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[技术] 浅谈音频延时器的五大用途

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audioapp 发表于 2020-7-6 16:54:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
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浅谈音频延时器的五大用途
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1 c( Y/ p  w( T+ [& Z# ~( n  “音频延时器”(以下简称延时器)顾名思义是对声音信号进行延时处理的音频设备。在传统的使用观念上,还是在远距离扩声时简单的对声音信号进行延时处理,实际上延时器的作用不仅仅局限于此,具体的说可以把延时器的作用分为以下五类:
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1.在远距离扩声时用于提高声音清晰度
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2.修正多个扬声器多频带发生时的差别
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3.用延时实现声像定位 . [+ z- M* V7 n* D' o; m" X& m0 ?) Awww.zghifi.com zghifi.com


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一、在远距离扩声时用于提高声音清晰度 + i1 w1 F; B  o; s; f( T. ~& G* ?" pwww.zghifi.com zghifi.com


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延时器在这方面的使用可以说是最为常用。通常室外扩声的环境不会随人们的意愿而改变。而往往会出现扩声面积比较大;扩声距离比较远的现象。如果仅仅简单的使用主扬声器来扩音,为使后排听众能够听清声音的话,前排的声压级会极大。如图1所示,假如在距离扬声器一米处的A点最大声压级是100dB,根据声压级与距离之间的公式SPL=SPLMAX-20lgR(SPLMAX=100dB),可知扩声距离每增加一倍,声压级减少6dB,那么在距离扬声器32米(R=32m)远的B点声压级应该只有70dB。两者之间相差了30dB,但在实际的扩声环境当中,出现的声压级差会更大。为了避免这样的现象发生,通常会采取增加小功率补声音箱的办法来避免因前后排距离太远而引起的声压级过大现象。由于声音传播速度约为340m/s,声音传递到B点时已经经过了将近100ms的时间,B点的听众便会首先听到补声音箱的声音,之后听到主音箱的声音。为了避免这种现象的发生,就需要在补声音箱的功放之前添加音频延时器,将b路信号作相应的延时处理,从而达到提高声音清晰度的效果。这也就是音频延时器最为常见的一种用法。
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二、修正多个扬声器多频带发生时的差别 5 K3 V3 T3 F; |- d2 ~www.zghifi.com zghifi.com


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* A' N6 {7 C  _+ T9 w1 v4 y* J在扩声设备当中,有很多大型音箱设备,这些音箱有一个共同的特点,就是大多采用多个扬声器共同发声的设计,这些扬声器的频率响应之间互为补偿,以追求频响曲线的平直。但是这样的设计有一定的弊端。如图2所示,三个扬声器分别是A、B、C,三个扬声器的震膜之间分别有一定的位置差,这样的位置差会导致不同频段的声音到达人耳的时间不同。因此由于人耳具有的时域掩蔽效应,人耳便不能正确的接收原有的声音信号,使得大脑不能正确的分辨应有的声音信号。有些情况下会使声音听起来略显中高频率的不足。为了使多个频段的声音信号能够同时到达人耳,就需要对B、C两只扬声器作相应的延时处理,以便更加真实的还原声音。, Y3 B+ _+ P* E8 Y4 iwww.zghifi.com zghifi.com

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三、用延时实现声像定位 ' h0 G# Y: n1 v3 awww.zghifi.com zghifi.com


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众所周知人耳具有分辨声音方位的功能,尤其是水平方向的声音,人耳很容易辨别发声的方向。这是因为两耳之间的距离相差了十几厘米,在接收声音信号的时候有一定的时间差和强度差,正是这一点点的差别,使得人耳能够很容易的辨别出声音的方位。 ; H: L* ]3 C5 m: M; Bwww.zghifi.com zghifi.com


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德国的著名科学家哈斯Hass的研究结论充分解释了延时对于声像定位的影响,这也就是著名的“哈斯效应”,在音响界也有“先入为主”的说法。哈斯的试验证明:在两个声源发出完全相同的声音时,根据一个声源与另一个声源的延时量不同,双耳听音的感受是不同的,可以分成以下三种情况来说明。
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1.两个声源发出完全相同的声音,一个声源与另一个声源的延时量在5ms-35ms时,人耳只能感觉到超前一个声源的存在,声像定位偏向于超前一个声源的位置,并且感觉不到滞后声源的存在。
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2.两个声源发出完全相同的声音,一个声源与另一个声源的延时量在30ms-50ms时,人耳能够分辨出两个声源的存在,但声像仍然定位于超前的声源方向。 % m) R5 e8 `% X+ K9 |! Q' _7 x" awww.zghifi.com zghifi.com

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3.两个声源发出完全相同的声音,一个声源与另一个声源的延时量大于50ms时,人耳能够感觉到两个声源同时存在,声像分别定位于两个声源自身的位置。 ; J% X8 Z& h7 ^9 }& D7 ^& U1 Nwww.zghifi.com zghifi.com

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这也就是说,如图3所示当两个相同的信号从两个扬声器传出,如果某个扬声器作了一定的延时处理,那么听觉上会感到声像在移动,通常会在立体声扩声系统当中,利用哈斯效应对某几个音箱进行延时的处理,来实现完美的立体声效果。 ! U4 c5 L% H$ R. I2 ^www.zghifi.com zghifi.com


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$ v9 X2 j% Y# d4 q' k四、避免广播电台直播当中突发事件的发生
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音频延时器在广播电台的使用也非常常见,尤其是在直播的过程当中最需一定的延时处理。由于直播的特殊性,经常会有一些突发事件的发声,例如信号中断、噪声信号等等。而这些事件又是不可预料的。但是使用了音频延时器之后,听众所听到的信号已经经过了及时的处理,使得节目的安全性与完整性得到了大幅度的提升。
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) J1 ?- ~% d4 L) o! T  `: W# R" d6 D五、修正高清视频信号声画同步问题 ) N* g; ~. y4 G# iwww.zghifi.com zghifi.com

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3 h4 L( m, d% G5 n
" c: p9 ]) ]/ v/ h7 y% a广播电视行业近几年发展极为迅速,高清电视的播出已经具备了一定的规模,然而伴随着高清电视的发展,对于音频领域的制作也产生了一定的影响。由于高清视频信号的处理数据量极大,在某些环节上是普通标清设备的几倍甚至十几倍,因此视频信号不可避免的会产生一定的滞后现象,然而音频信号依然是采用比较传统的制作和传输方式,滞后现象很少发声甚至可以忽略不计,这样一来,为了是画面和声音绝对匹配,就需要利用音频延时器音频信号作一定的延时处理,延时的时间大约几十毫秒,从而做到声音与画面的同步。
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