数字音频工作站

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数字音频工作站

$ X. [- L7 n/ ]0 I广大科技工作者为了实现“原汁原味”的录制和还原音乐作品，对音频信号的处理进行卓有成效的不懈努力。近几年，由于计算机技术的飞速发展，数字信号处理器（DSP）模块处理速度不断提高，在音乐录制和还音领域中引入了计算机处理系统—数字音频工作站。它的出现给节目录制和还音的音质有了一个质的飞跃，是一个革命性的发展。

（1）采用44.1kHz取样频率和16bit量化精度的数字信号处理器（DSP）可达到98dB的信号动态范围（理论值）。最新的DSP已发展到96kHz的取样频率和24bit的量化精度，其动态范围可大于120dB，频响大于45kHz，过去一直无法处理的需有120dB信号动态范围的大型管弦乐队演奏的贝多芬作品，现在已可解决。
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（2）传统的音响系统需要有大量周边设备支持，不仅操作复杂，而且经过多次互连接后增加了噪声和失真，设备之间的电平匹配也不易达到最佳。音频工作站对所有音频信号的处理全部由内部的视窗软件和硬件模块完成（如延时器、混响效果器、压缩限幅器、扩展器/噪声门以及各种均衡等），可任意存储、调用和配置，还能与现有的其他传统设备配合兼容。它的特点是：功能众多、性能优异、使用灵活、配置简单、具有更大的扩展性。
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% a% G9 o) J# a4 g- ]* Z（3）强大的编辑和存储功能
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2 ~( n& g- X) i( G数字音频工作站可对系统中使用的各个参数和系统的状态根据需要进行编辑和存储者。可以储存多种节目演出的不同要求频响特性和参数，并能任意调用。

一、Power-Q ADF-4000数字音频工作站的功能
# {9 n! }( |& u  G9 m
, L% o; B) n. I6 j赛宾ADF-4000数字音频工作站采用计算机视窗软件来控制各种功能模块完成扩声系统中任何类型的数字音频处理工作，硬件模块包括：

（1）智能型自动反馈抑制器
- l( x# ]" |8 j+ T
/ [( o! i' {' i( A( BFBX自动跟踪滤波器可在0.1s内找到啸叫频率并加以抑制；此外还能自动调校跟踪滤波器的陷波深度（0-80dB），使它刚好抑制啸叫，最大限度地减少对音频分量的影响。
/ f8 [( M, P2 o
! M2 R- l1 w7 Q* k（2）自动房间均衡

2 d1 `1 L* T( V0 lADF-4000能在4min内（每通道）自动调校2×31段图示式均衡器，从而获得平坦的频响特性。音响工程师可在这平坦的频响特性基础上迭加另一条最佳的房间均衡曲线，通过音值视听比较，再把平坦的均衡特性精确地修正到最佳音值效果状态，大大提高了系统调校的准确性和效率。

. H5 _% T3 ^5 p( {（3）全音域参数均衡和高通/低通滤波器

! F. g6 ?: ], n: B+ jADF-4000具有12×12段参数均衡器和高通/低通滤波器，可用来补偿节目信号中欠缺的频率成分和抑制过重的频率成分，使声音更为悦耳动听。高通/低通滤波器可以用来抑制交流哼声、讲话时对传声器造成的“啪啪”喷气声和噪声造成的“咝咝”声等不需要的声音。

/ X5 _7 Q, X2 Q" [（4）压缩/限幅器和噪声门
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4 {& z. L5 p6 Q7 F1 W全数字化的全功能压缩/限幅器、噪声门及峰值限幅器，各种参数均可在显示屏上以数字方式显示。
7 s0 s5 T4 o" |( h8 r
2 Z  d* W- V. y3 W（5）配上标准传声器，可合成为一台非常有用的实时频谱分析仪。
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（6）数字延时

为扬声器提供准确的调校或延时信号。
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二、Power-Q ADF-4000数字音频工作站的基本工作原理

8 X8 b+ |5 k" o) ~4 }; C! E) D活跃声场（混响时间较长的声场）的扩声系统对工程师来说是一种挑战。它的特点是声音响度不大，声反馈啸叫频点多，声音清晰度下降。ADF-4000音频工作站可为用户排忧解难，使扩声系统的特性达到最佳状态。

- ~2 X( A  U1 }9 TADF-4000采用48kHz取样频率和24bit量化精度的数字信号处理器（DSP），信号动态范围可扩展到110dB，可满足最严格要求的音响系统。

采用最新的削波保护设计（Clip Guard），使它在任何大的瞬时峰值信号下不会发生数字削波，保证了系统超低失真的性能。
4 d5 ~" D2 ~; B$ t, ~+ P  Y: Y0 `' G% N
& ^; g" G$ V6 G+ e) C0 F: D智能型的自动反馈抑制器，全部采用数字滤波器设计，可自动吸收啸叫频率、自动设置吸收深度，提高了系统的传声增益（提高了无反馈啸叫、不失真的响度）。
  a( o3 V  }1 R
自动房间均衡器可为用户分析和优化系统频响特性曲线，使扩声系统达到最佳的音值效果。

0 L# [, E4 G. o) l" S8 A4 w插入时间可对各组扬声器自动地进行时间调整，使声音同时到达观众的耳朵，大大提高了声音的清晰度和声像的一致性。
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压缩/限幅器可保护扬声器和功放免受任何超大信号的冲击损害。
) U) F8 T2 D+ P( Y
Power-Q ADF-4000在扩声系统的连接方法有3种：如图所示。
/ X4 s1 B5 l$ w% _4 z( A, g2 r
/ t. m6 O7 I* j( _% n& e) k图-最普通的连接方式(见后)
  X2 J. w4 I8 @/ g% e
8 [1 y& M* i. ~7 g数字音频工作站 - 完美的贵族 - 彩虹与蒲公英的约定   

图-Power-Q 当作一个双通道DSP处理装置(见后)
* X  ^$ {( r& ^; _  d! ?
% M# M( W* \: ^! k) {数字音频工作站 - 完美的贵族 - 彩虹与蒲公英的约定   

) k4 l- M2 c  V& S" M. D6 ^图- Power-Q在调音台插入点使用(见后)
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. I+ [, z: y$ A' s1 t) @数字音频工作站 - 完美的贵族 - 彩虹与蒲公英的约定   
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6 x; [1 h# U! c; _  B5 }9 J如果系统需要电子分频器或附加延时器（如赛宾DQX-206），可把它们接在Power-Q的后面。
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Power-Q ADF-4000还可以在调音台的单通道插入点（Insert In/Out）或编组输出的插入点，此时Power-Q 的全部DSP特性将贡献给该通道或编组通道的信号处理。
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ADF-4000的基本原理方框图
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0 z. c3 f; s) c4 d4 U: W+ t最普通的连接方式

Power-Q 当作一个双通道DSP处理装置
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$ d& J, K, h, Y5 f% T+ n$ b1 Z& IPower-Q在调音台插入点使用
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三、Power-Q ADF-4000数字音频工作站的使用要点
+ O- k4 t1 x+ O! q& B
Power-Q音频工作站采用计算机技术和机内的视窗软件对音频信号进行各种处理，它可在机内的显示屏上显示各特性曲线的图形和参数的设定数据。由菜单进行人-机对话，用各按键进行参数设定，使用极为方便。
2 \( E% K: k4 m* P8 _  h
1、均衡扩声系统的频响特性

Power-Q均衡扩声系统的频响特性有三种基本方法：自动房间均衡、实时频谱分析（RTA）或耳朵主观判断。

* ?6 l  N4 T! [* a( H  {! o% Y（1）自动房间均衡

即可在4-5min内（每个通道）自动完成平坦的房间频响特性均衡。两个通道可以独立调校，也可通过“LINK”将它们连锁。可先行调校其中一个通道，然后用“COPY”功能再复制另一组通道。

注意：测试时，基准传声器放置在选定的听众位置；Power-Q播放出跨越全部音频范围的正弦波（扫频信号）。
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8 Y( N0 o) o3 W: ]1 \9 ^- I（2）实时频谱分析仪（RTA）
; r3 {: Z, q5 U0 ?% J. d+ D: [
1 r1 C* W/ x/ x8 F插入基准传声器，通过扬声器播放粉红色噪声，并调整图示式均衡器中频响特性。从主菜单中选择4#（Real-Time Analyzer）。再按MORE键为A通道独立接通粉噪声。
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RTA是31段、1/3倍频程、20Hz-20kHz的数字式实时频谱仪，可选择A、B、C三种计权方式，具有粉红或白噪声发生器；峰值保证调校和通道比较。可将图示式均衡特性迭加在频谱分析仪上，以便仔细观察频响曲线并进行调校。

（3）用耳朵均衡系统的频响特性

3 |, S3 ^: |! J" f9 h. d插入基准传声器，用耳朵均衡系统。从主菜单中选择2#（Graphic EQ），按MORE键至4#，读出“EQ BY”（均衡旁通）、“EQ PR”（节目形状曲线）、“EQ RM”（房间平坦曲线）、“EQ  P+R”（总曲线）。按4#软键，用箭头键从菜单中选择“EQ  P+R”，并敲击“ENTER”键，此时就会显示一种立体声的图示式均衡器。左/右箭头键和数据结合使用，使调节各个滤波器。
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2、消除反馈

7 B* T8 H" S. M$ A$ Y房间频响特性调校好后，在传声器使用的位置设立若干个传声器。从菜单中选择3#（Parametric and FBX Filter）。
  m4 \1 T5 k# z. S# E0 A
Power-Q的系统设置使用7个固定的FBX反馈滤波器、3个活动的FBX反馈滤波器和2个参数滤波器。每个通道最多可设置总数为12个滤波器。
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显示屏以图表格式显示12组滤波器的工作状态。其中P代表参数均衡器；F代表固定的反馈抑制滤波器；L代表已锁定了的固定的反馈抑制滤波器；D代表活动漂移的反馈抑制滤波器。均可独立调校各滤波器的中心频率、带宽和吸收深度及每个通道的高通/低通滤波器。

* V  s5 i- B2 l+ s: _* J智能型FBX反馈抑制滤波器会自动跟踪啸叫的频率和幅度，然后采用非常窄的数字滤波器吸收衰减啸叫信号，提高系统增益和改善语言清晰度，让更多的无线或有线传声器可同时使用。
/ y' I" y& @) {3 s6 }
) Z9 i/ l) w- R: Q, k全部FBX-F（滤波器）检测和设置在反馈频率上后，按“LOCK”键，锁定全部固定的FBX滤波器。

3、压缩/限幅器的应用

! [( K" Q2 y' ?, E/ A) Z应用压缩/限幅器的实际得益包括：

) h. U$ T+ [+ s（1）压缩器限制音乐信号中极大幅度的峰值信号，保护扬声器免受损坏，功放不发生过载。

- n. `& b$ G1 P) o( _（2）由于压低了信号中的极大峰值，可让信号中的其他部分获得提升，获得更大的声压平均值，使声更加响亮有力。
) `  ]5 u- I1 W$ q3 k# n
（3）使节目中的小信号不会落到调音台的噪声中，提高了小信号的信号噪声比。
; y4 N3 R9 k, Z+ t! Y
压缩/限幅器最普通的负面影响是有时会伴有一种“泵浦声”或“呼吸声”。通过对压缩/限幅器的“起控时间”、“释放时间”、“门槛电平”、“压缩比”和“拐点软/硬”等参数的适当调节，可使其减到最小。
  H6 r, K: r% |7 _1 K9 y. O
3 p& P! S2 c1 x9 H. P6 W从主菜单中选择5#（Compressor/Limiter），用数据轮或箭头键调节门槛电平（Thresh）、压缩比（Ratio）、拐点软/硬（Knee）、起控时间（Attack）、释放时间（Release）和峰值限幅（Limit）等参数。并适当调节输出电平。

A、B两个通道分别调校。

4、扩展器/噪声门的应用

扩展器用来提高小信号输出色信号/噪声比，使乐器的尾音细节能得到充分的发挥。当信号减小到噪声门槛电平以下时，信号和噪声的放大量都将会被减小直至关断输出。能知道关断这些噪声输出的装置称为“噪声门“。
/ P, K* ?) J7 t3 d
; b0 j/ n, U" H5 D: S1 m扩展器/噪声门各参数的含义与压缩器/限幅器相同，只是他们的作用相反。使用扩展器/噪声门时从主菜单中选择6#（Noise Gate）。
# e8 B7 m: F) \/ C7 n3 |
# K! }/ n) ]' U* H5、数字延时器
2 ^3 c3 X8 x# H1 }  ^
数字延时器有三种主要用途：
; b1 ^2 Y% G( S- [: w  l
# v2 G# H6 j. @* L5 y1 y（1）作为各扬声器的时间同步，控制过量的混响和回声。

8 h( O4 g6 W/ `" E3 Z4 I. H（2）帮助改善梳状滤波器失真。
, K7 E2 k, t+ z2 }# Q2 q
6 M" [4 B; T0 T' Z( M  E（3）调整声像一致性。

) F! b8 S. e" v7 k! i4 K' W# o, APower-Q有2组数字延时器，20μs步进调节。可用ft、m或s作为输入数据单位。声音在空气中的传播速度约为340m/s（1130ft/s）或0.885ms/ft(接近1ms)。使延时器可从主菜单中选择7#（Digital Delay）。
8 s% |$ v0 o$ y; k1 I/ l+ e& Z
. ]  M* R6 C/ h& y* N4 H* C/ D6、程序储存和调用
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2 o- `. _( z/ _8 D& d" N2 L6 KPower-Q最多可储存和调用98组用户设置的数据或频响曲线。可在本机面板上操作或遥控面板（PC的CRT）上操作。

$ H2 x# Q# [7 O8 j选择主菜单的8#（Stored Configurations）可存储这些数据。
" t4 d" M5 N8 L
从主菜单上的9#软键（Global Parameters）可调节整体参数，它包括：屏幕对比度（Screen Contrast）、手动调节输出电平（Manual Output Level Adj）、数字限幅电平（Digital Cliplevel）、均衡滤波器的带宽（EQ Filter Width）、削波电平调节（Clip Adjust）、反馈抑制滤波器的带宽（FBX Filter Tracking）、反馈抑制滤波器的锁定状态（FBX Filter Persistence）、反馈抑制滤波器的灵敏度（FBX Filter Sensitivity）、Power-Q旁通（Bypass Power-Q）、基准传声器幻想电源（Ref Mic Phantom Power）和基准传声器20dB固定衰减（Ref Mic 20dB Pad）以及复制选择（Copy Options）等。

7、遥控和加密

通过选购件“串行/Midi”介面接口和从视窗主菜单上的10#（Remote Control）用PC遥控Power-Q ADF-4000或PC遥控一台母机和多台子机。

从主菜单上选11#（Password）可以加密以防止没有授权的用户弄乱Power-Q 的设置。加密号码可用数据输入或箭头浆设置5位数字。
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& _8 [& e' e0 u3 h8 y" x四、Power-Q ADF-4000数字音频工作站的技术指标：
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1、FBX反馈抑制/参数滤波器
' M% `# Z5 x2 n, {2 I
! x7 F  A2 _# G! ~$ L' C（1）双通道，每路均有12个独立的数字式滤波器，自动或手动调节参数；20Hz-20kHz；双通道或立体声；每个滤波器均可独立选择为固定/漂移自动反馈抑制或参数滤波器。

8 x; h" f- R8 |0 w（2）滤波器的陷波深度：用户选择，0．5dB步进，+12至-84dB（参数）；3dB步进，0至-80dB（固定FBX）；-6至-80dB（漂移FBX）。
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（3）滤波器的宽度：用户选择，3至0．01倍频程（参数）；1至0．05倍频程（FBX）。

2 g( F6 D) k- d# ?( M" c7 S（4）高通滤波器：用户选择，由20Hz-1kHz，1/6倍频程截止点；6、12、18或24dB/倍频程下降坡率。
! @" R' ]: W  F, i) k( ?7 ^6 Z" ^
# L! k! j3 X% b& }7 ]# g* g（5）低通滤波器：用户选择，由3．15-20kHz，1/6倍频程截止点；6、12、18或24dB/倍频程下降斜率。

' X* a( g- _% |' F0 R3 O7 d* h（6）分辨率：1周，由20Hz-20kHz
2 y! O% P8 M4 P7 q7 c4 Y3 k9 {2 J- u
, L  c; k- W$ @3 D3 u: D（7）寻找啸叫点时间：0．1-5s（典型0．3s），寻找低频率啸叫的频率点较慢。

（8）每通道的滤波器数量：每通道12组，再加高通/低通滤波器
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5 \1 E8 R% q0 u3 ]2、图示式均衡

（1）31组数字均衡器；曲线宽度可调，由0．5至1倍频程，以0．01倍频程步进；+/-15dB增益/衰减
! ]2 k$ B; E; t1 X0 D7 q
' u4 v0 D$ H; T3 ]' J6 [- d) ?: j（2）每通道均可单独控制及显示。但可以通过LINK键—连锁，和COPY—复印数据
+ x+ E0 o1 y( G0 H% b% T& M
3、实时分析仪
. w# I7 Y4 S, X8 s- ?2 s
3 O+ V" K" L1 v) p$ w（1）31段，20Hz-20kHz

5 O4 j% y8 ^8 [2 ~/ Z& j1 y& K（2）A，B，C或平坦计权

3 O0 E7 J" ~7 c5 H（3）快/慢，峰值保存和通道比较
( W% }1 A8 h! f* S2 T/ P# s
（4）输入选择：标准传声器，A或B通道的输入/输出
' y* s. P. }) z; f8 O
（5）标准传声器输入：ISO幻想供电，+48VDC@10mA，1．2K
% M2 e7 \: w: O) p) O8 v
4、压缩/限幅器

（1）门槛值：+26dBv至0dBv，0．5dB步进
. Y2 a5 r% d# y" O7 u
（2）压缩比：1：1，1．4，2，4，8，16，32或∞

  d0 t) b: s  o. y$ s' D（3）拐点：软/硬
, g% f, a: I6 c* S+ w$ a3 y7 A
  t3 x9 c  N# c" T' `（4）启动时间：0．5-100ms，0．5ms步进

（5）恢复时间：0．05-5ms，0．05ms步进

/ A/ ^8 a5 ?8 t/ X" f（6）峰值限制：0dBv至26dBv，0．5dB步进

（7）双通道或立体声

5、噪声门
  q1 o. c' X% P6 ^; |4 w
（1）门槛：0dBv至-84dBv，0．5dB步进
1 y! }  A  s; U4 |& X
（2）拐点：软/硬

（3）启动时间：0．5-100ms，0．5ms步进

' u/ D' y' a4 O（4）恢复时间：0．05-5ms，0．05ms步进
/ v. ~% b6 v0 L0 _2 A
（5）双通道或立体声
( u7 h3 u: p6 T* Y
+ u) D2 j" {, C$ {1 |  q6、数字延时

: H9 ?  {# N- D9 Y5 M3 o  L/ J& K（1）0-0．05s，20ms步进
# G' c( V" C- g+ R1 \# n: Y
（2）可用微秒，尺或公尺作为输入单元
+ i) M: R6 E9 E, q( d. I/ `3 h
. S* l; p# x) X" s# L3 h, @1 c（3）双通道或立体声
3 T! t( v. j& r7 U9 e
% ?; D% r- m+ W4 q/ q7 n7、Password口令组合   5位数字
, g, Q% N% P+ h4 a! B' f. |
8、储存和呼叫数据和曲线
) U4 p- a# G4 e3 {
（1）98个用户自选
  X- d/ `  [" z+ Y* U: x% k
（2）1个工厂预设
! D2 ?. I3 l& @  a
（3）1个现在状态（断电前一刻的状态）
4 Z/ e" V. M. H0 B, q6 u2 W7 S9 o) Q
9、前面板
9 D" B5 [: ?8 ^' G
（1）LCD显示屏
* Z2 ^& \( z. e! |/ f2 b( {) v
: {  l; h4 J3 O. v& c  F2 J（2）A/B通道的Clip（削波）、Limit（限幅）、Signal（信号）、Ref（参考）的Clip（削波）和Signal（信号）

/ C: g0 D& J* I5 L（3）4个菜单/软键
- K, z- N( T) ?2 g2 H
（4）More（多些）和Help（帮助）键

2 `# [+ @3 x7 X3 m* r! Z$ t（5）数字轮和游标键

10、输入/输出
. ~$ Y/ m7 b/ b; W8 N) _. c; j! L
（1）输入阻抗：平衡〉10kΩ，2脚热点

（2）输出阻抗：平衡〉10Ω，2脚热点

3 X& r* C% f1 J3 p  u0 z（3）输入/输出最大电平信号：平衡+26dBv峰值

（4）输出负载：600Ω平衡

（5）旁路：真正旁路
+ g  y. K/ J6 ?$ q5 |
（6）输入/出插座：XLR-3

11、其它性能

' a6 C6 Z( r! G$ h（1）频响：10Hz-20kHz，+/-0.2dB@+22dBv
9 ]/ ~7 n  d: U+ A4 Q
（2）THD：〈0.01%,1Hz,22dBv
1 l: D; W" w5 B# ?% F
(3)信噪比：〉105dB

（4）动态范围：〉110dB
' O# o$ T$ [; S; ?3 {, I
6 [' b. S5 ]$ r# [# L% l! y& X（5）+22dBv峰值@4dBv正常输入
: q" ?& S+ k$ K; C" b