延時混響效果處理器

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1、效果處理器,一、概述 在音頻信號處理設(shè)備中，有一類專門用來對信號進(jìn)行各種效果處理的設(shè)備，例如延時器、混響器等，在專業(yè)上通常將這類設(shè)備稱為效果處理器。 人們都知道在音樂廳等專業(yè)場所欣賞音樂節(jié)目總是比在家庭、教室、會議室等普通房間里的效果好，這當(dāng)然有多方面的原因，但聲音的延時和混響等效果是重要的原因之一。,我們知道，人們在室內(nèi)聽到的聲音包括三種成分：未經(jīng)延時的直達(dá)聲、短時延時的前期反射聲和延時較長的混響聲。特別是混響聲，它持續(xù)時間(即混響時間)的長短直接影響人們的聽音效果。混響時間太短，聲音發(fā)“干”不動聽；混響時間太長，聲音混濁不清，破壞了音樂的層次感和清晰度。因而，對于特定的音樂節(jié)目

2、，混響時間有一個最佳值。從大多數(shù)優(yōu)質(zhì)音樂廳場所觀察，此值在1.82.2s之間。,由于音樂廳等演出場所充分考慮了聲音的延時和混響等效果，因此人們在欣賞演出時可以充分感受到樂隊(duì)演出的展開感、寬度感、聽音的空間感和一定程度的樂音的包圍感，也可以籠統(tǒng)地稱之為臨場感、現(xiàn)場感或自然感，所以十分優(yōu)美動聽。 多年來，專業(yè)研究人員不斷開發(fā)和改進(jìn)各種音響設(shè)備，希望利用這些設(shè)備能夠在多種場合重現(xiàn)在音樂廳演出的效果。至今已取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，出現(xiàn)了包括前幾節(jié)中介紹的多種音頻信號處理設(shè)備，延時器、混響器等效果處理器類也是其中代表之一。,1. 延時器(Delay) 是一種人為地將音響系統(tǒng)中傳輸?shù)囊纛l信號延遲一定

3、的時間后再送入聲場的設(shè)備，是一種人工延時裝置。它除了能對聲音進(jìn)行延時處理外，還可產(chǎn)生回聲等效果。目前，延時器普遍采用電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，通稱為電子延時器。,類型： 電子延時器是把音頻信號儲存在電子元器件中，延遲一段時間后再傳送出去，從而實(shí)現(xiàn)對聲音的延時。目前常用的有電荷耦合型器件(BBD)延時器和數(shù)字延時器兩種。BBD延時器結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，主要用于卡拉OK機(jī)等業(yè)余設(shè)備，與后者相比，動態(tài)范圍較小，音質(zhì)效果欠佳；在各種專業(yè)音響設(shè)備或系統(tǒng)中普遍采用數(shù)字延時器，它是一種理想的延時處理設(shè)備。,2.混響器 在音響系統(tǒng)中用來對信號實(shí)施混響處理，以模擬聲場中的混響聲效果，給發(fā)“干”的聲音加“濕”，或

4、者人為地增加混響時間，以彌補(bǔ)聲場混響時間的不足。,類型,機(jī)械混響器 主要包括彈簧混響器、鋼板混響器、箔式混響器和管式混響器等，由于它們功能比較單一，音質(zhì)也不很理想，且存在因固有振動頻率而引起的“染色失真”現(xiàn)象，因此目前很少使用。 電子混響器。,電子混響器以延時器為基礎(chǔ)，通過對信號的延時而產(chǎn)生混響效果，它往往兼有延時和混響雙重功能，混響時間連續(xù)可調(diào)，且功能較多，能模擬如大廳(Hall)、俱樂部等多種聲場，并能產(chǎn)生一些特殊效果，使用也十分方便。特別是以數(shù)字延時器為核心部件的數(shù)字混響器，具有動態(tài)范圍寬、頻響特性好、音質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，主要用于專業(yè)音響系統(tǒng)。,效果器 近些年來，國外一些音響設(shè)備公

5、司開發(fā)出一種稱之為MULTIEFFECTPROCESSOR即多效果處理器設(shè)備，簡稱效果器。這種設(shè)備不僅有上述延時和混響功能，還能制造出許多自然和非自然的聲音效果；而且，它利用計算機(jī)技術(shù)，將編好的各種效果程序儲存起來，使用時只需將所需效果調(diào)出即可。特別是高檔次設(shè)備，還可根據(jù)需要調(diào)整原有的效果參數(shù)，即進(jìn)行效果編程，并將其儲存，以獲得自己想要的效果，使用更加方便，很受音響師們的青睞，現(xiàn)代音響系統(tǒng)普遍采用這種設(shè)備進(jìn)行效果處理。,二、 數(shù)字延時器 數(shù)字延時不僅是數(shù)字混響器的核心部件，在專業(yè)音響中還有專門對信號進(jìn)行延時處理的數(shù)字延時器設(shè)備。 1.數(shù)字延時器的基本原理 數(shù)字延時，是先將模擬

6、信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再利用移位寄存器或隨機(jī)寄存器將數(shù)字信號儲存在存儲器中，直到獲得所希望的延時時間以后再取出信號，然后將數(shù)字信號再還原成模擬信號送出，此時的模擬信號就是原信號的延時信號。其原理框圖如圖41所示。,圖41 數(shù)字延時原理框圖,圖中，輸入端的低通濾波器用來限制信號中的高頻分量，以防止采樣過程中的折疊效應(yīng)；輸入信號經(jīng)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號，通過多個相互串聯(lián)的移位寄存器，這些移位寄存器使每個數(shù)字信號在采樣時間間隔內(nèi)移到下一級，直到經(jīng)過所希望的延時時間；然后把信號從寄存器中取出并經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換和低通濾波器平滑，還原為模擬信號送出。延時時間長短的選擇則通過存儲容量的變換來實(shí)

7、現(xiàn)，主同步控制器產(chǎn)生時鐘信號使上述所有功能同步。,數(shù)字延時是數(shù)字延時器設(shè)備的基本單元，在有些具有特殊效果的數(shù)字延時器中，還要將延時信號(延時聲)和原輸入信號(主聲)按比例混合后作為延時器的輸出。這樣，既可以聽到主聲，也可聽到延時聲，從而得到幾種不同的特殊效果。如拍打回聲(Slap Echo)、環(huán)境回聲(Ambitht Echo)、多重回聲(Multi Echo)、靜態(tài)回聲(Static Echo)、長回聲(Long Echo)、變調(diào)效果(Pilch Bend)和動態(tài)雙聲(Dynamic Doubling)等。這種延時器在擴(kuò)聲系統(tǒng)中主要用來產(chǎn)生某些特殊效果。,在專業(yè)音響(效果)設(shè)備中，還有一類數(shù)

8、字延時器，其延時聲不與主聲混合，不產(chǎn)生特殊效果，只對擴(kuò)聲系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘栕餮訒r處理，以補(bǔ)償由于系統(tǒng)傳輸線纜長短不同而造成的傳輸信號的時間差。這類延時器通常稱為數(shù)字式房間延時器，例如DOD*811型數(shù)字延時器即為此類設(shè)備。它們調(diào)整非常簡單，一般只有輸入/輸出電平控制和延時時間控制。,2.延時器的應(yīng)用 在現(xiàn)代擴(kuò)聲系統(tǒng)中延時器得到廣泛應(yīng)用，它不僅能提高節(jié)目質(zhì)量，還能產(chǎn)生某些特殊效果。 通常，在一些大型場所，例如大型音樂廳，影劇院和高檔次大型歌舞廳等，擴(kuò)聲系統(tǒng)中的擴(kuò)聲通道不止一個，除主擴(kuò)聲外還有一組或幾組輔助擴(kuò)聲，使用的音箱較多，這些音箱在廳堂內(nèi)擺放的位置是前后左右錯落有序的，如圖21所示

9、。這樣，從各音箱發(fā)出的傳到聽眾席的聲音在時間上就會出現(xiàn)先后差異，從而造成回聲干擾，,使人聽不清楚；而且由于人耳對聲音有先入為主的特點(diǎn)，因此人們就會感到聲音來自距離自己近的音箱，從而造成聽覺與視覺上的不一致。將房間延時接入擴(kuò)聲通道(見圖42)，對各擴(kuò)聲通道信號分別進(jìn)行適當(dāng)延時，使各音箱發(fā)出的聲音幾乎同時到達(dá)聽眾席，從而獲得好的擴(kuò)聲效果。在調(diào)整延時時間時，可讓舞臺兩側(cè)的主擴(kuò)聲信號較聽眾席兩側(cè)的輔助擴(kuò)聲信號早些到達(dá)聽眾席位，時間相差很小使聽眾不會感到明顯差異，這樣可使人感到聲音主要來自舞臺方向，從而達(dá)到聽覺與視覺的統(tǒng)一。,圖42 擴(kuò)聲通道的延時處理,圖43樂隊(duì)演出的延時處理,在大型樂隊(duì)演出時，各種樂

10、器是按要求在舞臺前后左右排位的，圖43所示為交響樂隊(duì)演出時的排位。利用話筒拾音時，雖然調(diào)音臺的聲像定位功能可以使左右排位的樂器產(chǎn)生左右立體方位感；但是前后排位的樂器從音箱中送出的聲音在時間上是相同的，給人的感覺是后排的木管、銅管和前排的提琴都在眼前，沒有前后層次，失去了前后立體方位感。如果采用延時器，對后排的木管、銅管的拾音話筒適當(dāng)加以延時，將這些樂器的聲音推向深遠(yuǎn)處，使樂隊(duì)有了前后層次，不但使整個樂隊(duì)具有左右立體方位感，而且有前后立體方位感，也就是有了所謂全方位立體感，從而得到理想的聆聽效果。,帶有某些效果的數(shù)字延時器還可以為演唱者或朗誦者加入回聲效果。利用這種延時器對歌曲或朗誦的尾句、尾音

11、適當(dāng)延時，可以制造出像山谷中的回聲，給演出增加了特殊效果。,延時器在現(xiàn)代音響系統(tǒng)中還有許多用途， 例如，將左右聲道信號延時后分別與其主聲信號疊加可以使左右聲道的聲像分布加寬，從而擴(kuò)展了聲場，增強(qiáng)立體感；這種方法還能改善聲音的豐滿度和渾厚感，降低人耳對非線性的敏感度，使聲音更加優(yōu)美動聽。 再例如，將單聲道信號延時處理后分離，可產(chǎn)生模擬立體聲等等。。,用于擴(kuò)聲系統(tǒng)中的數(shù)字延時器的品牌和種類較多，音響師通常是根據(jù)擴(kuò)聲系統(tǒng)的需要選擇的。下面給出兩種數(shù)字延時器的實(shí)例，供讀者參考。 圖44所示的是DOD811型數(shù)字式房間延時器前面板，它只對信號進(jìn)行延時處理。這種延時器調(diào)整非常簡單，只設(shè)有輸入、輸出電

12、平調(diào)整和延時時間DELAYTIME調(diào)整。,圖44 DOD811數(shù)字式房間延時器,圖45所示的是DODROS4000數(shù)字延時器(前面板)，它是一種常用的帶效果的延時器，由于這種延時器的功能較多，調(diào)整時相對繁瑣一些。圖中：,圖45 DODROS4000數(shù)字延時器,SPEED：調(diào)整延時信號的衰減速度。 WIDTH：調(diào)整空間感的強(qiáng)度(深度、寬度)。 DELAYTIME：調(diào)整延時信號的延時時間。 RANGE：調(diào)整第一次反射時間。 FEEDBACK：調(diào)整延時信號的返回比例。 MIX:調(diào)整延時信號與原信號的混合比例。 OUTPUTLEVEL：調(diào)整延時器總輸出信號電平。 INPUTLEVEL：調(diào)整延時器輸入信

13、號電平。 電路結(jié)構(gòu)如圖632所示。圖中：,圖46 延時電路結(jié)構(gòu),高切：模仿聲反射時，高頻成分的丟失狀態(tài)。 預(yù)延時：產(chǎn)生與主聲間隔大于4050ms的聲音。 數(shù)字延時：產(chǎn)生多次回聲(產(chǎn)生層次感)。 反饋支路：將延時信號返回再與預(yù)延時信號相加，再延時后送出，產(chǎn)生層次范圍，反饋量越大，效果愈強(qiáng)。 混合器：將延時信號與原信號按比例混合，可輸出帶有回聲等效果的信號。,延時器一般為單通道設(shè)備，用于擴(kuò)聲系統(tǒng)時，要根據(jù)需要確定延時器的數(shù)量。如果某擴(kuò)聲通道左、右聲道信號需要相同的延時時間，可以用一臺延時器串入系統(tǒng))；如果對話筒信號進(jìn)行延時效果處理，可將延時器并在調(diào)音臺上(通過AUX和RET端口)，延時器的數(shù)量與不

14、同延時的話筒的數(shù)量對應(yīng)；對話筒信號進(jìn)行處理時，還可將延時器接入調(diào)音臺輸入通道的INSERT端口或直接串入話筒中，其所需數(shù)量與延時處理的話筒一一對應(yīng)。實(shí)際上，除非有特殊要求，在演出中有一兩臺延時器就可以了(用于擴(kuò)聲通道的房間延時器除外)。,3.數(shù)字混響器的工作原理 在閉室內(nèi)形成的直達(dá)聲，前期反射聲和混響聲中，除直達(dá)聲外，前期反射聲和混響聲都經(jīng)過了延時，而混響聲的延時時間最長，并且是逐漸衰落的。為了模擬閉室內(nèi)的音響效果，就需要產(chǎn)生上述不同的延時聲，特別是混響聲。因此首先要對主聲信號進(jìn)行不同的延時，然后將各信號進(jìn)行混合，從而模擬出閉室內(nèi)的聲響效果。圖47即為以數(shù)字延時器為基礎(chǔ)的數(shù)字混響器原理圖。

15、,圖47 數(shù)字混響器原理,從圖中可以看到，延時器起著非常重要的作用。經(jīng)過較短延時的信號取出后作前期反射聲；它通常與主聲間隔小于50ms;從經(jīng)過多次不同延時的信號取出一部分混合成初始混響聲(有時人們進(jìn)一步把前期反射聲和混響聲之間的部分叫做初始混響聲)，它實(shí)際是聲音的中期反射聲，使聲音有縱深感；將初始混響信號再經(jīng)混響處理后就形成混響信號。這里的混響處理主要還是起延時作用。它將初始混響再進(jìn)行適當(dāng)延時，同時模擬混響聲的衰落(即混響的持續(xù)時間)以及多次反射的高頻丟失現(xiàn)象，,由于低頻信號有繞射現(xiàn)象，所以混響聲中低頻成分要多一些?；祉懧曇部煽闯墒锹曇舻暮笃诜瓷渎暎孤曇粲袦喓窀?。最后將直達(dá)聲，前期反射聲，

16、初始混響及混響信號混合，作為數(shù)字混響器的輸出，這樣就產(chǎn)生了模擬閉室聲響的效果。也就是說，經(jīng)數(shù)字混響器處理后，產(chǎn)生的混響聲具有閉室混響聲的特點(diǎn)：,(1)混響聲與主聲分開，時間間隔在50ms以內(nèi)，且逐漸衰落，余音弱而且模糊； (2)混響聲與主聲結(jié)合后產(chǎn)生延續(xù)感； (3)混響聲能產(chǎn)生明顯的空間縱深感和聲場環(huán)境感； (4)混響聲在主聲之后，使聲音變得豐滿、圓潤、渾厚、活潑。,4. 多效果處理器的應(yīng)用 數(shù)字混響器通常為雙通道設(shè)備，種類也很多，其主要作用是模擬各種閉室的混響聲效果，這里就不再舉例說明了。 近年來出現(xiàn)的多效果處理器設(shè)備，以數(shù)字混響器為基礎(chǔ)，不僅有上述數(shù)字混響器所

17、具有的功能(有些高檔產(chǎn)品還有數(shù)字延時器的功能)，而且具有產(chǎn)生多種特殊效果的功能，在現(xiàn)代擴(kuò)聲系統(tǒng)中得到普遍使用。目前，多效果處理器(以下簡稱效果器)主要分為兩大類。,一類是日本型的效果器，它們對音色處理的幅度大，有夸張的特性，聽起來感覺強(qiáng)烈，尤其受到歌星和業(yè)余歌手的歡迎，這類效果器主要用來對娛樂場所或流行歌曲演唱進(jìn)行效果處理；另一類是歐美型的效果器，它們的特點(diǎn)是音色經(jīng)過真實(shí)、細(xì)膩的混響處理，可以模擬歐洲音樂廳、DISCO舞廳、爵士音樂、搖滾音樂、體育館、影劇院等的聲響效果，但其加工修飾的幅度不夠夸張，人們聽起來會感覺到效果不很明顯，這類效果器在專業(yè)藝術(shù)團(tuán)體演出時使用較多。下面分別給出實(shí)例，使讀者

18、對兩類效果器有初步了解。,DSP-256效果器具有多種效果，其內(nèi)容如下： (1)廳堂 (2)動感效果 (3)跳躍效果 (4)爵士樂效果 (5)大教堂效果 (6)去左路效果 (7)和弦/延時效果 (8)法蘭回聲混響效果 (9)廳堂低音合唱效果,(10)濺水聲回響效果 (11)返回聲效果 (12)體育館聲響效果 (13)歌劇院聲響效果 (14)劇場聲響效果 (15)一般教堂聲響效果 (16)圓形劇場聲響效果 (17)大理石裝飾的大廈聲響效果 (18)晚霞效果,(20)早期反射效果 (21)滿場房間效果 (22)空場房間效果 (23)游泳池效果 (24)臺階式廣場效果 (25)西班牙舞樂效果 (26

19、)低沉的左右雙聲效果 (27)漸強(qiáng)的返回和4階效果 (28)漸弱回聲 (29)旋轉(zhuǎn)效果 (30)1和1/2第二音程效果,(31)返回和4階250毫秒效果 (32)返回和4階300毫秒效果 (33)返回和4階375毫秒效果 (34)加強(qiáng)回聲效果 (35)歡快的16分音符效果 (36)延時半秒效果 (37)活潑的華爾茲效果 (38)美好的延遲效果 (39)薄法蘭聲響效果 (40)乒乓合唱效果 (41)150秒用30/100 (42)225秒用20/100,(43)立體聲像2效果 (44)弱延遲效果 (45)最低部弦音效果 (46)缸內(nèi)合唱效果 (47)豐富的法蘭效果 (48)中弦合唱效果 (49)

20、緩慢柔和效果 (50)細(xì)長舞臺效果 (51)“Leslic”效果 (52)快速掃描,(53)動物法蘭效果 (54)筒形法蘭效果 (55)動物法蘭2效果 (56)合唱室效果 (57)合唱延時效果 (58)拍手合唱效果 (59)法蘭延時效果 (60)游泳效果 (61)快速半音階延時效果 (62)轉(zhuǎn)動管風(fēng)琴效果 (63)法蘭獨(dú)奏效果,(64)法蘭抖動效果 (65)歌劇效果 (66)樂器合成效果 (67)簡捷的合成效果 (68)鋼琴合奏效果 (69)諧音效果 (70)快速合成的低音效果 (71)擊鍵聲由遠(yuǎn)而近，由近漸遠(yuǎn)的效果 (72)緩慢的弦樂效果 (73)音調(diào)被提高半音的效果 (74)吉它獨(dú)奏1效果

21、,(75)豐厚的低音效果 (76)吉它延時效果 (77)吉它合成效果1 (78)吉它合成效果2 (79)水中蕩槳效果 (80)立體聲像1 (81)金屬吉它均衡效果 (82)鬼門效果 (83)環(huán)境陷井效果 (84)深陷阱效果 (85)大陷阱效果,(86)地獄之門效果 (87)大共鳴房間效果 (88)暗淡的共鳴房間效果 (89)秘室效果 (90)大秘室效果 (91)延時混響效果 (92)霹靂聲混響效果 (93)延時混響 (94)左回聲效果 (95)右回聲效果 (96)100毫秒回響效果,(97)400毫秒回響效果 (98)200毫秒快速選通效果 (99)絕對選通效果 (100)350毫秒選通 (1

22、01)右通道合唱混響 (102)延遲的室內(nèi)追逐效果 (103)合唱效果 (104)低頻提升效果 (105)中頻提升效果 (106)高頻提升效果,(107)參考設(shè)置1 (108)參考設(shè)置2 (109)參考設(shè)置3 (110)彎曲狀廳堂效果 (111)口聲混響(口哨回響) (112)漸弱回響效果 (113)慢動作效果 (114)空場法蘭效果 (115)強(qiáng)立體聲效果 (116)水晶廳堂效果 (117)大合唱效果,(118)城市上空效果 (119)漸弱口聲效果 (120)輕微法蘭效果 (121)普通混響效果 (122)驚弓之聲效果 (123)耳語聲效果 (124)細(xì)長房間效果 (125)地下室效果 (126)酒吧間效果 (127)廳堂合唱效果 (128)線路直通,