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[扬声器] 超低音扬声器系统单独调控的问题和解决方法

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发表于 2019-3-13 17:48:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
超低音扬声器系统单独调控的问题和解决方法
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在众多固定安装及流动演出扩声系统中,笔者发现有不少音响师习惯在规划调音台输出通道方面,将超低音音量单独调控,比如将调音台输出通道规划为“L+R+Mono”模式,其中“L+R”用于控制左右全频音量,“Mono”用于控制超低音音量,其用意不外乎:1、方便将某些音源信号(如:人声)路由或不路由到超低音通道(典型理由是担心声反馈啸叫)。2、方便根据主观听感随时调节超低音音量比例。
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0 t( X; j" m: R. d# \看似墨守成规到几乎形成规范的操作习惯,在实际应用中至少会出现两个问题:* k( d/ I. C. y6 \6 k0 ^

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" i0 q! O; F+ g+ E8 c1、将某些音源信号路由或不路由到超低音通道。以人声为例,如果不路由到超低音通道,那么人声的低音下限基本由分频点来决定,低切频率的调节范围将大大缩减。对于纯粹的演讲扩声倒是可以接受,对于音乐会演唱扩声则很可能出现人声单薄干瘪的情况。/ _, b# q  p3 i" D8 c

8 P, w% v5 O% R3 U# U6 x对于担心声反馈啸叫而言,如果说将超低音单控是治标的话,那么治本的处理方式有:合理的设备选型(话筒及音箱类别的选型)、合理的设备布位(话筒及音箱分布的位置)、合理的系统设计(自动混音器均衡器的应用)、合理的系统优化(幅频响应的优化)、合理的现场调试(低切频率及音量的调节)等等。# D) _! q$ h0 u, a& @8 f: r

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. g, V% i) D' |- H) v2、根据主观听感随时调节超低音音量比例。从操作角度来讲,的确方便又快捷,但是从声学角度来讲,很可能会导致在分频点附近出现幅频响应不同程度的破坏性干涉问题(表现在幅频响应曲线上则是不同程度的凹谷),因为在改变全频或超低音电平的同时,也改变了全频与超低音的频率交叉点,即分频点(电学及声学分频点)。由于多数情况下全频与超低音在分频点附近的相频特性存在差异,即相位差,因此,即使之前的分频点处没有相位差(表现在相频曲线上则是两者曲线重合),幅频响应呈现理想叠加状态。但是,在新的频率交叉点上却很可能存在相位差,进而导致新的频率交叉点产生凹谷(因相位差而减弱甚至抵消)。因为,在常规系统优化过程中,系统工程师往往只考虑分频点处的响应状态,通常仅通过设置信号延时来实现分频点的相位重合,而并不顾及分频点附近的相位是否重合,所以就注定了问题的发生。
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如下图所示(处理器输出通道分频点设置为:100Hz 斜率设置为:LR-24)
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# Z, p- R5 A8 ?& w4 _1 ]( O$ Q全频电平:0dB 超低音电平:0dB
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全频电平:0dB 超低音电平:+6dB
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全频电平:0dB 超低音电平:-6dB
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2 d* e% {* X, ^2 @) k. Q/ V: ~
- c$ `0 ]! i0 b* q从以上示意图中我们会发现,虽然处理器设置的分频点为100Hz,但是当改变了超低音的电平后,分频点也发生了改变。当提升超低音电平时,分频点提高,当衰减超低音电平时,分频点则降低。% `  T; q1 C1 C

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例如:系统工程师将某全频与某超低音的频率交叉点设置在100Hz,通过信号延时处理,全频与超低音在频率交叉点处的相位角度分别为+45°和+45 °,即:+45-(+45)=0,相位差为0 ° ,因此,100Hz在幅频响应曲线上将呈现+6dB叠加状态。# R  r* R2 z( X5 O1 ^+ L
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当现场调音师将超低音通道电平进行一定程度的提升之后,假设全频与超低音新的频率交叉点为115Hz,全频与超低音在频率交叉点处的相位角度分别为0°和-180°,即:0-(-180)=180,相位差为180 ° ,因此,115Hz在幅频响应曲线上将呈现抵消状态。
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# _1 G1 J+ @' }" l& [- ^9 F% G4 c9 u以上只是一个便于理解的典型例子,在实际应用中会出现多种情况。. G2 A5 p; k' N5 t* G- V: y7 o
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那么,问题来了:3 [: _" k9 b* [$ D9 f, R

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6 I+ ]! Q8 f5 e, g, e6 {+ h. C一个问题是:如果不将超低音电平单控,有什么方法既可以实现超低音比例的调节,又不会对分频点造成负面影响?" Y, q/ S& G+ [1 f+ Q
& J4 q! K$ n! x$ l

5 t" i1 v1 t9 _5 O( F) p* N$ v8 M' j( G$ H6 V4 g* x
答案是:若是采用模拟台,则在输出接口串接均衡器(硬件)。若是采用数字台,则在输出通道插入均衡器(插件)。通过PEQ或L-SHLF进行调节(推荐L-SHLF低频搁架式滤波器)。笔者更建议从输入通道进行调节,毕竟造成低频过量或不足的原因,并非所有输入音源信号所致,尽量做到有的放矢,避免眉毛胡子一把抓。例如:在器乐演奏时,由于大鼓的电平过大导致低频过量,此时,正确的做法应该是对大鼓对应的输入通道进行电平调节,而不是笼统的在输出端进行衰减。, n& U. @3 R; }, W9 k
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第二个问题是:如果坚持超低音电平单控,有什么方法可以减小对分频点造成负面影响?
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) n" d" W/ Q' @6 r答案是:在扩声系统音频处理器中采用延时及全通滤波器等手段,将全频与超低音分频点附近的大部分频段内(通常是幅度差在10dB以内)对应的相位差减到最小。这样,现场调音师就可以根据自己的主观听感进行相对音量调节了。
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