調音臺之信號處理設備之均衡器和激勵器詳解

均衡器和激勵器都是用來補償聲音音質的設備，它們使聲音更加真實、豐滿、渾厚、圓潤、明亮、清晰、動聽悅耳、富有色彩感。但兩者在補償的內容和工作原理上有所不同，補償效果也各具特色。

（一） 均衡器和激勵器的作用與補償聲音的特點
音質評價是主觀評價，是人耳對聲音感受的評估。影響聲音音質有四個要素：音量、音調、音色和音品。
·音量：音量的變化有強有弱，節奏分明，與聲波振幅相關。
·音調：音調的高低，與主頻結構相關，頻率高音調高，頻率低音調低。
·音色：音色與頻率成分相關，頻率成分愈多，音色也愈豐富。反之，頻率成分愈少，音色愈貧乏。
·音品：即聲音的品位。它反映了聲音的清晰度、明亮度、力度和豐滿度。其實質是與瞬態的各頻率成分的比例包絡線有關，這種瞬態頻率成分比例包絡線也牽涉到各成分的相位特性。

1. 均衡器的作用與補償聲音的特點
均衡器通過全頻段各刻度頻點的提升與衰減，對音頻載體或音響設備（包括話筒在內）的頻響曲線的不足進行相對應的補償，使音頻的頻響曲線平直，聲音信號不失真。同時，為了創作上的需要對原有的聲信號進行特殊加工處理，突出其藝術感染國。在各頻率點提衰過程中，各頻率點的相對音量發生變化，從而導致瞬態頻率成分比例包絡線變化，即音品發生變化。若在提衰過程中，引起了主要頻率成分結構比例（主頻結構）變化，即包線峰變化，則音調便發生了變化。所以，均衡器主要補償音量、音調和音品。

2. 激勵器的作用與補償聲音的特點
激勵器通過邊鏈電路提取原聲頻率中的高頻成分，與諧波發生器同步，補償原聲中因為設備頻響不佳而丟失的頻率成分，它起著補充高頻和泛音成分的作用。此補償會使聲音更真實，更富有表現力，更清晰，更透亮。補償實質上是補充了原聲中的頻率成分，也就是音色，使音色更加豐富。在補充音色過程中，也有可能引起聲音主頻結構的變動，導致音調和音品上的變化。不過，因為其補充量很少，影響不太大。

（二） 均衡器和激勵器的工作原理比較
1. 均衡器
均衡器按其用途區分，可分為圖表均衡器、房間均衡器、參量均衡器。按其處理信號的方式區分，可分為模擬式和數字式兩種。不過，其工作原理基本相同，如圖4-1所示。
在圖4-1中W為推拉式電位器，可改變提衰量。R0可改變串聯諧振回路的品質因素Q0
L和C構成串聯諧振回路諧振頻率。兩個C0 作為負反饋電容。當推拉式電位器W的推拉鍵往上推時，輸出信號中的f0 成分被LC短接，經R0 到地。f0 成分負反饋到輸入端的反饋量減少，經運算放大器后，f0 成分得到提升。當推拉鍵往下拉時，輸入信號中的f0 成分被LC短接，經R0 到地。相對于f0
的輸入阻抗減少，顯然，經運算放大器后，f0 成分得到衰減。

不同的L和C，不同的R0 ,可使調節頻段、中心頻率、品質因素Q（調帶寬）、提衰量等均衡參數不同，起到調節的作用。圖表均衡器按倍頻程刻度在整個音頻區分布中心頻率。例如：利用1/3倍頻程刻度頻率，從20Hz開始，在整個音頻區可刻度成31個頻點：20Hz；25Hz;31.5Hz;等。也可用2-3倍頻程刻度，從31.5Hz開始，在音頻區可刻度成15個頻點。這些頻率點的提衰鍵頒布直觀地反映了頻響補償。如果輸入信號中，有某一頻率成分，即使在音頻區非刻度頻點上，同樣能提升衰減。但如果原輸入信號中無某一頻率，采用提衰鍵提衰，也不會產生補償作用。

2. 激勵器
激勵器的線路工作原理如圖4-2所示，輸入信號分成兩路：一路經R0電阻直接輸出；另一路是邊鏈電路，經過激勵電平調節，進入高通濾波器，進行調諧放大（600Hz～4kHz）處理，提取原聲中剩余高頻成分，調諧放大后去同步諧波發生器，使諧波發生器出來的大量高頻成分和泛音成分在相位上和幅值上與原聲相關。例如：調諧成分為f或f±Δf,是原信號中成分，從諧波發生器輸出的成分有f,2f,3f以及f±Δf，2（f±Δf），3（f±Δf）…。由諧波發生器輸出的信號再通過混合比例調節，送回原聲中去。同時，增加了低音動態處理，使低頻信號的低音得到保持，低音流量也得到控制，從而使原聲得到音色方面的補償。

這種補償與均衡器不相同，它可以補償原聲中丟失的成分，但補償量并不大，一般在１－２dB左右。通過補償，提高了聲音明亮度、清晰度、分離度、響度（實際放聲率并未）未增加、透明度和豐滿度。

三） 均衡器和激勵器在擴聲系統中的連接和使用
激勵器、均衡器在擴聲系統中的連接是非常靈活的，下面舉例說明：
（１） 串聯在調音臺輸出的主通道（左右聲道）上
① 均衡器的調節：
a. 用推拉鍵對擴聲環境進行頻響補償，彌補環境擴聲中的聽音缺陷（房間均衡處理）。
b. 抑制反饋嘯叫頻率，找到嘯叫頻率，做１２dB衰減，使整體擴聲增益提高。不過，不要超過３個頻點，否則，會影響整體的擴聲均衡。
c. 利用面板上的低切鍵按鈕可把２００Hz以下的頻率切除，防止低頻共振或話筒跌落引起的低音沖擊，損壞功放或音箱。
d. 在噪聲環境下，講話擴聲，用推拉鍵可以剪輯聲音，使聲音更租透徹宏亮，噪聲較低。
② 激勵器的調節：用于綜合聲音的補償，主要針對音樂聲和演唱聲進行。先進行高頻和泛音補償，再進行低音補償。關閉低音旋鈕，將調諧旋鈕放在１２點位置，調混合比例直到鑲邊聲出現，再調節調諧旋鈕，使聲音明亮，清晰，再調混合比例，使鑲邊聲不出現。接著適度調節低音流量和保持時間，直至滿意為止。
（２） 利用調音臺上輸入部件ＩＮＳ插孔或左右聲道輸出部分、編組輸出部分的ＩＮＳ插孔，將該路上的聲音信號通過相應的放大調節后，從大三芯插頭的芯線引出，送到均衡器上進行頻響補償或送到激勵器上作音色補償。經過它們加工補償的聲音信號再引到大三芯插頭的環上，送回調音臺。
（３） 按照效果機與調音臺的連接方式將均衡器、激勵器接在調音臺上，單獨對某些聲音信號進行音量、音調、音色、音品的加工或補償。

（四） 圖表均衡器的靈巧應用
圖表均衡器是一種對音頻頻響曲線進行精細高速的設備，尤其是３１段圖表均衡器，如圖４－３所示，高速范圍覆蓋20Hz～20kHz整個音頻區域，其面板上的推拉鍵分布，直觀地反映了對頻響曲線的補償。它既可用做客觀補償，對音頻載體或音中央委員設備的頻響曲線的不足給予補償，使頻響曲線更加平坦，聲音更真實可信，又可以從主觀愿望出發，依據創作上的需要，把聲音加工得美妙動聽。由于其記得度頻點在0dB處時，噪聲很低（—90dB以下），放置在音響系統任何地方，都不會產生明顯的噪聲，這給應用帶來更多的靈活性。另外，還附設了一些功能鍵。如：輸入電平調節旋鈕（input level），可對強聲信號和弱聲信號進行調節。刻度頻點帶寬恒定，提衰獨立，提衰范圍可變（＋１２dB;+64dB），適合對聲信號進行大幅度補償或做精細微調。低切按鍵（Low cut或ＨＰＦ）按下，切點頻率在20Hz～200Hz可調。高切按鍵（Hi cut或ＬＰＦ）按下，可切6kHz以上頻率成分，切除斜率可變（6dB／倍頻程，12dB/倍頻程或18dB倍頻程）適于聲音信號特殊加工。直通旁路近鍵（in/out Bypass）用于聲音信號補償前后比較。這些功能鍵給調音人員提供了廣闊的創作空間，使聲音更具韻味。下面講一講它們的應用。
1. 在擴聲系統中 將圖表均衡器安插在調音臺與主功放（或電子分頻器）之間。
(1) 利用實時音頻頻譜分析儀、測量話筒和粉紅噪聲發生器，對擴聲系統總體頻譜響應進行調整。在室內擴聲，可將圖表均衡器作為房間均衡器使用補償室內聽音的缺陷，使房間頻響曲線更加平坦。
(2) 利用刻度頻點找擴聲系統的反饋嘯叫（鈴振現象）點，使之衰減，增大擴聲系統音量，提高傳聲增益。依次可找到二次、三次嘯叫點頻率，使其衰減（但不能超過3個抑制頻點，否則會破壞整個補償曲線）。
(3)利用低切鍵，切除200Hz以下的低頻成分，可防止過大的噴氣聲、空調聲、腳踩舞臺的嘭嘭聲、話筒跌落的沖擊聲以及低頻共振聲，保護功放不因過載而損壞或低頻音箱不燒毀。按下低切鍵后，對放聲音質不產生大的影響。
(4)在講話擴聲場合，嘈雜聲大，利用刻度頻點的提衰，把講話聲剪輯得更宏亮、清晰、透徹、易懂。
(5)創造性地加工音樂信號，利用刻度頻點的提衰，逐步修飾，讓音樂聲更具風格和想像力，更加悅耳動聽。
(6)利用高切按鍵，切去“咝咝”的噪聲。
2. 在樂器樂音加工方面
（1） 放在樂器拾音通道上，將提衰范圍改成±6dB，調整樂音頻段的提衰，增加樂音的質感。也可給音樂聲加寬加厚或構成迥然不同的特殊樂音。
（2） 消除音響系統接觸不良而引起的50Hz交流聲(用推拉鍵將50Hz頻點拉下)。
（3） 利用調音臺上輔助送出和輔助返回，給弦樂音加重弦外音。
3. 在演播室和錄音棚里
（1） 將圖表均衡器接在調音臺輸入通道的INS插孔上，對發聲不準確的聲軌放音進行修正。
（2） 將單聲信號劈開，一分為二，分別進行均衡處理，形成人工立體聲效果。
（3） 按下低切鍵，調節低切點(20Hz～200Hz)，按下高切鍵，切6kHz以上的頻率，使話筒拾音獨特透亮。
此外，圖表均衡器與壓限器結合使用，可去除擴聲系統的咝咝聲和低頻共振聲。還可與噪聲門結合使用，提升噪聲門閾，衰減與頻率相關的噪聲，讓有用的音樂聲信號暢通無阻。