音频增益详解 增益分级与输入增益技巧

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音频增益是每个音乐家、音频工程师和制作人都必须了解的核心概念。最简单地说，音频增益是指应用于音频信号的放大量。增益设置会影响音源被采集、处理并最终被听到的音量大小。本文将深入探讨音频增益，从基本定义入手，介绍与音乐制作、现场音效和广播相关的高级细节。我们还将讨论实现清晰、无失真的音频的实用技术和最佳实践。

什么是音频增益？
音频增益是指音频信号振幅增大（或减小）的比率。如果你想象音频信号通过一个设备，增益就是该设备增强或减弱信号的程度。我们测量增益的单位是分贝（dB），这是一个对数单位，有助于管理音频工作中的各种强度。

每个麦克风、音频接口或调音台通道都有一个应用增益的点。例如，如果将动圈麦克风插入调音台，前置放大器增益旋钮会控制麦克风信号在进入音频路径之前的增强量。在吉他放大器中，“增益 ”旋钮决定着前置放大器部分驱动放大器的力度，影响着从整体响度到失真可能性的一切。

分贝及其重要性
分贝（dB）是理解增益的核心。由于分贝采用的是对数刻度，因此分贝的微小变化就会对应信号强度的巨大变化。下面是一个简化的细分：

+6 dB 大约是信号电压水平的两倍。
+20 dB 表示电压增加十倍。
0 dB 表示没有变化（“统一增益”）。
负 dB 值表示信号被衰减而非放大。
由于音频涉及的动态范围很广，从轻柔的耳语到雷鸣般的鼓声，因此使用对数 dB 标度可以使信号测量保持在可控范围内。在混音器或 DAW 中使用 “分贝 ”一词时，通常是指相对于满量程数字音频 (dBFS) 的 dB 或相对于某些模拟参考电平（如 +4 dBu）的 dB。对于数字音频，0 dBFS 是允许的最大峰值；超过 0 dBFS 会产生剪切。在模拟设备中，0 dB 可映射为 “标准工作电平”，在该参考点之上留有一定的余量。

增益与音量： 关键区别
虽然 “增益 ”和 “音量 ”这两个词看起来可以互换，但它们的作用却截然不同：

增益通常指输入电平。例如，它可以描述麦克风或乐器信号的增强程度。换句话说，增益控制着进入处理阶段的信号强度。
音量一般指输出电平。这是你从扬声器或耳机中听到的声音，通常由推子或主音量旋钮控制。如果把音频流想象成管道中的水，那么增益就是控制进入管道的水（信号）多少的阀门，而音量则是控制流出管道的水多少的水龙头。

音乐家可能会使吉他音箱的 “增益 ”级产生强烈的失真，然后设置一个较低的 “主音量”，使整体响度保持在一个合理的水平。同样，在录音接口中，增益或微调旋钮首先用于设置稳定的输入电平，然后再调整音轨的最终音量推子。

为什么正确的音频增益很重要？本底噪声、净空和失真
每件音频设备都有一个噪声底限，即电路中固有的背景嘶嘶声或嗡嗡声的残留电平。如果用过低的增益录制声音，信号会更接近本底噪声。当你随后将录音提升到可用音量时，也会放大噪音。

另一方面，信号增益过高会导致失真。在模拟设备中，这可能会以饱和的形式出现--在某些情况下（如电吉他），这种失真可能会带来温暖的音乐效果。在数字系统中，超过 0 dBFS 会导致削波，这是一种刺耳且不受欢迎的失真，会使波形峰值变平。

要获得良好的信噪比 (SNR)，同时保留净空，在这两个极端之间保持平衡至关重要。余量是指典型工作电平与失真发生点之间的余量。健康的录音或混音做法是留出足够分贝的余量，以便意外的瞬态峰值不会剪切或使系统过载。良好的增益做法可确保音频足够响亮，以保持在本底噪声之上，但又足够低，以避免失真。

增益分级的概念
增益分级是对音频信号链中每一步的电平进行控制的过程。这一链条可能包括

麦克风 → 前置放大器 → 音频接口 → DAW → 插件 → 混音器 → 功放 → 扬声器
在每个阶段，你都有机会（或要求）设置或保持适当的信号电平。适当的增益分级可防止因电平调整不当而导致的噪声积累或削波。以下是增益分级在不同情况下的典型工作原理：

录音： 麦克风拾取信号，然后通过麦克风前置放大器增强信号。仔细设置前置放大器增益以避免数字削波是非常重要的，因为任何错误都会 “嵌入 ”到录音中。
现场录音： 工程师使用每个通道上的增益旋钮来设置每个麦克风或乐器的适当电平。设置完成后，就可以使用通道推子来调整整体混音，而不会出现失真或噪音过大的情况。
混音 在 DAW 中，每个音轨都可能有一个推子前微调或 “剪辑增益”。你需要平衡这些参数，使其既不会太接近零（削波风险），也不会太低。插件可能需要特定的输入电平，尤其是模拟压缩器或饱和器。
适当的增益分级可确保链中的每个设备都能获得最佳输入电平，从而达到最佳性能。在添加均衡器、压缩器或效果器时，除非有刻意改变的原因，否则应调整输出，使电平与输入电平相近。

音乐制作和录音中的音频增益
在典型的音乐制作工作流程中，音频增益的管理始于将麦克风或乐器连接到系统的那一刻。适当的增益结构可确保以健康的电平捕获每个音源，从而降低后期处理过程中出现不必要的噪音或失真风险。从一开始就设置适当的增益，可以保持混音时的清晰度、动态范围和整体余量。


设置输入增益
在录制人声时，你通常会要求歌手在试音时唱到最大声的部分。调整话筒前置放大器增益，直到峰值达到 0 dBFS 以下的可接受电平--通常在 -6 到 -10 dBFS 左右。这样可以为动态峰值留出余量，确保不会出现削波。
管理片段增益和插件净空
录制完成后，如果某些音轨太热或太软，你可以在 DAW 中调整片段增益（推子前）。例如，你可能有一条录制得非常柔和的鼓音轨，需要增强音量；或者有一条合成器主音轨，需要衰减音量以避免驱动后续插件的音量过大。许多现代 DAW 还提供了 “增益插件 ”或微调控制，让你能在进入均衡、压缩或其他效果之前对音量进行微调。

推子平衡与求和
在混音过程中，每个通道的推子决定了该轨道有多少音量被送入主混音母线。如果单个音轨的增益设置得当，混音母线就会有足够的余量来避免削波。多个音轨的总和很快就会增加，因此许多工程师会为每个音轨设定一个特定的电平（模拟建模插件通常在 -18 dBFS RMS 左右）。这种做法仿效了经典模拟设备的甜蜜点，确保动态范围得以保留。

创造性地使用音频增益
并非所有增益的使用都是为了干净。过度驱动电子管前置放大器可以产生温暖的谐波饱和度，这在人声或吉他演奏中非常讨喜。将热信号输入磁带模拟也能为混音增添 “胶水 ”或复古特性。过多与恰到好处之间的界限是主观的，但基本的增益原则仍然适用：避免突然的数字削波，除非你有意将失真作为声音的一部分。

现场扩声中的增益
在现场扩声（如音乐会、教堂扩声、俱乐部扩声）中，音频工程师通常需要在有限的试音时间内为每位表演者设置输入增益。现场调音台具有非常类似的控制功能：每个输入通道的顶部都有一个增益（微调）旋钮，用于调整麦克风或乐器的输入信号，还有一个推子，用于控制该通道对混音（扬声器）的贡献。工程师通常把在现场电路板上设置这些电平的过程称为设置增益、结构；下面是其通常的工作原理：

Soundcheck 和 PFL： 工程师使用调音台的 PFL（推子前监听）功能独奏各个通道。当音乐家或歌手以他们预期的最大音量进行表演时，工程师会调节增益旋钮，使通道仪表徘徊在夹点以下。这可能意味着要留出几个分贝的余量，以应对突如其来的峰值。
监听混音和反馈： 增益设置也会影响舞台监听。麦克风增益过高会增加反馈回路的风险，尤其是在喧闹的舞台上。确保适当的增益有助于保持清晰、平衡的监听混音。
一致的推子位置： 增益设置得当时，每个通道的推子通常会在 “0 ”或统一增益附近徘徊。这种位置为工程师提供了进行微调的空间，而不会出现音量大幅跳变的情况。
即时动态： 现场演出的动态变化难以预测，因此工程师可能不得不调整通道增益，或依靠压缩器来处理突然飙升的音量。不过，在演出过程中，增益的重大变化可能会导致音量的突然变化，因此工程师通常更愿意让增益保持在原位，并使用推子或压缩器阈值。
使用垫子和适当的输入： 对于音量极大的信号源，如近距离麦克风踢鼓或发热的吉他音箱，麦克风或调音台上的垫片开关可避免前置放大器过载。相反，如果信号太弱，工程师可以切换到较高增益模式或使用灵敏度更高的话筒。
在现场演出中，良好的增益结构有助于防止噪音、反馈和失真，确保演出尽可能干净、响亮和清晰。

广播和流媒体中的音频增益管理
广播（电台、电视）和流媒体（播客、在线广播）需要一致且可控的音频电平。如果脱口秀节目突然变得太吵，或者商业广告的音量高于主节目的音量，听众就不希望不断调整音量。

响度标准
许多广播公司都遵循响度标准，如 EBU R128 或 ATSC A/85，以 LUFS（响度单位满刻度）为单位的特定综合响度为目标。典型的电视节目可能会以 -23 或 -24 LUFS 左右为目标。为了达到这一目标，音频工程师需要管理增益并应用广播限幅器或自动增益控制（AGC）。

自动增益控制 (AGC)
AGC 系统会自动提高较安静的段落，降低较响亮的段落，使输出保持在目标值附近。虽然这能确保一致性，但如果用户应用得过于激烈，也会降低动态范围，并产生泵送伪影。熟练的广播工程师会在 AGC 的使用与手动增益分段和压缩之间取得平衡，以保持自然的音效。

一致的扬声器音量
在脱口秀或播客中，主持人和嘉宾麦克风的音量必须相近。如果一个麦克风的增益明显偏高，就会盖过另一个麦克风，造成糟糕的听觉体验。精心的增益分级可确保声音处于相似的响度，使对话听起来更舒适。

峰值限制
为避免削波或过度调制，广播公司通常会在最后输出级应用峰值限制器。这样就能捕捉超过所选阈值的任何杂散瞬态，防止失真。这种做法在调频广播传输中尤为重要，因为过度调制会造成干扰，违反相关规定。

流媒体服务
YouTube、Spotify 或 Apple Podcasts 等平台通常都有自己的响度正常化功能。发送声音过大或过小的音频都会导致平台自动调整音量。了解这些正常化目标的制作人员会设置增益和母带电平，以避免回放时出现过大的响度惩罚或不理想的动态变化。
管理音频增益的实用技术
在讨论了理论和背景之后，让我们来概述一些有效管理音频增益的实用技术和技巧。这些技巧和窍门适用于录音室、舞台或播音室等各种场合：


从信号源开始： 始终从健康的源信号开始。例如，使用位置合适、灵敏度足够的麦克风，并确保表演者的麦克风正确。如果可以在信号源处改善信号，则应避免人为增强微弱信号。
首先设置输入增益： 连接新信号源时，在监控推子前仪表的同时调整输入增益或微调。以不超过仪表安全区的强电平为目标。这在现场录音或在录音室录制新音轨时尤其有用。
明智使用仪表： 大多数接口和混音器都有 LED 或 VU 型仪表。黄色通常表示典型的峰值，红色通常表示削波。有些数字调音台或 DAW 甚至提供峰值和有效值电平的数字读数。注意峰值和平均值（RMS 或 LUFS）读数。
保持下游统一： 尽可能让设备输出接近统一增益。例如，如果你插入了硬件均衡器，则应设置其输出增益，使旁路电平与激活电平相匹配，除非你想刻意改变响度。同样，在 DAW 中，你可以让插件的输入和输出电平大致相等。
充分利用 PAD 和适当的麦克风输入： 如果信号即使在最小增益下也过热，可使用前置放大器的垫或话筒的板载垫。对于线路电平信号，应使用线路输入，而不是话筒输入。相反，对于非常安静的信号源，应确保使用的前置放大器或接口能提供足够的干净增益。
注意累积增益：在插件或硬件单元链中，每个设备都可能增加或减少增益。一个设备的增益为 +6 dB，另一个设备的增益为 +6 dB，都会将信号推高 12 dB，使其进入下一阶段，从而有过载的危险。每一步都要注意电平表，避免增益过大。
在 DAW 中使用剪辑增益： 许多 DAW 都能让你在插入效果或通道推子之前调整原始音频片段的电平（片段增益）。这对调整不一致的音轨电平非常有用，而且不会破坏推子平衡。
注意主母线：多个通道相加很容易超过 0 dBFS。好的做法是将单个通道保持在中等电平。如果主母线开始削波，应降低通道增益，而不是下拉主推子。这样可以保持健康的整体增益结构。
响度与峰值电平： 音轨的峰值可能不是很高，但由于压缩或限制，听起来仍然很响亮。相反，音轨的峰值可能很高，但平均响度却很低。了解 RMS/LUFS（平均响度）和峰值电平表有助于合理设置增益。
记录和校准： 在固定安装或反复使用的情况下，记录下增益设置。在录音室，校准接口，使 DAW 中的 -18 dBFS 与模拟设备中的 0 VU 相对应。校准可确保长期获得一致的结果。


获得最佳音质的最佳实践
总而言之，以下是一些有关音频增益的总体最佳实践，有助于确保你在项目中获得最佳音质：

追求健康的信噪比： 始终以明显高于本底噪声的电平进行录音。如果麦克风或乐器的声音太小，稍后就会放大很多嘶嘶声或嗡嗡声。使用足够的增益来捕捉稳定的信号，但也不要过高，以免造成失真。
避免整个链路出现削波： 信号一旦发生削波，失真的信息就无法消除。数字削波尤其令人不快，因此要将峰值安全地保持在 0 dBFS 以下。在模拟设备中，轻微的饱和度可能是可取的，但要注意过度驱动会失去音乐性。
留出一些余量： 在一般录音中，-6 或 -10 dBFS 左右的峰值很常见。在混音时，为单个音轨留出几 dB 的余量是明智之举--这样的空间可用于均衡器或分层等处理提升，而不会导致削波。
增益分期正在进行中： 音效链中的每个新插件或硬件设备都会影响音量。在均衡器提升后，你可能需要降低均衡器的输出，以保持整体电平。压缩器可能会降低峰值，因此你需要相应地调整化妆增益。不断验证你是否将信号推得过高。
使用你的耳朵：电平表很有价值，但最终还是要靠你的耳朵。如果音频听起来失真或嘈杂，请找出原因。有时，前置放大器会比仪表显示的更早失真，或者即使 DAW 仪表显示正常，插件也可能在较高电平时发生内部失真。
选择优质设备： 一些廉价的前置放大器或接口可能会在达到高电平之前就引入可听到的噪音或不良失真。使用动态范围大的知名设备有助于确保捕捉到干净的声音。
音乐性地管理动态： 如果音源的动态波动很大，使用压缩器或限制器可能比不断调整增益更有效。这有助于保持演出的连贯性，避免突然出现的峰值造成剪切。
现场设置中的沟通： 在现场活动中，向表演者简要介绍连贯的麦克风技术。如果歌手在试音时声音很小，但在演出时大喊大叫，就会使精心设置的增益过载。让他们知道话筒距离和演出音量保持一致的重要性。
用于广播： 遵循响度指南： 确保你的最终输出符合平台或广播公司规定的目标 LUFS 或响度标准。过于响亮的混音可能会被自动调低音量，而过于安静的混音则可能听起来微弱或嘶哑。
校准监听器： 无论是在演播室还是在广播室，都要校准监听系统，以便混音中的已知参考电平能可预测地传到你的耳朵里。这可以建立对增益决策的信心，并有助于避免 “猜测 ”声音是否过大或过小。
结论
无论你是在家庭录音室、现场舞台，还是向数百万人广播，正确控制音频增益都能获得清晰、动态、无失真的声音。通过了解信噪比、净空和削波的概念，你可以设置电平来捕获最佳音频，而不会产生不必要的伪音。增益分级可确保链中的每个设备都能接收到健康的信号，避免累积噪音或失真。

对于音乐家和制作人来说，有效的增益管理可确保你的录音具有在混音中脱颖而出所需的清晰度和冲击力。在现场音响方面，适当的系统配置可确保演出声音洪亮，不会出现反馈或扬声器爆音。在广播中，始终如一的增益管理和对响度标准的严格遵守能为观众带来完美的听觉体验。

虽然 “增益 ”看似只是一个旋钮或滑块，但其重要性怎么强调都不为过。它决定了麦克风对微妙细节的捕捉程度、插件对信号的反应，以及听众听到的是纯净的音频还是令人分心的失真。掌握增益艺术意味着掌握音频本身的基础，为后续的所有创意步骤（如均衡器、压缩和空间效果）奠定基础。

运用本文介绍的技巧和最佳实践，你将确保录音、混音或现场表演具有专业水准，而这正是音量管理得当的结果。随时留意失真或噪音，注意仪表，不要回避使用垫子、微调控制和校准。只要始终关注增益，你就能自信地制作出高品质的音频，并在任何媒体和环境中都能很好地转换。


文章出处：https://www.masteringbox.com/learn/audio-gain