現(xiàn)代音響與調(diào)音技術(shù)第章效果處理器聽覺激勵器ppt課件

1、5.4 5.4 效果處理器效果處理器 5.4.1 概述 在音頻信號處理設(shè)備中，有一類專門用來對信號進行各種效果處理的設(shè)備，例如延時器、混響器等，在專業(yè)上通常將這類設(shè)備稱為效果處理器。效果處理器是模擬聲音在室內(nèi)傳播的專用設(shè)備，包括延時器和混響器。有時將兩者結(jié)合成多重效果處理器。 聲音效果處理器是錄制系統(tǒng)中必備的設(shè)備，用于節(jié)目后期制作。節(jié)目后期制作首先將各種聲音的素材收集起來，再經(jīng)有關(guān)設(shè)備加工而成。在后期制作時就需借用效果器來模擬節(jié)目現(xiàn)場聲音傳播時間，空間，方位及距離感，也就是模擬反射和混響聲，創(chuàng)造出臨場的感覺。 人們在室內(nèi)聽到的聲音包括三種成分：未經(jīng)延時的直達聲、短時延時的前期反射聲和延時較長的

2、混響聲。特別是混響聲，它持續(xù)時間(即混響時間)的長短直接影響人們的聽音效果?；祉憰r間太短，聲音發(fā)“干不動聽；混響時間太長，聲音混濁不清，破壞了音樂的層次感和清晰度。因而，對于特定的音樂節(jié)目，混響時間有一個最佳值。從大多數(shù)優(yōu)質(zhì)音樂廳場所觀察，此值在1.82.2s之間。 混響器在音響系統(tǒng)中用來對信號實施混響處理，以模擬聲場中的混響聲效果，給發(fā)“干的聲音加“濕”，或者人為地增加混響時間，以彌補聲場混響時間的不足?；祉懫髦饕袃纱箢悾礄C械混響器和電子混響器。機械混響器主要包括彈簧混響器、鋼板混響器、箔式混響器和管式混響器等。彈簧混響器 電子混響器以延時器為基礎(chǔ)，通過對信號的延時而產(chǎn)生混響效果，它往往

3、兼有延時和混響雙重功能，混響時間連續(xù)可調(diào)，且功能較多，能模擬如大廳(Hall)、俱樂部等多種聲場，并能產(chǎn)生一些特殊效果，使用也十分方便。特別是以數(shù)字延時器為核心部件的數(shù)字混響器，具有動態(tài)范圍寬、頻響特性好、音質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點，主要用于專業(yè)音響系統(tǒng)。 近些年來，一些音響設(shè)備公司開發(fā)出一種稱之為MULTI EFFECT PROCESSOR即多效果處理器設(shè)備，簡稱效果器。這種設(shè)備不僅有上述延時和混響功能，還能制造出許多自然和非自然的聲音效果；而且，它利用計算機技術(shù)，將編好的各種效果程序儲存起來，使用時只需將所需效果調(diào)出即可。天馬士SR-256多功能效果處理器 主要性能特點：高品質(zhì)的20比特AD/DA轉(zhuǎn)換

4、器， 具有杰出的技術(shù)性能和杰出的音頻特性。225種預編程效果、兩個獨立的處理通道、記憶功能可以記憶最后的調(diào)節(jié)、單一旋鈕調(diào)節(jié)、立體聲輸入、輸出。提供專業(yè)錄音室品質(zhì)效果，包括混響、延時和唱、鑲邊、變調(diào)等，可隨意的改變效果音和原音之間的疊加比率，得到千變?nèi)f化的音效，滿足高品質(zhì)的要求。天馬士SR-256多功能效果處理器 延時器(Delay)是一種人為地將音響系統(tǒng)中傳輸?shù)囊纛l信號延遲一定的時間后再送入聲場的設(shè)備，是一種人工延時裝置。它除了能對聲音進行延時處理外，還可產(chǎn)生回聲等效果。目前，延時器普遍采用電子技術(shù)來實現(xiàn)，通稱為電子延時器。5.4.2 數(shù)字延時器 電子延時器是把音頻信號儲存在電子元器件中，延遲

5、一段時間后再傳送出去，從而實現(xiàn)對聲音的延時。BBD電荷耦合型延時器數(shù)字延時器5.4.2 數(shù)字延時器輸入信號經(jīng)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號，通過多個相互串聯(lián)的移位寄存器，這些移位寄存器使每個數(shù)字信號在采樣時間間隔內(nèi)移到下一級，直到經(jīng)過所希望的延時時間；然后把信號從寄存器中取出并經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換和低通濾波器平滑，還原為模擬信號送出。延時時間長短的選擇則通過存儲容量的變換來實現(xiàn)。低通濾波器用來限制信號中的高頻分量，以防止采樣過程中的折疊效應(yīng). 數(shù)字延時是數(shù)字延時器設(shè)備的基本單元，在有些具有特殊效果的數(shù)字延時器中，還要將延時信號(延時聲)和原輸入信號(主聲)按比例混合后作為延時器的輸出。這樣

6、，既可以聽到主聲，也可聽到延時聲，從而得到幾種不同的特殊效果。如拍打回聲(Slap Echo)、環(huán)境回聲(Ambitht Echo)、多重回聲(Multi Echo)、靜態(tài)回聲(Static Echo)、長回聲(Long Echo)、變調(diào)效果(Pilch Bend)和動態(tài)雙聲(Dynamic Doubling)等。這種延時器在擴聲系統(tǒng)中主要用來產(chǎn)生某些特殊效果。 2 延時器的應(yīng)用 將房間延時器延時聲不與主聲混合，不產(chǎn)生特殊效果，只對擴聲系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘栕餮訒r處理，以補償由于系統(tǒng)傳輸線纜長短不同而造成的傳輸信號的時間差。）接入擴聲通道，對各擴聲通道信號分別進行適當延時，使各音箱發(fā)出的聲音幾乎同時

7、到達聽眾席，從而獲得好的擴聲效果。圖529 擴聲通道的延時處理 2 延時器的應(yīng)用圖529 樂隊演出的延時處理 前后排位的樂器從音箱中送出的聲音在時間上是相同的，給人的感覺是后排的木管、銅管和前排的提琴都在眼前，采用延時器后，對后排的木管、銅管的拾音話筒適當加以延時，將這些樂器的聲音推向深遠處，使樂隊有了前后層次，使整個樂隊具有前后立體方位感。延時器應(yīng)用之三 產(chǎn)生合唱效果 運用多個延時器，將各個信號相加，就可以產(chǎn)生合唱效果。延時器應(yīng)用之四 對音頻信號進行加工潤色，改善其厚度和力度 將信號中的一部分經(jīng)過延時后與原信號進行相加，增加了聲音的色彩，使其更加渾厚有力。注意，延時時間的長短與信號頻率的高低

8、和節(jié)奏快慢有關(guān)。頻率越低，節(jié)奏越慢。對于語言信號，男聲取40ms，女聲取20-30ms為宜。低音樂器可適當加長。 延時器在現(xiàn)代音響系統(tǒng)中還可以將左右聲道信號延時后分別與其主聲信號疊加，可以使左右聲道的聲像分布加寬，從而擴展了聲場，增強立體感；這種方法還能改善聲音的豐滿度和渾厚感，降低人耳對非線性的敏感度，使聲音更加優(yōu)美動聽。 美國DODROS4000數(shù)字延時器(前面板)，它是一種常用的帶效果的延時器。 . SPEED：調(diào)整延時信號的衰減速度。WIDTH：調(diào)整空間感的強度(深度、寬度)。DELAYTIME：調(diào)整延時信號的延時時間。RANGE：調(diào)整第一次反射時間。FEEDBACK：調(diào)整延時信號的返

9、回比例。MIX:調(diào)整延時信號與原信號的混合比例。OUTPUTLEVEL：調(diào)整延時器總輸出信號電平。INPUTLEVEL：調(diào)整延時器輸入信號電平。圖532 延時電路結(jié)構(gòu) 高切：模仿聲反射時，高頻成分的丟失狀態(tài)。 預延時：產(chǎn)生與主聲間隔大于4050ms的聲音。 數(shù)字延時：產(chǎn)生多次回聲(產(chǎn)生層次感)。 反饋支路：將延時信號返回再與預延時信號相加，再延時后送出，產(chǎn)生層次范圍，反饋量越大，效果愈強。 混合器：將延時信號與原信號按比例混合，可輸出帶有回聲等效果的信號。 延時器一般為單通道設(shè)備，用于擴聲系統(tǒng)時，要根據(jù)需要確定延時器的數(shù)量。如果某擴聲通道左、右聲道信號需要相同的延時時間，可以用一臺延時器串入系

10、統(tǒng))；如果對話筒信號進行延時效果處理，可將延時器并在調(diào)音臺上(通過AUX和RET端口)，延時器的數(shù)量與不同延時的話筒的數(shù)量對應(yīng).5.4.3 數(shù)字混響器 工作原理:通過A/D轉(zhuǎn)換器，先將音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,然后送入移位積存器。通過壓控振蕩器所發(fā)出的脈沖信號的驅(qū)動,使移位寄存器工作,數(shù)字移位,從而構(gòu)成一條數(shù)字信號延遲線.沿此延遲線依自然混響聲的密度分布特性,置入一定數(shù)量的抽頭,將延遲后的數(shù)字信號提取出來,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器還原成音頻信號,即可得到與自然混響十分接近的混響聲. 可以改變廳堂的混響時間，對較“干的信號進行再加工，以增加空間感，提高音響系統(tǒng)的豐滿度。 可以人為地制造一些特殊效果，如山谷、

11、山洞的回聲效果。前期反射聲初始混響聲 混響信號經(jīng)過較短延時的信號取出后作前期反射聲；它通常與主聲間隔小于50ms;從經(jīng)過多次不同延時的信號取出一部分混合成初始混響聲，它實際是聲音的中期反射聲，使聲音有縱深感；將初始混響信號再經(jīng)混響處理后就形成混響信號。圖533 數(shù)字混響器原理 5.4.4 多效果處理器的應(yīng)用 近年來出現(xiàn)的多效果處理器設(shè)備，以數(shù)字混響器為基礎(chǔ)，不僅有上述數(shù)字混響器所具有的功能(有些高檔產(chǎn)品還有數(shù)字延時器的功能)，而且具有產(chǎn)生多種特殊效果的功能，在現(xiàn)代擴聲系統(tǒng)中得到普遍使用。日本型的效果器這類效果器主要用來對娛樂場所或流行歌曲演唱進行效果處理歐美型的效果器這類效果器在專業(yè)藝術(shù)團體演

12、出時使用較多YAMAHAEMP-100效果器1) 電源開關(guān)(POWER) 這是一個按鍵，按一下效果器開啟，再按一下則關(guān)閉。當處于開啟狀態(tài)時，除非重新設(shè)置，否則效果器執(zhí)行上次關(guān)機前選擇的效果程序。2) 輸入電平控制(INPUTLEVEL) 該旋鈕用來調(diào)整輸入信號電平，調(diào)整時應(yīng)使信號顯示器(SIGNAL)常亮，而峰值顯示器(PEAK)不應(yīng)閃亮或只是偶爾閃一下。3) 記憶狀態(tài)鍵(MEMORY) 此鍵用來控制效果器的記憶狀態(tài)，并通過增()減()控制鍵選擇效果項目(1150)，這1150個效果項目是已存儲在效果器內(nèi)的可執(zhí)行效果程序。4) 恢復鍵(RECALL) 此鍵控制效果程序的執(zhí)行。在記憶狀態(tài)下，用(

13、)或()鍵選好所要的效果項目，按下恢復鍵，使該項目對應(yīng)的效果程序進入實際運行狀態(tài)。5) 參數(shù)狀態(tài)鍵(PARAM) 此鍵控制效果器進入選擇參數(shù)狀態(tài)，此時再利用()或()鍵，可以對效果項目的參數(shù)值進行重新編程。6) MIDI狀態(tài)鍵(MIDI) 此鍵用來啟動MIDI狀態(tài)，并可通過()或()鍵選項。在MIDI狀態(tài)下，效果器可以接受外部MIDI信號(如合成器送入的信號)對效果器信號處理系統(tǒng)的控制。此功能主要用于節(jié)目制作。7)增()和減()控制鍵 在記憶、參數(shù)和MIDI三種狀態(tài)下，此鍵的功能各不相同： 記憶狀態(tài)下，()或()控制鍵用來選擇效果項目； 參數(shù)狀態(tài)下，()或()控制鍵用來調(diào)整參數(shù)值，并對所選效果

14、項目進行編程； MIDI狀態(tài)下，()或()控制鍵用來進行效果器對MIDI效果項目變化的控制。 8) 儲存鍵(STORE) 此鍵用于對效果項目編程后儲存的控制。在參數(shù)狀態(tài)下對效果項目編程后，按儲存鍵可將其存在效果器內(nèi)的RAM中，以便將來選取和恢復執(zhí)行。9) 數(shù)字式顯示器 在不同狀態(tài)下，數(shù)字顯示器的顯示內(nèi)容也不同。 記憶狀態(tài)下，顯示所選效果項目的序號； 參數(shù)狀態(tài)下，顯示所選效果的參數(shù)值狀態(tài)； MIDI狀態(tài)下，顯示MIDI效果的參數(shù)值變化情況。10)效果/參數(shù)顯示器(EFFECT/PARAM) 該顯示器由8個發(fā)光二極管組成。在不同狀態(tài)下，顯示的內(nèi)容不同。 記憶狀態(tài)下，顯示所選效果項目的種類，對應(yīng)顯示

15、器上方標示； 參數(shù)狀態(tài)下，顯示所選參數(shù)的種類，對應(yīng)顯示器下方標示。(11)參數(shù)種類顯示器 在參數(shù)狀態(tài)下進行參數(shù)調(diào)整時，該顯示器指示哪種參數(shù)正在被選取。(12) MIDI項目和記憶顯示器 MIDI狀態(tài)下，此顯示器指示MIDI效果項目是否工作，其參數(shù)序號在數(shù)字顯示器中顯示。(13) 旁路控制鍵(BYPASS) 按一下旁路鍵，旁路顯示器閃亮，此時效果器進入旁路狀態(tài)，輸入信號被直接送至輸出端，不經(jīng)任何效果處理；再按一下旁路鍵，即取消旁路狀態(tài)。(14)旁路顯示器(BYPASS) 效果器處于旁路狀態(tài)時，該顯示器亮。圖535 EMP100效果器后面板 (1)DC12VIN直流電源輸入端。EMP100效果器配

16、有專門的外接直流電源，工作電壓12V。(2)INPUT輸入端口。EMP100效果器采用單通道輸入方式(3)OUTPUTLEVEL輸出電平控制。EMP100效果器的輸出信號電平只有兩種固定的選擇，即-20dB和-10dB。圖535 EMP100效果器后面板 (4)OUTPUTL/R輸出端口。EMP100效果器采用雙聲道輸出方式，即左(L)、右(R)聲道立體聲輸出。(5) MIDIINMIDI信號輸入端口。(6) FOOTSW腳踏開關(guān)(FOOTSWITH)連接端口。此端口用于接入腳踏板，可實施兩種控制： BYPASS旁路。利用腳踏開關(guān)控制效果器的旁路狀態(tài)，與前面板的旁路鍵功能相同。 TAPTEMP

17、D敲打階拍。利用腳踏板控制階拍。 非線性失真、諧波失真等這些歷來被視為音響設(shè)備必須力求避免的大敵，隨著人們對音樂聲學，心理聲學的深入研究發(fā)現(xiàn)，在音響作品中適當加入特定的諧波失真(主要是低電平的高中頻成分)，不但不會破壞樂曲的音質(zhì)，反而聽起來更感清晰、明亮且有穿透力，這就是近年來脫穎而出的“聽覺激勵器之類的處理設(shè)備的基本構(gòu)思。5.5 聽覺激勵器聽覺激勵器 5.5 聽覺激勵器聽覺激勵器 激勵器是對音頻信號添加特定的諧波泛音成分以改善聽感的音頻處理設(shè)備。激勵器的發(fā)明，對于傳統(tǒng)的音頻信號處理技術(shù)來說是一個變革。 激勵器與其他音頻設(shè)備工作原理的不同之處在于：其他音頻處理設(shè)備都是對原始信號中所包含的各種成

18、分進行處理加工；而激勵器是根據(jù)人們對“心理聲學的研究，結(jié)合原聲音信號再生出新的諧波成分，以達到增加聲音透明度和臨場感及細膩感的目的，從而獲得更動聽的效果。 聽覺激勵器的設(shè)計思想：在原來的音頻信號的中頻區(qū)域加入適當?shù)闹C波成分，以改善聲音的泛音結(jié)構(gòu)。聽覺激勵器的作用：1. 提高聲音的清晰度和表現(xiàn)力，使聲音更加悅耳動聽，降低聽音疲勞；2. 增加聲音圖像的立體感，以及聲音的分離度，改善聲音的定位和層次感；3. 提高重放聲音的音質(zhì)，明顯改善聲音的高頻特性，又不會降低信噪比；4. 對樂器的聲音進行處理，可以強化樂器音色特征，使該樂器更突出。 聽覺激勵器由兩部分組成：一部分使信號不經(jīng)處理直接送入輸出放大電路

19、得到直接信號；另一部分設(shè)有專門的“鼓勵電路，產(chǎn)生豐富可調(diào)的諧波(泛音)，在輸出放大電路中與直接信號混合。電路結(jié)構(gòu)如圖所示。5.5.1 聽覺激勵器的電路結(jié)構(gòu)5.5.1 聽覺激勵器的電路結(jié)構(gòu) 在諧波發(fā)生器中產(chǎn)生一個1kHz到5kHz的“隨機噪聲”，利用延時原理將這段頻率的噪聲泛音疊加在聲源中，使其加入諧波分量。在中頻泛音段開始激發(fā)，增強了中頻泛音和高頻泛音的強度，從而使聲源的音色結(jié)構(gòu)得到改善。由于諧波的電平比直接信號電平低得多，且主要在高頻部分，因此不會增加信號的功率，但聽起來卻更清晰、明亮有穿透力。這就是“鼓勵的含義。 5.5.2 聽覺激勵器實例 具有兩個相互獨立的通道，可以分別控制；也可用作立

20、體聲的左右聲道要注意兩聲道調(diào)整的一致性）。前面板是鍵鈕控制，后面板是接線端口。DRIVE驅(qū)動控制。此旋鈕用來調(diào)節(jié)送入“鼓勵電路的輸入電平(即激勵電平)，用一只三色發(fā)光二極管指示電平大小是否恰當。TUNE調(diào)諧控制。此旋鈕用來控制激勵器的基頻。一般選擇原音中的中頻及高中頻范圍內(nèi)。美國Aphex-C型激勵器 5.5.2 聽覺激勵器實例MIX混音控制。此旋鈕用來調(diào)節(jié)“鼓勵電路產(chǎn)生的諧波(泛音)信號混入量，從而改變混入節(jié)目中的增強效果。即調(diào)整激勵信號混入的比例?；煲艨刂瓶捎闪阏{(diào)至最大。它可增加優(yōu)質(zhì)音響系統(tǒng)的自然效果，或在劣質(zhì)的呼叫/公共擴聲系統(tǒng)中增強聲音的清晰度。IN/OUT激勵器的旁通開關(guān)。按下，激勵

21、器處于工作狀態(tài)，抬起，激勵器處于旁路狀態(tài)。旁邊的發(fā)光二極管可表示激勵器的狀態(tài)：當交流電源開啟時，若無增強效果(綠色)；正在采用增強效果(紅色)。此鍵同時控制兩個通道。 5.5.3 激勵器在擴聲系統(tǒng)中的應(yīng)用 公共擴聲系統(tǒng)中在劇院、會場、廣場、Disco舞廳和歌廳等場合，使用激勵器可使聲音具有穿透力，增加覆蓋面積，并且不需要增加重放功率，大大提高了重放聲音的質(zhì)量。此外激勵器的使用能幫助聲音滲透到所有空間，使聲音在很嘈雜的環(huán)境中仍清晰可聞。 錄制和重放音色豐滿、力度強勁的流行歌曲人聲和伴奏聲的比例往往是處于“臨界狀態(tài)”，有時樂隊伴奏的強烈音響和氣氛會壓住歌聲，如果降低樂隊的伴奏聲又會影響氣氛，此時可

22、在歌聲信號中加入激勵成分?？稍诓挥绊憵夥盏那闆r下，使歌詞更清晰。 5.5.3 激勵器在擴聲系統(tǒng)中的應(yīng)用一個沒有經(jīng)過專門訓練的普通歌唱者，泛音不夠豐富，利用激勵器配合混響器，可以在音色方面增強豐滿的泛音，使其具有良好的音色效果。 錄音在翻錄磁帶時使用激勵器，能使所翻錄的磁帶質(zhì)量提高，使各種樂器的音色更加突出和清晰，歌詞更易聽清楚，更具真實感，聲音更具穿透力。 聽覺激勵器的主要目的是用于改善聲音的音色結(jié)構(gòu)，增加聲音里的泛音部分，使音色效果更佳。5.6 其它處理設(shè)備其它處理設(shè)備 聲反饋抑制器在擴聲系統(tǒng)中，常常需要將話筒的音量進行較大的提升，與此同時，音箱發(fā)出的聲音會傳入話筒，使某些頻率成分的信號產(chǎn)生

23、正反饋，在音箱中發(fā)出刺耳的嘯叫聲。這種現(xiàn)象就是通常所說的聲反饋。傳聲器擴聲通路揚聲器揚聲器到傳聲器的傳輸 引起反饋的信號往往是一個單一頻率的信號，而且它還是一個引入正反饋的不斷增大的信號。聲反饋的存在不僅破壞了音質(zhì)，限制了話筒的音量，使話筒拾取的聲音不能良好地再現(xiàn)；而且深度的聲反饋還會使系統(tǒng)信號過強而燒毀功放或音箱，特別是燒毀音箱的高音揚聲器。 聲反饋抑制器就是專門用來抑制聲反饋現(xiàn)象的設(shè)備。 它是利用移相器來消除反饋頻率，從而達到抑制聲反饋的目的。聲反饋抑制器一般都具有多個抑制聲反饋的通道，可消除多個反饋頻率，從而使傳聲增益得到提高，使整個聲場的聲壓級提高，聲場響度增大。在擴聲系統(tǒng)中，聲反饋抑制器一般串接于調(diào)音臺與壓限器之間，也可并接在調(diào)音臺上。聲反饋抑制器是一種自動尋找嘯叫頻率點并將其衰減的設(shè)備。其工作原理是當系統(tǒng)出現(xiàn)聲反饋時，它會立即發(fā)現(xiàn)和計算出其嘯叫頻率、衰減量，并按照計算結(jié)果對聲反饋進行抑制。 移頻器也是用來抑制聲反饋現(xiàn)象的設(shè)備，與聲反饋抑制器不同的是：它是對揚聲器送出的聲音信號的頻率進行提升(移頻)處置，使聲頻增加5Hz(或3Hz、7Hz)，使其與原話筒聲音的頻率發(fā)生偏移，無法構(gòu)成正反饋，也就不會產(chǎn)生聲反饋現(xiàn)