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頻率均衡器的調控技巧

作者:廣東省恩平市雄聲電子有限公司 瀏覽: 發表時間:2017-08-08 14:22:26

均衡器(EQUALSER)是對聲信號頻率響應反應及振幅進行調整的電聲處理設備。它可以改變聲與諧波的成份比、頻響特性曲線、頻帶寬度等。頻率均衡器廣泛用于各種音響系統,如廳堂擴音放音系統、廣播錄音系統以及家庭音響系統。在錄音(指同期錄音和多軌前期錄音)和后期加工(指現成錄音節目二度均衡和多軌錄音后期制作)中對美化聲音起到廣泛的作用。例如:(a)彌補頻響缺陷;(b)彌補聲源音質音色缺陷;(c)突出樂器特色或改變樂器音色;(d)平衡樂隊中各個聲部的響度;(e)提高音樂信號的豐滿度、明亮度和清晰度;(f)增加臨場感,調整演奏層次;(g)緩解聲部間串音,衰減泄露頻率;(h)去除噪聲及干擾聲,提高信噪比;(I)修正聽音環境頻響缺陷,均衡室內頻響可以說,均衡器是錄音師和音響師工作中最重要的調音工具。也是我們語音工作者改善語音音色的最重要的工具。 Z?
 
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均衡器種類特性簡介 An ]j2
 
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無論何種均衡器,其功能都是通過音頻頻率(AUDIO FREQUENEY)濾波處理實現對放大器的頻率響應(AUDIO  RESPONSE)進行調整。這種調整可以使某些頻率的聲音響度大于或小于其它頻率的聲音,使某一頻率的電平提升或衰減若干分貝的作法即為頻率均衡(EQUALSATIOM),簡稱EQ。均衡器對頻率的提升(BOOS)衰減(FADE)有兩種方式:一種是擱架形方式(SHELVING);另一種方式是峰谷形方式(PEAK SLAP AND DIP)。這兩種方式的名稱由對頻率提升衰減的頻響曲線形態而得名(還有一種分類是分為圖示均衡器和參數均衡器)。下面我們對這兩種方式進一步討論。 畱ㄞ肽緹 ?
 
所謂擱架形方式,實際上是將信號分頻處理,一部分頻率直接通過,另一部分頻率(高度段或低頻段)得到衰減,從而達到對聲音中某段頻率的相對提升或衰減,形成頻率響應上的架形狀態。這種方式多為高通濾波器(HIGHT PASS FILTER)和低通波波器(LOW PASS FILTER)采用,所不同的是,高低通波波器通帶(PASS BOND)以外的衰減并不是平衡的,確切地說,它的衰減是連續增加的。 XnT) ?
 
高通濾波器和低通正如它們名稱所意味的,某些頻率的電平直通,而另外的頻率則被衰減。衰減少于3dB的頻率為通帶頻率,而那些衰減超過3dB的頻率則為阻帶內頻率。它們具有的功率謹為通帶功率的1/2。信號衰減量正好為3dB的頻率為截止頻率或稱交岔頻率。在截止頻率以外的阻帶衰減量一般以每頻程等量的分貝數值呈斜線衰減,這個衰減的比率稱為斜率(SIOPE)。如;常用的的衰減斜率為每頻程12dB、15dB、18dB等參量。高通濾波器的截止頻率一般在20Hz250Hz之間(圖1)。低通濾波器的截止頻率一般在6KHz12KHz之間(圖2)。通常,高低通濾波器可安裝在專用均衡器上,作為附屬功能,用于頻率特性選通或濾除高低頻噪聲。如果同時使用高通濾波器和低通濾波器進行衰減,而使中間頻段平直輸出(FATTENS OUT),那么就形成發帶通濾波器(BAND PASS FILTER)(圖3)。這種濾波方式通帶的帶寬由高低通濾波的截止頻率控制,而Q值則由高低通濾波器的衰減斜率控制。這種帶通濾波方式的頻響曲線可以靈活調整,并能做得很寬。 ?逷厁蒩?# ?
 
簡單的峰谷形方式是由LC電路(即電感器與電容器組成的電路)產生的,在濾波電路中當這兩個電抗元件串聯時,會對某一頻率表現最小阻抗,而對其它頻段的信號則阻抗很大。這個阻抗小的頻率稱這中心頻率(CENTER FREGUENCY)或諧振頻率。將LC電路串聯一個可變電阻,再與另一固定電阻并聯,遠離中心頻率的信號即通過R電路,并衰減很大。在固定電阻遠端將兩條載有不同頻率的線路合并,那么我們可以想象到,通過LC電路的中心頻率由于衰減很小可以得到很高電平,而通過R電路的其它頻率由于衰減大而電平降低,即會造成某一頻率的峰形是升,提升程度取決于電阻的阻值。如果將R電路接地而使LC電路旁路入地,中心頻率就會得到很大到無限的衰減,這樣其它頻率電平衰減很小,即會造成某一頻率的谷形衰減。衰減程度取決于電阻值。峰谷形方式多用于圖式均衡器和參數均衡器。COOL EDIT 中的EQ就是這種EQ。 -]C
 
均衡器(GRAPHIC EQUALISER)把全音頻(20Hz—20kHz)等分成一段段窄頻帶,這些窄頻帶可單獨進行增益調整。每段頻率中心率(CENTER FREGUENCY)相差1/3倍頻程。電聲學把中心頻率為21的頻率間隔稱為倍頻程。1/3倍頻程是在一個倍頻程的頻率之間,插入兩個中心頻率,使這四個頻率之間依次相差1/3個倍頻程,此時四個頻率的比例為11.261.578:2和關系。專業均衡器幾乎全是按1/3倍頻程等分的??傊值迷蕉?,帶寬也就越窄,Q值就會越大。每段頻率由一個推位電位器控制,電位器鍵的位置可表示出直觀的均衡頻率曲線(ERECT EQUALISER),均衡器因此而得名。 禈中6\c?
 
均衡器可以覆蓋10個倍頻程的頻率范圍,它的每段中心頻率可以對稱峰谷式提升和衰減的最大電平值為士15dB,不論提升和截止電平怎樣,它的Q值是恒定的,濾波器具有可同形狀的陡度。均衡器適于對現成音樂作品進行頻率均衡。 D^?
 
參數均衡器(PARAMETRIC EQUALISER)有兩種類型,完全參數式和準參數式(FULL—ANDQUASI—PARAMETER),這兩種類型區別是:全參數式有三種完全非互相作用的控制調整參數,即峰值提升(PEAK BOOST)或谷式衰減(SLAP FADE)的dB單位量、頻率(受均衡作用影響最大的頻率)和可調整的Q值。以上三個參數可任意調整而無互相影響。而準參數式的均衡器在調節與/或均衡控制時,Q值會發生變化而影響到中心頻率兩則的頻率,即帶寬發生變化,形象地比較完全參數式和準參數式均衡的不同,即在做無限深度(FAT)下凹處理時完全參數式均衡器能很好地消除某一頻率段上的有害聲音,而準參數式均衡器由于有互易作用而受到限制,不適于消除固定頻率上的干擾聲。 ???
 
總的說,參數均衡器在應用上是音質加工的有力工具,它可用于前期錄音和后期二度加工,其作用與圖示均衡器不同,設計精良的參數均衡可以根據聲學共振校正頻響峰值,對某個聲音做單頻均衡或對某個樂器的音色(TONE COLOR)做較大程度的修改或衰減單頻干擾噪聲,因此在改善音響效果的作用是顯著的。 X2)懦凩
 
專業參數均衡器在性能和指標上更有明顯優勢。如某種模擬化數字控制機型,可編程序的立體聲雙跟蹤,有8個存儲組,可寄、存(RAM64個數據,為復盡可雜的均衡處理提供了方便。并可通過串行總線和計算機聯接。對于錄找諧振點、顯示輸入和輸出增益、消減和提升電平及選定Q值等都通過電子數字顯示,輸入增益和輸出增益調節可在250擋內選擇。無論中心頻率、Q值、增益的調整都可以通過按鍵調整,并都有加速控制功能(按住鍵的時間越長,各個參數的變化就越快)。它可以與計算機聯接,由于計算機鍵盤控制整個功能和從屏幕上監視數據。并且LOCK按鈕可鎖住面板上所有控制鍵,須經鍵盤打入密碼才能解除LOCK功能。 睮錦 +
 
有些全參數均衡器性能指標很高,如;最大提升可達成18dB;最大消減可達25dB;頻帶寬度可在1/12頻程至5倍頻程內隨意調整;中心頻率的上限可達30KHz。并且已發展到全數字化的處理了,對于與數字錄音配套有積極作用。 +[1]雒篢?
 
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EQ的內涵 n}
 
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既然調整某些頻率的聲音響度可以達到頻率均衡的目的,那么EQ的調整是否可以理解為簡單的調整高低頻呢?其實,EQ的內含并非像我們想象的加點兒高低音或加點兒低音那么簡單。 ?/??
 
在談這個問題時以前,我先簡單介紹幾個概念。任何物體的發聲市都離不開振動,發聲物體在每秒鐘內振動次數的單位為Hz,這種單位進間內的周期現象為頻率。振動頻率的基頻(或稱基波)決定了音高。頻率為基頻整數倍的正弦,振蕩為諧波。頻率為基頻二倍的正弦,振蕩是二次諧波,音樂家們把二次諧波稱之為每泛音,它比基頻高八度。三次諧波頻率是基頻的三倍,又叫第二泛音。諧波確定波形并使得各種樂音的聲音有所區別,甚至在同一個音上,由于各次諧波數目不同、強弱關系不同便構成了不同的音色。換句話說,音色是物體振動頻率之間的關系及特性決定的。這些與音色有關的特性包括諧波、共振峰和時間過渡特性,而決定一個樂器主音色的關鍵是最初幾個諧波的強度,最強的諧波為中心共振頻率,也是共振峰頻率。 ?\3~


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每個較低次數的諧波,當它響度高于其它次數諧波時,就會生產它自己的特征影響,從而使音色發生變化。最簡單的分類是:將較低次數的諧波分為兩組,奇次諧波(一次、三次、五次等)和偶次諧波(二次、四次、六次等)。就音樂而言,二次諧波(一個倍頻程)比基波高一個八度,能給聲音增加力度,使之更加豐滿。三次諧波的聲音是比較沉悶的,但一個強的三次諧波可以使音調變得較為柔和。四次和六次諧波則產生合唱隊的聲音。強三次諧波加五次諧波就會給聲音賦予金屬質感。當這種聲音的振幅加大時,就會產生令人討厭的音調。一個強二次諧波和一個強三次諧波的結合就會打破沉悶的效果。如果再加上四次和五次諧波就會使音色變得開放。七次諧波以上的那些高諧波會產生尖銳的聲音。如果七次、九次、十次這些與音樂不相關的諧波成份太多時,就會產生刺耳的不協和音頻。就音樂而言,分波中不協和的音越多,或者不協和分波的強度大于協和分波,聲音肯定難聽,由于人耳聽感對這些屬于邊諧波的聲音很敏感,因此控制它們的振幅是極其重要的。但是邊諧波振幅的增加(指六次諧波以上的諧波)或減少幾乎與響度成正比。對人耳來說,邊諧波的平衡是極為重要的響度信號。 e饀〇蓺
 
那么,在泛音樂系列中,人耳聽感與諧波次數就音樂而言又有什么內在關系呢? ????q
 
在樂音來說,基波與諧波的關系是符合泛音列的。樂音都是復合音,聲譜的特征與音樂時程的和諧程度完全一致,為了簡要說明問題,可參見下表。 J忪羘?
       
人耳聽感與音程、頻率、諧波對應關系 =[1]_2
 
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和諧性音程頻率比諧波次數 厖榷z]
 
全和諧純一度1/11(基波) )?煓傍ト?
 
純八度2/12、4、8、16 z8?B'
 
純五度3/23、6、12、24 ? 簅滻禪
 
純四度4/321 [???
 
半和諧大三度5/45、10、20 [1]W#c
 
小三度6/519 ?U
 
大六度5/313 J?l鞳荏娮
 
小六度8/525 ?2?
 
不和諧大二度9/89、8 $?韔訣P
 
小二度17/1617 `P\I^
 
大七度15/815 ?NsQNK
 
小七度7/47、14 ?M?kv
 
增四度11/811、22、33 ?I18
 
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通過這個表格,我們可以根據任何一個基頻找到與它和諧的或不和諧的頻率來,只要通過簡單的整數倍乘法就可以知道任何一次諧波的頻率數值,便于調整EQ,而不是盲目的開始。但是,各次諧波組合的格局還必須體現出相對強度的頻譜態來。換句話說,我們必須了解音色與頻譜的對應關系,只有掌握了這個規律,才能作到真正的有的放矢。下面,我們就以穩定音的頻譜來介紹幾種曲型的音色譜態對應關系。 ????
 
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由圖的頻譜譜態,可以得到以下主觀音色聽感: 8?
 1
.諧波不多而基頻較強,如果位于低頻段或中頻段,聽感像天鵝絨一樣柔和有一定溫暖感。                                                   1? ??
 2
.諧波不多而基頻較強,如果位于高頻段,音色聽感較銳利、脆硬。 %€&?
 3
.諧波不多而各次諧波均較強,聽感單薄纖細,有一定凄涼感。 Y#??
 4
.諧波不太多,低頻諧波較強,不太重要的諧波降冪減弱,聽感圓潤而熱烈。 ?Z-
 5
.諧波很多,但各次諧波均很弱,聽感力度不足,有平淡乏味之感。 v??
 6
.諧波很多,低次諧較強,各次諧波降冪排列,聽感豐滿而明亮,充滿生氣。 C??|o?
 7
.缺乏中頻段諧波,低高兩端諧波較強,聽感發空或具有蕭然之感。 N?
 8
.諧波較多,但高次諧波突出,聲音尖銳刺耳,聽感不協和。 l倐昷1qC
 9
.奇次諧波較強,偶次諧波弱,聲音僵拘,音色不正而怪誕。 ·Mフ鳘婑?
 10
.偶次諧波強,奇次諧波弱,聲色有透明感,音色具有純凈色彩。 @a
 
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由以上例子我們可以了解到,音色調整應符合聲音物理性,頻率的任何一種不同的組合,會產生全然不同的效果,只有掌握頻譜的規律,了解各種譜態的聲學結果,才能真正的對聲音的音色進行EQ調整。 ?Xz猐浺Rq
 
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最佳頻率點的調整 vj /?
 
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從統計觀點來看,每一個發聲體發出的聲音都有一定的頻帶(頻率范圍) 趗莙(?K
 
規律的,掌握了聲源的頻率范圍,才能有的放矢地聲音進行均衡處理和解決語音實踐中遇到的問題。我們如果不知道該段語音的基本音域,就好象畫家不認識顏色一樣,是無法進行調整語音音色的,但各種聲源的頻率范圍內包含的全部頻率在均衡時是不是都有用呢?音樂,人聲,音效包含了很寬的頻率,幾乎包含了人耳聽覺所能感知的全部范圍。在使用均衡器時,我們不可能把一段語音或一段音樂作品所包的所有頻率都提升或衰減,如果這樣做就等于增加和減小音量,不會起到對頻率的均衡作用。 d?W腒胟黑
 
那么怎樣調整頻率的譜態呢?什么頻率是能增加的,什么頻率是該衰減的呢?這里我們僅就調整音色的問題來和大家一起探討。 湟劓w\栒硓
 
前面我們已講過,每個較低的諧波響度高于其它諧波時,就會產生它自己的特征影響而使音色發生變化。但是我們要調整的諧波必須遵守音色參考線的相對強度。在具體調控時,某一段語音的聲音實而不虛,這說明在低次諧波特別是2次諧波的分量較強。如果對音色再進行調整,可根據需要對各次諧波的比例進行均衡,想使聲音再渾厚有力些時,可將4、5、6次諧波提升一些;想使聲音再明亮些可將10次諧波提升一些,以上的頻率隨頻率升高而衰減電平,只要基本符合音色參考線,10次以上邊諧波深度衰減即可奏效。再如:某一樂器聲音虛而不實,這說明1、2次諧波的分量較弱,振幅小。這時對音色調整就應補償1、2次諧波的增益。如果聲音還顯尖噪,這說明高音頻段的振幅過大甚至超過音色參考線很多,就應考慮其它頻率的衰減了,在對頻率進行均衡時,如果只會用增而不會用減,只能增加失真的機會,決不可取。 afxι.
 
在使用COOL EDIT中的EQ的操作中,我們可以根據對音色的分析馬上判別出應該對什么頻率進行調整,而實際上,他們首先考慮的是刻畫聲源音色主要的共振中心頻率,其次再修改一些次要的諧波,以此達到頻率均衡的作用。這包括對音色的正確估價和對頻率特性的嫻熟掌握。下面介紹點經驗給大家。 )V&,蘶吙
 
1)聽,確定你對聲音的評價。當然,要了解聲源的正確音色,否則無的放矢。 ?p"龢甬A
 
2)根據聽感主觀評價決定要調整哪一段頻率,即確定粗略的頻率調整范圍。 &]E
 
3)把這一段均衡的增益開到最大值,使其便于臨聽。 ?W:\|{N
 
4)用此段頻率和附近頻率嘗試,逐漸縮小頻率范圍,當確認某一段頻率點音色符合調整意圖時,即確定這個頻率或一段頻率。 刌帳|~1?
 
5)把此段頻率增益減少,當聽感頻率均衡比例合適時即確定這個響度。 OqzyG@
 
6)再仔細臨聽,確認別的頻段是否還需要進調整,直至滿意為止。 -{?
 
當然,這種方法同樣適用衰減某一頻率,將增益旋鈕置于衰減大值。當掃描這段頻率時,哪一頻率對要消減的聲音量有效時,即找到了最佳衰減頻率點。 篈厲F?/
 
由于語音(應該包括所有聲音)是復合音色,并且含有很多需要刻畫的特點,根據傅立葉分析。這樣,我們在進行均衡時,就可根據基波與諧波的關系總體考慮音色特點和盡量反映出全貌。因此在進行某件段語音的頻率均衡時,是不能靠增減單點頻率奏效的?;蛘哒f是需要在各個頻率分別處理,只有充分發揮全音頻范圍各段頻率的協調作用,才能使該段語音音色達到自己的要求。 ?uf?
 
在音樂節目的頻域內,各個頻段都有其獨立的作用,對各段頻率的提升或衰減都會使樂音的內含發生變化,下面我們把全音頻分成六段作具體分析: aZ]2
 
116—80HZ(超低音)的頻率段,能給音樂帶來強有力的感覺,尤其在20Hz以下的頻率,可以加強空氣振動感,過多地提升會使聲音混濁不清。但在我們語音的重放過程中,該段頻率一般是無法重放出來的。 h1H:a
 
280—250Hz(低音)的頻率段,包含著語音中各聲部的基礎音,對這段頻率的調整可改變音樂的平衡狀態,使其趨向豐滿或單薄,過多地提升會引發隆隆聲(低頻嗡聲RUMBLE)。為了加強一些聲功率較弱的樂器演奏的豐滿度,在人聲的處理過程中,通常男低音的頻率可以下到100Hz以下,但在切除100Hz以下的頻率時,可消除低頻噪音,使音色更純凈。100-160Hz 的頻率多時,人聲會低沉,沉悶。 7cB
 
3250HZ—2KHZ(中音)的頻率段,包含著大多數聲部的低次諧波,250-500Hz 影響音色的力度和結實度。330HZ給人聲的堅實感,使低音柔和豐滿。但提升過多,會產生嗡嗡的浴室效應。 500—800多會使音色生硬。如果在800Hz—2KHz范圍內加上個很寬的提升峰值,可以使聲音更突出。中心頻率增益一般不宜起過8dB,在500Hz過多提升時,會產生紙盆聲器音質,在使用時也多用于衰減狀態,在1—2KHz過多提升時,會產生類似鐵皮聲的音色,電話機的音色。 n~|o4??
 
42K—4KHz(中高音)的頻率段,這段頻率要慎用,過多提升時會掩蔽語言的識別,特別是“M、B”這樣的唇音容易模糊。這點對我們來要注意。在3Khz左右過多提升會引起聽疲勞,心煩。這段頻率音色發扁,比較銳利,并且對中、高頻的層次感有破環作用,應慎用。 ?lt; ~9I0\


1
 
54K—6KHz(高音)的頻率段,是具有臨場感的頻段,它可以增加語言、音樂的清晰度,提升這段頻率可使表演者與聽者的距離拉近。4Kz具有穿透性聽感的頻率,5kHz提升或衰減對響度影響很大。 ?d=?
 
66K—16KHz(超高音)的頻率,這段頻率控制著整體聲音的明亮度的清晰度。對語言節目來說,過多提升這段頻率會加重齒音,使聲音發破。但在11025Hz采樣中該段頻率已經沒有了。在6。8kHz頻率的運用上,應注意限制使用,因為這個頻率能引起人的外耳共振,聽感尖嘯刺耳,過多的分量能破壞整體音質。 ?R&
 
從以上各頻段的作用我們可以看出,任何一段頻率的提升或衰減都是有利有弊的,關鍵在于合理使用。


頻率均衡器的調控技巧
均衡器(EQUALSER)是對聲信號頻率響應反應及振幅進行調整的電聲處理設備。它可以改變聲與諧波的成份比、頻響特性曲線、頻帶寬度等。頻率均衡器廣泛用于各種音響系統,如廳堂擴音放音系統、廣播錄音系統以及家庭音響系統。在錄音(指同期錄音和多軌前期錄音)和后期加工(指現成錄音節目二度均衡和多軌錄音后期制作)中對美化聲音起到廣泛的作用。例如:(a)彌補頻響缺陷;(b)彌補聲源音質音色缺陷;(c)突出樂器特
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