专业音响周边设备的原理与应用工程设计手册模板.doc

第九章 专业音响周围设备原理和应用
周围设备是专业音响系统中关键组成部分。它作用是对多种节目信号进行加工处理和润色、填补建筑声学缺点、赔偿电声设备性能不足和产生特殊声音效果等等。使系统声音更为悦耳动听，满足使用要求。
周围设备特点是品种繁多、功效各异、原理复杂、更新极快、使用广泛；假如不掌握其工作原理和使用方法极难用好用活它们，甚至会适得其反，把音响效果搞得更糟或把它们全部傍通作为摆设，浪费投资。
本章将分别对频率特征均衡器(EQ)、效果器、延时器、声音激励器、反馈抑制器、信号动态处理器、系统控制器和数字音频工作站等八大类周围设备原理和应用作具体叙述，并对经典产品调整、使用进行说明。
因为周围设备中已大量采取数字音频技术，为方便阅读，在本章开头专门介绍了数字音响技术基础知识。
9.1数字音响技术基础
9.1.1音频信号为何要数字化？
声音信号全部是属于连续改变不规则信号（模拟信号），这种信号在传输、储存和变换中常会产生下列问题：
（1） 信号经长距离有线或无线传输后，使信号/噪声比变坏和失真加大；
（2） 音频信号储存录音载体（磁带、唱片和光碟）信号动态范围只有40～50dB，远低于节目源最大信号动态范围（可达130dB）；
（3） 在信号编辑和变换中（节目编辑、转录和延时效果处理等）伴随变换次数增加，音质会快速恶化。
音频信号数字化则能够完全处理上述问题使音质有了飞跃提升。
9.1.2怎样把模拟类信号变成数字化音频？
把连续改变模拟信号变换成离散改变脉冲数字信号（简称A/D变换）需要经过图9-2所表示取样（或称采样）—量化—编码三个步骤。
1、 取样（Sampling）
依据信息论原理，一个频率为fs正弦波连续信号信息量完全包含在频率为其2倍不连续脉冲信号中，即fp=2fs。图9-1所表示。
假如要把20HZ～20KHZ范围音频信号数字化，那么取样脉冲频率最少应为40KHZ以上，其周期TP=1/40KHZ=25。所以我们现在制订数字化音频取样频率标准为44. 1KHZ或48KHZ。

图9-1 取样定律
2、 量化（Quantization）
模拟信号采样后，需处理采样点振幅数值读取问题。把连续改变信号振幅按要求级差变成阶梯状改变不连续过程称为量化。

图9-2 取样—量化—编码概念
图9-2中量化级数为三位二进制编码，三位二进制码最多可表示8个十进制等级（0～7）。如表9-1所表示。
表9-1 十进制数和二进制数对应关系
十进制数
二进制数
二进制波形
0
1
2
3
4
5
6
7
000
001
010
011
100
101
110
111

十进制数N和二进制数关系为N=2n（n为二进制码元0或1数量—即bit数）。很显著，bit数越多，量化级数就越多，量化后取值和连续信号数值误差就越小，这个误差值我们称为量化噪声。
用三位二进制数（3bit）读取连续信号声音范围可划分为8个等级，假如用16位二进制数（16bit）读取时，声音强弱范围就可划分成216=65536个等级，所以动态范围可达20lg216=96dB。不过bit数越多，传输、储存时需占有频带也越宽。如取样频率为44. 1KHZ，采取16bit量化位数，将立体声（2路）信号数字化，那么在1秒需传输脉冲（0，1）数（即需占有频带宽度）为：
44.1103162=1.41106bit/S (即1.5Mbit/S) (9-1)
3、 编码（Coding）
把量化了采样值变换成码序列过程称为编码。二进制使用0和1两个数字，逢2进1。
取样、量化和编码过程统称为模拟/数字（A/D）转换。
9.1.3数字化音频信号含有优点：
（1） 编码信号振幅改变仅为0和1两个状态，其改变范围最多为20dB。所以很适宜于多种媒体储存。音频信号动态范围则取决于采样率和量化bit数，很轻易实现大于90dB动态范围。现在做得最好模拟音频系统动态范围不会超出75dB。
（2） 数字音频信号传输时尽管也会有噪声叠加在它上面，但经过对编码脉冲削波/限幅可完全把它去除。所以数字音频信号/噪声比极高，声音纯真清楚。
（3） 数字音频信号能够进行反复录制，编辑和变换，而不会给音频信号增加失真。
（4） 数字信号便于加工处理和控制，所以在周围设备中取得了广泛应用。
9.2频率特征均衡器（Equalizer）
频率特征均衡器简称EQ，用来校正扩声系统频响特征设备。可分为图示式均衡器（Graphic EQ）、参数均衡器（Parameter EQ）和数字均衡器（Digital EQ）三类。应用最多是图示式均衡器，关键用于均衡房间和系统频率特征，所以又称房间均衡器，图9-3所表示。参数均衡器用来赔偿节目信号中欠缺频率成份，抑制过重频率成份。数字均衡器是一个使用数字电路均衡器，它含有很优异性能，既可组成图示式均衡器，又可组成参数均衡器，使用极为方便。

图9-3 扩声系统频响特征均衡
(a)系统均衡特征 (b)均衡特征
9.2.1图示式均衡器
图示式均衡器简写为GEQ。由多个中心频率固定带通/带阻滤波器组成。经过面板上推拉电位器键位置分布，能够直观地反应出所调整均衡频率赔偿曲线。此均衡器最大特点是很直观，当音响师调整完成后，各频率提升和衰减曲线一目了然，为使用者提供了很大方便。图示式均衡器在系统中作用是：
（1） 填补建筑声学结构缺点，校正室内声学共振产生频率特征畸变。
（2） 抑制声反馈，提升传声增益，改善厅堂扩声质量。
（3） 赔偿扬声器箱频率特征不均匀引发一些音频频率过强、一些频率声音不足等问题。
（4） 修饰和美化音色，提升音响效果，提供不一样节目需要频响特征。
图示式均衡器通常由10～31个恒定Q值带通滤波器组成，每个带通滤波器有一个对应固定中心频率，中心频率分布可按1个倍频程～1/3倍频程设置，均衡调整范围（提升或衰减）为12dB或6dB，并可由开关转换。中心频率间隔设置，即后一个频率f2和前一个频率f1之比为2n，f2/ f1=2n。国际上ISO机构对图示式均衡器频率分布有严格要求，以符合乐声各声部要求。当频率增加1倍时，人耳音调感觉增加一个八度音，即音乐上一个八度音恰为声波信号一个倍频程关系。为使人听音感觉和均衡器调整相一致，图示式均衡器频率点设置均为倍频程关系。
n=1时，即后一个频率点为前一个频2倍，称为1个倍频程均衡器，在整个音频范围内总共可设10个频率点，简称10段均衡器。中心频率分别为：31.5，63，125，250，500，1K，2K，4K，8K和16KHZ。此种均衡器频率点少，频段间距较大，调整频率特征较粗糙，但调整轻易，通常见在带功放调音台上或民用功放机上。市场上没有单独10段均衡器产品。
n=2/3时，即后一个频率点为前一个频率1.6倍，简称2/3倍频程均衡器，在整个音频范围共可设置15个频率点，简称为15段均衡器，中心频点分别为：25，40，63，100，160，250，400，630，1K，1.6K，2.5K，4K，6.3K，10K和16KHZ。此种均衡器虽多了五个频率点，但在实际使用中仍感频点太少，间隔较大，故通常作为系统调整要求不高或作为舞台返听系统均衡器。市场上有单15段及双15段（两路立体声使用）两类产品。
n=2/3时，即后一个频率点为前一个频率点1.26倍，简称1/3倍频程均衡器，在整个音频范围共可设置31个频率点，简称31段均衡器，中心频率分别为：20，25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1K，1.25K，1.6K，2K，2.5K，3.15K，4K，5K，6.3K，8K，10K，12.5K，16K和20KHZ。此种均衡器频点多，频响特征曲线调整精细，用在需要精细赔偿扩声系统主通道中，市场标准产品有单31段和双31段两类。
表9-2 1/3倍频程滤波器中心频率和带宽
1/3倍频程和1/1倍频程滤波器中心频率和带宽
GB3240-82 GB3241-82
为了使声音测量结果能进行相互比较，中国参考相关国际标准制订了国家标准“声学测量中常见频率”和“声和振动分析用1/1和1/3倍频程滤波器”对1/1和1/3倍频程滤波器中心频率和带宽进行了标准化，以下表所表示：
1/3倍频程和1/1倍频程滤波器中心频率和带宽
频带号
中心频率标称制（HZ）
1/3倍频程带宽（HZ）

1/1倍频程带宽（HZ）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
20
25
31.5
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600

2500
3150
4000
5000
6300
8000
10K
12.5K
16K
20K
17.8——22.4
22.4——28.2
28.2——35.5
35.5——44.7
44.7——56.2
56.2——70.8
70.8——89.1
89.1——112
112——141
141——178
178——224
224——282
282——355
355——447
447——562
562——708
708——891
891——1120
1120——1410
1410——1780
1780——2240
2240——2820
2820——3550
3550——4470
4470——5620
5620——7080
7080——8910
8910——11200
11.2K——14.1K
14.1K——17.8K
17.8K——22.4K

224.——44.7

44.7——89.1

89.1——178

178——355

355——708

708——1410

1410——2820

2820——5620

5620——11200

11.2k——22.4k
标准图示式均衡器其它功效键：
（1）IN/OUT（BYPASS）
接入/旁路开关，用来选择均衡器接入或切出，用此功效键可比较加和不加均衡器声音效果，便于音响师在进行系统调整时效果对比。
（2Gain(Level)
增益或信号电平调整。GEQ应用时接在调音台输出和功放输入之间，调音台输出平均电平通常均调至0dB（0.775V），而功放输入电平通常也为0dB，所以我们期望均衡器输出电平也为0dB，即均衡器增益为0dB。但必需注意，均衡器增益调整必需和各频点提升量（或衰减量）相配合，避免功放输入/输出发生过载失真，影响音质或烧毁扬声器单元。
（3）Range
提升和衰减量范围，有6dB和12dB两种选择。最大值为6dB时，调整范围小，但调整精度高。通常6dB范围极难将系统频率特征修正到理想状态，所以实际应用时全部将使用12dB量程。
（4）LOW CUT（HPF）
低频切除高通滤波器）。它关键作用是切去话筒近讲时气流噗噗声及切除50HZ市电交流声。当然在播放音乐和文艺演出时就不能把这些有用低频切除了。
（5）HIGH CUT（LPF）
高频切除（低通滤波器）。它关键作用是切除一些无用高频谐波和高频咝咝噪声，应依据节目内容需要和不损失有用信号成份为标准选择。
图9-4是经典产品外形和性能参数表。
注意：不要在近声场采取多均衡器方案。这种方案既浪费投资，又使系统调整复杂，声音效果不佳。

图9-4 美国dbx企业图示均衡器系列产品
在建筑声学中近声场含义是小于1倍波长距离内声场。假如扩声系统下限频率为40HZ，那么小于8.5米房间为近声场。在近声场情况下，音箱之间会出现声音干涉现象，影响音质效果和清楚度。假如在近场条件下，房间中设置有4个音箱，每个音箱功放前全部设置有一个均衡器，那么就属于多均衡方案。
在超出两倍最低频率波长距离声场中（称为远区场），因为音箱之间距离远，不会发生声音干涉现象，所以为了填补建声缺点，每路扬声器系统能够采取一个均衡器来赔偿。
图示式均衡器技术指标（DOD和dbx）
频率响应：20HZ—20KHZ +0/-0.5dB
恒定Q值，提升/衰减量：12dB或6dB
低频切除滤波器（HPF）：低频截止频率50HZ，衰减斜率12dB/倍频程
工作电平：-10dBu — +4dBu
输入阻抗40K平衡；20K不平衡
最大输出电平：+21dBu（平衡或不平衡）
输入电平控制：12dB
输出阻抗：51平衡；120不平衡
总谐波失真：0..003%，1KHZ
信噪比：大于90dB
电子开关：IN/OUT和滤波器
中心频率误差：5%
电源：220V—230V，50HZ，18W
图示式均衡器选择除了它使用功效外，还有几项技术性能指标不可忽略，如提升/衰减推子行程大小，行程短推子虽廉价，机器高度低些，但调整范围小，极难调得精细正确；另外等效输入噪声（或信号噪声比）和交流哼声通常应优于90dB；均衡量大小（12dB以上），总谐波失真和信号动态范围，中心频率点误差等全部是很关键技术指标。
9.2.2参数均衡器（简称PEQ）
参数均衡器关键作用是赔偿节目信号中欠缺频率成份和抑制过重频率成份，使声音更为悦耳优美。它特点是滤波器中心频率、Q值（滤波器通带宽度）和振幅特征三个参数均为可调，所以称为“参数”均衡器。这种均衡器频率点较少（通常只有低频、中频和高频三个可调中心频率），但它们可调范围包含了全部音频范围。滤波器带宽可调到很窄（优于1/10倍频程），这么能够正确地处理节目信号局部频谱，大幅提升或衰减一些频段信号幅度，产生特殊音响效果或用来抑制某一频点干扰（如50HZ或100HZ，3.4K或6.8KHZ等）或噪声，又可极少损失其相邻有用信号成份。所以在现代调音台中大量采取参数或半参数均衡器，它有很多型号标准产品，可供用户选择。
参数均衡器Q值和通带宽度之间关系以下：
滤波器Q值定义：
Q== (9-2)
式中：为带通滤波器中心频率，单位为HZ；
为带通滤波器中心频率传输电平下降3dB时高端频率，单位HZ；
为带通滤波器中心频率传输电平下降3dB时低端频率，单位HZ；
=，单位为HZ。
从式（9-2）可看到，滤波器带宽和它Q值成反比。即Q值越高，带宽越窄。反之，Q值越低带通滤波器，其带宽越宽。有了Q值，就可求出它带宽。
Q值计算首先要找出频响特征上中心频率两边衰减3dB频率点，比如中心频率=1KHZ，低端-3dB频点为=780HZ，高端-3dB频点为=1280HZ，那么此时Q值为1000/（1280-780）=2。
图9-5为不一样Q值带通滤波器频响特征和带宽。Q=2带通滤波器包含频率范围很宽，受其影响频率也会很多。Q=4和Q=8时，其带宽变得越来越窄。参数均衡器可变Q值通常全部在Q=4～20之间。

图9-5 参数均衡器带通滤波特征
参数均衡器中除带通滤波器外还有一个低通滤波器（LPE）和一个高通滤波器（HPF），它们又称“斜坡”滤波器。
参数均衡器实例
dbx 242参数均衡器图9-6所表示。Dbx 242是一个三段参数均衡器。滤波器中心频率、Q值和振幅特征均为可调。在窄带滤波状态时（1/20倍频程）可作40dB陷波衰减。另外2个HPF和LPF斜坡滤波器可选择±6dB或±12dB/倍频程斜坡均衡。

图9-6 dbx 242参数均衡器
9.2.3数字均衡器
利用数字滤波器技术组成均衡器称为数字均衡器。它特点是不仅技术性能高，而且能够方便地组成多种不一样用途均衡器，既可组成双通道或更多通道图示式均衡器，又可组成各类参数均衡器，还可和电子分频器、反馈抑制器等组合成一个多功效、多通道信号综合处理装置，多年来已经有很多这类新产品面市。数字均衡器性能优异、功效众多、配套简单、使用灵活，是均衡器发展一个时尚。
数字均衡器实例
SONY SRP-E300数字均衡器

图9-7 SONY SRP-E300信号步骤方框图
(a)SRP-E300方框图 (b)SRP-E300信号处理器方框图
SRP-E300数字均衡器含有以下功效：
（1） 可同时作为一个10段参数均衡器（PEQ）和29段图示均衡器（GEQ）来处理信号。
（2） 在一个LCD图形监视屏上能实时显示调整GEQ和PEQ频响特征曲线。当需同时显示GEQ和PEQ时，GEQ特征可重合在PEQ频响特征曲线上，这种显示方法可同时检验全部均衡器特征调整。
（3） 含有限幅器和噪声门功效。均衡器提升太大时，会发生信号削波问题，数字均衡器中限幅功效可阻止这种硬削波发生。噪声门功效还可消除无音频信号期间噪音（静噪功效）。
（4） 数字均衡器中还含有可作为补声扬声器赔偿延时器，最大延时可达4秒。
（5） 机内设有可存放20种不一样频响特征曲线，以适应不一样节目演出需要。
（6） 为预防误操作时把已调整好频响特征曲线弄乱，机内设有锁定功效。
（7） 经过机器RS—232C端子，可进行遥控操作。
SONY SRP—E300数字均衡器技术特征
（1）音频特征（用作模拟信号输入/输出时）
频率特征：20HZ～0HZ 0/-1dB
总谐波失真：0.01%（输出电平+14dBu,30KHZ低通滤波器）
信号动态范围：105dB
（2） RS—232C遥控端子：9芯（公）用一根电缆和计算机连接
（3） 均衡器技术规范
² 图示式均衡器频段数：29段（25HZ～16KHZ，1/3倍频程中心点频）
提升/衰减范围：12dB（0.5dB步级增/减）
品质原因Q值：4.3和7
² 参数均衡器频段数量：10段
频段可调范围：20HZ～20KHZ（1/12倍频程步级调整，共121个点）
提升/衰减范围：12dB（0.5dB步级增/减）
品质原因调整：0.31～19.4（37个点）
² 输出电平：-，-60dB～12dB（0.5dB步级调整）
² 延迟时间调整范围：0～4000ms（每步级调整为20.8），最小延迟时间（模拟输入/输出时）：约1.46ms
² 噪声门门槛电平调整范围：关断，-95dB～-60dB（5dB步级调整）
（4）输入特征
² 模拟信号输入：4dBu/33K,平衡输入。最大输入电平：+24dBu；A/D变换：48KHZ/20bit
² 数字信号输入：取样频率：32KHZ，44.1KHZ，48KHZ，码位长度：20bit
（5）输出特征
² 模拟信号输出：+4dBu/600,平衡输出。最大输出电平：+24dBu；D/A变换：48KHZ/20bit
² 数字信号输出：取样频率：48KHZ，码位长度：20bit
9.3数字混响效果器原理及应用
数字混响效果器是产生多种声场效果和特殊声音效果（声源效果）音响器材。原先关键用于录音棚和电影伴音效果制作，现已广泛用于现场扩声系统。这类器材品种繁多，功效各异，调整方法也不相同，但基础原理相同，假如不能掌握基础原理和调整技巧，极难达成预期效果，甚至会适得其反，严重影响系统放音质量。
效果器基础类型有声场效果和声源效果二类,通常全部能存放数十种效果类型。有效果器还有参数均衡、噪声门、延时器和压缩/限幅等多个功效，使用者可依据自己需要选择对应效果类型。
9.3.1室内声场组成
听众在房间中听到声音有来自声源直达声、经房间周围界面数次反射早期反射声、比直达声晚到30～50ms以上密集数次反射声（混响声）和比直达声晚到100ms以上后期反射声形成回声等多个声波综合而成声音，图9-8所表示。

图9-8 室内声场结构
9.3.1.1直达声（Direct Sound）
声源直接传输到听众声音，也是听众最先听到声音。它贡献是传输声音信息、提升声音清楚度、提供声源方向和声压级关键起源。直达声声压级传输衰减和传输距离平方成反比，即传输距离增加一倍，声压级降低6dB，它和房间吸声特征无关。
9.3.1.2早期反射声（Early Refections Sound）
早期反射声又称近次反射声，是声源发出声音经周围界面（墙壁、天花板及地面）数次反射、比直达声晚到50ms以内全部反射声。它贡献是提升声压级和声音清楚度，帮助分辨厅堂封闭特征。它传输衰减和反射面吸声特征相关。耳朵无法把它和直达声区分。只有在EASE声学软件中用声线法才可计算出来。
9.3.1.3混响声（Reverberation）
比直达声晚到50ms以上数次反射声全部称为混响声。它可帮助分辨房间封闭空间特征（房间容积和体形）。对音乐节目来说，混响声可增加音乐丰满度，不过它在增加音乐丰满度同时会降低声音清楚度和语言可懂度，所以这个成份不可没有（太小时会使声音发“干”），但也不能过大。混响声大小和房间容积和周围界面吸声特征直接相关，可用房间混响时间RT来表示混响声大小。混响时间是当声源停止发声后，室内声压级衰减60dB所需时间，图9-9所表示。

图9-9 混响声和混响时间
9.3.2混响效果器基础原理
混响效果器作用是产生声场效果和特殊声音效果，所以它关键是对混响声及其频谱和延时进行处理，这种处理包含频谱延迟调整、混响声频谱处理、混响声衰减特征和混响声和直达声百分比等等。这些参数处理全部是用一个数字信号处理模块经过机器面板上旋钮进行参数调整设定来完成。基础原理方框图图9-10所表示。

图9-10 数字混响效果器原理方框图
音频信号经过输入端送到输入衰减器R1，再经A/D变换成数字音频信号后送到数字信号处理器中进行效果处理，经过D/A变换再把混响效果声数字信号变成模拟音频信号和直达声信号混合，组成多种效果声输出。
R2和R3是调整直达声和混响声百分比衰减器。假如把直达声衰减至零，混合器输出全部为混响声，此时称为“湿”状态；假如把混响声衰减至零，此时全部输出均为直达声，称为“干”状态。
混响效果器各参数调整均经过前面板上旋钮进行设定，并可存放到存放器中，随时可取出使用（调用）。
MIDI（Music Instrument Digital）接口可输入外接电子音乐键盘信号（电子琴、电子鼓和节拍机等），并可对它们进行合适处理。
9.3.3效果声二种基础类型
效果声种类很多，如厅堂、房间、教堂、剧场、体育比赛、卡拉OK、合唱、颤音、回声、金属板混响、移相效果、镶边效果、闸门混响……，可达数十种。这些名目繁多效果声归纳起来可分成二种基础类型：声场效果和特殊效果。
9.3.3.1声场效果（混响效果）
声场效果是在现场条件下，模拟不一样条件下声场效果。如Room(房间)混响、Hall（大厅）混响、Church（教堂）混响、Studio(演播室)混响、Kara OK(卡拉OK)混响等声场效果。关键用于现场扩声系统。在只有直达声而无混响声室外扩声系统中声场效果可使“干”声音变为“干”、“湿”适宜丰满声音。
关键调整参数有混响时间、混响频谱衰减、延时和“干”和“湿”声音百分比。数字信号处理器关键采取是DSP（Digital Sound Processor）处理芯片。
9.3.3.2特殊效果（声源效果）
特殊效果声关键用于剧场扩声背景效果声，乐队实况演示时声音处理，电影录音和演播室录音特殊声效处理等。
特殊效果声种类很多，如Chorus（合唱）效果，Echo(回声)效果，Pitch(变调)效果，Plate(金属板)混响器效果，Phasing(移相)效果，Tremolo(颤音)效果，Flang(镶边)效果，Gate(闸门)效果。
特殊效果声调整参数很多，它们是低频调制信号频率、调制深度和速度（波形）、反馈深度、参数均衡器参数、闸门时间等等这些参数调整范围及其对应效果名称通常在产品使用手册中或产品面板上全部有说明。下面介绍多个经典特殊效果声产生原理。
（1）Pitch变调（移调）效果
为便于演奏乐队各乐器校对音调（对音）和歌手和伴奏音乐对音，国际上全部把乐声基音以440HZ为基准，向上或向下移动一个倍频程，就会把音乐音调移动一个八度音。通常产品变调范围均可达成6个音阶（6个八度音）。图9-11所表示。

图9-11 变调原理
（2）Echo回声效果
回声是把混响频谱延迟到超出100ms，延迟时间越长，回声间隔时间也越长。直至可听到显著两重声或多重声。回声效果反馈率（0～99%）可控制回声次数。反馈率为0时，效果器实际上成为一个延时器；最大时，会形成无休止回声。所以回声效果通常控制在30%左右。
（3）Chorus合唱效果
假如把音乐频谱用一个0.1HZ～10HZ超低频波形进行调制，使原来音乐频谱跟着调制频率发生周而复始移动，从而发生音调周期性改变；另外，再把这个调制频谱相对于原声频谱延迟一个时间，并和原声频谱混合后，会产生不一样音调合唱效果。
合唱效果调整参数有调制频率、调制深度和速度、频谱延迟时间等。
（4）Plate金属板混响效果
模拟金属板式混响器效果声。它特点是清脆嘹亮，爽朗有力，给人以生机勃勃感受。通常见来处理对白、打击乐和吹奏乐器声音处理。
（5）Phasing移相效果
将延时后声音和没延时声音混合在一起，因为两个声音有时间差（相位差），迭加后会在一些频率相加，形成峰点，而在另部分频率相互抵消，形成谷点。使整个频率响应特征形成“梳状滤波器”形状。图9-12所表示。

图9-12 移相效果频响特征
梳状滤波器效果因为频率特征发生了改变，改变了原声声调，于是产生出一个特殊声音效果。
经过延迟参量调整，可控制梳状滤波器峰和谷出现位置。移相效果延迟量不宜过大，它调整范围是1ms～20ms。
调整直达声和延迟信号之间混合百分比，可调整梳状滤波器特征峰和谷差值。当二者百分比为1：1时，峰值最大可增加6dB(一倍)，谷值达成-∞（即完全抵消）
（6）Flang镶边（法兰）效果
镶边效果是用一个超低频信号对延迟时间进行调制产生效果。这种效果能够循环往复地夸张声音中奇次谐波或偶次谐波分量，使声音频谱发生周期性改变，从而产生“空洞”声、“喷流声”和“交变声”等富有幻觉色彩声音效果。关键用于特殊声音效果处理场所，要慎重使用。
对延迟时间进行调制超低频信号波形图9-13所表示。
调制信号波形共有4种：
a. 正弦波（Sine）,含有平滑输入和输出变调效果。
b. 三角波（Triange），产生线性变调镶边效果，在转折点周围会产生快速升高和降低音调。
c. 对数形（Logarithmic）
d. 指数形（Exponential）

图9-13 调制信号波形
(a)正弦波调制 (b)三角波调制 (c)对数型调制波 (d)指数型调制
c、d两种波形是同一性质波形，镶边效果最好，但还要依据实地试验后决定。
Flange效果调整参数有调制频率、调制波形、调制深度、延时量和反馈率。
镶边电平/Flange Level:控制镶边效果整体电平，控制调整范围0～100。
镶边延迟/Flange Delay:镶边效果使用延迟量，可调范围为0～60ms。
镶边速度/Flange Speed:镶边扫描速度控制，可调范围为0～16HZ。
镶边反馈/Flange Feedback:控制反馈到模块输入量，可调范围为99%，大反馈量可产生戏剧性、不自然有趣声音。
镶边深度/Flange Depth：超低频扫描信号对延迟调制调制深度，调整范围为0～40ms。
除了上述多个特殊效果外，还可把声场（混响）效果和特殊效果进行迭加产生更富有幻觉丰富多彩效果声。
9.3.4数字混响效果器应用和连接方法
效果器在实况扩声中使用标准是只用在对话筒输入信号（人声或乐器演奏）进行处理，因为这些声音信号经话筒拾取后没经任何处理，音色可能不够理想，须要时可用效果器进行润色。但对于标准音乐节目源（CD、LD、MD等）通常全部不使用效果器处理，因这些节目源在制作时已把各声部合成效果调到最好状态了。
9.3.4.1效果器混响时间调整可依据下列原因来确定：
（1） 容积较大、吸声较差、房间本身混响时间已较长时，效果器人工混响时间应要短些，不然会影响清楚度。
（2） 男声演唱时混响时间应短些，女声演唱时混响时间可长些。
（3） 专业歌手演唱时，混响时间应短些或不加混响以保持原声音色特征；业余歌手可使用较长混响时间，以掩盖原声音色不足之处。
（4） 环境噪声大场所，混响时间可合适加长。
（5） 音量较大时，混响时间可调得短部分。
9.3.4.2预延时（Pre Delay）调整：
预延时是控制效果器回声（Echo）时间间隔。它是声源直达声和第一组反射声之间距离延时（图9-8）。回声是由同一声源前后抵达听众耳朵时间差超出50ms时现象。Pre Delay关键是用来改善演唱颤音效果。通常歌唱颤音频率范围（声音起伏间隔时间）在0.1秒～0.2秒之间。
9.3.4.3效果器在系统应用中连接方法：
（1）插入法
利用调音台INSERT（插入）端口，将效果器接入到系统中。连接方法图9-14所表示。效果器可插到话筒通道INSERT端口，也可插入到话筒通道编组后INSERT端口（此时效果器对编入该编组各话筒均起作用）。在这种接法中，可使用效果器中MIX（混合）来调整直达声（干）和混响声（湿）百分比。

图9-14 插入法
（2）反馈法
从调音台AUX/After Fader(推子后辅助输出)端口输出至效果器输入端，效果器输出信号送到调音台Effect Return（效果返回）输入端或Stereo In（立体声输入端），用调音台AUX旋钮和效果器输出电平调整电位器分别调整直达声和混响声百分比（即“干”和“湿”百分比），效果器MIX 置于最大“湿”位置（WET），图9-15所表示。
反馈法有单输入单输出、单输入双输出和双输入双数出三种连接方法，以双输入双输出效果最好，有显著空间感，所以在实际应用中最为常见。

图9-15 反馈法
（3）MIDI输入法
为加强电子乐器和鼓机（电子节拍机）等声源特殊效果，可把这些声源直接输入效果器，经它处理后再送至调音台通道线路输入。图9-16所表示。

图9-16 MIDI输入法
9.3.5经典产品
（1）DOD D3/D6数字混响效果器
D3是一台操作简易，音色优美数字混响器。操作很直接，左面是一排三个旋钮，Input Level（输入电平）、Mix（“干”、“湿”混合百分比）和Output Level(输出电平)。右面是一个16档效果选择器和二个参数控制旋钮。只要调好输入/输出电平和混合百分比，千变万化混响效果就全盘掌握在你手中。混响效果共有八种，包含Reverse，Gated……Room和Hall等，和Stereo Delay，Mono Delay和Chorus,可满足全部些人声效果。再加上Flange，Phaser，Rotary，Tremolo/Panner，Pitch等专为乐器而设效果。其中Rotary Speaker旋转喇叭效果更为尤其，专为键盘而设计，是键盘乐手至爱效果。
对于现场扩声和卡拉OK演唱等场地，优美音质和简明直接操作至为关键。DOD完全明白你实际需要而为你设计产品。
D6基础上是将两台独立D3安置在一个机箱内，方便了操作和节省了机柜占用空间。

图9-17 DOD D3/D6数字混响效果器
（2）DOD DSP16K数字混响/卡拉OK效果处理器
DSP16K是一台使用简单、效果显著、功效齐全数字混响效果器。使用多波段开关选择你所需要32组效果类型，效果种类包含多种混响、延时、合唱、镶边和移调等。同时还有部分尤其冷门效果，如移相、颤音和遥像（漂逸声像），这些全部是新派调音师所喜爱。这些效果还能够用串联或并联方法和传统混响、延时一起使用。
32组效果是经过一个16位波段开关和一个A/B数据库选择按钮取得。而每组效果还有可调15种改变，可经过Preset（预置）来选择。
两个参数控制（参数1和参数2）可对每个预置中指定参数社设定进行调整。可经过参数调整来模拟优质卡拉OK效果。
后面设有输入和输出插座和噪声门门槛电平调整旋钮，可调范围是-80dBu～-40dBu，方便消除无输入信号期间输出噪声。

图9-18 DOD DSP-16K数字混响效果器
技术指标：
输入插座：2个1/4寸不平衡 频率响应：20HZ～16KHZ
输出插座：2个1/4寸不平衡 信噪比：90dB
输入阻抗：7.5K欧姆 THD总谐波失真：0.01%
输出阻抗：51欧姆 数/模/数转换：18比特
最大输入电平：+20dBu 电源：9VAC@750mA
最大输出电平：+16dBu 体积：1.75寸4.75寸19寸
9.4数字延时器（Digital Delay Timer）
剧场、会场和多功效厅中通常在舞台上方吊挂二个通道或三个通道主扩声扬声器系统外，还在大厅后部或楼台/眺台下面安装多只补声用扬声器箱。假如主扬声器和补声扬声器之间距离超出17公尺（两个声源之间延时差为50ms），那么大厅后部听众会听到来自两个扬声器系统不一样延时声音。结果是轻者会影响声音清楚度，重者会出现两重声。
大型体育比赛场（馆）中采取多个扬声器箱分散式供声系统时，因为各声源抵达观众区传输路径不一样，假如不采取方法，部分观众会听到来自各路扬声器多重声音效果，大大降低了声音清楚度。
为使各路声源（扬声器）发出声音能同时抵达听众区，必需采取延时器来校正声音传输时间差。
数字延时器有三种特殊用途：（1）作为多路扬声器声音同时控制器，图9-19所表示。（2）帮助改善梳状滤波器失真。（3）调整声像定位。

图9-19 延时器应用
延时器和混响器混合使用可取得愈加好临场感效果。连接方法图9-20所表示。延时器把调音台AUX输出原始声延迟后分成两路：一路送到混响器产生混响效果声，另一路则把延迟后原始声再返回到调音台立体声输入端和原始声再混合。只要它们三者之间（原始声、延时声和混响声）百分比合适，就可使单调原始声变成象在音乐厅中那样丰满而又有临场感效果。这种应用方法在缺乏早期反射声和混响声室外广场扩声系统中效果最为显著。

图9-20延时器和混响器联合应用
利用哈斯效应（优先效应）可调整声像定位。图9-21中给两个扬声器加上两个相等电平信号，则处于它们中间收听者直觉反应是声源在其正前方（图a）；假如在一个声道中加入一个延迟时间T，则收听者会显著地把声源定位到先发声那个扬声器上（图b）；假如降低先发声扬声器声压级，则收听者声源定位又会恢复到它们中间位置（图c）。图9-22给出了相对声压级和时间延迟之间关系曲线。

图9-21 两个声源声压级差和时间差对声像定位影响

图9-22 两声源声压级差和时间差之间关系
经典产品举例
1、 DOD SR400数字式延时器
用于大型扩声系统，加插在辅助扬声