音频信号处理

音响设备技术
音响设备技术
6.4 激励器
6.4.1 听觉激励器的基本原理
Ui 信号输入 延时线 激励电 平调整 DRVE ＋ 放大
Uo 信号输出 可调 高通滤波器 谐波信号 发生器 显示 混合量 调整 MIX
调谐 TUNE 1k~5kHz
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6.4 激励器
6.4.2 激励器实例 听觉激励器由美国Aphex Systems公司率先出品。Aphex的C型激励器 是较新的改进型设备，效果良好且价格便宜，广泛用于各类音响系 统中。下面以Aphex-C型为例对激励器作一介绍。
音频信号处理设备
内容提要与学习要求
本章主要介绍常见音频信号处理设备的基本功能与结构组成，工作
原理及应用实例。主要内容包括频率均衡器、效果处理器、压限器、
激励器、反馈抑制器、电子分频器等，这些设备成为现代音响中的重 要组成部分。正确使用这些设备，可对音频信号进行适当的修饰和加 工处理，使听音效果得到改善、音色得到美化，声音更为优美动听。 通过本章的学习，应达到以下要求： （1）熟悉常见音频信号处理设备的种类与主要功能； （2）了解常见音频信号处理设备的电路组成与工作原理；
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6.2 效果处理器
2．效果处理器的结构与原理
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6.2 效果处理器
3．效果处理器实例
1）前面板
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6.2 效果处理器
2）后背板
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6.2 效果处理器
3）DSP-256效果器的功能
效果处理器是利用数字信号处理与计算机技术，将编好的各种效 果程序储存起来，使用时只需将所需效果调出即可。DSP-256效果 器具有多种效果
2．模拟电感型图示频率均衡器
（1）模拟电感原理。
Ii
C
Ui
R1
Ii
Ui
L=R1 R2 C
R2
R
R1
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6.1 频率均衡器
（2）模拟电感型图示频率均衡器。
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6.1 频率均衡器
6.1.3 频率均衡器的应用 1．频率均衡器实例 （1）系统结构
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6.1 频率均衡器
、回声（ECHO）效果与共振（RESONANCE）效果。
（3）非线性。非线性是采用翻转或切除一个自然混响的处理方式来获得 特定的音响效果。其中，翻转混响（REVERSE REVERB）功能用来翻转 一个自然混响；门混响（GATE REVERB）功能是用来正常切除一段自然 混响；翻转门（REVERSEN GATE）用来切除一个正增加的混响。
反馈抑制器
1．DSP-1100声反馈抑制器的面板说明
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6.6 电子分频器
6.6.1 电子分频器的功能与组成 1．电子分频器的功能 扩声系统的终端是扬声器系统，扬声器系统是电—声换能系统，它负责 把电信号转变成声信号。我们知道，声音的频率范围是20Hz~20kHz，是 一个比较宽的频带，相应的声波波长大约为17m~17mm。 2．电子分频器的组成 电子分频器是有源分频器，通常的基本单元是一个可变频率的低通滤波 器（LPF）和一个可变频率的高通滤波器（HPF），这两个基本单元即可 组成一个二分频电子分频器。另外，一个低通滤波器和一个高通滤波器 可以组成一个带通滤波器（BPF），所以不少电子分频器可以接成立体
输出电平/dB
15 10 0 -10 -20
-10
0
10
20 输入电平/dB
图 6.15 压限器控制特性曲线
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6.3 压限器
3．压限器的工作原理
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6.3 压限器
6.3.3 压限器实例
1．系统组成与主要性能
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6.3 压限器
2．前面板各键钮功能
（6）压限器阈值（门限）调节旋钮（ THRESHOLD）。 （7）压缩比调节旋钮（COMP RATIO）。
（8）启动时间调节旋钮（ATTACK）。
（9）恢复时间调节旋钮（RELEASE）。 （10）输入电平调节旋钮（INPUT）。 （11）输出电平调节旋钮（OUTPUT）。
（1）电源开关（Power ON／ OFF）。 （2）立体声/单声道工作模式选择开 关（LINK：STEREO／DUAL MONO ）。 （3）压限器输入／输出选择开关（ COMP IN／OUT）。 （4）增益衰减指示表（GAIN REDUCTION）。 （5）噪声门限控制与显示（EXP GATE）。
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6.2 效果处理器
6.2.1 概述
1．延时器 2．混响器
3．效果器
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6.2 效果处理器
6.2.2 数字延时器 1．延时器的结构与原理
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6.2 效果处理器
2．延时器的应用
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6.2 效果处理器
6.2.3 数字混响器 1．混响器的用途 2．混响器的结构与原理
音音箱的组合，其连接方法分别如图
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6.6 电子分频器
2．三分频电子分频器
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6.6 电子分频器
3．四分频电子分频器
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6.6 电子分频器
6.3.3 电子分频器的选型
在实际中选择几分频的电子分频器，要依据扩声系统的要求而定。 一般的中小型歌舞厅为了降低投资成本，选用二分频电子分频器， 配以二分频音箱（具有外接分频端口的音箱，以下同）就可以了，
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6.2 效果处理器
数字混响器原理框图
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6.2 效果处理器
6.2.4 数字效果器（DSP效果器） 1．效果处理器的功能 （1）混响。混响是数字效果器的主要功能，利用效果器的参数可以对空 间大小、声音色彩、早期反射声等声音因素进行调整，从而改善和提高 厅堂的音质，增加音源的融和感，产生厅堂（HALL）、房间（ROOM） 、板式（PLATE）、密室等混响效果。 （2）延时。延时效果分为基本延时（DELAY）及由不同分量的延时与直 接信号混合而产生出的镶边（FLANGE）效果、合唱（CHORUS）效果
到的令人头痛的问题。
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6.5
反馈抑制器
6.5.2 反馈抑制器的基本原理
窄带数字滤波器组 Ui 放大 信号输入 A/D
Filter 1 Filter 2
Uo •••
Filter n
D/A
放大 信号输出
数字信号处理器（DSP）
反馈中心频率检测器 （中央微处理器CPU）
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6.5
6.5.3 反馈抑制器实例
声二路二分频，也可接成单声道三分频的分频器。
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6.6 电子分频器
6.6.2 电子分频器的基本原理
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6.6 电子分频器
1．二分频电子分频器
Ui 放大 信号输入
有源高通滤波器 （HPF） 信号 输出 有源低通滤波器 （LPF）
H
L
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6.6 电子分频器
二分频电子分频器主要用于二分频音箱或中高音音箱和纯低
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6.4 激励器
6.4.3 激励器在扩声系统中的应用
（1）剧院、会场、广场、Disco舞厅和歌厅等场合。
（2）现场扩声场合。 （3）演奏、演唱场合。 （4）流行歌曲演唱。 （5）普通歌手演唱。 （6）声像展宽。
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6.5
反馈抑制器
6.5.1 声反馈现象与产生啸叫的原因
所谓声反馈是指在剧院、歌舞厅等扩声系统中，由音箱放出的声音 又回传入话筒（也称话筒回授），使某些频率成分的信号产生正反 馈，从而在音箱中发出刺耳的啸叫声。声反馈是厅堂扩声中经常遇
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6.3 压限器
2．后面板各接线端口功能
（12）输入端口（INPUT）。 （13）输入电平选择开关（INPUT LEVEL）。 （14）输出端口（OUTPUT）。
（15）输出电平选择开关（OUTPUT LEVEL）。
（16）压缩检测器输入／输出端口（DETECTOR IN／OUT）。
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（3）理解并掌握常见音频信号处理设备的操作要领与使用要求。
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6.1 频率均衡器
6.1.1 频率均衡器的作用与技术指标
1．频率均衡器的作用
2．频率均衡器的分类
3．频率均衡器的技术指标
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6.1 频率均衡器
6.1.2 频率均衡器的原理 1．LC型图示频率均衡器
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6.1 频率均衡器
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6.7
6.7.4 立体声合成器
其它处理设备
立体声合成器是一种可以在单声道非立体声源中产生逼真的“假立
体声”效果的信号处理设备。它将非立体声源信号分成多个频率段 ，将其中一部分频段放在立体声的一个声道上，另一部分频段放在 立体声的另一个声道上，从而产生“假立体声”效果。立体声合成 器大多用在录音制作系统中。 以上只对这些信号处理设备作了简要介绍，在专业音响中，还有一 些专门对音响系统进行实时分析和测试的仪器和设备，由于篇幅有 限，本书不作介绍，如果需要，读者可参阅有关资料。
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6.7
6.7.3 移频器
其它处理设备
移频器也是用来抑制声反馈现象的设备，与声反馈抑制器不同的是：移
频器是对扬声器送出的声音信号的频率进行提升（移频）处理，使声频 增加5Hz（或3Hz、7Hz），使其与原话筒声音的频率发生偏移，无法构 成正反馈，也就不会产生声反馈现象。与声反馈抑制器相同，移频器在 扩声系统中也是串联在调音台与压限器之间或并接在调音台上。 由于移频器的低频调制畸变较大，因此它只适用于以语音为主要内容的 扩声系统；而声反馈抑制器畸变小，可用在音乐扩声系统中。
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6.7
6.7.2 噪声门
其它处理设备
前已述及，有些压限器设有“噪声门限”用以消除无信号时的噪 声。在专业音响设备中还有专门的噪声门设备，它与压限器的“ 噪声门限”的功能基本相同。噪声门实际上是一个门限可调的电
子门限电路，只有输入信号电平超过门限时，才能形成信号通路
，否则电路不通，信号被距之“门”外。利用噪声门对弱信号“ 关闭”的功能，可有效地防止话筒之间的串音。但需注意，噪声 门只能降低或消除门限以下（可视为无信号状态）的噪声（信号 ），而不能提高门限以上有信号传输时的信噪比。
如果想提高档次，也可配以中高音音箱和纯低音音箱的组合。
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6.6 电子分频器
6.6.4 电子分频器实例
1．技术指标
2．工作模式
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6.7
6.7.1 监听处理器
其它处理设备
监听处理器是专门为扩声系统的舞台返送监听而设计的处理设备 。在这种设备内部，通常设有多频段均衡器和陷波滤波器，以及 限幅器和高通滤波器。均衡器和陷波器能够过滤有害信号，降低 反馈机会，提高系统增益；而限幅器和高通滤波器则用来保护功 率放大器和扬声器。
6.3 压限器
3．压限器的使用 （1）压限器在扩声系统中的位置。压限器通常串接在调音台及图 示频率均衡器的后面，而位于功率放大器的前面。防止信号的过激 失真和对功放与扬声器实施保护，以防均衡器等前端设备的误操作 而烧坏功放与音箱。 （2）压限器的调节。压限器的主要调节参数有压缩器的阈值电平 、压缩比、启动时间、恢复时间和限幅器的阈值电平。
日本YAMAHA的Q2031A型双通道频率均衡器控制特性
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6.1 频率均衡器
（2）主要性能 （3）前面板键钮功能
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6.1 频率均衡器
（3）后背板插口和开关功能
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6.1 频率均衡器
2．均衡器的使用 应用均衡器能美化人声或乐器声的音质，因此正确使用均衡器显得 十分重要。为了正确使用均衡器，不仅需要掌握各类均衡器的性能 和特点，还要熟悉声频各频段的音质特点，以及各种声源的基本频 率范围。
6.3.2 压限器的基本原理 1．压限器的控制特性
Ui 信号 输入
压控放大器 （VCA） UC 电平 检测电路
Uo 信号 输出
Ui 信号 输入
压控放大器 （VCA） UC 电平 检测电路
Uo 信号 输出
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6.3 压限器
2．压限器的功能参数 压限器常用的功能参数有压缩比、阈值、起动时间、恢复时间等。
音响ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备技术
6.3 压限器
6.3.1 压限器的用途 在扩声系统中，压限器主要用途如下： （1）压缩信号的动态范围，防止过载失真。 （2）对大电平信号的峰值进行限幅，以保护后级的功率放大器和扬声器
不致损坏。
（3）降低噪声电平，提高信号传输通道的信号噪声比。 （4）产生特殊的音响效果。
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6.3 压限器