扩声系统中延时器和混响器的应用

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在各种演出、会议报告扩声中，常遇到声音效果（特技）器的应用，通常将延迟器与混响器和多效果处理器统称效果处理器。

    1、延迟器

    延迟器与混响器是模拟室内声场声音信号特性的专用设备。在节目录音制作中，延迟器和混响器可以在模拟的艺术声场中传递时间、空间、方位、距离等重要信息，并且可以制作某些特殊效果。虽然延迟器只对声音信号起简单延迟作用，但它却有着许多重要而特殊的用途。

    (1)较大厅堂需要提高扩声系统的清晰度

    在较大的厅堂中扩声通道通常不止一个，除原声（演讲或演唱）声源外，还设置不少音箱，各个音箱与听众的距离不同，比如后排听众就先听到后场音箱发声，再听到前场的音箱发声，最后还可能听到原始声，这几种声音到达后场听众的时间不同，若时间差大于50ms(相当于距离17m)，扩音提高声压级后，会因这些不同时到达的声音造成回声干扰而破坏清晰度影响扩声质量。


图1 延时器的应用

    如图1所示，需在后场功放之前加入延迟器，精确调整其延迟时间，以使前排音箱和后场音箱发出的声音能同时到达后排听众，从而获得很好的扩声和听音效果。

    (2)在立体声录音和放音中，用来扩展声场，增强立体感

    声像扩展程度与延迟时间有关，延迟时间越长，声像分布越宽，但延迟时间太大会使声音清晰度下降，一般延时量取0. 2ms～5ms为宜。

    (3)加工润色声音，改善声音厚度和力度感，使声音甜润悦耳

    利用调音台将直达声与一个延迟声相加，只要延迟时间选择恰当，声信号的清晰度就不会受影响，厚度和力度感也得到明显改善，听起来甜润悦耳。延迟时间的长短与声音的频率高低和节奏快慢有关，频率越低，节奏越慢，则延迟时间可适当取长些；反之，延迟时间取短些。对于语言声，男声约取40ms，女声约取20ms～30ms较为合适。低音乐器声还可适当取长些。

    采用混响方法可以提高声音的厚度感，但清晰度损失较大，力度感也有所降低。

    (4)产生各种音响效果

    把若干个延时信号与直达声信号相加（相加功能也可用调音台实现）后输出见图2，就能使独唱或独奏声变成合唱或合奏声，一般称为合唱效果。各个延迟器的延迟时间约5ms～30ms，互相之间不要成整数比，以免混合后产生过大的频率畸变。延迟时间若大于50ms，还能听到一次或若干次回声，除能用于戏剧效果外，还常用来处理跳跃轻快的音乐或歌曲，增强声音的活跃感觉。

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图2 延时器和混响器的混合使用

    利用延迟器来产生早期反射声，再利用混响器产生并获得室内声场中的混响声，然后再通过调音台与输入的原始声（如经传声器输入的歌声或录音机放送的节目信号）混合，只要把它们三者之间的比例调整恰当，就可以使原来比较单调的原始声变换成象在音乐厅临场演出的效果，这在节目录制和歌舞厅演出中常有应用。

    2、混响器

    虽然混响器和延迟器都能用来对声音信号进行时间处理，但它们是两种功能不同的音响设备。延迟器的作用是将声音信号延迟一段时间后再传送出去，混响器则是用来调节声音混响效果的设备。但它们又有联系，因混响声是由逐渐衰减的多次反射声组成，因此混响器的作用可以被看成是对声音信号经多路不同的延迟，并乘上依次减小的系数后再相加输出。由于延迟器和混响器都可用来产生各种不同的音响效果，因此它们都属于效果器。

    从声学统计的理论角度来说，混响时间是表征房间声学特性的客观参量。其定义是：从声压最大值开始，衰减60dB时所用时间长度的多少，用T60表示。

    (1)电子混响器

    是利用大规模集成电路构成的新型混响设备。具有以下特点：

    ①音色质量好，不会产生像机械式混响器那样因固有振动频率而引起的染色失真。

    ②频率特性好，且混响时间连续可调，调整范围较宽。

    ③功能多，一般都兼有延时和混响双重功能，还能产生其他多种音响效果。

    ④动态范围宽，可达90dB。

    (2)延迟混响器的调整与使用

    ①延迟时间调整

    延迟时间的调整应根据音乐的节奏和润色加工要求、演唱方法、演员嗓音特点等来选择合适的延迟时间。一般来说，音乐节奏快的，延迟时间宜短些；音乐节奏慢的，延迟时间选长些，通常选用的延迟时间为l00ms～250ms。

    ·一般延迟小于200ms时，产生的混响效果多用于美化音色；

    ·延迟时间大于200ms后，产生回响（回声）效果，多用于话剧、电影、电视剧中模拟山谷回声、大会堂以及厅堂回声等效果。

    此外，回响效果还常用来处理画外音，以增加画外音的深远、沉重等气氛。

    ②反馈系数( FEEDBACK)调整

    反馈系数的调整主要用来控制混响时间的长短。混响时间长短的选择，除了考虑音乐节奏快慢、演员嗓音特点、演唱方法等因素之外，还要根据厅堂的自然混响条件、传声器拾音方法、扬声器布置方位等来确定。一般要反复试听，以最终听音效果的好坏为标准。

    对于混响时间，概括地说，混响时间随着声音频率的升高而适当加长，例如对女声加的混响时间要比男声长些；对以语言为主的演出，如话剧、京剧，混响时间宜取短些，以提高语言清晰度。而对流行音乐、摇滚音乐或合唱，则混响时间可取长些，以增强丰满度和浑厚感。对于小房间，混响时间要短些，对大房间，混响时间则可取长些。对于原来房间混响时间较短，或室内吸音较强的房间，则可适当增加电子混响器的混响时间；同样，人多时吸音增加，混响时间也可取长些。

    ③混响声与直达声的混合( MIX)比例调整

    一般混响声电平应低于直达声电平，混合比例大小的调整与下列因素有关：

    ·房间混响特性。房间混响声重的，混合比例宜小些；房间混响声轻的，混合比例可适当增大。

    ·拾音方式。话筒离声源远的，混合比例宜小些；近声拾音则混合比例适当增大。

    ·声源音色。声源音色浑厚丰满而清晰度较差的，混合比例宜小些；声源音色干涩、单薄而清晰度较高的，混合比例可适当增大。

    ④混合比例调整、反馈系数调整和延迟时间调整

    三者对音色效果有相似的作用，但又各有特点。例如，要想增强混响声厚度，可采用增大混响声与直达声的比例，也可增加反馈深度，或增加延迟时间。但后两者要改变混响时间，对清晰度影响较大，而且反馈过深还会使声染色失真增大。延迟时间增加后模拟的回声密度较小，延迟时间过长会使声音颤抖，延迟时间过短又会产生“刚响”失真。因此，这三者应反复调整，并通过试听来确定最佳位置。

    一般情况下，用混合比例电位器调节强度，用反馈电位器调节混响厚度，用延迟时间电位器调节回波密度。

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  (3)最佳混响时间

表1    房间与最佳混响时间



    ①对于语言，一般混响时间要短些，以保证语言的清晰度。

    ②对于音乐，混响时间长一些，可以使音乐更丰满，低音更有力度。

    ③房间尺寸小时，混响时间比较短，反之，则要长些。

    (4)混响时间的主观评价方法（见表2）

表2    混响时间的主观评价



(5)混响时间的调整

    混响时间的不同，给人以不同的听音效果。效果器的混响时间长短可根据下列因素来确定：

    ①容积较大、吸声不足的房间，效果器的人工混响时间要短。

    ②男声演唱时混响时间应短些；女声演唱时混响时间可长些。

    ③专业歌手混响时间应短些，否则会破坏原有音色的特征；业余歌手可用较长的混响时间，以掩盖声音的不足之处。

    ④环境噪声大的场合混响时间可适当加长。

    ⑤效果声音量较大时，混响时间可调得短一些。

    (6)预延时(Pre delay)的调整

    预延时是控制效果器回声( Echo)的间隔时间。回声是同一声音先后到达的时间差超过50ms时的现象。Pre delay主要用来改善演唱的颤音效果。一般歌唱的颤音频率范围（声音起伏的间隔时间）在0. 1s～0.2s之间。Pre delay小于0.1s时，延时器就成为混响器，此时可模仿早期反射声效果，使声音加厚、加重。

    (7)回声效果的反馈率(Feed back)

    这个参数控制回声的次数，可从0～99%之间调节。反馈率最小时，效果器实际上就是一个延时器，最大时会形成无休止的回声，因此一般调在30%左右。