擴聲系統中的DSP問題探讨

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所属分类:音频杂谈

DSP的發展
在擴聲系統應用中,我們經常會将聲音信号轉換成數字信号(A/D),并按照一定的格式進行處理之後,再由數字信号轉換成聲音信号(D/A),而且進行信号轉換的相關應用需求市場也在迅猛增長。各種處理器功能在逐漸廣泛的應用中慢慢得以完善,許多音頻系統應用也面臨着由傳統的模拟電路轉向新型變革。

觀衆對聲音質量的要求越來越高,消費市場的龐大潛力激發了DSP芯片的需求。但是,DSP并非簡單地替代傳統的模拟工具,而衍生在了更多的應用領域,讓更多的新技術得以應用、新産品性能優勢得以充分發揮。

本文中所指的處理器包括了各個生産商、不同應用中的各種信号處理設備。如獨立的、機架式設備模塊——需要整合安裝成一套音頻系統;多功能設備——集成商按照客戶的需求配置系統設備,滿足特定應用的需求;計算機程序的配套軟件即插件程序以及可以安裝到控制台、放大器中的模塊。但是,無論是什麽類型的處理器,其根本理念都是相同的,設計商所要處理的就是如何合理配置好一套系統,充分發揮系統部件的優勢。許多DSP音頻産品生産商都生産多種不同格式、類型的産品,給設計商留出了更多的選擇空間。

除了在音頻處理方面的功能外,DSP還爲更多的新型音頻系統控制敞開了大門。由于DSP處理器處理的信号都是數字化的,因此可以通過遠程編程改變系統參數。信号處理的數字化還方便了工程師們将信号以特定的格式存儲起來,并進行傳輸,讓音頻工程師進行自動操作性能設置的同時還能維護未經處理的信号,以便以後使用,如MIDI這些控制協議的發展也讓DSP産品的功能得以擴展,如錄音功能以及實況音頻應用中的一些功能。

信号延遲
延遲是一個相對簡單的概念,在許多音頻産品中都采用到了延遲元件。作爲音頻設備最爲重要的一個部分,在微觀角度上來講,延遲就是從聽覺上将傳感器在交叉環境中排列,從宏觀角度上來講,就是補償傳感器在傳輸中被幹擾出現的較大空間的距離。延遲元件的不斷發展促進了人們對擴聲系統中時序校準的理解和測試。有人會認爲,DSP技術所帶來的最簡單的貢獻就是大大提高了系統的可懂度,這是任何其他技術都不能媲及的,而且集成電路芯片的發展也促進了更多更爲複雜的DSP應用,如混響和回聲。

聲反饋抑制
聲音反饋抑制産品通常都内置到擴聲系統中,被認作系統的保護器,因爲反饋抑制産品的功用就是自動檢測并糾正實況環境中所産生的反饋聲。這些設備在識别何種原因導緻反饋聲的産生,什麽時候會産生反饋聲方面的性能在不斷提高,而且随着采樣率和分辨率的提高,在質量方面也得到了很大的改進。

 擴聲系統中的DSP問題探讨

 圖1.音頻系統中的回聲抑制器

另外,還有一些完全不同的反饋抑制元件,可以讓設計商自行選擇哪一種設備最适合自身的系統設計(見圖一)。當系統的潛在音頻增益(Potential Audio Gain)與聲音環境的需求音頻增益(Needed Audio Gain)非常接近的時候,反饋設備就顯得更爲重要,在這種情形下,通常都把系統調整到反饋起點以下。

最早的反饋抑制器都是基于參數均衡器的方式,例如,他們将各種不同的過濾器引入到了數字信号鏈中。電路會連續采樣信号,當檢測到反饋聲的數字“信号”時,就會在該頻率激活一個相應的過濾器。過濾器的深度可以不斷調整,直至反饋聲被完全控制爲止。這類産品通常都被一些著名的公司壟斷着,如Sabine,Shure、dbx、Peavey、Roland、Behringer、Samson等。當然,這些産品也存在着一定的局限性,最明顯的問題就是偶爾不能識别反饋聲的某些信号,因爲這些設備從本質上來講仍是均衡器,由于相位誤差和頻率等高線問題可能會對聲音“加色”,就會産生不理想的結果。但是,如果在調整得非常得當的音頻系統中,反饋抑制器在系統保護中就會起到不可估量的作用。

第二类反馈抑制器就是“移频”类,这是由Polyfusion公司推广起来的。这类反馈声抑制器能够持续转换所有经过该设备的信号的音频频率,高达6Hz。除非放大后的信号直接与原声相比较,不然,观众就不能轻易察觉到。使用这类抑制器后,由于反馈声的原声都进行了移频,而不是在原声基础上重新组建声音,所以信号再生就不再可能。

目前,最新、最成熟的反馈抑制器要属Wide-Band Solutions公司生产的反馈声取消器。这款高级DSP产品能够不断消除其检测到的反馈声,其优势就是连续对整体数字信号进行检测,并处理其他

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