声音均衡器

定义　　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。均衡器可分为三类:图示均衡器,参量均衡器和房间均衡器。解析　　均衡器是指用以校正因频率不同而引起的衰减(即传输损耗)及相位差不同的网络。能校正衰减与频率关系的,称为“衰减均衡器”;能校正相位差与频率关系的称为“相位均衡器”。 在有线电视系统里经常需要使用均衡器。均衡器通常串接在放大器的电路中,是为平衡电缆传输造成的高频、低频端信号衰减不一致而设置。因为电缆的衰减特性随频率的升高而增加。常用的衰减均衡器,又称为幅度均衡器。一般由线圈、电容器、电阻等元件组成。衰减均衡器的特性阻抗等于一个定值,其均衡值为电缆高、低频参考点之间衰减量的分贝差,均衡器的频率特性正好与电缆频率特性相反,而是频率低衰减大,频率高衰减小,用这一相反的特性起到均衡作用。电缆对信号有衰减且衰减程度与所传输的信号频率的平方根成正比,即电缆高端损耗较低端损耗大。使用一个均衡器,使信号较多地衰减低频部分而较少地衰减高频部分,再在均衡器的输出端设置一个具有平坦特性的放大器,即可将信号电平恢复到原来的水平。
　　均衡器的分类:
　　(1)按工作频率可分为V频段均衡器、U频段均衡器。
　　(2)按均衡量分为固定均衡器和可变均衡器。
　　(3)频率响应均衡器。在实际系统中往往出现中间某个频道电平比其他频道电平高的情况,这时用上述均衡器就不能解决问题,而应采用针对某点频率的频率响应均衡器。
　　技术参数:均衡器是电线电视系统中的一个常用器件,其质量好坏对系统有较大的影响,常用插人损耗、均衡值、均衡偏差、反射损耗、载流量等项指标来衡量其性能。
　　(1)插入损耗。在工作频率的上限频率处,均衡器输入功率与输出功率分贝数之差即为插入损耗。
　　(2)均衡值。为了表示均衡器的衰耗—频率特性和方便使用选型,均衡值有两种表示方法:一种是均衡量,—种是当量均衡值。
　　(3)均衡偏差。由于均衡器特性不能和电缆衰耗特性完全互补,有一定的均衡偏差。均衡偏差为工作频段内规定频率点均衡值与理论均密值的差,均衡偏差值越小,补偿的效果越好。
　　(4)反射损耗。它是衡量均衡器输入端和输出端匹配好坏的指标。反射损耗值愈大,端口的阻抗匹配愈好。
　　(5)载流量。在采用集中供电方式的CATV系统,均衡器应能为后续放大器提供电流通路,这种均衡器称为道流型(馈电型)均衡器,若均衡器是专为放大器配接使用的,则无需载流量要求了。图示均衡器　　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。参量均衡器　　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。房间均衡器　　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均衡器　　其中paragraphiceq是参数图形均衡器,graphiceq是图示均衡器。用滑动控制器作为参数调整的多段可变均衡器。滑动控制器下的标识与其频率响应所对应。每一频段的中心频率与带宽是固定的。
　　做音乐最离不开的效果器是什么?
　　正是有了这个所谓“均衡”的效果器,我们的音乐才不会过载,乐器音色才会如此丰富。然而知道1加1等于2更要知道1加1为什么等于2。今天我把这个效果器扒光,从根本上来分析它的工作原理。
　　“EQ的原理?声波是由不同谐波组成的!所谓均衡处理就是改变这些谐波的振幅。”这个说法也对也不对。说它对是因为均衡效果器的初衷是这样的。说它不对,是因为以当今的数学算法,还不能做到由答案推出确定的问题。比如一道题的答案是10,我的问题可以是2+8,也可以是1+3+6,甚至可以是5.5+4.4+0.1等等……波形也是一样,同样的合成波形,可以有无数谐波组合。所以说,效果器根本不能分清楚这些谐波的个数与振幅类型。不过均衡的发明者很聪明,他并不让EQ处理不可琢磨的谐波去改变音色,而是通过一种巧妙的方法,间接的改变了音色。
　　从高中物理书上的“振动与波”一章可知频率等于周期的倒数。而所谓周期,就是指物体完成某种运动,回到初始状态所经历的时间。
　　由纵轴的零点来看,这个波形的从0时刻从0振幅开始跨越1/440秒后回到了初始状态(第1/880点纵轴位置也是0点,但是运动方向与初始位置相反。所以不能当作返回)。现在我们知道这个波形的频率是440Hz(1/440的倒数),可是这个波形就只有440Hz的声音么?不是的。如果我们从图中纵轴的某个非零位置看上去。
　　正如大家看到的,这一段里,振动回到平衡位置经历的时间是1/1000秒,也就是说,绿色部分是频率为1000Hz的波形。同样的,从纵轴不同的非零位置看,可以得到各种频率的波形。
　　这样,我们就近似得到了波形的各个分波。下面EQ所要做的,就是调整各个近似分波的振幅(音量)大小。但在这之前,我们先要下一个定义:同样的波形,在纵轴的不同位置看上去有不同的频率,我们把从平衡位置(纵轴零点)看上去呈现的频率称为“乐音频率”,把从纵轴不同位置看上去的分波统称“声音频率”。人耳在接收声音的时候,会自动把耳膜在平衡位置的振动频率(也就是“乐音频率”)当作音高,把其他频率转化为音色。
　　模拟EQ,数字EQ横纵比:
　　最原始的EQ,是利用电容器的所谓“容抗”现象来调整声音的音色,所谓“容抗”,既是说电容器有这样一种物理现象。对于不同规格的电容,其对不同频率交流电信号有减弱或提升的现象。声音从mic转化后会变成交流电信号,电流I会正比于声音振幅(其实只能近似正比)。I通过导线进入EQ,我们用一个3段EQ的理论电路来举例:
　　3个不同规格的电容器分别负责调整高频,中频和低频。由于三个电容分别对高,中,低频率的敏感程度不一样,人们便可以通过调整各个电容的电流传输效率来产生EQ效果。这种利用物理现象的方法是明智又省力的,而且相当精确!但是随着数码录音技术的发展,录音师们开始喜欢在后期加入EQ,传统EQ便不能满足需要了。于是越来越多的数字EQ出现在了人们眼前。在声音信号已经量化的数字信号中调整EQ,就必须利用数学算法来解决。大家一定都听说过“采样率”这个概念。在数字音频信号中,波形的变化不能是连续的,而是由一个一个采样点串起来的。
　　这种设计产生了一个麻烦——我们在分析采样点频率时很难找到另一个采样点刚好与这个点振幅状态一致:
　　所以,数码EQ必须像穿线一样将各个采样点连起来,才能近似找到两个状态一致的点。说起来容易作起来难,电脑不是人脑,只能以数学方法来“穿线”。最古老的方法,我称作“直线路径”即用直线连接各个采样点。这种做法很简单,但是谁都知道采样点与采样点之间不可能是直线连接,这样会产生很大误差!后来人们根据高数中的某个算式(名字忘了),用最接近原始波形的曲线连接了采样点,我称作“模拟路径”。
　　这种方法误差依然存在,毕竟那是理论算出来的不是真正的波形。但是已经与原始波形相差很少很少了。现今流行的数字EQ,大都采用这种设计。
　　数字EQ的原理:
　　数字EQ虽然种类繁多,其实原理都是一样的,即:将输入信号“x”建立对应输出信号“Y”,Y=f(X),其中f()这个作用式中又包括了一个与“x”对应频率“k”的函数。将对应“X”的函数表达式展开也就是:Y=g(k)*X。其中g()随EQ参数调节而变化。
　　举例:古老数字EQ的原理。
　　这是一个古老的3段EQ,使用“直线路径”。我们把中频提升到2倍,高频提升3倍。这时,函数的作用式就变成了:
　　Y=1*X(k属于0hz到400hz)
　　Y=2*X(k属于400hz到2500hz)
　　Y=3*X(k属于2500hz到无穷)
　　可以看出,这种EQ调节“有塄有角”,399.9hz振幅还一点不变,到401hz就突然增加2倍。我和朋友写过一个小播放器,就加入了这EQ,产生了魔鬼的声音……现今的EQ不但拥有“模拟路径”,还拥有渐变的函数作用式。同样的3段EQ,把中频提升到2倍,高频提升3倍,函数图像会变的很圆滑:
　　所示,这个“楼梯”很圆滑,在虽然中频从400hz开始算起,但是从350hz左右就已经开始增加振幅产生渐变的效果。大家可以试试,即便把EQ的高频降低到0,我们依然可以听到一点高频。而且由于采用了“模拟路径”,使频率的分析更准确!更加容易调节。但这两种优化算法比古老EQ更费系统资源。
　　我们之所以要讲到已经没有用的古老EQ,是因为它更方便人们理解EQ。有些朋友总是问:EQ效果器既然能改变声音的频率,C调的歌调完EQ会不会变成降B?降低bass的低频,bass听起来会不会好像升了一个8度?大家还记得前文提到的“乐音频率”和“声音频率”概念么?我们带着这个概念从古老EQ入手来解释这两个问题。
　　我们来看古老EQ的公式:Y=r*X(k属于ahz到bhz)。前面已经说过,声音的音高只与“乐音频率”有关。也就是说,想证明EQ效果器能改变声音的频率而不改变音高,只需证明EQ效果器能改变声音频率而不改变乐音频率。
　　根据乐音频率的定义,它必然是两个同样状态的0点之间时间长度的倒数(第1零点,第3零点)。我们设1点的时刻为t1,3点的时刻为t2。乐音频率f=1/(t2-t1)。我们来证明t1时刻或者t2时刻不发生变化:对于任意一个输入信号“x”有输出信号Y=r*X(k属于ahz到bhz)。在任意t时刻,经过EQ处理的信号可以改变为任意值。但是由于1,3点的X值为0,所以无论我们如何调整EQ参数,Y=r*0=0,所以在1,3点,X值永远等于Y值为0。即所有振幅为0的时刻点经过EQ处理,振幅依然为0,所以第1零点,第3零点之间的时间间隔不随参数变化而变化。
　　这就是EQ效果器能改变声音频率而不改变音高的原因,所以大家(尤其是初学者)大可放心地使用EQ。其实随着技术的进步,数字EQ的算法也开始变得多种多样。就在这篇稿子即将完成时,又听说有通过任意频点的前后两点前后两点计算斜率(就是该点的速度)来确定频率的新奇高招,但EQ的宗旨不变——只改变千篇一律的音色。声音频率和音乐中440hz等等乐音频率不是一个概念,调低高频音乐不可能没了高声部,bass也不会因为降低低频而消失。声音均衡器分段作用　　在音响器材中,声音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。
　　严格地说应先要根据音响的频响曲线用均衡器来校正成平直的,就是说音响的频率响应曲线本来不是水平的直线,但是为了真实还原声音,我们可以通过均衡器的调节把原来的曲线变成直线。但大多数朋友都没这个条件,不知道耳机或者耳塞的频响曲线,所以我们只能根据自己的听觉来进行调节。
　　首先来看看均衡器分段后的每个部分的作用:
　　1. 20Hz--60Hz部分
　　这一段提升能给音乐强有力的感觉,给人很响的感觉,如雷声。是音乐中强劲有力的感觉。如果提升过高,则又会混浊不清,造成清晰度不佳,特别是低频响应差和低频过重的音响设备。
　　2. 60Hz--250Hz部分
　　这段是音乐的低频结构,它们包含了节奏部分的基础音,包括基音、节奏音的主音。它和高中音的比例构成了音色结构的平衡特性。提升这一段可使声音丰满,过度提升会发出隆隆声。衰减这两段会使声音单薄。
　　3. 250Hz--2KHz部分
　　这段包含了大多数乐器的低频谐波,如果提升过多会使声音像电话里的声音。如把600Hz和1kHz过度提升会使声音像喇叭的声音。如把3kHz提升过多会掩蔽说话的识别音,即口齿不清,并使唇音“mbv”难以分辨。如把1kHz和3kHz过分提升会使声音具有金属感。由于人耳对这一频段比较敏感,通常不调节这一段,过分提升这一段会使听觉疲劳。
　　4. 2KHz--4kHz部分
　　这段频率属中频,如果提升得过高会掩盖说话的识别音,尤其是3kHz提升过高,会引起听觉疲劳。
　　5. 4kHz--5KHz部分
　　这是具有临场感的频段,它影响语言和乐器等声音的清晰度。提升这一频段,使人感觉声源与听者的距离显得稍近了一些;衰减5kHz,就会使声音的距离感变远;如果在5kHz左右提出升6dB,则会使整个混合声音的声功率提升3dB。
　　6. 6kHz--16kHz部分
　　这一频段控制着音色的明亮度,宏亮度和清晰度。一般来说提升这几段使声音宏亮,但不清晰,不可能会引起齿音过重,衰减时声音变得清晰,但声音不宏亮。
　　均衡器上也可以按照听门极限的曲线图来设置,这样让耳朵能最容易的感觉到声音,这样最自然最好! 如下图,我们提升低频和高频的DB数。
　　这样让低频和高频能够很自然的被耳朵感受到,也就是说最佳的EQ设置应该和该曲线图吻合。
　　CD在录制的时候是很好的记录了经过编辑的音源信号的,在CD制作的时候就已经调整好了音效的,所以我们可以认为不需要补偿。mp3就不一样,在压缩的时候,高中低频三个部分会有损失,一般来说损失的是高低两端,而中频部分很大程度上保留了下来。所以我采取的办法是通过对CD和mp3文件播放进行比较的方法调整。
　　预设了有pop,rock,jazz,classic,vocal等几种模式,有什么用呢?
　　其实这些是根据不同的音乐风格设置的,下面介绍下频响曲线。
　　pop:流行乐。它要求兼顾人声和器乐的结合都很平均,所以曲线的波动不是很大的。
　　rock:摇滚乐。它的高低两端提升很大,低音让音乐强劲有力,节奏感很强,高音部分清晰甚至刺耳 。
　　jazz:爵士乐。它提升了3-5kHz部分,增强临场感。
　　classic:古典乐。它提升的也是高低两部分,主要突出乐器的表现。
　　vocal:人声。人的嗓子发出的声音的频率范围比较窄,主要集中在中频部分。
　　以上部分转贴得到.个人觉得小爱配888是个很好的搭配!声音均衡器的调整方法　　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 2800Kz附近明亮感关系最大。
　　2K~4Kz 尖锐 6800Hz形成尖啸,锐利的感觉。
　　4K~8Kz 清脆 3400Hz易引起听觉疲劳。
　　8K~16Kz 纤细 >7.5KHz音感清彻纤细。
　　均衡器的发展趋势
　　运用数字滤波器组成的均衡器称为数字均衡器,数字均衡器即可作成图示EQ,有可做成参量EQ,还可以做成两者兼有的EQ,它不仅各项性能指标优异,操作方便,而且还可同时储存多种用途的频响均衡特性,供不同节目要求选用,可多至储存99种频响特性曲线。SONY的SRP-E300是一款多功能2通道的数字均衡器具有10段参量均衡和29段图示均衡,可同时或独立工作,带有限制器和噪声门功能,高精度的48kHz取样,20比特线性模数/数模转换;带有模拟和数字输入/输出;RS-232C C接口,可用于外部遥控,,它的出现会逐步淘汰普通的模拟均衡器,是一款专业音频扩声领域具有极高性价比的产品。
　　P.S.
　　1、20～40这个频段声音的大部分感觉是松软的低音,而不是强劲有力,通过试验就可以知道。看看给地鼓提升这个频段会有什么效果。
　　2、40～150是声音的基础没错,但是绝占不到70%,而且人声的鼻音也不在这个频段,大概在250左右。
　　3、150～500这频段,是个要在处理的时候非常小心的频段,绝不能靠提升这频段来获得人声的力度。稍不小心就会一团遭。
　　4、“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。”应该说只要在低频部分加混响,都会影响声音的清晰度。当然,在现在的混音技巧中,这个规则已经不是很重要了。因为,我们经常会在欧美及港台的录音室里见到他们为地鼓和贝司加超短程混响。

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