第四章 音響工程技術(shù)信號(hào)處理設(shè)備——壓限器

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1、周邊設(shè)備之周邊設(shè)備之壓限器壓限器北京聯(lián)合大學(xué)北京聯(lián)合大學(xué) 音響工程技術(shù)課程組音響工程技術(shù)課程組Compressor/LimiterCompressor/Limiter概述概述n壓縮器/限制器（compressor/limiter，簡(jiǎn)稱壓限器）n用途是讓信號(hào)的輸出動(dòng)態(tài)范圍變小，它使較微弱的信號(hào)變大而使較大的信號(hào)變小。其結(jié)果是使大信號(hào)與小信號(hào)之間的差別變小。n例如，壓限器可以用來使snare鼓的音軌變得平淡柔和，允許整個(gè)鼓的聲音在混音器上被提升到一個(gè)較高的電平，而不會(huì)使母帶過載。對(duì)于有些歌手來說，他們?cè)谶M(jìn)行錄音時(shí)總是不能夠很好地保持嘴部與麥克風(fēng)之間的距離，這時(shí)候使用一些溫和的壓縮效果就可以使得人聲

2、音軌的表現(xiàn)更佳。 壓限器的工作原理壓限器的工作原理 n一旦輸入的信號(hào)電平超過了用戶設(shè)定的閥值，則壓縮器就將開始工作，把過高的輸入電平降低。n這樣得到的結(jié)果是，在增大輸入電平的同時(shí)，不會(huì)造成輸出電平產(chǎn)生同等幅度的增大。n例如，設(shè)置壓縮率為2：1，則每增加2 dB的輸入電平只會(huì)造成輸出電平有1 dB的變化。 限幅特性 壓限器輸出波形及增益變化壓限器輸出波形及增益變化 壓限器的重要的參數(shù)壓限器的重要的參數(shù) n閥值（閥值（threshold）參數(shù)）參數(shù)：決定了要被壓縮或是限制的信號(hào)的上下限。處于閥值以內(nèi)的信號(hào)將不會(huì)受到影響。n比率（比率（ratio）參數(shù)）參數(shù)：選擇了在輸入信號(hào)超過閥值時(shí)，輸出電平改變

3、的方式。較高的比率值，將導(dǎo)致較大的壓縮，并使得聲音聽起來很“擠”。非常高的比率值會(huì)導(dǎo)致信號(hào)產(chǎn)生極端的“上限成分”（ceiling）。這叫做極限（limiting）。n輸出（輸出（output）參數(shù)）參數(shù)：提高增益可以抵消掉由于動(dòng)態(tài)范圍約束而產(chǎn)生的較低的電平。 壓限器的重要的參數(shù)壓限器的重要的參數(shù)n觸發(fā)（觸發(fā)（Attack）參數(shù)）參數(shù)：設(shè)定了輸入電平的相互作用時(shí)間。一個(gè)較長(zhǎng)的attack時(shí)間使得在進(jìn)行壓縮之前“允許通行”更多的原始動(dòng)態(tài)信號(hào)。例如，增加一點(diǎn)attack時(shí)間可以保留下更多原始的kick鼓的重?fù)袈?。n釋放（釋放（release）參數(shù)）參數(shù)：意味著當(dāng)輸入信號(hào)在恢復(fù)到閥值范圍內(nèi)時(shí)，要通過多

4、長(zhǎng)的時(shí)間才能夠讓壓限器回到正常的狀態(tài)。在較短釋放時(shí)間的情況下，壓限器的電平變化十分細(xì)微，可以用于制造海浪的聲音。YAMAHAGC2020B壓限器 面板與功能鍵面板與功能鍵 POWER：電源開關(guān) LINK：立體聲和單聲道選擇開關(guān) COMP IN/OUT：壓限器旁路開關(guān) GAIN REDUCTION：增益衰減指示； EXP GATE：噪聲門的控制及指示 THRESHOLD：閾值選擇 COMP RATIO：壓縮比選擇 ATTACK：起控時(shí)間選擇面板與功能鍵面板與功能鍵 RELEASE：恢復(fù)時(shí)間選擇 INPUT LEVEL：輸入電平控制 OUTPUT LEVEL：輸出電平控制 INPUT：信號(hào)輸入插口

5、 INPUT LEVEL：輸入電平選擇開關(guān) OUTPUT：信號(hào)輸入插口 OUTPUT LEVEL：輸出電平控制開關(guān) DETECTOR IN and OUT：外部信號(hào)控制接口LINK：立體聲和單聲道選擇開關(guān)：立體聲和單聲道選擇開關(guān) n控制兩路單聲道（DUAL MONO）或一路立體聲（STEREO）的選擇。兩路單聲道時(shí)，兩通道相對(duì)獨(dú)立，可分別處理不同的信號(hào)；一路立體聲時(shí)，兩通道相互聯(lián)系，同時(shí)工作。COMP IN/OUT：壓限器旁路開關(guān)：壓限器旁路開關(guān) nIN：壓限器處于工作狀態(tài)，nOUT：壓限器處于旁路狀態(tài) GAIN REDUCTION：增益衰減指示：增益衰減指示 n 為五段衰減：， 16，24d

6、B。EXP GATE：噪聲門的控制及指示：噪聲門的控制及指示 n是一個(gè)獨(dú)立的功能鍵，其閾值可調(diào)，可以有效地去除節(jié)目間歇時(shí)背景的雜音和噪聲 THRESHOLD：閾值選擇 n決定當(dāng)輸入的節(jié)目信號(hào)電平為何值時(shí)，壓縮器將對(duì)其進(jìn)行壓縮限幅 壓縮閾在壓縮閾在-40dB上不同的壓縮比上不同的壓縮比壓縮閾從一壓縮閾從一40dB移至移至+20dBCOMP RATIO：壓縮比選擇：壓縮比選擇 n用來確定超過閾值的信號(hào)的壓縮比。n所謂壓縮比是指，輸入信號(hào)電平變化與輸出信號(hào)電平變化的比值。 ATTACK：起控時(shí)間選擇：起控時(shí)間選擇 n決定當(dāng)信號(hào)超過閾值時(shí)，對(duì)其進(jìn)行壓縮所需的時(shí)間（單位為ms）。可調(diào)整的時(shí)間范圍在0.2

7、ms20ms之間 RELEASE：恢復(fù)時(shí)間選擇 n決定當(dāng)信號(hào)低于閾值時(shí)，對(duì)其解除壓縮所需的時(shí)間。可調(diào)整的時(shí)間范圍在50ms2s之間 壓限器的應(yīng)用壓限器的應(yīng)用n在音響系統(tǒng)中壓限器通常接在調(diào)音臺(tái)的主輸出之后，下面舉出一些典型的應(yīng)用例子 。1、起安全閥的作用、起安全閥的作用 n音響系統(tǒng)工作時(shí)，可能由于操作不當(dāng)（設(shè)備的音量控制調(diào)得過大或開機(jī)、關(guān)機(jī)、轉(zhuǎn)換等操作不當(dāng)而出現(xiàn)強(qiáng)大電壓沖擊）、信號(hào)不穩(wěn)（不同演唱者聲音大小的差別或傳聲器與口部的距離遠(yuǎn)近變化）或意外情況（話筒摔落或出現(xiàn)強(qiáng)烈聲反饋引起的嘯叫）等原因出現(xiàn)過高的信號(hào)電平，會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的過載失真，甚至損壞揚(yáng)聲器或功率放大器。n接入壓限器后，通過其壓縮、

8、限制功能，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起到保護(hù)作用，這就是劇場(chǎng)和歌舞廳廣泛配置壓限器的主要目的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，把壓縮比調(diào)在1.5-2之間比較合適，具體還要靠聽覺來判斷。壓縮比過低，起不到安全閥作用。壓縮比超過2，往往會(huì)使揚(yáng)聲器放聲的層次感變差，高頻部分感到不夠“明亮”。 2、提高錄音和擴(kuò)音的響度、提高錄音和擴(kuò)音的響度 n壓縮和限制節(jié)目的動(dòng)態(tài)范圍，可以使強(qiáng)信號(hào)受到抑制，使弱信號(hào)獲得提升。在錄音和擴(kuò)音系統(tǒng)操作中，常用這個(gè)辦法來提高錄音和擴(kuò)音的響度，其原理如下：n由于人的耳朵感覺到的聲強(qiáng)是某一段時(shí)間的平均聲級(jí)，因而在平均聲級(jí)較低的節(jié)目中，偶爾出現(xiàn)的一些高聲級(jí)峰值信號(hào)，聽起來就比不上沒有這種峰值、但平均聲壓級(jí)較高的節(jié)目響。

9、 3、用壓縮器制造特殊音響效果、用壓縮器制造特殊音響效果 n使用很短的啟動(dòng)時(shí)間和較長(zhǎng)的釋放時(shí)間，可以制造一種類似于“反向聲”的特殊音響效果，特別適用于一些打擊樂器?？焖賳?dòng)使信號(hào)電平立即被壓縮，而在信號(hào)自然衰減時(shí)，釋放時(shí)間的調(diào)節(jié)又提高其增益，以便減小自然衰減的程度。這種效果對(duì)鼓一類打擊樂器，特別對(duì)鐃鈸非常顯著。n應(yīng)當(dāng)注意，如果釋放時(shí)間調(diào)得太短，當(dāng)信號(hào)很弱或無聲時(shí)，增益會(huì)很快增高，使背景噪聲變得很顯著，但隨著信號(hào)再次增強(qiáng)，噪聲又被抑制下去，形成一種令人討厭的所謂“喘息噪聲。”相反，也不應(yīng)把釋放時(shí)間調(diào)得太長(zhǎng)，以免壓縮器動(dòng)作的變化速度跟不上節(jié)目的節(jié)奏變化。 4、齒音消除器、齒音消除器 n有些壓縮器具

10、有一種消除齒音的功能。其辦法是把提升高頻的均衡電路插入到壓縮器的控制增益衰減的線路中，使齒音中的高頻分量受到比其他分量更多的壓縮。n更有效的辦法是把音頻帶劃分成幾個(gè)頻段，逐段進(jìn)行處理，然后再重新合成。這樣，可以把含有齒音的這一頻段分離出來，使它受到比其他部分更大一些的墳縮。當(dāng)信號(hào)重新合成時(shí)，齒音的聲級(jí)就被衰減，而不影響節(jié)目的其余部分 。 5、自動(dòng)門、自動(dòng)門 n在各類大型會(huì)議，文藝演出和多聲道錄音時(shí)，通常都是多個(gè)傳聲器同時(shí)接入擴(kuò)聲系統(tǒng)，但我們希望每當(dāng)無人講話或某些樂器暫停演奏時(shí)，能隨時(shí)把這些無信號(hào)輸入的傳聲器立即關(guān)閉，這樣可以減少背景噪聲，特別是可以減少產(chǎn)生聲反饋嘯叫的機(jī)會(huì)。但要用人工去不斷地又

11、開又關(guān)一批傳聲器顯然是不切合實(shí)際的。利用噪聲門就可以完成這個(gè)“自動(dòng)門”的功能，關(guān)鍵是要恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置門限電平，使無人發(fā)言或無樂器演奏的傳聲器自動(dòng)“關(guān)門”，而有人發(fā)言或樂器開始演奏時(shí)即能自動(dòng)“開門”，投入正常工作狀態(tài)。 關(guān)于壓限器在均衡前、后的問題關(guān)于壓限器在均衡前、后的問題 n關(guān)于是把壓限器放到均衡器前面還是后面，音響界一直以來就在爭(zhēng)論不休，“前者”說經(jīng)過壓限器壓縮后音樂音色會(huì)有些變化，再經(jīng)過均衡器修飾一下效果就更完美了；“后者”言壓限器就是用來壓縮強(qiáng)電平信號(hào)保護(hù)下級(jí)設(shè)備的，如果把它放在均衡器前面，那萬一均衡器調(diào)整不當(dāng)，產(chǎn)生強(qiáng)電平信號(hào)后，那此時(shí)均衡前的壓限器豈不是失去了保護(hù)作用？因此要把壓限器放在

12、均衡器的后面!n看起來都有道理，其實(shí)大家何必這么死板呢？如果一套音響系統(tǒng)中只有一臺(tái)壓限器，2臺(tái)以上均衡器，那在這個(gè)系統(tǒng)中壓限器當(dāng)然要放在均衡器前面了，畢竟這樣可以保護(hù)更多的下級(jí)設(shè)備；如果一套音響系統(tǒng)中壓限器和均衡器數(shù)量相當(dāng)，那在這個(gè)系統(tǒng)中壓限器當(dāng)然就要放在均衡器后面了，畢竟這樣可以做到：“萬無一失”呀！因此靈活運(yùn)用才是關(guān)鍵。 生動(dòng)的例子生動(dòng)的例子 （1）壓限器調(diào)整不當(dāng)壓限器調(diào)整不當(dāng) n有一次朋友十萬火急的找我去幫一個(gè)舞廳調(diào)音響，說那個(gè)舞廳剛開業(yè)，當(dāng)晚8只輔助音箱的喇叭就全燒光了，我就覺得很奇怪，除非是那里的音響師出現(xiàn)了嚴(yán)重的操作事故，否則不會(huì)發(fā)生這種“災(zāi)難”性的后果。n經(jīng)過我仔細(xì)、全面的檢查，

13、發(fā)現(xiàn)那里音響系統(tǒng)中壓限器調(diào)整不當(dāng)，才造成了這樣嚴(yán)重的后果。原來此音響系統(tǒng)中只在主音箱前配置了一臺(tái)壓限器，輔助音箱沒有。我發(fā)現(xiàn)那臺(tái)壓限器的閾值(THRESHOLD)電平調(diào)整得太低，在-30dB左右，這樣即使是正常的音頻信號(hào)也受到了很大的壓縮，而且此壓限器的壓縮比率還在6：1左右，就是輸入電平超出所設(shè)閾值(THRESHOLD)電平6個(gè)dB時(shí)輸出電平才增加1個(gè)dB。壓限器很重要生動(dòng)的例子生動(dòng)的例子 （1）壓限器調(diào)整不當(dāng)壓限器調(diào)整不當(dāng)n大家都知道標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)電平是0dB，可以想象一下，這樣的調(diào)整方法，不管把壓限器的輸入信號(hào)提到多高，輸出信號(hào)無論如何也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)0dB電平的。n其后果就是：那天晚上音響師老

14、是說主音箱沒有聲音，拼命的在調(diào)音臺(tái)上增加電平信號(hào)，以至于信號(hào)嚴(yán)重失真了，現(xiàn)場(chǎng)還是只聽到輔助音箱的聲音，因?yàn)橹饕粝浣o壓限器“壓死”了，當(dāng)然聲音很小。如此一來可憐8個(gè)小小輔助音箱的喇叭給燒得粉身碎骨，而16個(gè)大大的主音箱卻默默無聞躺在那里休息。教訓(xùn)是慘痛的，不過這件事情也從側(cè)面說明了一個(gè)問題：那就是壓限器還真的管用呀！同樣在強(qiáng)大電平信號(hào)的沖擊下，輔助音箱喇叭都燒光了而主音箱卻安然無恙！ 壓限器很重要生動(dòng)的例子生動(dòng)的例子 （2）系統(tǒng)沒有配置壓限器系統(tǒng)沒有配置壓限器n某地一個(gè)特大型的酒吧用了80多只音箱，40多臺(tái)功放，其它設(shè)備也都是頂級(jí)的配置，但此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師說壓限器會(huì)損害音樂動(dòng)態(tài)，因此不用，這還不算

15、，他竟然還說他所配置的功放里面已經(jīng)有了壓限功能了！嗚呼！我終于明白什么叫哭笑不得了！想想看功放里的簡(jiǎn)單壓限保護(hù)電路怎么能和專業(yè)的壓限器比呢？再說等到功放開始?jí)合蘖四枪Ψ疟旧矶紳M負(fù)荷工作了，此時(shí)連它自身都難保，還怎么可能有能力去保護(hù)它的下級(jí)設(shè)備音箱呢？結(jié)果該酒吧開業(yè)后每天都燒2、3只喇叭，請(qǐng)遍了當(dāng)?shù)匾繇懡绺呤侄冀鉀Q不好問題。然后我去了只加了臺(tái)壓限器就解決問題了，當(dāng)然我還做了其它多方面的調(diào)整，但如果不加壓限器來保護(hù)設(shè)備，那神仙也沒辦法調(diào)整好！ 壓限器很重要使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題 n1、噪聲門部分其實(shí)不是指壓限器真的能去除音樂、噪聲門部分其實(shí)不是指壓限器真的能去除音樂當(dāng)

16、中的噪聲，它只是在系統(tǒng)中無有用電平信號(hào)時(shí)當(dāng)中的噪聲，它只是在系統(tǒng)中無有用電平信號(hào)時(shí)才起作用。才起作用。 例如：開會(huì)時(shí)領(lǐng)導(dǎo)在上面小聲竊竊私語，這樣的無用聲音就相當(dāng)于水里的淤泥，是可以用噪聲門這個(gè)水閘進(jìn)行攔截的；但當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)著話筒較大聲說話時(shí)，噪聲門當(dāng)然就不能攔截了，否則沒有聲音出去那怎么能行呀？就好像一個(gè)水閘不但攔截了淤泥，還連清水都攔截了，那它就不是一個(gè)水閘，應(yīng)該是攔水大壩了。 使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n我們用水閘來比喻噪聲門只是形象些，其實(shí)還是有區(qū)別的，想象一下，真實(shí)的情況是：當(dāng)系統(tǒng)中有用聲頻信號(hào)沖開噪聲門的門限電平(THRESHOLD)時(shí)，其實(shí)這個(gè)門限電平已經(jīng)沒有

17、任何作用了，此時(shí)系統(tǒng)中的噪聲就會(huì)夾雜在有用音頻信號(hào)中一起傳輸出去，只不過那時(shí)候的噪聲被有用音頻信號(hào)掩蓋了，我們聽不出而已。n因此，噪聲門實(shí)際上是沒辦法消除正常音頻信號(hào)中因此，噪聲門實(shí)際上是沒辦法消除正常音頻信號(hào)中任何噪聲的，它并不像音頻工作站中的噪聲采樣器任何噪聲的，它并不像音頻工作站中的噪聲采樣器那樣可以適度消除正常音頻中的某些噪音。那樣可以適度消除正常音頻中的某些噪音。 使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n2 2、壓縮器部分里的、壓縮器部分里的THRESHOLDTHRESHOLD和噪聲門部分里的和噪聲門部分里的THRESHOLDTHRESHOLD雖然都是一種門限電路，但兩

18、者的功能雖然都是一種門限電路，但兩者的功能和工作狀態(tài)是大不一樣的。和工作狀態(tài)是大不一樣的。n兩個(gè)門限在正常使用中，噪聲門的THRESHOLD有可能在99%的時(shí)間內(nèi)不起作用，是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的音頻電平信號(hào)都會(huì)高出這個(gè)門限；n而壓縮器的THRESHOLD的也有可能在70-90%的時(shí)間內(nèi)不起作用，相反的是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的音頻電平信號(hào)都會(huì)低于這個(gè)門限。 使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n 3 3、壓縮比、壓縮比(RATIO)(RATIO)的調(diào)整其實(shí)是決定了壓限器的調(diào)整其實(shí)是決定了壓限器是變成是變成“壓縮器壓縮器”還是變成還是變成“限幅器限幅器”，它的調(diào)，它的調(diào)整要結(jié)合壓縮器部分的整要結(jié)合壓

19、縮器部分的THRESHOLDTHRESHOLD來進(jìn)行，壓縮來進(jìn)行，壓縮比率太低不起作用，太高有時(shí)又損害音質(zhì)。比率太低不起作用，太高有時(shí)又損害音質(zhì)。使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n4 4、壓限器中有一個(gè)立體聲連鎖鍵（、壓限器中有一個(gè)立體聲連鎖鍵（Stereo LinkStereo Link），一般），一般是以壓限器的左通道（通常是是以壓限器的左通道（通常是A A路或輸入路或輸入1 1）為主。）為主。n當(dāng)按下這個(gè)鍵后，右通道（通常是B路或輸入2）上的閾值(THRESHOLD)、壓縮比(RATIO)、啟動(dòng)時(shí)間(ATTACK)、恢復(fù)時(shí)間(RELEASE)等就不起作用了，雖然此時(shí)右

20、通道還有信號(hào)輸入和輸出，表面上看沒什么區(qū)別，但實(shí)際上是把左路音頻信號(hào)一分為二，右路音頻信號(hào)使用的是左路的音頻信號(hào)了，壓限器左、右兩通道共用的都是左路的輸入信號(hào)和壓縮或限幅功能。但此時(shí)右路通道的輸出電平（OUTPUT GAIN）還是起作用的。n所以大家在調(diào)整時(shí)要注意，不要不小心按下此鍵把立體聲所以大家在調(diào)整時(shí)要注意，不要不小心按下此鍵把立體聲信號(hào)變成單聲道混合信號(hào)信號(hào)變成單聲道混合信號(hào)。 使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n 5 5、直通（、直通（BypassBypass）的使用）的使用n（BypassBypass）鍵就是讓壓限器直通不起作用了。n例如：在用均衡器調(diào)整聲場(chǎng)或聲反

21、饋時(shí)，如果系統(tǒng)中有壓限器都要把它直通，否則話筒在一開始回授時(shí)，會(huì)受到壓限器的壓限處理；等到回授信號(hào)很大，壓限器壓不住時(shí)，回授就會(huì)沖破壓限器的限制一下子變得很厲害，這樣容易損壞設(shè)備。當(dāng)然大多數(shù)情況下壓限器是不能直通的，否則就失去了保護(hù)的作用。使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n 6 6、過分的壓縮會(huì)導(dǎo)致聲音非常窄，且聽起來、過分的壓縮會(huì)導(dǎo)致聲音非常窄，且聽起來感覺很不自然，并且會(huì)產(chǎn)生噪聲。因此不要使感覺很不自然，并且會(huì)產(chǎn)生噪聲。因此不要使壓縮的量過大。壓縮的量過大。n壓限器也不是萬能的，不要以為有了壓限器的保護(hù)作用就萬事大吉了，輸入進(jìn)壓限器的電平信號(hào)一定不要有大的失真，否則即使

22、用壓限器處理也沒有用。 使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n7 7、有的壓限器后面板上有電平轉(zhuǎn)換選擇，、有的壓限器后面板上有電平轉(zhuǎn)換選擇，如如+4+4或或-10-10、-20-20等，我們使用時(shí)千萬要注意，等，我們使用時(shí)千萬要注意，正常情況下一定要選擇在正常情況下一定要選擇在+4dB+4dB電平下工作。電平下工作。n否則與其它設(shè)備電平不匹配時(shí)，壓限器信號(hào)就很容易嚴(yán)重失真了。 使用壓限器時(shí)需要注意的問題使用壓限器時(shí)需要注意的問題n8 8、了解你的壓限器的特性、了解你的壓限器的特性n如果你使用的是美國(guó)dbx的266壓限器，就要注意它的一個(gè)特性，比如在演出時(shí)：播放歌曲伴奏音樂系統(tǒng)還一切正常，但當(dāng)歌手突然開始大聲歌唱時(shí)，系統(tǒng)整體音量如果會(huì)一下子小了很多，像喘不上氣來一樣，過段時(shí)間又慢慢恢復(fù)正常了，這樣的表現(xiàn)證明壓限器的閾值(THRESHOLD)門限電平太低了，壓限器在超負(fù)荷工作了，這時(shí)就需要提高THRESHOLD電平。所以如果THRESHOLD電平太低壓限器老是在工作也是不正常的，需要適中。