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[音频] 音频中的电平信号

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音频应用新手发布

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发表于 2009-9-16 | |阅读模式
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1. 麦克风电平

麦克风具有相对较小的输出电压,大约为千分之一伏 (0.001V),范围高达十分之一伏 (0.1V)。根据麦克风类型和设计,麦克风输出的范围可以从非常低到非常高。

低输出麦克风

一些话筒——尤其是动圈话筒和带状话筒——具有极低的输出电平,需要大量的放大,通常称为增益,这是话筒前置放大器的工作. 有时,这些低输出麦克风需要高达 50dB–70dB 的增益,具体取决于声源产生的声压级 (SPL) 和与麦克风的距离。很明显,放在安静歌手面前的麦克风比放在响亮的吉他放大器上的麦克风需要更多的放大。具有低输出电平的话筒的实例为AEA R84,罗耶R121,或舒尔SM7B。

高输出麦克风

诸如 RODE NT1A、Manley Reference Cardioid或 AKG C414 XLII 之类的电容话筒将具有更高的输出,需要极少的放大(更少的前置放大器增益)来获得合适的信号电平,有时增益低至 10dB–30dB。这样做的原因是电容话筒内置了放大器(有时称为前置放大器),为话筒的输出提供电压。

这对您意味着什么

如果您打算在安静的音源(例如指弹原声吉他)上使用低输出(称为低灵敏度)的麦克风,那么您将需要一个具有大量增益的麦克风前置放大器。仅提供 40dB–50dB 放大率的前置放大器将无法提供足够的增益来以最佳电平进行录音。最重要的是,麦克风输出电平太低,无法直接连接到期望看到我们下一个电平——线路电平的输入。



2.专业 线路电平(+4dBu)

专业音频设备遵循专业线路电平标准,技术上为 +4dBu(抱歉!),通常简称为 +4。回到我们使用磁带机和控制台的时代,我们将所有机器对齐,以便在 VU 表上将 +4dBu 的输入或输出电平转换为 0。

这对您意味着什么

+4 对您来说意味着任何 +4 的装备都能够与任何其他 +4 装备直接连接。因此,如果您的麦克风前置放大器输出 +4,那么您可以将其直接插入 +4 均衡器或 +4 压缩器或 +4 接口的输入,完全没有电平差异。同样,如果您的控制台输出 +4 电平,那么它可以直接插入具有 +4 输入的有源扬声器。

3. 消费 线路电平(-10dBv)

消费级和半专业级设备通常为 -10dBv。这是 DVD/CD 播放器和老式家用磁带录音机的常见输出电平。从历史上看,这些输出是 RCA 连接器(通常称为唱机插头)或非平衡 1/4" 电缆。(唱机连接器——其名称源自留声机——用于消费者线路级连接和唱机连接,但唱机连接的级别要低得多,需要 RIAA 均衡。)

这对您意味着什么

工作在 -10 和 +4 的设备之间的电平差异,你猜对了,是 14dB。好吧,+4 dBu专业级和-10 dBv消费级之间的实际差异是11.78dB。这种差异是由于 +4 的测量标准 dBu 和 -10 的 dBv 之间的差异造成的。( 因此,如果您尝试将半专业 DVD 播放器插入控制台的 +4 输入,电平将太低约 12dB。或者,如果将 +4 单元的输出插入 -10 输入,它会过热 ~12dB。

模拟电平和数字电平不同

当我们在控制台输出方面引用“0”时,它通常意味着 +4 的输出电平,这与数字录音机/DAW 上的缩放完全不同。数字记录仪上的计量将“0”引用为 0dBFS(满量程分贝),并且值从那里递减,因此 dBFS 值始终为负数。没有+4dBFS。值 0dBFS 位于数字仪表的最顶部,是允许的最大数字电平,高于此值我们将耗尽记录分辨率或位。当您的模拟调音台以 0VU 发出 1kHz 音调时,数字仪表的读数应介于 -14dBFS 和 -18dBFS 之间(有不同的标准,范围从 -24dBFS 到 -12dBFS。)如果您调高电平以增加数字仪表上的电平,您可以获得分辨率但会失去动态余量。

如果 0 = 0 = 0 = 0 会很好,但在专业音频中 +4 = 0 = -18 = 1.228!
很简单吧?


电平匹配问题

如果您尝试连接装备并且级别古怪,那么这是一个界面级别问题。如果您需要将 +4 输出连接到 -10 输入(12dB 太热),那么您将需要一个焊盘(电阻网络)来降低输出电压。舒尔A15AS等在线解决方案非常适合这种情况,提供可切换的 15dB、20dB、25dB 衰减。相反,如果您需要将 -10 设备连接到 +4 输入(12dB 太低),那么 Radial J+4 2 通道信号电平驱动器是完美的解决方案。

技术说明

您可能已经注意到,某些齿轮有一个开关,允许在 -10 或 +4 时运行。根据您的设置和其他装备,只需选择适当的选项即可。对于大多数配备专业设备的工作室情况,使用 +4 设置是安全的。早期的家庭工作室使用消费级 -10 电平进行输入/输出(如 TEAC 4 轨、Portastudios 和盒式录音机——还记得吗?)。在不太遥远的过去,有使用标准 +4 输入和输出操作的录音控制台,但可跳线TRS(Tip-Ring-Sleeve)插入插孔用于将外置设备连接到信号路径,连接在 - 10. 这是某些装备在 I/O 上带有 +4/-10 切换的另一个原因。

连接器和信号电平

连接器的类型(XLR、1/4"、1/8"、RCA)不指示信号电平。大多数话筒上的标准 XLR 3 针输出连接器可以传输话筒电平信号或线路电平信号。1/4" 连接器用于低电平吉他输出以及来自功率放大器的扬声器输入,它们的电平截然不同。RCA(唱机)连接器用于信号电平非常低的转盘和 DJ 控制器输出,其具有可直接连接到功率放大器的线路电平输出。对于外行来说,这意味着仅仅因为两个单元使用相同的连接器并不意味着它们是兼容的。

获得技术:麦克风灵敏度

麦克风灵敏度以 mV/Pa 为单位测量,它代表毫伏/帕斯卡,它是使用 1kHz 的输入在 94dB SPL(声压级)或 1Pa(帕斯卡)下测量麦克风输出电压的单位为 mV(毫伏) )。它是比较不同麦克风输出电平的有用标准。更高的灵敏度数字意味着麦克风的输出更热,为相同的输入信号提供更大的电压输出。例如,AEA R84、Royer R-121 或舒尔 SM7B 被认为是低输出,分别具有 52dBv/Pa、50dBv/Pa 和 59dBv/Pa 的输出灵敏​​度。这些灵敏度值对应于 R84 的 2.5mV/Pa、R-121 的 3.1mV/Pa 和 SM7B 的 1.12mV/Pa 的电压输出。电容话筒的灵敏度更高,例如 RODE NT1-A 的 13.7mV/Pa,
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