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发表于 2016-9-12
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由32dB动态和92dB最大值这个数据,我们大概可以知道,音箱的灵敏度不是越高越好,而是它最低时能够清晰的分辨出声音的内容为最佳。
同样的道理可以类推到其他的声场扩声需求,比如演出环境的最低值和最高值之间是怎么样一个关系。
有了动态数据,下一步就需要找到品质补偿的依据了。这里所说的品质补偿,是指针对扬声器本身的缺陷而做出的补偿以及对环境的声学补偿。环境补偿往往又和声场分布设计有一定的关联。限于篇幅,环境补偿此处不再展开描述,以后文章中我们再一起探讨。这里只简单分析一下扬声器的补偿意义。
通常,我们拿到扬声器的说明书时,会有一些详细的参数,同时,还会附有扬声器的声学曲线图。这些图很好地将该音箱的工作能力体现出来了。那么这个曲线意味着它的工作范围,图纸中的曲线宽度就是它的频率响应范围,高度就是它的音量输出的能力范围。当它的最高值能够满足我们的系统要求的最高值,而它和它配套的功率放大器输出的最低值能够满足我们的最低值,那么这只音箱就是可以选择到本系统的产品。(功放输出的最低值可参考它的信噪比值)。但是这样还达不到我们用来作标准化设计的要求,最好能够提供音箱的补偿曲线,即用什么样的参数在电子设备中进行补偿,可以将此音箱的品质提升到最大化。达到最佳的品质输出。
除了动态的参数,我们还需要一个频率带宽的参数。即我们需要多少Hz到多少Hz之间的声音内容。通常可见的要求是20Hz~20KHz。但是,这实际上是理论上的人耳听觉范围。不同的工作需求还是有所区别的。以人的声音为例,男低音82~392Hz,基准音区64~523Hz;男中音123~493Hz,男高音164~698Hz;女低音82~392Hz,基准音区160~1.2KHz;女低音123~493Hz,女高音220~1.1KHz。也就是说,人类的声音范围在100Hz~1.2KHz范围就可以满足听清楚的需求了。加上各类谐波,可理解的纯语音,就只需要200Hz~3.5KHz,电话机的带宽上限就是4KHz;电视机的播音上限就是8KHz。高清电话会议的带宽也就是8KHz左右。在语言传输范围内,是无限无限制的提高带宽
要求的。因为带宽提高会导致传输负担、相位干涉等很多其他的负面作用。
因此,我们在系统设计的时候,可以定义一个系统需要的频率范围。此范围可以用来规范系统各流程的最小值。比如扬声器和话筒。在系统的品质补偿环节,就是对扬声器的扩声带宽进行补偿和标准化。比如音箱的外置分频和均衡补偿。
2、规范输入端标准
当我们规范完了输出端的带宽和动态之后,就需要规范输入端的标准了。很容易理解的是对不同输入信号的增益进行控制。使输入信号的最大值在标准0dB左右,并保留一点音乐峰值的余额。(详见调音技巧类文章)。
除此之外,还存在一个输入的动态管理。我们已知本案例中,系统需要32dB的动态,不应该大于,也不应该小于这个参数。因此,我们就应该规范一下输入的动态范围。
图示为一个多节点的动态管理器。不同于一般的动态压缩器只有一个压缩转折点,它有多达四个动态转折点。红色线段为临界值,输入和输出等值。图中,2号点标准值0dB输入和输出端保持一致;1号点输出最大值为我们设定的+6dB的动态许可值,即系统允许最大输入25dB的额外动态时,最大输出仅输出6dB;4号最低值为系统允许输入的最低有效值,为-32dB,而更低的值则认为是无效值,做大幅度压缩处理,-32dB~-40dB之间降低输出到-60dB。5号点-40dB之下,则认为是完全无用的声音,大幅度衰减。这个效果与噪声门又有不同,不会出现声音中断的现象,只会平滑降低音量。
总结
至此,已经可以很好的规范了信号的动态管理,允许在我们系统许可的范围内正常工作,而无需担心系统过大和过小。其中保留了一个动态值3号点,可以用于特殊效果。比如是音乐播放,则保留在红色线段的临界值位置,不做任何处理。如果是语音,则可以做一些调整,比如压缩动态。效果区别在于演唱和语音演讲。演唱时,需要近讲效应,话筒需要距离嘴较近;而语音演讲时,需要嘴距离话筒较远,此时,就需要做较大幅度的压缩。
当我们分别做好了输入和输出的动态管理之后,再加上根据对环境的声场补偿之后,本系统的标准化设计就可以完成了。如果是大型系统,以矩阵为分界点,分别对输出环境和输入内容进行标准化处理,就可以搭建一个标准化的音频系统了。
一个优秀的系统,除了理论上的正确,还需要工程中其他综合因素的正确才可以保障品质。在我们常见的问题中,最严重的就是电噪声问题。在下一期的文章,我们一起来分析一下电噪声的形成原因和解决办法。 |
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