效果等功能,这样使得整个音响系统配接和操作简便,代价低廉,但性能较差,这类调音台多用于娱乐场所。从专业的角度来看,什么功能应当由什么设备来完成,调音台仅承担其本身应承担的功能。
    (6)以信号处理方式进行分类
    按信号处理的方式来分,调音台可分成模拟式调音台和数字式调音台。模拟式调音台的内部其音频信号是模拟的;数字式调音台的内部先将信号进行模数转换,而后用数字信号的方式对音频信号进行处理并在输出前再将数字信号转换回模拟信号输出,当然也可用专用的连接电缆直接将数字信号输出到后续设备,有关数字式调音台的特定将在本章专门小节予以讨论。
 
    以上从不同的角度对调音台进行了分类,但应当指出调音台不存在严格的分类,就一个特定的调音台来说并不一定局限于某种分类的用途,反之对应于某一特定的场所和目的选择调音台也不一定存在专门的调音台种类。虽然调音台在外型结构的大小、路数的多少、性能的高低、功能的差异、操作的繁简等方面有所不同,但各种不同的调音台对音频信号处理的基本原理、模式和方法是相同的。当因某种用途选择调音台时,只要所选调音台的输入和输出的路数(一般还要考虑适当的余量)、功能和性能吻合实际的需要就可以了,不必一定要分清调音台的种类。
 
 
2.2 调音台的性能指标
 
    作为音响系统的中心设备,调音台的技术性能指标对整个音响系统的指标具有至关重要的作用。同音响系统的其它设备一样,调音台的性能指标有基本指标和特殊指标两类。基本指标即所有音响设备所通用的技术指标,特殊指标是指根据调音台特有的功能所确定的技术指标。对调音台工作有较大影响的主要技术性能指标有如下几个:
    (1)增益
    增益即调音台输出信号电压与输入信号电压之比的对数或以输出电平与输入电平之差表示,记作K,则
                 K=20lg Uo/Ui            (式1)
    式中Uo为输出电压,Ui为输入电压。
    调音台的输出电平标准是线路电平即0dB。0dB相当于在600Ω的负载上取得1mW功率所需的电压(0.775V)并以此为基准取对数,有时也以0dBv来表示,dBv的电压基准值为1V,以1kΩ作为负载。调音台的输入有两种,一为线路输入( Line In ),其电平标准为0dB;一为话筒输入( Mic In ),其电平为-70~-50dB,该数值对应了话筒的实际灵敏度。
    从调音台的线路输入角度看,调音台的增益为0dB。虽然在调音台内部也有放大环节,但这主要是为了弥补在调音(音质处理)过程中的信号衰减。对于话筒输入,调音台必须提供足够的增益以使约-70dB的话筒低电平输入提高到-10~0dB的调音台输出,满足功放或其它音响设备的标准配接。
    一般调音台的增益有额定增益和最大增益两种。话筒输入的额定增益应当不小于70dB,最大增益可达90dB以上。线路输入的额定增益为0dB,最大增益在20dB以上。
    某些调音台的输出电平为0VU(或写作dBvu),0VU相当于+4dBm(1.23V),则增益亦有相应的变化。
    (2)动态余量
    调音台的动态余量D也叫峰值储备,是指调音台的最大不失真输出电平(对应最大增益)和额定输出电平(对应额定增益)之差,也可以最大不失真输出电压Uom和额定输出电压Uor之比的对数来表示,即
              D=20lg Uom/Uor              (式2)
    动态余量越大,节目的峰值储备量就越大,声音的自然度也就越好。一般调音台应具有15dB~20dB以上的动态余量。当调音台在额定状态下工作时,由于有一定的峰值储备量,因此即使某一瞬间的节目达到了较大的动态量也不至于引起限幅失真。
    一般调音台的技术特性指标中都有一幅电平图,图中反映了调音台在各个环节中的基本电平和电平储备,掌握调音台个环节的电平特性,最大限度地利用调音台的电平储备,可使声音达到较大的信噪比和动态量。
    (3)噪声
    调音台的噪声指标有两种,分别对应线路输入和话筒输入。
    线路输入用信噪比表示,是指某一分路的输入和输出整个通路在0dB增益时的信噪比值,一般大于80dB。
    话筒输入通路的噪声指标以等效输入噪声电平来表示。调音台的噪声当然是指其内部所产生的噪声,即当调音台的输入为0时,在调音台的输出端有其内部的噪声输出,电平为N’dB。以一噪声为0的理想调音台作为对比,二者均有增益K,当理想调音台在有一噪声电平输入,并且该输入使得输出电平亦为N’dB,则前一调音台的内部噪声相当于该理想调音台的输入噪声值,因而将该值作为调音台的噪声指标,称为等效输入噪声电平,记为N
              N ( dB )=N’( dB )-K ( dB )      (式3)
    用等效输入噪声电平来表示,原因在于调音台的话筒输入前置放大器在不同的增益位置时,噪声电平随增益的不同而变化,但调音台的输入端等效噪声电平是固定不变的,,因此用等效噪声输入电平能比较确切地反映调音台噪声电平的大小。
    专业调音台的等效输入噪声电平通常在-124dB ~ -126dB以下。这一数值已远小于用灵敏度较低的话筒将一般剧场等现场的本底噪声拾音输入到调音台的电平数值。例:一剧场的本底噪声为45dB声压级,用一灵敏度为0.6mV/Pa的动圈式话筒拾音,则话筒输入到调音台的本底噪声电平为-111dB,调音台的等效噪声电平在其之下,因而对系统不构成影响。
    (4)频率响应
    从当前的技术水平来看,20H ~ 20KHz的频率响应应无多大的问题,并且也没有必要更宽以免增加噪声量以及增加放大器的代价,调音台的频率不均匀度一般在1dB左右。
    (5)谐波失真
    调音台的非线性谐波失真是指在额定输出电平时,在整个工作频段内的总谐波失真值。专业用调音台的谐波失真一般小于0.1% ,比一般的话筒谐波失真(小于0.5%)要小。
    (6)串音
    调音台的串音指标衡量相邻通道间的隔离能力,一般用串音衰减来表示,即某一通道的信号与串入到其相邻通道的该信号之比的对数,记作S,则
               S=20lg UAA/UBA            (式4)
    式中UAA为A通道的A信号,UBA为串入到相邻的B通道中的A信号,亦可用两信号的电平之差表示。
    串音衰减越大,通道间的隔离越好。串音与信号的频率有关,高频段的串音比中低频段严重。
    专业调音台的串音衰减应大于70dB.
 
    下表为广电部颁发的广播调音台运行技术指标等级标准(GY77-89),可供参考。
    表2-1
      暂略
 
 
2.3 调音台的主要功能和构成
 
    已如前述调音台的任务是把各个节目源输出的音频信号汇集在一起,进行控制调整、音质加工,并分配到所需要的通路(或声道)输出。为完成这一任务调音台应具有如下的功能:
    (1)对输入到调音台各种节目源信号的不同电平和阻抗的匹配;
    (2)对音频信号的各级放大和电平控制,提高低电平的输入和补偿输入信号在调音台中各种处理的损失,以满足最终0dBv或0VU的输出;
    (3)对原始声音频率的不均匀调整和音色处理的频率均衡;
    (4)为保证音频信号最大动态传输和录制过程中动态控制的动态处理;
    (5)对多路音频信号输入按所需比例的混合并将信号以左右声道声像处理的方式馈送到一对或多对立体声主输出通道的分配和以及将信号馈送监听、效果等辅助通道的分配;
    (6)添加延时混响等对音频信号的效果处理;
    (7)某些调音台上还有对讲、电容话筒的幻象电源、遥控等附属部件和功能。
 
    为完成上述功能,调音台的构成是较为复杂的,但我们不能孤立地来看待各个功能,而是把所有的功能放在调音台在音频信号处理的整个环节中,即按信号的流程来理解各个功能和构成,这样就容易了。
    按信号的特点来分调音台可分为主信号通道和辅助信号通道两个部分,主信号通道即调音台从信号输入经处理到输出的最基本和直接的通道,这是调音台的最重要部分;辅助信号通道即调音台用于监听、电平指示、效果、及备用输入输出的通道。
 
 
一. 主信号通道的构成
 
    1. 主信号输入通道
    调音台的主信号输入通道构成见下图

                    
    各种调音台的输入通路数是不同的,但无论输入通路数的多少,各个输入分路的类型基本是相同的且它们都是并联的,在调音台的面板上各自对应调音台面板左侧的一列列控制条,在此只分析一条分路,只要掌握一路的原理,其它分路也就掌握了。
 
    (1)输入部分
    输入部分包括话筒输入(Mic In)、线路输入(Line In)、衰减(Pad)、增益(Gain)等环节。
    一般调音台的每一输入控制条的背面都对应三个输入插孔,其中两个分别为话筒输入和线路输入。话筒输入和线路输入在输入电平、阻抗和插孔类型等方面均是不同的。
    话筒输入的电平为低电平,一般视调音台的不同其额定输入在-70dB~-50dB左右;话筒的输入阻抗为低阻,一般其输入阻抗在1KΩ或1KΩ以上,与负载阻抗等于信号源阻抗的功率配备方式不同,音响设备间都采用输入阻抗等于或大于5倍的信号源输出阻抗的电压配备方式,这一方式称为跨接,为此话筒的输出阻抗一般在200Ω或以下,但按规定允许动圈式话筒小于5倍,如600Ω的动圈式话筒,对于阻抗在200Ω或以下的其它电声设备源也应在话筒输入端输入,因此某些调音台没有话筒输入端而标有低阻输入(Lo Z),其作用是等同的;话筒输入的插孔类型为平衡式卡农(XLR)插孔。
    线路输入的电平为高电平,视调音台的不同其额定输入在-20dB~0dB左右;线路输入的阻抗为高阻,其值为3KΩ~10KΩ或更高,故有的调音台以高阻输入(Hi Z)来代替线路输入的标定,一般具有线路输出的电声信号源的输出阻抗为600Ω,符合跨接的要求;线路输入的插孔为6.35mm耳机插孔(Phone Jack),也叫大夹克式插孔,多为不平衡(两芯)也有为平衡式(三芯)。
    增益是面板上一个增益调整电位器的旋钮,其对应一个可变增益的前置放大器,该放大器也叫增音器,主要功能是放大话筒输入的低电平信号,一般能在-70dB~-20dB范围内调整输入灵敏度,例如动圈式手持语声话筒是低灵敏度话筒,其电平约为-70dB~-45dB,而电容式话筒是高灵敏度话筒,其电平约为-45dB~-25dB,都可在放大器增益范围内调整。
    衰减开关对应面板上一个按键,一般衰减20dB左右,其作用为衰减高电平的输入信号,使输入的信号电平符合前置放大器的增益范围,以免产生过荷削波失真。
    话筒输入、线路输入、衰减、增益(前置放大器)之间的关系在不同的调音台中有不同的设计方法,参见图2。(a)衰减仅在线路输入通路中,主要是为了衰减高电平的线路输入信号,使其满足前置放大器的工作电平范围,如前置放大器的增益范围在-70dB~-20dB,则衰减后线路输入的输入电平范围在-50dB~0dB;(b)话筒输入和线路输入共用衰减,这样亦扩展了话筒输入的输入电平范围;(c)无专门的衰减开关,线路输入置一固定衰减,这一模式常用在较简易的调音台中;(d)无专门的衰减开关,线路输入不经过前置放大器,直接跨越到其输出端,避免了线路输入信号先衰减后放大的不必要过程;(e)话筒输入和线路输入分别设置一个不同电平的放大器,再加一个输入选择开关进行选择。
 
 
    应当指出,虽然一条分路有话筒输入和线路输入两个端口,但实际输入信号仅为一个,当两端口都插入信号时线路优先;此外,虽然线路输入为高电平输入,但实际的线路信号并不一定是高电平信号,所以应视实际的信号情况来决定是否加入衰减。
 
    (2)均衡器
    紧接前置放大器后面的是均衡器(Equalizer,可缩写成EQ),均衡器的作用是通过在某些频率点上的提升或衰减来弥补原始声音频率上的缺陷或进行音色上的处理。
    较多的调音台为三段均衡,即高频(High或Treble)、中频(Middle)、低频(Low或Bass),也有为高、低频两段或低频、低中频(L Mid)、高中频(H Mid)、高频四段均衡,某些专业调音有更多的频率点。
    均衡网络特性曲线在高低频两端为搁架型(Shelving),也叫大陆架型,中间的均衡网络特性曲线为钟型,(参见图3,下同);最大提升和衰减电平量一般在15dB左右,在面板的旋钮两边以+-刻度注明,也有设×2倍率开关,可提高一倍量程;调音台均衡器有固定频率点和可变频率点两种,固定频率点的搁架型曲线转折频率和钟型曲线的中心频率固定,一般低频在100Hz左右,中频在1KHz左右,高频在5KHz左右,可变频率点的均衡器其转折频率和中心频率可调,因此在处理音色时较为细腻,这类均衡器在面板上将提升和衰减电平调整和频率调整构成一组,可变频率的刻度在面板上注明,此外在较好的专业调音台中还设有均衡曲线的Q值(带宽)调整。
 
 
    普通的调音台不设专门的均衡开关,不使用均衡即把电平量处在0dB状态,专业调音台往往设有均衡开关,当均衡开关处于关的位置时实际上是将均衡旁路了。
 
    (3)断接插孔
    断接插孔(Insert),也叫插入或断点插孔,处于前置放大器和均衡器之间,也有调音台处于均衡之后,有两种类型一为一个三芯插孔另一为两个两芯插孔,在该插孔无任何东西接入时,两信号芯短路,前置放大器到均衡器信号直通,当插头插入时将两芯断开,前置放大器信号通过插头的一芯输出到一外接音响设备的输入,再将该音响设备的输出通过另一芯返回输入到均衡器,所以断接插孔的作用为串接一外接设备,如用两个两芯插孔则一为输出另一为返回作用也如此。
    串接的外设备可为压限器以对分路输入的信号进行动态处理,也可接均衡器、效果器、降噪器等设备。
 
    (4)分路衰减器
    分路衰减器(Channel Fader),用于分路电平的调整,也叫分调,这是一个推拉式电位器,所以专业人员多称其为分推。
    分推是分路音量(电平)调整的主要部件,也用来作各分路间不同的话筒输入和线路输入的音量比例调整。
 
    (5)声像移动器
    声像移动器,简称声像(PAN)也叫全景电位器(Panoramic--Potentiometer),用来将一路的输入信号按一定的比例分配到立体声的左右两路主输出,进行立体声处理。
    所谓的声像是指在立体声放音时在两左右分开放置的扬声器(音箱)虚拟连线之间所感觉到的发声虚像,声像移动器是由两个同轴控制的双连电位器组成,其左右音量呈反比例变化(见图4),并且为使左右两路输出合成的总功率比例与原一路输入相同,有UL=Ui Sin(θ+45°),UR=Ui Cos(θ+45°),这样可得
        UL+UR=Ui Sin(θ+45°) + Ui Cos(θ+45°)=Ui  (式)
 
 
    通过声像移动器的不同旋转角度决定了左右声道的信号不同强度,从而也决定了放声空间不同的声像方位。
 
    (6)母线
    母线(Bus)是调音台的各分路信号的汇总点,无任一调音台有几路输入,一旦确定要同时使用某几条分路时就要把这几条分路的信号混合到母线上。在调音台中视不同的功能有各种不同的母线,如监听母线、辅助母线等,对主信号通路最主要的是主输出(Master Out)的立体声左右母线,此外有的调音台还有编组输出(Group Out)母线,其对应另一些输出通路,有4路、6路或更多。
    除个别辅助的功能外,在通路的功能电路设置上和处理信号的方式上,编组输出和主输出完全一致,因此对编组输出也可认为是增加了输出通路,当然编组输出另外可实现编组功能,这将在后面专门介绍。
    当有编组输出等多路输出时调音台增加了输出选择(Bus Asign)功能开关。
 
    (7)其它
    在某些调音台的主信号输入通道中,还可能有另外一些功能。
    幻象电源(Phanpom Power),用于电容话筒所需的工作电源,一般为+48V直流,提供有幻象电源的调音台除有一个幻象电源总开关外,在分路上有一单路开关,接通后通过话筒输入电缆反向馈入到电容话筒,该开关多设置在调音台的背面,以免误开启造成对动圈式话筒或线路输入的设备的损害。
    倒相开关(φ),对两个以上的话筒输入有时因各路话筒相位有异而在总路混合时造成抵消现象,利用倒相开关可将该路信号相位反相180°使其与其它分路信号同相,有时也可利用这一开关有意识地使两个信号反相,达到某种乐器(如笛声、号声)的声像漂移效果。倒相开关有的设在前置放大器前面,有的设在前置放大器后面。
    高通滤波器(  ),高通滤波器的转折频率为80Hz或100Hz,因为人声的频率最低仅为80Hz(男低音),通常的人声频率在100Hz以上,所以在用话筒对人声拾音时按下高通滤波器开关可滤去不必要的低频噪声,高通滤波器的位置一般在倒相开关之后。
    静音开关(Mute),也叫哑音开关,实际上是分路中的通断开关,在分路上各功能旋钮开关均已经调音正常的情况下,可用静音开关临时中断该路的放音而又不破坏原有的状态。
 
    2。主信号的输出通道
    主信号的输出通道始于母线,如前所述调音台的输出通道有主输出(Master Out,也有称节目输出Program Out)和编组输出(Group Out)。主输出有一对分左右通路,这是调音台的最基本的输出,而编组输出视不同的调音台有不同的设置,有的仅2路,有的有4路、6路、8路或更多,小型的调音台无编组输出。编组输出可以实现其特定的功能(这将在后面讨论),这里可以把编组输出等同于主输出,只是增加了主输出的路数,因为实际上这些通路在功能电路设置上和信号的处理方法上是完全一致的,因此这里仅分析一条主信号输出通路,其余可类推。
    主信号输出通道构成见图5。
 
 
    (1)叠加放大器(Summed Amplifer)
    在母线上所汇集的各分路信号首先送入到叠加放大器,叠加放大器将各分路信号混合和放大,可提升电平但不能作任何调整。此外在调音台主信号通路上还有一些放大器,都起提升电平的左右,不能作任何调整,所以不作专门介绍,将在电平设置内容中作介绍。
    (2)断接插孔(Insert)
    此断接插孔同分路中类似,可串接一外部设备如均衡器、效果器等,但由于位置的不同所起的作用也有不同,可想而知分路中所串接的设备仅对该路起作用而总路中串接的设备对所有输入的信号都有影响。
    (3)总路衰减器(Master Fader)
    总路衰减器调整总输出电平,一般叫总推,也可叫总音量控制推子,是调音台重要的控制环节之一。
    (4)主输出插孔(Master Out)
    主输出基本上为0dBv线路输出标准,也有为+4dBv(0VU)或+6dBv,其插孔类型有卡农式也有大夹克式。
    (5)其它
    某些调音台特别是较低档的娱乐场所用的调音台在主输出通路中还加入了一些其它功能。
    输出均衡器(Equalizer),在总推之后,为多点图示均衡器(固定频率点),少的有5段频率点,一般有9段频率点或9段以上,相当于一个简易的房间均衡器,也可对总输出信号作简单的频率补偿。
    功率放大器(Power Amplifer),在主输出前取出信号馈入到功率放大器,功放的输出直接接音箱,功放的输出和线路输出为并联,可同时使用,有功率放大器的调音台,其面板总控制部分应当有一个功放的音量控制旋钮(Volume)。
 
 
二. 辅助信号通道的构成和原理
 
    调音台虽然有功能的简繁、路数的多少、性能的好坏,其主信号通路基本上是类似的。而对于辅助信号通路,各类调音台在设计上就有较大的不同,辅助功能有很简单的也有很繁杂的,即使实现相同的功能各种调音台也有不同的名称,但是在本质上辅助信号通路还是类似的,因为它们所实现的功能是相同的,即进行监听、电平指示,添加效果,及作为备用的输入输出。在此先从调音台辅助信号通路的功能这一角度作一总体的介绍,通过后面小节中具体调音台的例子可进一步来理解它。
    1. 电平指示
    调音台的电平指示在总体上有两类,即峰值指示(灯)和电平表,用来指示在一特定位置的电平状态,根据它来技术地调整音频信号的电平大小,以防止信号的非线性失真并保持信号的动态特性。
    (1)峰值指示
    峰值指示(Peak)也叫过载指示或过荷指示,也有调音台和音响设备用削波指示(Clip)来表示,这是一个红色发光二极管指示灯,各类调音台根据各种不同的设计设置在某些特定的位置用来指示该位置的电平状态,其中最典型的是在各输入通路的前置放大器之后或均衡器之后的位置,此外也有设置在输出通路、信号的辅助输出通路、效果通路等之中,一般峰值指示灯在面板上都处于其内部线路位置所在的前后功能模块的功能键所相关的位置。
    峰值指示灯在该处音频信号达到产生非线性削波失真前约3dB时闪亮了,当红灯一直亮着时说明信号产生了非线性失真,音质受损。在失真严重时无论总音量轻或响都可听到类似扬声器纸盆发破的声音,并且在削波失真后根据信号的富利叶函数展开,可看到信号中产生了较多的直流成分,这一直流信号经调音台和功放后馈入到扬声器,并不会使音圈振动,这样电能没有变成动能而是变成了热能,由于高音单元散热较差,所以严重时会损坏或烧毁高音扬声器。
    在调音时既不能让峰值指示灯一直亮着也不要害怕引起失真而把增益调得很低,峰值指示灯偶尔闪烁是允许的。不考虑艺术要求仅从技术角度来看把信号调到偶尔闪烁可最大限度地利用设备本身的动态特性。
    (2)电平表
    调音台上的电平指示表基本上在主信号输出通路输出插孔前,用来指示主输出或编组输出的音频信号输出电平,也有对监听输出的电平指示,电平表主要有两种,PPM表(节目峰值表)和VU表(音量单位表)。两类在特性上有较大的不同。
     PPM表的信号计量特性对应准峰值,以电平来指示,指示范围各国有不同的标准,有-50dB~+5dB(德国)、-30dB~+11dB(荷兰)、-12dB~+12dB(英国);信号指示的上升时间很快约为1~10ms,下降时间很慢约为1~1.5s;表的形式有指针式,也有用发光二极管或液晶显示的光带式。
    VU表的信号计量特性对应准平均值,以VU和百分比数来表示,0VU对应+4dB(1.228V),指示范围为-20VU~+3VU,0VU相当100%;VU表的上升和下降时间均为0.3±0.03s;表的形式为指针式。
 
                      图6电平表的时间特性
 
    由于PPM表的上升时间很快能及时反映信号峰值的变化且下降时间很慢容易观察变化较快的信号,能及时反映出信号是否达到失真,所以在录音时用PPM表较好;而VU表不易反映变化较快的信号,会平均瞬间的过大信号,且计量对应准平均值,所以电平的指示与停感的音量大小较为对应,在广播、扩音等现场中使用较好。
  
    2。监听
    在调音台中监听有较多的名称如监听(Monitor)、衰前监听(PFL)、衰后监听(AFL)、返听(FB)、提示或插入(Cue)、单声(Solo,直译为独唱或独奏)以及耳机监听(Phones或Headphones),它们既有相同之处即都可理解为监听而仅仅是命名上的不同但有时技术处理上又有不同之处,在不同的调音台中有的监听设置较简单有的监听设置较复杂,简单和复杂的区别在于对监听是否有选择(选听)和选择位置的多少,好的调音台对各输入分路、输出分路、辅助输入输出通路等都可进行选听。
    (1)监听
    在某些调音台中监听(Monitor)是监听功能的总称,在监听功能之中可对不同的信号位置进行选择(Monitor Select),如各输入分路、各辅助分路、各输出分路等,可单独对某一路进行监听,也可对被选的几条分路声音一起监听。而在另一些调音台(小型)中监听仅简单地是在各分路中直接设置监听键(Moni),其信号取出位置多为衰减器(Fader,分推或总推等)之前。
    (2)衰前或衰后监听
    衰前监听(Pre-Fade Listen,简为PFL)和衰后监听(After-Fade Listen,简为AFL)主要明确了设置监听的信号取出点,前者在衰减器之前取出而后者在衰减器之后取出,这类监听一般在中大型调音台中设置,有一条PFL或AFL母线,所以可选听单路也可选听多路。
    (3)单声
    单声(Solo)的一个意义是选听单路,即在某处按下此按键开关时在监听系统的输出处仅有该通路的信号有监听输出而切断了其它各通路的监听输出,以便于单独调整该路声音信号,一般信号取之于衰减器之后,所以一些调音台上的AFL键也等同于这一功能。而在有些调音台上,Solo意义仅表示为区别于立体声输出的单路单声道(Mono)输出。
    (4)插入
    插入(Cue)监听也用于选择各分路或总路的声音信号,其取出位置一般在衰减器之前,所以Cue基本上等同于PFL或Moni(小型调音台),区别仅在于各型号的调音台命名不同而已。
    (5)返听
    返听(Feed Back,简为FB)的意义是在舞台扩音中专门送出一路或二路(立体声)声音到台上和/或乐池里,让台上的演员听到乐队的伴奏声以及让乐池里乐手听到演员的声音,所以带有返听的调音台一般为扩音调音台。但是在技术上返听和监听没有本质上的区别,因为把音箱放在台口或乐池中是返听而如果把音箱放到控制室中就是监听了,所以返听键也可以理解为监听键,等同于Moni或Cue。
    (6)耳机监听
    耳机监听有两种类型,一类为耳机仅监听主输出(Master Out)的声音,无论在各分路上的监听选择如何调,均不能在耳机监听中反映出来;另一类的耳机监听内容与监听输出(即扬声器监听)相同,选听的内容能在耳机上反映出来。
 
    用于音乐棚的大型录音调音台往往设有两路监听,一路为控制室的监听(Contral Room,或CR),另一路为演播室监听或审听(Studio)。
  
    3. 辅助通路
    调音台中作为专用辅助通路设定的是AUX(辅助)通路,AUX通路可分AUX输出通路和AUX输入通路。AUX输出通路的一大功能是可以用来输出信号去效果器(包括延时器、混响器等)制作人工效果,其对应的输出插孔是AUX Out或AUX Send(有的调音台简为Send);当然同时也要把效果器所产生的人工效果信号返回输入到调音台,通过AUX In或AUX Return插孔(有的调音台简为Return)经AUX输入通路将人工效果信号馈入到主输出母线与原信号合成输出。
    AUX信号取之各分路,其取出位置在分路中均衡器之前或均衡器之后衰减器之前或衰减器之后,可以根据不同的需要选择辅助信号取出点,一般用作效果时在衰减器后取出。AUX与对应的分路是并联的关系,各分路取出的AUX信号汇入AUX母线合并后输出,所以用AUX通路加入的效果与原信号也是并联的关系,这与利用前述Insert插孔串接效果是不同的。
    AUX通路不仅仅是用作效果处理,在本质上它实际是调音台的备用通路,可用来取出信号进行监听(如果没有专门的监听通路)或增加返听输出,可用作额外的主输出通路,用作临时的录音输出等等。
    调音台的AUX通路有多有少,一般和调音台的大小有关,小型调音台有2路,
中型的调音台有4~6路,大型的调音台有8路甚至更多。在一些小型的调音台中为了操作简便,往往规定了专门的效果通路,用Effect表示,实际上这一效果通路等同于AUX,在内部技术上二者没有本质的区别,仅是名称不同而已。而在中大型调音台中为了处理更灵活,则全部设定为AUX通路。
 
    4. 其它
    在调音台的辅助型号通路中还设定有其它一些功能,如对讲(Talk Back)、幻像电源()、振荡器等
    对讲系统用于控制室与演播室之间的通讯联络,一般为大型调音台所具有。应注意有些调音台对讲系统具有独立的通路,有些调音台对讲系统利用其监听通路,即CR监听通路和Sdudio监听通路。
    幻像电源主要提供该电容话筒以工作电源,标准的幻像电源是48V直流,也有的电容话筒工作电源小于48V,应注意电源与电容话筒的匹配。幻像电源有一根总的母线,根据需要分配到调音台各相关输入分路,借助于话筒连接电缆反授到话筒,有一个开关加以控制,切记不是使用电容话筒的分路不要打开幻像电源开关,以免损坏与调音台相联的设备,如动圈式话筒或其它音源设备等。一般中大型调音台具有幻像电源,有的调音台具有幻像电源的总开关。
    调音台的振荡器提供一个(一般为1kHz)或多个(可为50Hz、100Hz、1kHz、10kHz)单频信号,其作用是用来检查和调整调音台的电平指示器和相关信号通路的情况,也用于检查和调整除音源外的音响系统特别是扩音部分的工作情况,如装台试音、调试声场等。
 
三. 其它
    前面从调音台的主信号通路和辅助信号通路两个角度介绍了调音台中一些模块的功能,这里就前述的一些功能的变化或改进进一步予以说明。
 
    1. 立体声输入
    传统的调音台无立体声输入也无所谓单声道输入,因为调音台的输入分路都是独立的输入通路。但是现在的绝大多数音源设备如CD、LD等都是立体声的,所以一台音源设备必须占有两路调音台的输入分路,浪费了输入的资源,因此现在很多调音台专门设有了立体声输入(Stereo)而原独立的输入称之为单声道输入(Mono)。立体声输入在面板上对应原独立输入的一列控制条,原一路输入分路中的话筒输入和线路输入现分别为左和右的线路输入,输入到调音台中的声音信号所经过的环节与前述主信号通路是一致的,所以其面板控制条上的控制键除了声像(Pan)改为平衡(Balance)其余基本上与单声道的独立输入一致,但是以一个键同时控制左右两路,调音操作也简便快捷了。当然以一个键同时控制左右两路的缺点是左右两路不能分别调整,但一般认为音源设备所播放的声音在左右两路的音质和音量上基本上是一致的,要补偿就一起补偿,两路信号通路的分别调整反而不便,。
    要注意虽然立体声两路输入在面板上合为一列控制条,且共用一个键来调整,但在内部立体声的两路信号始终是独立的,最后分别进入左右母线,否则将损失立体声信息。平衡键是用来对两路的音量比例予以调整,这与声像将一路信号按一定的比例分入左右两路是不同的。
    2. 编组输出
    如前面所述,编组输出首先可理解为增加了主输出,因为它可达到主输出的同样功能,但编组输出还可以实现编组的功能。
    除了多轨录音是对每条输入信号分别输出录音外,无论是扩音还是录音,调音台都是把声音信号的多路输入通过声像键混合到左右母线并通过主输出通道输出,在扩音和录音过程中要对每一分路进行调音,特别是随时要用分推对电平进行修正。如果使用的乐器很多,通过话筒拾音后每一乐器对应一路分路则要使用很多路输入分路,在调音时如要同时对某一类乐器的电平进行调整将很不方便,为此可以采取编组的方法。
    所谓编组,就是将相同类型的声源在调音台中通过一定的方法组合起来,以一个键同时控制这组声源的电平,如把乐器中打击乐器、弦乐器或管乐器等分别编组,则控制电平时就十分简单方便。
    编组有三种方法,典型的一种是运用编组输出进行编组,即将原本混音至主输出的信号不直接送到主输出通路而是送到编组输出通路,如将弦乐器作为一组混音送入到编组输出的1和2通路(1对应L、2对应R,也可反之),将管乐器作为另一组混音送入到编组输出的3和4通路(同样3、4分别对应L、R),这时不把编组通路直接输出,而是通过专门设计的通路从编组输出通路将信号返回至主信号母线再通过主输出通路输出,其中编组1和3送至L母线而编组2和4送至R母线实现了编组,调音时总电平由主输出通路的总推控制而弦乐部分和管乐部分分别由编组的1、2和3、4控制。当然如果要编三组就必须有6路编组输出通路。
    编组的原理见图7,分路信号经分推(Channel Fader)通过声像旋钮(Channel Pan)进行信号的立体声处理分送入编组母线1、2或3、4,由编组设置开关(Group Assign Switch)控制,然后通过编组输出通路的总推(GroupFader)调整后再经编组声像(Group Pan)处理送入主信号的立体声母线(Stereo Bus)后输出。
                  
    也有调音台在编组后不能直接将信号从编组输出通路送至主输出母线,只能通过编组输出插孔输出,将编组输出插孔的输出连接到预留的四路输入分路(编二组),再把这四路分路的信号输出直接混音至主输出母线完成母线功能,见图8,这种方法较少使用,因为它浪费了宝贵的四路输入分路。
                 
    现代调音台的编组往往使用VCA的方法,这是一种简便有效的方法,特别是在数字调音台中都采用这一方法,详情请见下一小节VCA。
  
    3. VCA
    调音台中的分路和总路电平用衰减器(Fader)来调整,衰减器即推拉电位器,见图9a,当衰减器输入信号Ui时,其输出信号Uo的电平应在0dB至-∞变化,但现在有很多调音台采用有源音量衰减器VCA来控制电平的变化。
    VCA即电压控制放大器(Voltage Control Amplifier),见图9b,从放大器的输入端输入信号Ui,经放大器的电平调整后输出信号Uo,放大器的增益由控制电压V0来控制,随着控制电压V0的变化,放大器的增益可为正(一般最大为10dB)也可为负(从0dB至-∞),从而实现了对电平的控制。
                 
    VCA与衰减器的不同之处是它对信号予以间接控制,虽然面板上也有推子(推拉电位器),但该电位器调整的是直流控制电压V0而非信号本身。VCA有三个优点,1)由于是间接控制,所以应推拉电位器接触不良所产生的噪声不会影响声音信号,系统噪声小;2)VCA本身不仅有衰减还有增益,增加了电平控制的自由度;3)当把一些特定分路的VCA电压控制输入端连接起来,则一路的控制电压V0变化就可同时改变这些分路的信号电平,这就是VCA的编组功能,不需要专门的编组输出通路,直接将电平控制组合起来。
 
2.4 调音台实例
    在叙述了调音台的功能和构成后,这里我们通过对具体调音台的原理方框图剖析,通过对声音信号在实际调音台中的流程分析来进一步了解和理解调音台的工作原理。并且调音台的原理方框图和面板上的键、旋钮和插孔均有对应的关系,看懂了调音台的原理方框图,就可以了解该调音台的功能特色、掌握该调音台的操作方式、理解该调音台与其它音响设备的配接思路。学习以下的例子不仅仅为了掌握所例举的调音台,更重要的是应举一反三学会一种方法,以便我们能够借助调音台的原理方框面对所有的调音台。
    注意下例中凡粗线黑体字在面板上均有对应的键、旋钮或插孔。另外在调音台内部有一些放大器在外面板上没有可调键,其作用是信号传递过程中的局部电平补偿,因此在叙述中将简略。
 
一. 常规调音台
    1. 声艺实力8系列(SPIRIT 8)
    这是一个广播和剧院级的大型调音台系列,系列主要以Mono输入的数量来区分,有16、24、32和40路四种,其余功能和性能一样,这里以40路为例。该调音台具有40路Mono和12路(6×2),Stereo输入,对应40路Mono的独立输出用于多轨录音,2路主输出和8路编组输出,6路AUX输出,另外还有A和B两路矩阵输出,可以实现较为完备的功能,这里主要就信号流程和功能原理予以介绍,对于该调音台性能上的特点不作为叙述的内容。
    调音台的原理方框见图10
                           
    1)单声道输入部分
    图的左上方是单声道分路输入部分,因为是相同且并联的,所以只画了一路,实际应有40路。左首信号从话筒输入或线路输入两路选一(线路优先,由JACK插孔断接点控制),话筒输入为平衡输入,输入后有一48V幻像电源开关,随后经过倒相φ控制部分进入前置放大器。该前置放大器为特殊设计,故线路输入无需衰减。信号经前置放大器到100Hz的高通滤波器再到断接插孔(插入插孔)。而后又经缓冲放大器到均衡器。该调音台有四段均衡,低频和高频为搁架式曲线,中低频和中高频为钟型曲线且中心频率点可变,各均衡的提升和衰减量最大为15dB。均衡器后面是均衡开关,该开关实际上是一个旁路开关,不用均衡就旁路了均衡器。均衡开关后有三路,一路是衰前监听,通过PFL开关到PFL母线;另一路到达符号为  的哑音部分,哑音有专门的哑音开关(Mute)提供哑音控制,此外还有四个哑音的编组开关M1、M2、M3、M4,40路输入分路可编成四组哑音控制,把哑音编组总控一按则已按下该哑音编组开关的分路就都无声了;第三路由一圆弧连接两黑点的内部跳线端经放大器后直接输出,该直接输出一般送到多轨录音机进行录音。跳线可在不必改换调音台的情况下灵活地改变调音台的功能结构,跳线两两一组取一路,这里前一组总名直接源(Drect Source)分Pre和Post,其意义为取自衰减器(Fader,分推)前或后,注意只设定一路;另一组是对取自衰减器前(Drect Source Pre)的一路分为均衡器前或后,即Pre EQ或Post EQ,也只能设定一路。上述三路,到哑音部分的一路是主信号,主信号经哑音部分后,又经放大器到达分推,分推后的信号也分三路,一路到AUX(随后介绍);另一路直接输出(已如前述);再一路到声像PAN,信号经声像旋钮后到达一组输出选择按键,可选择主输出L、R和8路编组输出,编组输出按奇偶数两两对应,构成4对立体声,随后按实际的选择分别进入左右路母线和8路编组母线,图将编组母线简略为一根而实际应是8根。
    该调音台有6路AUX通路,其中AUX1和AUX2在分推前取出信号,但可用跳线来设定是均衡器前还是均衡器后;AUX5和AUX6在分推后取出;AUX3和AUX4分别有两路。一路取出位置同AUX1、2另一路同AUX5、6,在电平调整时两路电位器连锁调节,但在AUX3、4输出通路(见后述)有一选择开关。信号经AUX电位器旋钮调节后到达AUX母线。此外在哑音时也必须切断AUX通路的信号,所有在EQ前进AUX的一路同时也有一个哑音部分,由哑音开关控制。AUX母线也简略为一根。
    上述的所有控制均在面板上输入分路的一列控制条上。
  
    2)立体声输入
    6对立体声输入分路在原理方框图中也只画出对应一列面板控制条的1对分路,其位置在方框图单声道输入的下方,其信号经过的环节与单声道所差不多,但左右两分路均为虚线所示的双联控制。
    信号从线路输入经前置放大器-均衡器-哑音控制-放大器-平衡-分推-放大器-输出选择-母线。
    均衡器后有PFL的监听,哑音同样有单路的哑音开关和哑音编组开关,平衡与声像的不同可在图中对比。
    AUX部分除了AUX1、2无均衡器前后的跳线设置外,其余和单声道部分相同。
    此外立体声输入还设有卡座和CD输入分路,这是专门设置来用于重放的音源输入,在分路的特点上是仅有电平调整而无音质处理且仅有主输出而无编组输出,它与立体声输入的对比是后者既可输入重放音源又可输入用于录音的立体声声源(如电子乐器等),设置这一分路的目的是可使配接和操作简便。该分路仅有2路AUX输出
 
    3)主输出通道
    主输出通道在方框图的右上方。
    由立体声母线输出的信号经叠加放大器到输出通道的断接插孔,再分出两路,一路是立体声的录音输出(Rec L和Rec R),另一路经放大器后到总推(Master Fader或MF)。总推调整后的信号经放大器又分为三路,一路经总输出插孔直接输出;另一路往下到达耳机监听部分;还有一路通过矩阵电平调整到达矩阵母线(Matrix Bus A和B),图中矩阵母线省略,在矩阵电平调整前还有一个立体声和单声道的选择键,即立体声L和R信号可分别到矩阵A和矩阵B或合为单声道信号到矩阵A和B。
 
    4)编组输出通道
    编组输出在图的右下方。编组输出与主输出大同小异,相同之处是信号从母线到输出的控制环节完全一样,即母线-叠加放大器-断接插孔-总推-输出插孔;不同之处有几个,1)其监听是PFL而不是直接到耳机监听,2)有一个编组选择的跳线,实际上这一跳线相当一通断开关,意义不大,3)编组信号可送入矩阵A和/或B外,也可直接送到主信号母线以实现编组功能,而有些调音台要通过编组输出再返回到输入来实现编组,除了编组到混合母线(主信号母线)的通断开关(Group to Mix),还有一立体声和单声道的选择开关,在立体声状态奇数编组信号到左路母线而偶数编组信号到右路母线。
 
    5)AUX输出通道
    AUX1、2、5、6类似,信号从AUX母线始-叠加放大器包括增益调整-放大器-输出插孔。其间带有一AFL的监听开关把信号送入PFL和AFL的共用母线。
    AUX3、4多了一个AUX取出位置(分推前或后,见输入分路介绍)的选择开关。
 
    6)立体声返回通路
    立体声返回(Return)在图的左下方,主要用于从效果器返回的信号送入,即各分路的信号通过分路中的AUX输出到效果器,再从效果器返回,当然也可用于其它音源的输入。
    该调音台有四组立体声返回,每组有两对立体声通路,其中一对仅多了一个高低频两段均衡器。返回也可用于单声道,信号仅输入左信号插孔即可。左右路有一连锁的电平调整,再有一输出选择,可选择输出到主信号混合母线或编组母线的一对(各组分别为1-2,3-4,5-6,7-8)。
 
    7)耳机监听通路
    耳机监听通路在图中主信号输出通路的下面,可监听两种信号,来自PFL和AFL母线的信号和来自主输出通道的信号,有一个选择键(PFL Enable)、电平调整键和单声道检查开关。
    从原理方框图可看出,该调音台的监听功能有所局限,即PFL、AFL和主输出只能用耳机来监听,没有专门的外部音箱的监听输出。当然可以另外借助于AUX输出或编组输出来实现外步音箱的监听,但操作中不直观。
 
    8)矩阵部分
    矩阵的功能主要是可以把主输出的2路和编组输出的8路并入到矩阵A和/或B输出,矩阵的取出部分已在主输出部分和编组输出部分讨论,编组的输出部分在图的耳机输出位置下面,很简单,一带有增益调整的叠加放大器和输出插孔。
 
    9)对讲输入
    对讲的通话话筒输入在图的右边编组输出的上方,对讲信号输入后经一有增益调整的前置放大器而后到输出选择部分,可选择送入主信号混合母线、编组母线、AUX1-2和3-4母线,再由相关母线输出。
    应当指出,这一对讲的通话相同必须利用原有的输出通路,一般在设定时往往考虑系统的外部监听设在什么通路,则对讲也送入该通路。
    现在很多调音台设置了独立的对讲系统,在操作中比较简便且对讲信号不会对音响系统中声音信号产生影响。
    10)电平指示
    该调音台在很多部位均有发光二极管构成的峰值(Peak)指示和开关通断指示,在输入和输出的相关位置还有电平指示表(Meter),请自行查找。
 
    2. YAMAHA MX12/4调音台
    这是一个中小型的混音调音台,带有输出均衡器和机内效果器,这是一般娱乐场所(如歌舞厅等)所使用的调音台特征,但在功能的设计上也带有了一些专业的思路,如四编组、断接插孔、多路监听等,所以该调音台也很适于现场录音以及中小型会场、广播站等使用。此外该调音台设计简洁,操作易于掌握。
    调音台见图11
             
 
    1)输入分路
    12路输入分三组,1~8路是Mono分路,其中1~4路具有断接插孔而5~8路则无,9~12路分成两对Stereo输入分路,故面板上仅10列输入控制条。输入部分在图的右边,最上端是1~4路,信号经话筒输入到前置放大器(Gain)或经线路输入过衰减器(PAD)到前置放大器,其中话筒输入端带有幻像电源(Phantom)。前置放大器后是均衡器(EQ),有高、中、低三个固定频率点,再经断接插孔(INS)后到达分推。分推后的信号经放大器后到声像调整(PAN)分送到编组(Group)母线,编组以1~2和3~4构成两对,可送到其中一对或两对。在分推前取出监听(Moni)信号送到监听母线;在分推后取出效果(Effect)信号送到效果母线
    5~8路除无断接插孔外其余同1~4路;9~12路立体声输入除声像键改为平衡键(BAL)、一对中的两路连锁调节、无断接插孔外,信号的流程也基本同上。故不再赘叙。
 
    2)输出通路
    请注意,该调音台的输入分路无直接的信号到主输出的立体声(ST)母线,也就是说分路信号不能直接到主输出通路输出,为什么?
    先看编组输出,四路编组输出分别从编组母线输出经放大器到编组总推(Group1~4),再经放大器后分为两路,一路直接输出,另一路到主信号ST母线,从编组到主输出母线奇数对应L,偶数对应R。然后从ST母线经主信号立体声输出通路输出。
    在立体声输出通路中经过放大器(叠加放大器)后有一个选择开关,可选择或从ST母线输入,或从编组3和4输出通路直接输入,其区别在于前者从编组的总推后取出信号,电平受制于编组的总推,而后者在编组3和4的总推之前直接输入。
    立体声输出通路的选择开关后经一放大器分两路,一路经衰减(PAD)后录音输出(Rec Out),另一路经总推(ST)、放大器、7段输出均衡器(7 Band ST GEQ)、放大器后作为立体声主输出。
 
    3)辅助通路
    调音台的效果处理信号从各输入分路的分推后取出,经电平调节(Effect)旋钮至效果母线,效果母线输出信号经放大器后分两路一路到机内效果器(DSP),机内效果器有语声(Vocal)、大厅(L Hall)、小厅(S Hall)三种效果的选择,然后经一机内效果开关(On)后通过电平调节旋钮(ST和/或Moni)可分别将产生的效果送至立体声母线和/或监听母线;另一路经效果的输出电平(Effect/Moni 2)调节后输出到机外接效果器。机外效果器的返回可通过效果返回通路,从RTN(返回)插孔输入获得的效果信号经放大器、电平调节(ST)旋钮后送入立体声母线,也可通过另一电平调节(Moni)将信号信号送入监听母线。
    可以看到,上述机外效果的输出通路中有一选择开关,当开关在另一位置时该输出通路改变为监听2(Moni 2)的输出通路,它与上面的监听1输出通路完全相同,其监听的过程为从输入分路的分推前取出信号(相当于PFL),经电平调节旋钮(Moni)-监听母线-放大器-监听总电平调节旋钮(Moni 1或Moni 2)-放大器-输出插孔。监听1和监听2均是单声道输出。
    该调音台有多种监听模式,前面的监听通路可作为舞台的返听通路,而另外有专门的控制室监听输出通路,即C-R Out(Contral Room),该通路在图的右下方,追溯其信号来源,可见其有三处,一可监听立体声输出的信号,二可监听Moni 1和Moni 2输出的信号(一与二有一选择开关选择),三可监听磁带放音的输入信号(Tape In),这一路与前述的录音输出相配合,把通过Rec Out输出到录音机录音的已录信号从录音机回放经该通路审听,同样有一个选择开关(Tape In)来选择控制,C-R通路也有输出电平调节旋钮,在输出端有外接监听输出(C-R Out)插孔和耳机输出(Phones)插孔,二者的内容是等同的。
    Tape In的输入信号除通过C-R通路审听外也可经一电平调节(ST)送入立体声母线。
 
    3. OTARI B-10系列调音台
    这是典型使用于广播系统的调音台,当然也可用作录音后期制作或现场录音,其基本的样式为24路输入(16路单声道和4对立体声声道)、8路编组输出、2路主输出(PGM),该调音台的特色部分是其包含了较多的监听(返听)功能和通讯对话功能。
    调音台的方框流程见图12:
                     
   
    1)输入通路
    单声道输入(Mono Input)通路见图右上角,信号的话筒输入和线路输入分别由两个前置放大器来控制增益,能较好地满足信号电平和放大器的匹配,在动态、信噪比、非线性失真方面均有较好的特性。在经过输入选择开关后信号顺序经倒相电路、高通滤波器、均衡器、放大器到VCA分推,倒相、高通、均衡均有一个起开关作用的旁路开关,均衡器为低频、中低频、中高频、高频四段均衡。
    该调音台的插入插孔有两个,分别设置在VCA分推之前和之后(Pre send return和Post send return)。VCA既可由对应的推子(Fader)控制也可用外接的遥控数据线控制,插头见虚线框的右下角(REM I/O)。VCA后信号经声像调整、放大器、到母线选择开关(BUS SEL)送到适当的母线。
    在输入通路中还有在VCA前取出的衰前监听PFL以及辅助AUX通路,AUX可在VCA前或后取出。
    要注意母线选择开关后实际上是对应送入到主输出PGM的L和R、编组输出GRP的1至4、以及电话专用输出线(TEL/N-1,广播中用于电话接听后回话放音的输出线)等一组母线,图上简略为一根线,不要误解。
    立体声输入(Stereo Input)通路在图中单声道通路的下方,它与单声道通路的区别是有L和R两路输入,原声像改为平衡且仅一路有倒相开关(只需一路,否则等于没有倒相),而插入仅有VCA前的一处,其余与单声道通路相同,故不另详述。也应注意VCA后实际是L和R分别的两路,图中仅画为一根线。
 
    2)输出通路
    主输出通路(PGM)在图左中间的MASTER虚线框中的下部,两路信号分别从L和R母线始,经放大、插入插孔至VCA总推,经VCA调整后的信号通过总路的静音开关(PGM MUTE)、放大器后有L和R的立体声PGM输出、专设的录音输出(REC L/R)和单声道PGM输出。
    在VCA前取出监听信号经放大器和PFL开关后至PFL母线。在主输出VCA和静音开关间还有一个至主输出的对讲选择开关(TB to PGM),它可用来切断PGM母线的输出而将对讲信号通过PGM输出,对话通路将在下面讨论。
    编组输出在图左上方的GROUP虚线框的下部,可以对比看出,除一些辅助功能通路外编组GROUP和主输出PGM的主要信号通路是完全一样的。
    编组输出的监听亦与PGM相同。编组输出的AUX取出位置有两个,分别在VCA前和后,追溯上去可见一个AUX位置的选择开关(AUX pre/post),此外该路AUX与另一高电平输入(HIGH LEVEL IN简为HL)共用,有一双联选择开关(HL to AUX)用来选择。该高电平输入为两路立体声输入,直接送入信号至L和R母线(通路中仅有一增益调整),可配接效果返回、磁带录音的重放、以及其它高电平的节目源。在编组输出的静音开关后有一根线专门用来将编组输出的信号返送回PGM母线,这样达到了编组的功能。
    该调音台有AUX1~4四路辅助输出,但AUX1是可用于立体声的两路配对输出,所以实际上有五路AUX输出,其位置在MASTER框的上部,AUX1增设一平衡调节,AUX2~4简略为一路,均有输出增益(电平)调整和用于的通断静音开关,监听在电平调节之后,即AUX AFL。
 
    3)监听通路
    该调音台的监听在图的左下方虚线框,其监听方式有演播室监听(STUDIO MON L/R)和控制室监听(CR MON L/R,CR即Contral Room)两种。控制室监听有大小两个输出口,可配接两路监听系统(如一路大功率的扬声器系统和一路小功率扬声器系统),以选择开关控制(LARGE/SMALL)任选一种,虽然以大小来设定但实际上只是两个输出口,没有本质的区别。演播室监听和控制室监听由于特点不同所以在监听的内容设定上也略有区别。
    监听的基本内容是PFL(AFL),监听信号从该母线始经放大器到一监听的选择开关(PFL CONT),该选择开关可选择或PFL信号或另一路从各母线(如PGM、GROUP、TEL、AUX等,由一选择开关MON INT SEL来控制)来的信号,后一路信号还包括由外接插孔(EXT TB)输入的多路外接对讲的(由MON EXT SEL选择开关控制)。, , 经PFL CONT开关后的信号分两路,一路经控制室监听通路的增益调整(CR MON GAIN)后经静音开关输出(LARGE或SMALL之一),另一路至演播室监听通路,在CR MON GAIN和CR MON MUTE之间还有一选择开关(TB RETURN to CR ROOM)用以选择前述信号和另一专送入控制室监听的外接对讲信号,该信号由EXT TB IN插孔输入。演播室监听在虚线框的下部,一演播室监听选择开关(STUDIO MON SEL)来选择由各母线直接来的信号、外接对讲信号、或由CR MON GAIN前取出的等同于控制室监听的信号,经选择开关后到演播室监听增益调整(STUDIO MON GAIN)经演播室静音开关后输出,演播室增益放大器还可输入另一路调音台本身的对讲话筒信号(该话筒由调音师用作对讲联络),其输入插孔为TB MIC,经一对讲选择开关(TB SEL)送入演播室监听系统。
 
    4)对讲和测试信号通路
    该通路在图的右下方虚线框。
    测试信号由振荡器(OSC)产生,有五个单频信号可选择(31.5Hz、100Hz、1KHz、10KHz、16KHz),通过通断开关和放大器后输入到PGM(即前述的TB to PGM开关部分),此外这一到PGM的通路也包括TB MIC的信号。
    置于调音台上的对讲话筒(TB MIC)输入信号在调音台中由对讲选择开关(TB SEL)分三路,或至PGM、或至外接对讲输出(EXT TB OUT)、或至演播室监听系统。
    外接对讲输入(EXT TB IN)一般接来自演播室的对讲话筒信号,仅输入至控制室的监听系统,可以看出在输入插孔中有一虚线连接TB RETURN to CR MON开关,说明这一对讲状态可由演播室控制,由演播室切断其它信号进行对讲联络。
    此外,该框图的上部还有一路电话专用输出通路(N-1 SEND),有一输出的增益调节(N-1 SEND GAIN),这是广播中接听电话时主持者用来对电话通话人的通话的直接输出。
 
    虽然前面在某些部位已经特地说明,但图中还有一些具有相同或类似的功能的模块位置连接仅简略为一根线,只要仔细分析就可理解,因此没有一一说明。
 
二.数字调音台
    1.数字调音台的功能与特点
    与数字调音台作为对比的是模拟调音台,模拟调音台是常规的调音台,所以就不强调模拟两字而直接叫作调音台。数字调音台是数字技术运用于调音台的发展,调音台是其本质和共性,数字是其特性,所以数字调音台在设计思路上完全等同于常规调音台,但由于数字技术运用于调音台,使得数字调音台在性能上标准更高了,在常规功能的实现上更灵活了,并且数字调音台增加了一些模拟调音台所无法实现的新功能和处理手段。
    概括起来数字调音台有这样一些特有的功能和手段:
    1)音频处理环节单元的增加
    一些数字调音台在其分路和/或总路中设置了延时(器)、压限(器)等单元,这样的设置是一般模拟调音台所无法达到的,相当于增加了许多周边设备从调音台的断接插孔中接入,使得音响系统的配置简要、功能增多。
    2)音频处理环节的数据库功能
    在均衡、压限、机内效果等音频处理环节有许多现存的根据不同音源、场合、信号特征等所设置的标准处理模式程序可供调用。虽然这类似于傻瓜式照相机的方式,不宜完全照搬,因为不同节目源和现场总是有其特殊性,不可能绝对一样,但处理模式毕竟提供了大致的处理方式,可在此基础上予以调整。此外数据库也相当于教科书和资料的作用,提供了各类处理模式的参数。
    3)各调音环节的记忆存储
    在局部,均衡、压限、机内效果的环节有一定的用户程序空间,可供存储各类用户自行调整的处理参数;在总体,一些数字调音台有场景(Scene)记忆的存储程序空间,可用来存储包括均衡、压限、机内效果以及分路电平、总路电平等各项参数的当前状态,因此对一些经常演出的固定节目可有一个相对稳定的调音标准。也有数字调音台在两存储场景转换时可设置分推和/或总推在两场景不同位置的转换移动时间,这样可产生自动淡入和淡出的效果。
    4)调音台内部各环节灵活的组合交换
    这类功能在不同调音台有较大的不同,但都是利用数字信号的灵活处理手段来实现的。如电平指示点的改变、两输入信号交换通路、分推的直接编组和静音编组、一分路的调音控制状态对其它分路的复制等。
    5)多功能直观的显示屏
    数字调音台通常有一个较大的显示屏来显示不同的控制界面、给出各类状态参数、并予以形象化的图案显示。
    6)数字音响设备的数字直接配接
    数字调音台可按常规的模拟信号输入和输出方式与音响设备配接,也可用光缆和数据线以数字信号直接输入和输出的方式与数字音响设备配接。由于是数字信号,虽然仅一根光缆,亦可达到多路的输入或输出,扩展了输入和输出通路。
    7)MIDI
    数字调音台可实现MIDI的功能,所谓MIDI即电子乐器的数字接口(Musical Instrumental Digital Interface)。MIDI的原意仅是电子乐器间和电子乐器与计算机间的相互连接,现在也包括数字音响设备与电子乐器、计算机相互之间的连接。通过连接,用MIDI的数字接口传输反映乐曲音符、音色、节奏、和弦等参数的键盘按键信息和设备间的控制信息,来实现作曲、多声轨的音响合成等任务。
 
    一些用惯模拟调音台的专业人员往往觉得不顺手,因为,数字调音台的一个最大缺点就是有些功能调节不象模拟调音台那样直接在面板上反映出来,一些键在不同状态下有不同的作用,要通过转换界面来实现,一些功能要有一个调用过程,不同型号的数字调音台在功能的调用操作上也有不同。因此,在现场调音中如果不熟悉该型号的数字调音台就会发生问题,
    实际上数字调音台不难掌握,如前面所述,数字调音台的本质还是调音台,只要真正掌握调音台,能够从调音台的信号流程方框图来分析调音台的基本配接、功能和操作,那么调音台的数字化特性部分还是有其规律的。下面以一数字调音台的实例来分析,并希望从中得到举一反三的效果。
 
    2.数字调音台实例
    以YAMAHA 01V数字调音台作为实例,这是原Pro Mix 01的改进型,除了原16路输入外,可选配数字扩展卡增加了8路数字信号直接输入通路,在输出部分增加了立体声的光缆数字输出和输入以及利用数字扩展卡的8路数字直接输出用于多轨录音;此外,增加一些数字运用功能,在界面的设置上也作了改进,便于一些参数的直接调整。这是一个较为典型的数字调音台,可用于歌舞厅、卡拉OK厅等演出场所的音响系统,也可用于中小型的录音制作室、MIDI声音制作、、广播站(台)、中小型会场等音响系统。
    01V的方框见图13:
                           
    1)输入部分
    1~12路为单声道输入通路,信号经平衡的卡农或JACK式插孔输入后经衰减(Pad)、前置放大器(Gain)后进行模数变换(AD)转换成数字信号,再经反相开关(φ)、数字衰减调整(ATT,原Attenuation,防止数字信号的削波失真)、四段参量均衡器(PEQ)、动态处理器(Dynamics,即压限器)、延时(Delay)、分路开关(On,也作Mute)、分推(CF)、声像至母线。
    母线是各分路信号的汇总点,该调音台有两路立体声输出母线(ST),四路辅助输出母线(AUX),四路备用输出母线(BUS),两路效果母线(EFF)。一分路信号送入什么母线取决于音响系统所要完成的任务和设备配接方法,必须在正式调音之前设置好,在模拟调音台上有母线设置(Bus Assign)键,其相当于输出选择,本例中用Routing(途径)界面来设置输出。
    13~16路为两对立体声输入,除了结对的两路所有控制环节联动且声像改为平衡(Balance)外,所经过的控制环节与单声道输入相同。13~14路与15~16路的区别是13~14路信号可与数字立体声输入(Digital ST In)信号对换通路,用FLIP控制;15~16路输入可被断开,通路输入由2TR输入端口输入的信号,由15/16-2TR IN开关控制。2TR端口一般配接由磁带录音机(Tape Recordor)输出的重放信号。
    由光缆输入的数字立体声信号一般不经过调节直接进入立体声母线,如需要调整时可与13/14路对换通路。
    2)输出部分
    立体声主输出信号始于ST母线,经四段参量均衡器、动态处理器、总推、平衡、总路开关、延时,通过数模变换(DA)转换成模拟信号从平衡的卡农插孔输出(ST OUT),此外在DA转换前有两路数字立体声光缆输出,在DA转换后有两路立体声磁带录音输出(2TR OUT,不平衡)。
    BUS1~4输出相当于模拟调音台中的编组(GROUP)输出,可进行分路信号的编组、用作多轨录音输出、立体声主输出的备份。信号从母线始,经总推(BUS Master Fader)、总路开关至输出选择(OMNI OUT Select或数字卡)。在总推后的另一路经通路开关(To ST)、声像至ST母线(一般在分路信号编组时这样使用)。
    在该调音台中有四路平衡的OMNI OUT输出口(见图1b母线右边中部),这是一个共用的输出口,可选择立体声L/R输出、BUS1~4输出、AUX1~4输出、以及分路1~16路输出,但一共只能输出四路,哪四路取决于OMNI输出选择(OMNI OUT Select,用功能选择键选择ROUT界面来设置)。OMNI应当根据系统的设备配接来设置,在需外接效果器时,应选择作为AUX输出(一般多为这一状态),而在以模拟信号配接进行多轨录音时,可选择BUS或分路作为输出。
    3)数字扩展卡
    数字扩展卡(Option I/O card,备用输入/输出卡)见图1b虚线框,17~24路数字信号输入后经数字衰减器、两段参量均衡器、分路开关、分推、声像至母线。由于数字输入通路的调整处理环节较简单,为了更细致地调音,可用SWAP(交换)开关将17~24路输入与1~8路交换通路。
    数字卡输出共8路,其选择类似于OMNI输出。
    4)机内效果
    机内效果有两路,可选择两种效果模式,效果处理信号可在各分路的分推前或后取出(一般应在分推后),用效果分路推子调节信号量后至效果母线。从效果母线输出(图1a右下部)经效果发送总推(EFF Send 1/2 MF)至机内效果发生器(图1b左中部和下部),产生的效果经均衡器、通路开关、效果返回旋转电位器、声像至BUS和/或ST母线(途径设置)
    5)AUX通路
    四路AUX取出位置和方法同效果,AUX的输出从AUX母线始(图1a右下),经均衡器、动态处理器、AUX总推、AUX总路开关至输出选择(同BUS)。AUX的输出可接机外效果器、以及作为备用的输出信号(用作录音、返听、监听、重放等)。
    6)监听通路
    该调音台的监听有两类MONITOR和SOLO,MONITOR对应输出部分的通路(包括数字立体声输入两路),单声SOLO对应输入部分的通路(包括立体声返回两路)。
    MONITOR在各输出通路(ST、BUS、AUX)的总推前或后取出(由LISTEN选择开关控制),并分别经一个通路开关至监听母线(MONI L/R),MONI输出从母线始,经监听电平微调(MONI TRIM)、立体声与单声道转换(MONO)、DA转换输出电平调整至监听输出(MONITOR)和耳机输出。监听输出和耳机输出也可直接输出由磁带重放输入的信号(2TR IN),由MONI-2TR IN选择开关控制。
    SOLO部分在方框图中没有画出,其主要作用是可对各分路信号进行选听,设计方法与MONI差不多,但操作上在面板各分路部分均有一SOLO选择按键。
    注意方框图中所有三角的图案是放大器,起局部的电平补偿作用,无操作调节因素,故不一一介绍。
 
    界面与操作:
    通过对调音台信号流程方框的分析,可以基本上了解该调音台所能完成的功能及系统设备配接的各种可能性。更重要的是无论对模拟调音台还是对数字调音台,调音操作就是抓住信号流程中的每一功能环节进行调音处理,只不过在模拟调音台中所有功能的调节键(旋钮)的直接出现在面板上,而在数字调音台中有些键是直接出现在面板上,有些功能键仅在界面显示屏上虚拟显示,用游标键和数据轮操作调用。因此,要熟悉数字调音台操作,根本的还是要掌握信号流程,其次是知道哪些功能是直接调整的,哪些功能是间接调用的且如何调用。
    01V的功能操作键同样分直接调整和间接调用两部分。
    1)直接调整键
    在方框图中AD转换之前和DA转换之后的部分均是模拟部分,模拟部分有两大特点,一是操作的功能状态不能储存,二是所有的操作功能键均为直接调整键。此外某些数字功能键也出现在面板上,可直接调整,这些键在方框图中以* 作为标记。
    2)间接调用键
    间接调用键分成两类,一类是Function Buttons(功能键),起功能选择作用,按相关键就能调用出相关界面的功能显示页,随后用游标键和数据轮进行操作。其主要功能见表2-2 。
 
 
表2-2 Function Buttons的功能
   Buttons
                      功能页
 UTILITY
振荡器,界面显示改变1,界面显示改变2
 MIDI
MIDI设置,程序变化,控制变化,数据传送,主从控制
 SETUP
字符钟选择,MONITOR/SOLO设置,编组,配对,字长改变
 VIEW
通路状态观察,推子状态观察,通路状态复制
 DYNAMICS
动态处理编辑,动态数据库
 EQ/ATT
均衡编辑,均衡数据库
 φ/DELAY
反相,1~8分路延时,9~16分路延时,输出延时
 PAN/ROUTING
声像,途径设置,BUS总推,OMNI输出选择
 MEMORY
(场景)储存,衰减时间,改变程序号,安全分路
 
    上表中每一逗号相隔的内容为一页功能页,反映了一种操作功能的参数和调整,对功能页中某些不能直接理解的内容下面稍作解释。界面显示改变:一部分数字功能可在面板上直接调整,当这些键操作时显示屏界面可以不变也可改变,用界面显示改变来转换两种状态。主从控制:两台01V相连接,一为主机,另一为从机。通路状态复制:可以把某一分路的均衡、效果、动态等调音状态复制到另一分路。衰减时间:利于设置分推的衰减时间使得两储存场景调用变换时淡入淡出。安全分路:设定某些分路为安全分路,使得场景调用变换时这些分路不改变,以免引起音量上的突变。
    另一类的间接功能键是Fader Mode Buttons(衰减器模式键),这类键同样起功能选择作用,按相关键就能调用出相关界面的功能显示页,但推子(衰减器)不再是原功能,而是对应显示界面功能的操作。例如在调用效果功能时,原分路的分推变成该分路效果取出量的推子。衰减器模式键对应的功能用推子、游标键和数据轮进行操作。其主要功能见表2-3 。
    表2-3 中Pre/Post是指信号的取出是在衰减器(推子)之前(Pre)还是在衰减器之后(Post)。I/O=输入(Input)/输出(Output)。
    图14示出了01V数字调音台的面板图,把面板上的所有直接调整键、功能键、衰减器模式键与信号流程方框图中的各功能环节相对应就能更好地熟悉调音台的操作。
 
    功能操作实例:
    分别以功能键中的延时和衰减器模式键中的效果设置为例来说明数字调音台的调用方法,因为本文不是作为说明书,目的只是提出操作的方法和思路,所以其它就不再一一例举了。
 
表2-3 Fader Mode Buttons的功能
  Buttons
                      功能页
 EFFECT1
效果1编辑,效果1数据库,效果1Pre/Post
 EFFECT2
效果2编辑,效果2数据库,效果2Pre/Post
 OPTION I/O
备用I/O(数字卡)指示,备用分路控制,备用输出电平指示表,备用输出选择,输入交换
 REMOTE
内部参数,MIDI设备控制,用户定义
 AUX1
Pre/Post,Aux1~2 声像
 AUX2
Pre/Post,Aux1~2 声像
 AUX3
Pre/Post,Aux3~4 声像
 AUX4
Pre/Post,Aux3~4 声像
 HOME
输入电平指示表,返回/输出电平指示表,Omni输出电平指示表,立体声输出电平指示表,电平指示点设置
 
                            图14
例1:对分路信号的延时
    a. 用φ/DELAY键调出延时页2或3(按两下或三下),显示出界面如图15;
    b. 用SEL键选择需延时的分路(SEL键在对应的分路上),图3中为分路1;
    c. 用游标键选择参数名称,用ENTER键确立打开或关闭,用参数轮或增减键调整参数。
    参数中DELAY为延时时间,MIX为直达声与延时声之比,FB.GAIN为反馈增益。
 
                        
例2:效果设置
    a. 按HOME键确定主界面,在主界面上提升需加效果分路的推子(因为效果信号的取出一般为Post Fader);
    b. 按EFFECT1或EFFECT2选择机内效果并显示图16的界面;
    c. 推出需加效果分路的分推,这时分推已对应分路效果取出量的大小(模式改变);
    d. 推出总推,这时总推已对应总效果量的取出大小;
    f. 推RETURN键决定已产生的效果信号馈入到母线的大小。
    注意上述过程所产生的效果为原已调用的类型(TYPE),若要改变参数则用游标键和数据轮在页面上调整;若要选用其它类型则翻出效果页2(按两下EFFECT),用游标键和数据轮调用效果数据库(RECALL)。
 
 
三.DJ调音台
    DJ调音台是按特定的功能要求而设计的调音台,在理解DJ调音台之前,首先应知道什么是DJ,有将DJ称为主持并将DJ引用至许多场合的主持者,实际上DJ的原意为唱片骑师(Disc Jockey缩写为DJ),即驾驭唱片的人,其职能是播放唱片,但不仅仅是一个操作者,而是一个表演者、一个艺术家,在现场DJ要承担两重任务,一是对所播放的乐曲进行二度创作,不间断地播放乐曲,按一定的规律在曲子与曲子、旋律与旋律间天衣无缝地组接在一起或在一段旋律间来回放,从而把他对音乐的感受传递给大家;二是操纵全场的气氛,在二、三小时内从舒缓到激越把乐曲的节奏逐渐加快,开始约每分钟80拍以每次2至3拍增加最后可达120~130拍,期间更穿插着DJ的表演,人称DJ要四得,即打得(打碟,即放唱片)、唱得、说得、跳得。
    在传统上DJ播放的是胶木唱片,在技术上的运用主要是对唱片的操纵技巧为主,因此DJ调音台实际上是一个小型混音台,但在CD唱片替代胶木唱片后对唱片的操纵就较为困难,一些功能就借助于调音台来完成,因此DJ调音台也增加了一些特定的功能。
  


第三章 动态处理器
 
 
3.1 动态与动态处理
    在音响设备中音频信号的电平、增益、动态范围的单位都是dB(分贝),但其意义是不同的,可以用音频信号在某一音响设备中(或某一模块单元)的输入和输出电平特性来描述三者的关系(见图1),图中横坐标是输入电平,纵坐标是输出电平,其输入输出特性是斜率为1的直线,输入电平和输出电平对应坐标轴上的一个个点;在图中可以看出某一输入电平对应一输出电平,输出电平与输入电平之差是增益,在斜率为1的线性放大中增益是一个定值;信号的动态范围是最大信号与最小信号之差,当输入信号的动态范围为50dB时,输出信号的动态范围仍然是50dB,尽管设备(或单元)具有增益,但在线性放大中增益提高了电平并不改变动态范围。
 
    对一单元或设备其输入信号的动态范围不等于输出信号的动态范围时,该单元或设备统称为动态处理器,动态处理的三种基本功能是压缩、限制和扩展,压缩是在输入电平超过某个量后其增益减小,使输出信号的变化量小于输入信号的变化量,从而减小了输出信号的动态。一般以压缩比(输入信号的增加量比上输出信号的变化量)来表示,记作n:1(n>1);限制是在输入电平超过某一个量后其输出不再增加,因此也可认为限制是压缩的极限,即压缩比为∞:1;扩展是压缩的反处理,即输出出信号的变化量大于输入信号的变化量,以扩展比表示。
    对应压缩、限制和扩展,有压缩器(Compressor)、限制器(Limiter)、扩展器(Expander)三种基本的动态处理设备,但在实际应用中有时把压缩器和限制器作为一个设备,即压限器(Compressor/Limiter),因为限制就是∞:1的压缩(实际上认为当压缩比大于10:1时甚至6:1时就是限制了),所以压缩器还是限制器只是压缩比的调整而已。也有把多种动态功能构成一个设备,如压扩器(Compander)、压限器或压扩限制器(Compander/Limiter),前述的压限器理解是既可-又可,而后述的设备理解是既有-又有。此外在动态处理器中还有噪声门(Noice Gate)、潜入(Ducking)等处理,它们既可是作为一种单独的处理功能附加在动态处理设备中,也可是作为动态处理设备的一种特定的处理方法。
    在传统上动态处理设备往往是一个单独的设备,如压缩器、压限器、扩展器等,但随着现代电子技术的发展,特别是数字技术的发展,使得设备体积变小、功能增多、性能更好,因此动态处理器常作为一个单元构成在其它音响设备中(如音频工作站、数字调音台),其功能也综合在一起,所以称为动态处理器。
 
3.2 动态处理器
    无论是单独的一个动态处理设备或一个综合的动态处理器,它们的应用原理和处理方法与思路是一样的,它们一般用来控制信号电平,也可用来形成音量包络发生器来改变声音。下面就各种动态处理的功能、方法和思路作一介绍,并综合一些数字调音台中动态处理器的典型参数予以参考,以期得到举一反三的效果,因为虽然有些动态处理设备的参数名称略有不同,但其本质是一样的。
 
    1. 压缩(限)器
    压限器在音响系统和调音中有这样几个作用:
    1)动态压缩,在录音中通过动态压缩使被录声源的声音动态符合录音设备和节目载体(磁带等)动态范围;在广播中通过压缩使声音的动态符合广播节目传送通路的动态范围,以免使声音产生非线性失真。
    2)平稳音量,在舞台等现场由于演员与话筒的距离的变化以及乐器的演奏方式不同会使声音音量变化太大甚至有跳跃感,通过压缩后可平衡音量、
    3)提高音量,通过压缩大信号并提高平均信号电平的方法可既不失真又提高了音量,适合于迪斯科音乐。
    4)改变波封,利用压缩器的起始时间和释放时间控制并辅以一定的压缩量和起始电平可产生包络调制作用来达到一些特殊的声音效果,如钢琴、弹拨乐器、打击乐等声音处理,也有使声音由小变大的“翻转声”效果。
    5)保护系统,在电扩声系统中利于限制的功能来防止因过高的电平馈入而造成的设备损坏(主要是功放和扬声器),在进行限制的保护时门限要高一些,以保证系统在正常电平下的工作。
    6)特殊处理,压缩器与参量均衡器以一定的方法配接使用可消除齿音以及琵琶、电吉它等的某些噪音。
    压缩的参数包括(参见图2):
    1)Threshold(门限电平):压缩的起始点,低于门限电平的信号不受影响。压缩的门限高,压缩起控晚,信号受压缩部分少,但为达到一定的压缩量则压缩比将取得大,受压缩部分的信号层次感损失较大。也不能说门限低比高好,应当根据信号特点(强弱信号的比例等)和压缩量等因素综合考虑。
    2)Ratio(压缩比):输出信号电平范围与输入信号电平范围之比,用于人声、钢琴和贝司的压缩比通常在2:1~6:1之间,信号的总(主)输出可加2:1的压缩以增加电平使音乐变得有力,压缩比的设定一是根据声音信号的动态范围与后续音响系统设备的动态能力来考虑,二是根据信号本身-舒缓的声音(音乐)不加或加适度的软性压缩(压缩比在3:1以下),动态大的声音压缩相应也可大些。
    3)Attack(起音时间):决定压缩的速度,时间越短,压缩越快,时间长时,开始的声音不受影响。通常该参数要小些,一般为1~5ms。
    4)Release(释放时间):压缩作用后当信号低于门限时停止压缩所用的时间,时间太短则压缩立即停止,电平的变化可能会被感觉到,有一种跳跃感,如果太长则当下一个超过门限的信号到来时压缩还未恢复,会影响下面的工作。通常这一参数要大些,为0.1~0.5s,也可1s以上。
    5)Knee(折角):大于门限电平后开始压缩,输入输出曲线变为折线,在门限处有一折角,折角明确的是硬(hard)折角,折角为圆弧称为软(soft)折角,以1~5表示,5最软。软折角使声音在压缩时有一个较为自然的过渡。
    6)Out Gain(输出增益):总输出电平的调整,一般经压缩器后会减小平均信号电平,通过输出增益调整可达到与后面的设备的良好配
 
    表1提供了常见的压缩参数,可用于现场乐队的扩音或音乐录音,但要指出压缩的调整应当根据不同的乐器、乐器间的配合、乐曲的风格、以及环境声学条件来灵活处理的,不存在千篇一律的模式,因此表1(见附)仅可作大致的参考。
 
    2.扩展器
    扩展器的输出信号变化量大于输入信号的变化量,扩展了信号的动态。有两种类型的扩展方式,一是取输入信号电平大于设定的门限电平部分信号进行扩展,称为向上扩展(见图3a),这种方式与压缩器互补,二者联合作用可实现互补型降噪的功能(如Dolby降噪器就是运用这一原理),但无论是在声音的音质处理中还是在电扩声系统中均不采用这一方式,因为盲目地向上扩展动态会导致声音的谐波失真,甚至会损坏扩声系统的设备;另一扩展方式是取低于门限电平的输入信号部分进行扩展,称为向下扩展(见图3b、图3c),向下扩展使被扩展部分的信号相对而言轻者更轻响者更响,因此可以起到降噪的作用(提高信噪比,因为噪声相对在低电平部分),也可突出声音本身的层次感,一般在音质处理和电扩声中均采用这一扩展方式,所以通常的扩展器虽然没有说明,实际上就是指向下扩展。
 
 
 
    扩展的参数如下:
    1)Threshold(门限):确定触发扩展器的输入信号电平点。大于门限的输入信号不受影响地通过扩展器,小于门限的信号根据扩展比受扩展处理。
    2)Ratio(扩展比):确定扩展量,即输出信号电平范围与输入信号电平范围之比,以n:1表示。
    3)Attack(起音时间):从扩展器被触发到开始扩展所需的时间,快速的扩展起音时间信号几乎立即被扩展,缓慢的扩展起音时间,开始的声音不受影响(未被扩展)。通常的起音时间为1~5ms。
    4)Release(释放时间):扩展作用后当信号高于门限时停止扩展所用的时间,时间太短则扩展立即停止,电平的变化可能会被感觉到,有一种跳跃感,如果太长则当下一个低于门限的信号到来时扩展还未恢复,会影响下面的工作。通常这一参数为0.1~0.5s。
    5)Knee(折角):确定门限电平处的折线折角形状,折角明确的是硬(hard)折角,折角为圆弧称为软折角,以1~5表示,5最软。软折角使声音在压缩时有一个较为自然的过渡。
    6)Out Gain(输出增益):总输出电平的调整,用来调节经扩展后的整个电平变化。
    表2(见附)举出了一些典型的扩展参数,可用作乐队调音和和录音时参考。
 
    3.压扩(限制)器
    压扩器实际上是同时既有压缩器又有扩展器和限制器的功能,是三者的组合。压扩器的控制特性见图4,限制器在信号超过0dB时起控,压缩器压缩超过门限电平以上的信号,扩展器衰减(即扩展)低于门限和宽度(Width)电平的信号。扩展比大的称为硬压扩器(图4a,扩展比为5:1),扩展比小的称为软压扩器(图4b,扩展比为1.5:1)。
 
 
 
    压扩的主要参数如下:
    1)Threshold(门限):压缩的起始电平,输入信号大于该电平开设压缩,由于该压扩器设定在0dB点开设限制,所以门限的大小设定后也确定了压缩比。
    2)Width(宽度):宽度电平决定了扩展的位置,即门限电平减去宽度电平所得到的电平位置以下部分进行扩展,当宽度取得很大时(如图5中将宽度改为50dB,实际操作宽度最大可为90dB),等于关闭了扩展器。
    3)Ratio(扩展比):确定扩展量,即输出信号电平范围与输入信号电平范围之比,以n:1表示。
    4)Attack(起音时间):从压扩器被触发到开始压扩所需的时间,快速的压扩起音时间信号几乎立即被扩展,缓慢的扩展起音时间,开始的声音不受影响(未被扩展)。
    5)Release(释放时间):当输入信号电平回到非压缩和扩展部分电平位置时,恢复正常增益所需的时间。
    6)Out Gain(输出增益):总输出电平的调整,用来调节经压扩后的整个电平变化。
    表3(见附)给出了典型的压扩参数可供乐队调音和录音制作时参考。
 
    4.噪声门和潜入
    噪声门实际上是在低电平位置设置了一个闸门(Threshold,门限),当信号低于门限电平时自动关闭通路,信号不能通过,而当信号高于门限时不受任何影响地通过,由于噪声相对地在低电平位置,只要设置得当,就能阻止各种类型的噪声通过,起到了有效的降噪作用。
    就象压缩的极限是限制一样(压缩比为∞:1),噪声门是扩展的极限(扩展比为∞:1,见图5a)。但是由于完全关闭低电平信号会使声音不自然,因此在实际上噪声门只是较大地降低门限电平以下信号的增益使声音变轻,见图5b,该参数以范围(Range)dB来表示,当然范围电平很大时即为完全关闭。
    除了降低和消除噪声以外,利于噪声门也可完成某种特定的声音效果,如将远的声音拉近、扩展节目动态范围、“软化”太硬的大鼓或加“紧”松弛的鼓等。
    潜入效果是当另一路声音出现并达到设定的门限电平后,自动地衰减该路声音的电平。例如,一路背景音乐加一路语言声,在无语言声时以正常的音量播放音乐,但另一路语言声出现后将自动地压低音乐以使语言清晰。见图5c。
 

 
    要注意有一个重要的环节即控制端(Key In)设定,所有的动态处理器都有控制端设定的问题。压缩器、扩展器等在设定的门限电平条件下被触发起控,这个触发信号就由控制端来设定,大多数情况下这个触发信号就是受控信号本身(所以前面没有专门说明),但在潜入效果中受控信号(即主信号)是音乐,而控制信号是语言声,必须正确地设定。一些压限器用侧通路输入端(Side Chain)来作为控制端口,无控制信号输入(插入)时压限器自动以主信号控制,否则用输入的信号控制。
    噪声门和潜入的主要参数如下:
    1)Threshold (门限):确定噪声门关闭的电平,大于门限的信号不受影响地通过,信号等于和低于门限则使噪声门关闭。对潜入门限确定控制信号的触发电平,触发信号等于和高于门限时受控信号增益降低。
    2)Range(范围):范围参数确定噪声门关闭的程度,如范围在-70dB时全关闭,在-30dB时半关闭,在0dB时噪声门不关闭,因为门完全关闭会使声音不自然。而对潜入,范围确定潜入的程度,即受控信号的衰减量,图5c中受控信号衰减30dB。
    3)Hold(保持时间):决定在触发信号已经低于门限电平后,噪声门继续打开或潜入控制保持继续作用的时间。
    4)Attack(起音时间):决定在触发信号高于门限电平后,噪声门打开或潜入控制起控的速度。对噪声门,能使用较慢的起音时间来去除打击乐的声音棱角,而时间过大则使声音有后移的感觉。对潜入,时间长可产生渐弱效果,而时间过短则使声音显得突然。
    5)Decay(衰减时间):确定保持结束后噪声门关闭或潜入停止所需的时间。长的时间可使声音自然。
    表4(见附)为典型的噪声门和潜入效果的参数
 
 
 

 
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