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专业音响设备的基础知识

2018/10/31  已有1135关注
[提要]专业音响器材包括:监听调音台;功放调音台;便携式调音台;功率放大器;动圈话筒;电容话筒;无线话筒;音箱;监听音箱;功放音箱;超低音箱;均衡器;混响器;效果器;延时器;压缩器;限幅器;分音器;噪声门;激光唱机;录音卡座;影碟机;投影机;变调器;点歌器;耳机等众多设备。

 有关专业音响设备的基础知识
  专业音响器材包括:监听调音台;功放调音台;便携式调音台;功率放大器;动圈话筒;电容话筒;无线话筒;音箱;监听音箱;功放音箱;超低音箱;均衡器;混响器;效果器;延时器;压缩器;限幅器;分音器;噪声门;激光唱机;录音卡座;影碟机;投影机;变调器;点歌器;耳机等众多设备。
  调音师是负责演出舞台上所有音响器材的专业人员。首先需要把所有的音源集中到调音台,再把它们分成各个副路、编组、调校,然后将总路输出音讯经总音响均衡送到功放及音箱发出声音,以使其与该场地的音响特性相适应。
  调音师需要知道每一个环节的音乐特性、最容易反馈的频率及场地的共鸣点,才能控制每首歌曲的音量,并对它们作均衡处理。此外还要会用效果器改良不用的人声、乐器声并熟悉每一件器材的功能与限制,不使之出现失真及其它不良效果。对于所选用的器材要保证其质量与可靠性,事先要对可能出现的故障做好准备,及时采取有效的补救方法。有时需要在演出前几小时完成准备工作,虽然时间很紧,但为了保险起见每条讯号线都要自己亲自接才可放心。
  本文可为初学者、业余音响爱好者、歌舞厅者响师们阅读及参考资料,有不足之处请给予批评指正。
  一、功率放大器(ROWER AMPLIFIER)
  专业放大器在大型活动中需要连续长时间工作,还要能经受住搬运中的振动和撞击。所以专业放大器与一般音响用的放大器相比,在设计上更重视长时间使用的耐久性和构造上的可靠性。放大器对扩声的音质有着重要的影响,在全套音响设备中所占比例约30%。因此为了充分发挥音响设备的性能及作用,要重视放大器的质量。不然,高质量的扩声系统是不能发挥作用的。
  功率放大器有三种:
  1、单体式功放
  单体式放大器:这种功放是一个独立的组件,可以根据自己的计划自行组合音响系统,一般一台功放由两个通道组成。
  2、音箱+功放一体化
  功放+音箱一体化:由于考虑了功放和音箱的匹配,所以使用简单方便,大多用于监听音箱、键盘乐器音箱。
  3、调音台+功放一体化
  调音台+功放一体化:这种功放连接简单,操作方便,中小型扩声系统使用较多。
  放大器与放大器连接以及放大器与扬志器连接的时候,必须考虑它们相互之间的阻抗匹配(阻抗以欧姆为单位),阻抗匹配是指功放的额定输出阻抗应等于音箱的额定阻抗,这时音箱吸收的功率最大。如果音箱的额定阻抗比功放的额定输出阻抗小得多,就会导致工作电流急剧增加,进而使扬声器与放大器损坏。当功放的一个通道驱动两台音箱时,音箱总的阻抗会变小,进而功放的负载阻抗值变小,功放就会在近乎短路的情况下过度驱动。所以在功放与音箱配接时一定要注意音箱的输入阻抗值必须在功放的负载阻抗范围内。
  功率匹配:原则上功率放大器的额定输出功率应当等于音箱的额定功率,但由于功放管在过载后将出现严重的非线性失真,所以通常有意提高放大器的额定输出功率,使之大于扬声器的额定功率。正确的连接应是:功放的输出功率比音箱的标称功率大30%。若是音箱的功率比功放的功率小得太多,在使用功放时应格外小心,音量应由小至大逐渐调节,且不可过大,否则会损坏音箱。在实际工作中,功放输出功率比较大,对提高音质有利。另外,音源的动态范围很大,要十分注意功放的瞬间过载引起音箱的损坏。
  平均输出功率是指长时间连续工作的功率。峰值功率是指在短时间内承受的最大的功率,它要比额定功率大很多。扩音的输出由功放决定,一定规模的音乐会,就要有一定的功率,标准为每人一瓦。根据音乐会的类型、会场的大小、混响及音箱的数量,功率会有所变化。 总功率/一台功放输出功率=所需功放台数 桥式输出:桥式输出是把立体声放大器作单声道放大所使用的一种方式。它是为了获取大的功率输出所采用的电路形式,也叫做BTL方式。 桥式接法的原理:利用A路放大正半周信号,利用B路放大负半周信号,使输出获得加倍的功率。
  桥式接法及具体步骤:当一台功放两路分别工作时,每路额定输出功率为400W\4,这就是普通的立体声接法。当需要更大的额定功率输出时(400W以下)可采用桥式接法:1、把方式开关打在“BRIDGE”位置上;2、信号从A路输入;3、功率从两路的“+”端输出,A路为输出“+”,B路为输出“-”。
  功放输出电平显示器:显示器为彩色发光二极管梯形组,用于即时显示功放的电平高度。正常的电平处于绿色;当功放要求传送高音的持续性的信号时,电平信号处于黄色;在乐曲的音频信号高峰或打鼓时,红色发光二极管闪亮(时而闪亮)。以上均为正常现象。 如果红色发光二极管一直亮着,这说明功放可能过载。在一路功放驱动多路扬声器时,这种情况经常发生,这时应重新配置一下系统,以消除这种过载现象。
  功放峰值显示器(PEAK):当PEAK峰值二极管闪亮时,应将增益控制降下来。 功放保护显示器(PROTECTION):在一些失误操作时,功放的内置保护线路将会自动断开,这时保护显示将会闪亮。失误操作消除后,保护显示灯将会熄灭。
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  二、调音台(MIXER)
  调音台分为:录音室专用和舞台舞厅专用两种。
  调音台的作用是: 1、拾取信号,进行放大; 2、按需要进行高、中、低音的音调均衡; 3、将信号按需要送入左右母线或进行编组控制; 4、对送入辅助母线的信号进行艺术处理; 5、按要求进行输出控制。调音台可分为输入单元和输出单元。 (一)输入单元输入单元是调音台的重要组成部分,输入单元是分路并联线路,每一路都大致相同,一般可以分为以下几部分。
  2.1、输入选择部分 1、TAPE:磁带 2、MIC:话筒 3、LINE:线路
  2.2、输入增益控制(GAIN) 调音台的音源有:话筒、乐器、磁带、效果器、扩声设备等。由于它们的输出电平各不相同,为了能够与它们相匹配,就要在调音台上利用增益控制对输入灵敏度进行调整。如果输入信号太大就会产生削波失真,反之如果输入信号太小,噪声就会无法控制,增益控制就是用于保证调音台在固定的动态范围内工作。在面板上增益控制电平大小的表示方法是以0dB=775mV为基准的,根据音源输出电平的大小,设置在不同的位置上。
  输入信号与增益电平见下。
  增益(dB)=输入信号 -60~-50=低电平话筒 -35=高电平话筒(电容)、电子乐器 -20=低电平线路(一般音响)
  2.3、输入衰减器(PAD) 如果话筒或线路输入信号的电平太高,而增益控制无法调整时,把衰减开关打开,这时在前置放大器和输入插座间就插入了一个20dB衰减器,避免过载。
  2.4、信号输入插口 分为低阻平衡输入(LO—Z卡侬)及高阻不平衡输入(HI—Z二芯)。
  一般的乐器和音响设备的接法采用不平衡式,信号“+”、“-”的其中一端和信号线的屏蔽层公用。例如:一芯屏蔽线,芯线是信号“+”,屏蔽线是信号“-”和地线。这比没有屏蔽的平行线的感应噪声要少,属于筒易型不完全屏蔽。
  专业音响设备的输入输出都采用平衡式,信号分“+”、“-”传输,另外再接屏蔽线,“+”、“-”使用独立的地线,插头使用卡侬XLR插头。
  2.5、过载(CLIP) 过载指示是用于警告输入信号瞬间过载,指示灯将在峰值(信号过大发生失真的电平)电平下面3dB时发光,便于帮助设置增益开关的位置。
  2.6、输入均衡部分 输入通道均衡器是用于对输入信号的音色进行补正,使其达到标准效果。由于是单路控制,所以调音台可以对每一路进行均衡控制,而不会相互干扰,其均衡分为: 高频(HIGH)、中频(MID)、低频(LOW)。 0位置即平坦;+方向(增益),+15dB(增强5倍);-方向(衰减),-15dB(衰减5倍)。连续可调。 均衡器一般采用高音(10kHz)、中音(均衡器的中心频率可以在350Hz—5kHz间自由设定)、低音(100Hz)三段式均衡器。
  由于各频率段都有独立的控制,因此可以对输入的信号进行仔细调整,进而还能对音色调整作大胆的尝试,并且对于啸声、噪声等不必要的成份予以有效的去除。
  2.6.1、高频:10kHz±15dB/坡 影响区域:乐器高音区的高次谐波。 增益效果:金属声增多,音色比较尖,增益过多,噪声能明显听见。 衰减效果:可有效地去除嘶嘶声,衰减过多则高音区的透明感就会失落。
  2.6.2、低频:100Hz±15dB/坡 影响区域:乐器的低音区。 增益效果:音色浑厚,增益过多,则齿音不清晰。 衰减效果:音响较轻松,齿音良好,背景噪声和嗡声可有效去除。
  2.6.3、中频:3kHz±15dB/峰
  影响区域:乐器,人声的高音区。增益效果:音色明亮,质感较硬,增益过多听觉易感疲劳。 衰减效果:音乐的平衡会倾向低音,包括声音也会有同感。
  中频:1kHz±15dB/峰
  影响区域:乐器,人声的中音区。 增益效果:音色轮廓明确,声相向前凸出,鼓声音头调强。 衰减效果:声相后缩。
  中频:500Hz±15dB/峰 影响区域:乐器,人声的中低音区。 增益效果;音色厚实有力,增益过多就会出现电话音色。 衰减效果:音头较硬,平衡倾向高音,衰减过多质感就薄。
  2.7、声相 声相旋钮用于调整信号的左、右平衡,位置处于通道电位器电平调整之后。并且各个输入通道信号在第1—2组和第3—4组间声相位置定位也是由这个旋钮决定的。如果旋钮位置在中间,声相位置也在中间。旋钮调向左边,定位就在1或3组。旋刍调向右边,定位就在2或4组。
  2.8、效果发送(EFX/SEND) 它包括一切周边设备,用来决定内部效果或外部效果中有多少信号加入到输入信号中去。它受均衡和音量衰减器的影响,因为每一个通道都具有其自己的效果发送,所以通过调整,可使一些通道产生效果,而另一些通道不产生效果。但要注意,内部效果和外部效果共用一个发送控制,所以它们应有同样的音源。
  2.9、监听发送(MON/SEND) 监听发送用来控制监听总线上输入信号的电平值,这个控制除了受增益控制以外,不受通道上的任何控制开关的控制(包括通道音量的控制)。因此发送信号与主母线信号相对独立。
  2.10、预监听开关(PFL/CUE) 当本开关处于“ON”时,各输入通道的信号就可以在耳机里监听并在电平表上确认,监听开关的优先顺序要牢牢记住。
  怎么测试专业音响设备的音质?
  由于专业音响设备比普通家用音响设备的灵敏度要高,能够承受的功率大音色音质也更好,所以通常在歌厅、影剧院以及会堂等专业的文体娱乐场所中使用。这些场所安装好专业音响设备之后一般还要进行音质的测试,确保能够满足要求。下面就来看看一流的专业音响设备如何测试音质。
  1.低音部分
  专业音响设备的低音效果可以说是整体音质中非常重要的一环,它直接关系到了音效的饱满度的震撼效果,对于音箱采用低音单元的性能要求,哎测试的时候可以在音箱旁边上放置一杯水,效果良好的低音音箱能够引起水杯的振动,杯中的水也会随着音乐泛起涟漪,并且,低音效果越好,这种效果越明显且持续时间越长。
  2.中音部分
  中音部分对于大多数的专业音响设备产品来说是比较难分辨其音质好坏的。这是由于中音部分的主要功能就是让声音产生真实感,所以如果要对专业音响设备的中音部分进行测试,可以播放多声道的电影感受一下是否有良好的真实感。
  3.高音部分
  通常来说,专业音响设备的高音效果都会非常直观,好的高音音箱在歌声和一些特殊的电子音效,甚至一些超过听力范围的极端声音都会有良好的表现。在测试高音部分的时候,可以选择一些高音人声来播放,例如,使用维斯塔的CD来做测试,好的音质在高音部分不但清晰悦耳还不会有杂音。
  因为很多专业场所会安装信誉好的专业音响设备来使用,所以为了能让举办文体娱乐活动时,让观众享受更好的听觉盛宴,专业音响设备安装好以后应该采用多种方法对音质进行测试,然后根据情况进行调节,确保让音响设备能有最好的发挥。专业音响设备的6个必备配件均衡器:EQ(Equalizer)
  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,通过对不同频率的音频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,只能粗调,在作为房间均衡处理或平衡系统曲线时无法达到要求,而独立的专业均衡器将20hz-20khz的音频信号分为15段或31段,这样调整起来就会更精确、更容易让音响系统频响曲线趋于平直;也能自由地衰减不必要的频率;以语音扩声为主的系统中也可通过适量衰减啸叫频点在一定程度上抑制啸叫。
  另外,均衡器还分为图示均衡和参量均衡,在调音台周边系统中一般采用图示均衡器。
  效果器effect
  不经过加工的音乐就给人一种美中不足的感觉。效果器就是专用于产生以各种效果的电子仪器。它的作用是改变原有声音的波形,调制或延迟声波的相位、增强声波的偕波成分等一系列措施,产生各种特殊声效。除会议类语音扩声外,许多人声演唱和乐器都会用到效果器,歌手演唱时加上一定混响后能让声音变得丰满、宽广、韵味悠长,而不加混响却听起来显得单调、直白。许多乐器例如电吉他、贝斯、电子鼓等,也可以通过效果器产生不同风格的声音效果。这些效果类型包括: 失真效果(Distortion)、压缩效果(Compressor)、移相效果(Phaser)、合唱效果(Chorus)、过载效果(OverDrive)、镶边效果(Flanger)、哇音效果(WAH)、延迟效果器Delay)等。
  激励器Exciter
  一种谐波发生器,利用人的心理声学特性,对声音信号进行修饰和美化。通过给声音增加高频谐波成分等多种方法,可以改善音质、音色、提高声音的穿透力,增加声音的空间感。大部分激励器不仅可以创造出高频谐波,而且还具有低频扩展和音乐风格等功能,使低音效果更加深沉、震撼、更具丰满度和忖托感。高频激励可提高声音的清晰度,可懂性和表现力。使声音更加悦耳动听,降低听音疲劳,增加响度。虽然激励器只给声音增加了0.5dB左右的谐波成分,但实际听起来,音量好像增加了10dB左右。使声音的听觉响度明显增加,声音图像的立体感,以及声音的分离度的增加;改善了声音的定位和层次感。
  激励器的调节需要音响师对系统的音质和音色进行判别,再根据主观听音评价进行调整。激励实际上是一种失真,控制不好会让声音更加毛糙和散乱,甚至增加音箱高音单元损坏率。出于对音质的高保真还原,大部分传统扩系统不需要增加激励器。
  压限器
  是压缩与限幅器的简称。一般地来讲,压缩器与限制器多是结合在一起出现,有压缩功能的地方同时也就会有限制功能。压缩器:是一种随着输入信号电平增大而本身增益减少的处理设备。限幅器:当输出电平到达一定幅值以后,不管输入电平怎样增加,其最大输出电平保持恒定的处理设备。该最大输出电平是可以根据需要调节的。使用压限器有如下作用:
  1.噪声门
  由于大型扩声系统中往往接入许多处理设备、话筒和数量众多又较长的电缆,这就容易导致明显的背景噪声,尤其是安静状态下(乐曲停奏、无人讲话时),噪音可能会很明显,通过压限器上的噪声门给输入信号设定一个阀值电平,使无人发言或无乐器演奏时自动"关门",而有人发言或乐器开始演奏时即能自动"开门",这样就不会听到明显的背景噪音了。
  2、安全保护
  安全阀的作用,音响系统可能由于操作不当(设备的音量控制调得过大或开机、关机、转换等操作不当而出现强大电压冲击)、信号不稳(不同演唱者声音大小的差别或传声器与口部的距离远近变化)或意外情况(话筒摔落或出现强烈声反馈引起的啸叫)等原因出现过高的信号电平,会对系统造成严重的过载失真,甚至损坏扬声器或功率放大器。接入压限器后,通过其压缩、限制功能,对整个系统起到保护作用,这就是剧场和歌舞厅广泛配置压限器的主要目的。
  3、提高响度
  压缩和限制节目的动态范围,可以使强信号受到抑制,使弱信号获得提升。由于人的耳朵感觉到的声强是某一段时间的平均声级,因而在平均声级较低的节目中,偶尔出现的一些高声级峰值信号,听起来就比不上没有这种峰值、但平均声压级较高的节目响。
  4、用压缩器制造特殊音响效果
  使用很短的启动时间和较长的释放时间,可以制造一种类似于"反向声"的特殊音响效果,特别适用于一些打击乐器。快速启动使信号电平立即被压缩,而在信号自然衰减时,释放时间的调节又提高其增益,以便减小自然衰减的程度。这种效果对鼓一类打击乐器,特别对铙钹非常显着。
  反馈抑制器Feedback Exterminator
  在扩声系统中,如果将话筒音量进行较大的提升,音箱发出的声音就会传到话筒引起啸叫,这种现象就是声反馈。声反馈不仅破坏了音质和现场气氛,过度的声反馈还会使系统信号过强,从而烧毁功放或音箱(一般情况下烧毁音箱的高音单元)。反馈抑制器出现以前,音响师往往采用均衡器拉馈点(衰减反馈频率)的方法来抑制声反馈。扩声系统之所以产生声反馈现象,主要是因为某些频率的声音过强,将这些过强频率进行衰减,就可以解决这个问题,但用均衡器下拉可产生以下难以克服的不足:一是对音响师的听音水平要求极高,出现反馈后音响师必须及时、准确地判断出反馈出反馈频率和程度,并立即准确无误地将均衡器的此频点衰减,这对于经验不丰富的音响师来说是难以做到的。二是对重放音质有一定的影响。现有31段均衡器的频带宽度为1/3倍频程,有些声反馈需要衰减的频带宽度有时会远远地小于1/3倍频程,此时,很多有用的频率成份就会被除掉,使这些频率声音造成无法挽回的损失。三是在调整过程中有可能烧毁设备。用人耳判断啸叫频率是需要一定时间的,假如这个时间过长,设备应付由于长时间处于强信号状态而损坏。使用反馈抑制器就可以完全解决这个以上问题,反馈抑制器自动侦测反馈频率,精确地对反馈频率进行衰减,有些反馈抑制器还能根据需要对反馈频点进行移频、移相处理,使反馈抑制效果更佳。这种处理既可以有效地消除反馈,又不会对重放音质造成显著影响,故其优越性是显而易见的。
  电子分频器
  将音频弱信号进行分频的设备,位于功率放大器前,分频后再用各自独立的功率放大器,把每一个音频频段信号给予放大,然后分别送到相应的扬声器单元。调整较容易,减少功率损耗,及扬声器单元之间的干扰。使得信号损失小,音质好。但此方式每路要用独立的功率放大器,成本高,电路结构复杂。尤其是有独立超重低音音箱的系统,必须使用电子分频器将信号分离出超重低音信号再送入超重低音放大器。
  另外,市面上还有一种叫做数字音频处理器的设备,一台设备也可以完成均衡器、压限器、分频器、延时器等功能,模拟调音台输出的模拟信号输入给处理器以后,由A-D转换设备转换为数字信号,处理后再由D-A转换器转换为模拟信号输送给功率放大器,由于采用数字处理,调整更为精确,噪声系数更低,除了独立的均衡起、压限器、分频器、延时器所满足的功能外,还增加了数字化的输入增益控制、相位控制等,功能更为强大。