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均衡器的基础知识
  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。在通信系统中,在系带系统中插入均衡器能够减小码间干扰的影响。
  超低音:20Hz-40Hz,适当时声音强而有力。能控制雷声、低音鼓、管风琴和贝司的声音。过度提升会使音乐变得混浊不清。
  低音:40Hz-150Hz,是声音的基础部份,其能量占整个音频能量的70%,是表现音乐风格的重要成份。适当时,低音张弛得宜,声音丰满柔和,不足时声音单薄,150Hz,过度提升时会使声音发闷,明亮度下降,鼻音增强。
  中低音:150Hz-500Hz,是声音的结构部分,人声位于这个位置,不足时,演唱声会被音乐淹没,声音软而无力,适当提升时会感到浑厚有力,提高声音的力度和响度。提升过度时会使低音变得生硬,300Hz处过度提升3-6dB,如再加上混响,则会严重影响声音的清晰度。
  中音:500Hz-2KHz,包含大多数乐器的低次谐波和泛音,是小军鼓和打击乐器的特征音。适当时声音透彻明亮,不足时声音朦胧。过度提升时会产生类似电话的声音。
  中高音:2KHz-5KHz,是弦乐的特征音(拉弦乐的弓与弦的摩搡声,弹拔乐的手指触弦的声音某)。不足时声音的穿透力下降,过强时会掩蔽语言音节的识别。
  高音:7KHz-8KHz,是影响声音层次感的频率。过度提升会使短笛、长笛声音突出,语言的齿音加重和音色发毛。
  极高音:8KHz-10KHz,合适时,三角铁和立*的金属感通透率高,沙钟的节奏清晰可辨。过度提升会使声音不自然,易烧毁高频单元。
  平衡悦耳的声音应是:
  150Hz以下(低音)应是丰满、柔和而富有弹性;
  150Hz-500Hz(中低音)应是浑厚有力百不混浊;
  500Hz-5KHz(中高音)应是明亮透彻而不生硬;
  5KHz以上(高音)应是纤细,园顺而不尖锐刺耳。
  整个频响特性平直时:声音自然丰满而有弹性,层次清晰园顺悦耳。频响多峰谷时:声音粗糙混浊,高音刺耳发毛,无层次感扩声易发生反馈啸叫。
  频率的音感特征:
  30~60Hz 沉闷 如没有相当大的响度,人耳很难感觉。
  60~100Hz 沉重 80Hz附近能产生极强的“重感”效果,响度很高也不会给人舒服的感觉,可给人以强烈的刺激作用。
  100~200Hz 丰满
  200~500Hz 力度 易引起嗡嗡声的烦闷心理。
  500~1KHz 明朗 800Hz附近如提升10dB,会明显产生一种嘈杂感,狭窄感。
  1K~2KHz 透亮
  2K~4Kz 尖锐 2800Kz附近明亮感关系****,3400Hz易引起听觉疲劳。
  4K~8Kz 清脆 6800Hz形成尖啸,锐利的感觉,>7.5KHz音感清彻纤细。
  8K~16Kz 纤细
  均衡器分为三类:图示均衡器,参量均衡器和房间均衡器。
  1.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。
  2.参量均衡器: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。
  3.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。
  EQ是Equalizer的缩写,中国大陆地区称呼为均衡器,港台地区称呼为等化器。它的作用就是调整各频段信号的增益值。普通百姓最初接触均衡器是在80年代的高级录放机上,当年的高档录放机都带有N段均衡调节,那个调节器就是均衡器。这个均衡器是基于模拟信号的,后来在PC上逐渐发展出了数字均衡器。对于大部分电脑用户,他们接触得最多的数字均衡器来自播放软件。
  当均衡曲线上有多少个可调节节点时,那么这个均衡器就被称为多少段均衡器,10段均衡器表示有10个可调节节点。节点越多,便可以调节出更****的曲线,而调节难度则更难。大家都只到人耳只能听到模拟信号,而这些软件的均衡器都是数字均衡器,什么是数字均衡器?就是处理数字信号增益调节的均衡器,它这个操作在数字转模拟前进行,而模拟均衡器则是数字信号转为模拟信号后再处理。许多多媒体音箱上都带有简单的高低音增益调节,我们可以把这个看作是一个两段的模拟均衡器。
  任何频率的增益或者衰减都会牵涉到信号的重(重新)量化,因此均衡器也有品质上的差异,就像不同的SRC品质有差异一样。前面介绍的均衡器均是软件方式实现的数字均衡器,它们的品质各不相同。
  Crystal CS46XX芯片内置了硬件均衡器,在通常情况下,我们优先使用硬件均衡器。很少有音箱能做到较为平直的频响曲线,往往会在某个频段衰减N dB,只要将均衡器的对应频段做N dB的增益,就会起到修复曲线的作用。
  只要如图做一些调整,音箱的音色就会起到一些变化,变得明亮。
  这是著名的R1900T II,但它的曲线并非完美,2-4kHz段有衰减,而7-8kHz有增益,高频也呈现较为明显的衰减。
  我们在2k/4k段增益3dB,而8kHz段衰减2dB,15kdB段增益3dB后,R1900T II立刻会变得中频较为凸出,结像变佳,高频明显变得明亮。音色呈现较大变化。
  在大部分时候,我们不建议增益500Hz一下频段,这样声音会容易变得浑浊,适得其反,而稍微修饰一下中频段和高频段,则会带来事半功倍的效果。
  并非所有音箱都需要均衡器去修饰,惠威T200A频响曲线和漫步者R1600T数码版的频响曲线都较为平直,并不需要再度修饰。另外,频响曲线不够平直不一定代表音质必然不好,有些个性化的音箱频响曲线并不平直,通过均衡器修正后,会丧失已有风格,调整前请三思而行。
  大部分朋友并没有获得音箱的实测频响曲线的条件,我们只有在未来尽量提供更多音箱的实测曲线,在获得实测曲线之前,我们需要靠实听来判断音箱哪个频段有凸出或者凹陷,下面提供一张表,大家可以根据这张表来做一个初步的判断。
  频率段(Hz): 16k-20k
  听感影响: 这段频率可能很多人都听不到,因此,听不到此段频率并不意味着器材无法回放,当然也不代表您的听力不够好,只有很少人可以听到20kHz。这段频率可以影响高频的亮度,以及整体的空间感,这段频率过少会让人觉得有点闷,太多则会产生飘忽感,容易产生听觉疲劳。
  代表性的乐器:电子合声、古筝钢琴等乐器的泛音。
  频率段(Hz): 12k-16k
  听感影响: 这段频率能够影响整体的色彩感,所谓小提琴的“松香味”就是由此段频率决定的,这段频率过于黯淡会导致乐器失去个性,过多则会产生毛刺感,在后期处理的时候,往往会通过激励器来美化这段频率。
  代表性的乐器:镲、铃、铃鼓、沙锤、铜刷、三角铁等打击乐器的高频泛音。
  频率段(Hz):8k-12k
  听感影响:8~12kHz是音乐的高音区,对音响的高频表现感觉最为敏感。适当突出(5dB以下)对音响的的层次和色彩有较大帮助,也会让人感到高音丰富。但是,太多的话会增加背景噪声,例如:系统(声卡、音源)的噪声会被明显地表现出来,同时也会让人感到声音发尖、发毛。如果这段缺乏的话,声音将缺乏感染力和活力。
  代表性的乐器:长笛、双簧管、小号、短笛等高音管乐器。
  频率段(Hz):4k-8k
  听感影响:这段频率最影响语音的清晰度、明亮度、如果这频率成分缺少,音色则变得平平淡淡;如果这段频率成分过多,音色则变得尖锐,人身可能出现齿音。这段频率通常通过压限器来美化。
  代表性的乐器:部分女声、以及大部分吹奏类乐器。
  频率段(Hz):2k-4k
  听感影响:这个频率的穿透力很强。人耳耳腔的谐振频率是1∽4KHz所以人耳对这个频率也是非常敏感的。如果空虚频率成分过少,听觉能力会变差,语音显得模糊不清了。如果这个频率成分过强了,则会产生咳声的感觉。2~4kHz对声音的亮度影响很大,这段声音一般不宜衰减。这段对音乐的层次影响较大,有适当的提升可以提高声音的明亮度和清晰度,但是在4kHz时不能有过多的突出,否则女声的齿音会过重。
  代表性的乐器:部分女声、以及大部分吹奏类乐器。
  频率段(Hz):1.2k
  听感影响:1.2kHz可以适当多一点,但是不宜超过3dB,可以提高声音的明亮度,但是,过多会使声音发硬。
  频率段(Hz):1k
  听感影响:1 kHz是音响器材测试的标准参考频率,通常在音响器材中给出的参数是在1 kHz下测试。这是人耳最为敏感的频率。
  频率段(Hz):800
  听感影响:这个频率幅度影响音色的力度。如果这个频率丰满,音色会显得强劲有力;如果这个频率不足,音色将会显得松弛,也就是800Hz以下的成分特性表现突出了,低频成分就明显;而如果这个频率过多了,则会产生喉音感。如果喉音过多了,则会失掉语音的个性,适当的喉音则可以增加性感,因此,音响师把这个频率称为"危险频率",要谨慎使用。
  代表性的乐器:人声、部分打击乐器。
  频率段(Hz):300-500
  听感影响:在300-500Hz频段的声音主要是表现人声的(唱歌、朗诵),这个频段上可以表现人声的厚度和力度,好则人声明亮、清晰,否则单薄、混浊。
  代表性的乐器:人声。
  频率段(Hz):150-300
  听感影响:这段频率影响声音的力度,尤其是男声声音的力度。这段频率是男声声音的低频基音频率,同时也是乐音中和弦的根音频率。在80-160Hz频段的声音主要表现音乐的厚实感,音响在这部分重放效果好的话,会感到音乐厚实、有底气。这部分表现得好的话,在80Hz以下缺乏时,甚至不会感到缺乏低音。如果表现不好,音乐会有沉闷感,甚至是有气无力。是许多低音炮音箱的重放上限,具此可判断您的低音炮音箱频率上限。
  代表性的乐器:男声。
  频率段(Hz):60-100
  听感影响:这段频率影响声音的混厚感,是低音的基音区。如果这段频率很丰满,音色会显得厚实、混厚感强。如果这段频率不足,音色会变得无力;而如果这段频率过强,音色会出现低频共振声,有轰鸣声的感觉。
  代表性的乐器:大鼓、定音鼓,还有钢琴、大提琴、大号等少数存在极低频率的乐器。
  频率段(Hz):0-60
  听感影响:这段频率影响音色的空间感,这是因为乐音的基音大多在这段频率以上。这段频率是房间或厅堂的谐振频率。这段频率很难表现,在一些HiFi音响中,不惜切掉这段频率来保证音色的一致性和可听性。
  在冒险利用均衡器改变音频信号之前,应该三思而行。过分使用校正对听众整体收听效果可能有利有弊。均衡器并非神奇得令人不可思议,它有不少缺点,并可能对声音有较深的影响。
  校正不足之处
  均衡器是在19世纪30年代发明的,用来校正声音的不足;其主要用途在好莱坞电影制片厂。由于一种类似于现在称为逼真度滤波器的均衡器的支持,它在远距离扩音方面取得了很好的结果,这有助于促进其应用,也导致后来的滥用。由于几代声音工程师在均衡器对声音的影响上一知半解或完全不懂,在这样的情况下使用均衡器,产生出来的声音结果不尽人意就不奇怪了。
  均衡器被用于混录调音台输入通道和接线装置上,例如在一条通往扬声器的输出线路上。虽然在传声器输入通道中使用均衡器使我们回忆其整形扬声器声音或乐器声音的方法,但往往被忽视的问题是,是否需要均衡器可能是其余环节出错的标志。
  均衡可能是用来补偿在音频链路或扬声器音频特性内、在传声器选择或演播室声学影响中的问题的。它甚至可能出现在有完美的声学特性、****型的扬声器和****传声器的演播室中。
  在通往扬声器的输出通道中使用均衡器是一个特别感兴趣的情况,因为人们容易误信可解决所有不当的室内声学和扬声器还音问题。
  参量均衡器和图示均衡器
  目前使用两种均衡器:参量与图示均衡器。
  倍频式均衡器的测量校正特性曲线。
  上曲线是3个设置于+6dB,中心频率为630、 1250和2500Hz的滤波器的总响应;下曲线是设置于+2dB的相同倍频式滤波器。
  参量均衡器能够在独立控制滤波频率、带宽和振幅增益或衰减的同时校正声音信号。在每个频率范围的频率和峰值振幅或波谷利用电位计和开关可以连续或分步调整。操作者可以在20:1频率范围上调整,同时调整锐度或峰值的带宽,即熟知的品质因数(Q值),其值为0.29~5.0。通常,****和****的频率范围可从峰值切换到平直的形式。
  图示均衡器通常能在8、12或更多的固定频段校正声音信号的形状。每个频段都有其有源滤波器,滤波器的中心频率被指定在用于调整校正量(以dB计)的电位计附近。如果频段被分为倍频程,则此均衡器就是倍频式,它利用较少量的频段(滤波器)。1/3倍频式均衡器具有较多的频段,例如,31个滤波器(中心频率20Hz~20kHz),允许比倍频式均衡器有更****但也更复杂的校正。可获得的校正量通常一个声道内为±15dB,或两个声道分别为±15dB。在设置了滑动校准器时,它们形成某一图形曲线,其形状对应于选定的校正曲线。这就是“图示均衡器”名字的来源。
  当这种均衡器用于校正不足的声学特性或扬声器还音特性时,操作员可能主观地“通过人耳”或客观地使用音频分析仪设置校准器。分析仪的传声器在测量位置作用于声波,校准器的校准图形形状被设置为与测量的形状反向,从而使得产生的特性曲线尽可能线性。但所有这些只适用于空间中的一个点。
  由于操作员的耳朵和分析仪的传声器在某一位置记录扬声器的响应特性曲线,在操作员移到另一位置时,这可能出现问题。在某一位置均衡器的全部设置不适合除了此传声器放置之处的任何位置。此外,考虑到在声驻波和室内共鸣模式方面声场的复杂性,以及在一个或多或少漫射声学空间直射与反射声波之比,很容易理解相比在一个位置产生些微改善的响应,而在其它所有附近位置产生有问题的结果的均衡不如无均衡。被头骨分开的人耳(平均距离19cm)对环绕头部的声波绕射非常敏感,使我们能感觉到直射和反射抵达声波的方向、强度和时间差。这就是“双耳”听觉。
  非所需效果
  在除了使用仿真头(传声器放置在左右耳的****位置)的所有情况下,由于听觉的主观本性,单声传声器甚或重合对立体声传声器将向分析仪馈送与被听众所听到的完全不同的客观数据。