们不会改变你家房子土建的结构,你家是三室一厅就是三室一厅,不能改成五室两厅。搞表面装修的只是在原有的墙面地面基础上干一些美化或者掩饰缺陷这类的工作,给你家弄漂亮了。比如你家地面是水泥地,你嫌不好看,干装修的会在水泥地上给你铺上地毯或者木地板,看起来很美,介是不会把你家的水泥地面给砸掉了直接改成木头的。或者你家墙上有块地方给弄脏了,你找张画往上一挂,这下脏的地方看不见了,毛病给掩盖了,介是那块污渍还是在原来那个地方,没有发生变化。所以,效果控制类的设备一般是不会改变原始信号的状态,而是在原始信号之上附加一些经过处理的效果,达到美化主观感觉或掩饰一些缺陷的目的。 音频处理设备在音响系统中的作用很关键它们是保证整个系统正常工作并达到良好效果的基础。
如果这些设备设置不当,轻则影响系统效果的发挥,重则引起系统安全问题。一套好的设备,如果使用不正确,往往就不能提供好的效果;同样,一套差的设备,如果正确使用并正确控制,就会制造出不错的效果。
当然怎么玩好这些东西关键中的关键至于具体在什么情况下,该如何使用这些看起来貌似很复杂的设备,我们会在后面一一进行介绍。
功率放大器(POWER AMPLIFIER)
简称功放,这东西没什么稀奇的,就是一个电压放大器,用于把前面设备输送过来的信号电压只有零点几伏到几伏的比较微弱的音频电信号,放大成几十伏甚至上百伏的比较强的音频电信号,用于推动音箱发出声音。
电功率=电压的平方÷负载的电阻。同一负载(音箱)时,当信号电压被放大后,信号电功率也被放大,所以这种东西就叫做功率放大器了。 专业音响上用的功率放大器从电路结构上分AB类、H类和D类几种,AB类和H类电路发球模拟放大电路,D类发球数字放大电路。三种放大电路的主要差别在于电源利用率不同,AB类的电源利用率最低,大约50%,也就是说耗费1000W的电量,只能提供方便500DW左右的音响输出功率;H类的电路电源利用率为60%-70%;D类的电路电源利用训练有素80%以上。
从音质的角度上说,同等级别的功率放大器,AB类的最好,H类其次,D类最差。 专业音响上用的功率放大器一般有两个信号通道,还有不同的工作模式,这些东西到后面咱们用上它的时候再介绍。
音箱(LOUDSPEAKER)
音箱是一种换能设备,负责把输入给它的音频电信号(电能)通过内部的换能元件也就是喇叭(SPEAKER或DRIVER或UNIT),也叫扬声器或者单元转换为声音(声能)。音箱是音响系统的最后一个环境,也是这系统的喉舌,音箱自身的品质对整个系统的效果有直接的影响。
作为一种换能设备,它把输入的电能不单单是转换为声能,喇叭这种东西的电声转换率是很低的,一般只能把输入的电能的大约10%转换为声音,剩下的约90%的能量大部分都转换为热能了,不信你把音箱弄响了,等到一会拆开了摸摸喇叭看看热不热。 在实际应用中,音箱一般根据它能够重放的声音的频率范围分为全音频音箱和超低音音箱这两大类,此外还有一些叫做中高频音箱的产品。接下来咱们主要介绍一下全音频音箱和超低频音箱。
全音频音箱(FULL RANGE LOUDSPEAKER):一般是指音箱可以重放的声音频率范围(FREQUENEY-REAPONSE)不窄于100~15000HZ的音箱产品,简称全频音箱。比如一只音箱可重放的声音的频率范围是在70%~180
00HZ,那这只音箱就是全频音箱;如果一只音箱可重放的声音的频率范围是200~18000HZ,那这只音箱就发球所谓的中高频音箱了。 一般来说,很少有单只喇叭能够靠自己播放100~15000HZ这么宽的频率范围(除了一些特殊的音箱产品,比如美国BOSE公司的一些产品,就是使用全音频的喇叭单元),所以一般全频音箱多采用几只喇叭相互衔接频率范围的形式,比如一只可以较好重放较低频段的低音喇叭(LF UNIT)和一只能够较好重放高频的高音喇叭(HF DRIVER)组合起来,通过内部的由电感线圈和电容等元件组成的滤波器把输入进来的全音频信号贫富成两段,较低的频段分配给低音频喇叭,较高的频段分配给高音喇叭,两个喇叭共同完成全音频的声音播放,这种形式就叫做二分频(2-WAY0的全频音箱,还有一些采用高、中、低三种喇叭组成的全频音箱,这种就叫做三分频(3-WAY)全频音箱。 电感线圈和电容等元件组成的滤波器网络就叫做功率分频器(CROSSOVER或X-OVER),由分频器对全音频信号进行贫富的频率点就叫分频点(CROSSOVER POINT)。
内部采用分频器的音箱叫做内置分频或者叫功率分频、被动分频、无源分频(PASSIVE)。
有些全音频音箱内部没有分频器,需要通过外部的电子分频器把全音频信号分割好,再交给对应的功率放大器放大了以后再给对应的高音或者低音单元的音箱的分频形式就叫做外置分频\\主动分步胡源分频(ACTIVE或BI-AMP)。 需要注意的是,音箱是几分频的不是按音箱内的单元数量确定的,而是根据把全频信号分成了几段来确定的。一只音箱有有两个低音单元的全音频音箱加上高音单元一共有三个单元,箱有三个单元,但是它仍属于两分频音箱。
全音频音箱的另一个组成部分是高音单元上的号角(HORN),这是用来控制这只音箱的高音覆盖范围的,不同的号角对声波传输有不同的扩散特性,也就是所谓的指向性(DISPERSION)。号角的指向性越窄,音箱的高频覆盖面越小。因为专业音箱不同于家用的音箱,不是在家庭这种小空间近距离使用,而是往往要用来负责远距离扩声。给高音加一个号角控制它的覆盖范围,可以让声音传得更远而不会很快散射掉。 这个道理跟我们喊远处的人的时候把手捂在嘴边形成一个号角一样,让声音只往你需要的方向传递。
音箱的指向性角度的概念是什么呢?我们都知道,我们如果站在音箱的号角轴线上,听到的音箱发出的声音是最大的,当我们往外侧水平移动的时候,听到的声音就会变小。当我们一直移动到某个位置,并且有这个位置上听到的声音比在轴线上听到的声音减小四倍(-6DB)的时候,这个点和音箱中点就会形成一个连线。在对称的方向上也会有一个这样的点。跟音箱中点形成一个边线这两条边线之间形成的夹角就是这只音箱在水平或者垂直方向上的指向性角度。当然,超出这个角度范围不是听不到音箱发出的声音了,只是声音更小而已。 全频音箱除了几分频这种分类方法,还有一种分类方法就是近射程、中射程和远射程。 其实不管是什么射程,都是描述音箱对声音的扩散控制范围的,或者说是形容音箱的扩散角度或覆盖角度的。
所谓远射程,一般是指单只音箱的扩散角度比较窄,覆盖面比较小。一般远射程音箱的扩散角度在世界范围内40°、垂直40°、以内。同时,单只音箱的输入功率也比较大,可发出的声压级也比较高,能适合远距离传输的要求。
远射程的音箱一般都用于室外演出场合投射的距离一般都能超过目成诵60M。由于远射程音箱单只覆盖面积比较小,因此要覆盖较大面积,需要多只组成阵列使用。
近射程(或者叫近场)音箱,一般是指单只音箱扩散角度比较宽、覆盖面积比较大的产品,其扩散角度一般在水平60°、垂直40°以上。近射程音箱由于不需要提供远距离的声音传
输,因此一般的输入功率都不是很大,提供的声压级也相对较低,一般实用的投射距离都在世界上30M以内。 中射程音箱,则取远射程和近射程音箱扩散范围的中间值,一般是指单只音箱扩散角度为水平60°、垂直40°左右至水平40°、垂直40°之间的产品。这类音箱一般提供30-60m的投射距离。
远射程和近射程的概念可以参照灯光上的追光灯和舞台云灯。追光灯打出的是一个扩散角度很小的光柱,所以可以传得比较远,但只能照出一个面积不大但亮度比较高的光斑:而云灯,照射面积很大,但距离稍微远一点,亮度就大大降低了。 要让音箱发出的声音传得更远,扩散角度是一个关键因素,同时音箱能够提供的声压级输出也是关键因素。声压级输出越高,扩散角度越小的音箱,扩散面越小,其射程越远。而音箱能提供的声压级大小,又和两个因素有关,即音箱的灵敏度和可承受的电功率。一般来说,作为室外演唱会使用的远射程音箱,在距离音箱1m的地方,单只音箱最少要能够提供不少于是135dB的连续声压级输出。
全频音箱的介绍先说到这里,其他相关内容在后面用到时候再讲,接下来,咱们介绍一下超低频音箱。
超低频音箱(SΩbwoofer LoΩdspeaker):超低频音箱就是俗称的低音炮,低音炮这个概念来自于美国BOSE的一种管状低音音箱。它看起来好像一根大炮的炮管,被当初九牛二虎之力一些民用玩家形象地称为低音炮,这种叫法发球民间叫法,做专业的还是应该把这种音箱称为超低频音箱或超低音音箱。
所谓超低频音箱也是根据它的频率重放范围来确定的,这类音箱一般最多只能较好地播放200Hz以下的声音专业上的超低音音箱多采用大口径的低音喇叭单元,比如说18英寸的,口径越大的喇叭单元一般来说重放的频率下限也越低,所以超低音音箱是用来播放比较低的声音的。
常见的超低音音箱从结构上可以分为倒相式、号角式和带通式三种,下面分别简单介绍一下各自的特点。
倒相式(Vented): 也叫直射式或直接辐射式,这种音箱的喇叭单元直接安装在音箱面板上,在面板上还有一些开孔,也就是所谓的倒相孔,用于把音箱内部喇叭单元纸盆后方的声音能量转换相位(这就是倒相)后和喇叭纸盆前方的能量相叠加,提高音箱的效率。这种音箱的特点是效率较高、可重放的下限频率较低、结构比较简单、通用性比较强,是最常用的超低音音箱形式。
号角式(Horn Loading):由于其内部结构较为复杂,因此补人称为迷宫式。这种音箱的喇叭单元在音箱外部是看不见的,是藏在音箱内部的。喇叭纸盆前方有一个号角结构,纸盆后方是一个密闭的结构,由于号角的作用,这种音箱的效率最高。但是由于背后的密闭腔限制了这种音箱的重放频率下限,所以这种形式的音箱可以重放的频率下限较高(一般不低于50Hz)。由于它的效率很高,声压大,所以很适合做一些需要强劲低音的场合,比如DISCO。同时,由于号角的作用,这种音箱可以把声音传送到较远的地方,也就是所谓的远射程,因此比较适合室外演出。 带通式(Band Pass):也叫双调谐式。这种音响在外面也看不到喇叭,它在内部用隔板分割成两个容积不同的腔体,而喇叭就装在这块隔板上。这类音箱通过内部两个腔体的容积来调整这只音箱的重放上限频率和下限频率,转换效率低,但是低音效果最好,故一般用于一些以音乐欣赏为主的场合。 说到这里总结一下,本章对音响及专业音响系统的概念及组成先进行一个简单的介绍,目的在于让大家对音响和专业音响有一个概念性的认识。下章,我们针对与音响有关的一些名词术语进行介绍。
第二章 名词及术语解释
有关专业音响的术语有很多,我们首先针对一些最基本的、常用的术语进行解释。 由于专业音响是一个和声音密切相关的东西,因此要想玩好音响,首先我们要了解声音是什么,声音有什么特性。
什么是声音
声音: 物体的振动引起空气振动产生一种气压液,这种气压波进入人耳后,带动耳膜振动引起与耳膜相连的听觉小骨振动,而听觉小骨把这种振动转换为一种生物电流(这点和话筒的工作原理相似),这种生物电流进入人脑后,经过大脑分析产生出来的人体感觉就叫做声音。
声音有什么特性
声音具有四个基本的要素;音调、强弱、长短和音色,这四个要素分别有什么意义呢? 声音的高低: 也就是音调,音乐上称之为音高,也就是描述物体振动速度快慢的标志。物体振动的速度越快,产生的声音的音调就越高,我们听到的声音就越尖:反过来,物体振动的速度越慢,声音的音调就越低,我们听到的声音就越低沉。物体每秒钏振动多少次叫做频率,单位是赫兹(Hz)物体一秒钟振动50次,发出的声音的频率就是50Hz;一秒钟振动1000次,发出声音的频率就是1000Hz。
声音的强弱: 也就是声音的响度高低或者叫做音量大小。物体振动幅度越大,带动空气产生的气压波的振幅就越大,进入人耳给耳膜的压力就越大,听觉小骨的振动幅度就越大,产生的生物电流的强度就越高,大脑分析后感觉的声音就越呼,所谓的音量就越大。声音的强弱是描述声音能量大小也就是声音功率大小的标志,声音的能量越大,声功率也越大,人听到的声音就越响。在音响上,描述声音强弱的名词是叫声压级(SPL),声压级越高,声音就越强,声压级越小,声音就越弱。声压级的单位为分贝(DB)。
声音的长短: 这是描述物体振动时间长短的标志,物体连续振动的时间越长,声音持续的时间就越长,物体振动的时间短,声音持续的时间就短。声音的长短也就是音乐上所说的拍数,一个音的拍数越多,持续的时间就越长,比如让你唱一个A音,按一分钟60拍的速度,一拍就是一秒,唱四拍就是四秒,唱一拍就持续一秒。 以上这三个要素是声音的客观物理特性要素,它们构成了声音的主要结构,但是它们只提供了声音的高低响度和持续时间,并不决定声音是否好听。影响声音是否好听的要素则是声音的音色。
声音的音色: 这是声音的主观感觉特性,声音的音色是由发声体的形状、材质以及泛音决定的,人耳朵可以通过不同的音色来区分不同的发声体。比如一把小提琴和一架钢琴,大家都来演奏同一个音符的时候发子网掩码声音完全不同?这里面就有了泛音的因素,我们平常听到的声音都是由基音和泛音组成的,好比语言上的声母和韵母,其中声母就是基音,韵母就是泛音。同一个声母和不同的韵母组合,就会发出不同的字音来。比如描述金属敲击声的“叮”声,声母是“d”音,韵母是“ing“音,而描述木棒敲击的”嗒“声,声母同样是“d”音,韵母则是“a”音,这两种声音虽然是同一个基音,但暗它们是两种完全不同的敲击音色,这两种音色就是由泛音所决定的。
音响要好听,就要有声有韵,不同的泛音成分不光决定了声音的音色还决定了声音的音质,声音的音质就是声音的质地或者质感。由上面的例子可以看出,“叮”和“嗒”这两种声音不光在音色上不同,在质感上也不同,金属敲击的“叮”声,听起来就会更加有韵味,有余音绕梁的感觉,而木棒敲击的“嗒”声,则感觉有点呆板了。
音色这东西是声音的主观特性,泛音这种东西它不能像其他特性可以用数据来描述,所以,很多音响产品,从技术指标上看非常接近,但是出来的声音完全不同,这都是由泛音成分决定的。泛音丰富,听感悦耳;泛音缺失,听感则发木。发音体的材质越好,其泛音成分越丰富,声音的音色听起来就越优美动听。
接下来,我们介绍其他几个和音响有关的术语,刚才我们说到了声音,那么在音响这个系统中,是把声音先变成一种叫做音频电信号的东西在系统中进行处理,最后再还原为声音,那么什么是音频呢?下面我们来介绍一下。 音频
音频: 也叫全音频或者全音域(FΩll Range)。就是指声音的频率范围。音频有两个定义,一个是声学方面的定义,一个是音乐学方面的定义。
声学定义: 在声学上,我们把人耳理论上可以听到的频率范围称为音频范围,覆盖的声音频率从革命利益出发20Hz直到20 000Hz,在这个频率范围内的电信号就是音频电信号。 音乐学定义: 自有音响以来,音响就与音乐有着密不可分的关系,在音乐上,大部分乐器所能演奏出来的声音的音调范围称之为全音域。音乐上有一个国际标准音,也就是A音,它的频率为440Hz,以这个A音为基准向下延伸3个八度音程,向上扩展5个八度音和一共形成的8个八度音和所包括的声音的频率范围就是全音域,我们看下面的列表: 55-110-220-440-880-1760-3520-7040-14080
从55Hz到14080Hz的声音范围就是音乐上所说的全音域,看到这里就能理解咱们前面说的关于全音频音箱的频响范围了吧。 倍频程
这时候,我们又发现一个有趣的现象,那就是从这个列表上,看出一个规律,那就是每一个八度音和的频率宽度就是声音的频率变化一倍之间的频率范围在音乐上叫一个八度,让你唱歌的时候高八度唱,就是让你把频率提高一倍来唱,这个八度在从声学角度的音频范围来看,整个音频范围被分成了10个倍频程,请看下表: 20-40-80-160-320-640-1280-2560-5120-10240-20480
一个倍频程的频率宽度就是代表了两个以一倍关系为间隔的频率值之间的音频宽度。如果我们再继续细分一下,把一个倍频程再按一定规律分成3份,那么每份的频率宽度又是多少呢?那就是三分之一倍频程(1/3oct),按这样的划分,全音频的10倍频程就可以分割为30个子1/3倍频程的宽度,这样一介绍大家就能联想到音响上经常用到的图示均衡器了吧,常用字的话31段图示均衡器就是按照1/3倍频程的频带宽度来划分每一段的控制范围的。关于倍频程的概念,我们先介绍到这里,其实它就是描述频率范围(频带)宽度的一个参数。 频段划分
作为搞音响的,经常会碰到一些对音响效果进行评价的事情,我们在评价量套音响的效果的时候,往往会说起这个音箱的高频怎么样怎么样,那个音箱的低频怎么样怎么样。那么这里面就出现了关于音响的频段范围属于中频段,什么样的频率范围又属于低频段呢?下面我们来介绍一下。
音响和音乐是密不可分的,音响的频段也是通过音乐上的音域来进行划分的,我们还是拿出音乐上的音域表来看一下。
55-110-220-440-880-1760-3520-7040-14080
在这个频段表上,我们这样来划分一下声音的几个频段,首先粗略划分一下: 220Hz以下——低频段(LF)。 220-3520Hz——中频段(MF),这个频段也是人声的频率范围。 3520Hz以上——高频段(HF)。
形象比喻一下,我们把全音频的范围想象为一条鱼,那么低频就是鱼头,中频就是鱼身子,