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均衡器[专业信号处理设备]
专业音响系统与家用音响系统的明显区别是拥有较多的专业信号处理设备。
均衡器是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备，通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷，补偿和修饰各种声源及其它特殊作用，一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。均衡器分为三类：图示均衡器，参量均衡器和房间均衡器。
1．图示均衡器：亦称图表均衡器，通过面板上推拉键的分布，可直观地反映出所调出的均衡补偿曲线，各个频率的提升和衰减情况一目了然，它采用恒定Q值技术，每个频点设有一个推拉电位器，无论提升或衰减某频率，滤波器的频带宽始终不变。常用的专业图示均衡器则是将20Hz~20kHz的信号分成10段、15段、27段、31段来进行调节。这样人们根据不同的要求分别选择不同段数的频率均衡器。一般来说10段均衡器的频率点以倍频程间隔分布，使用在一般场合下，15段均衡器是2/3倍频程均衡器，使用在专业扩声上，31段均衡器是1/3倍频程均衡器，多数有在比较重要的需要精细补偿的场合下，图示均衡器结构简单，直观明了，故在专业音响中应用非常广泛。
2．参量均衡器：亦称参数均衡器，对均衡调节的各种参数都可细致调节的均衡器，多附设在调音台上，但也有独立的参量均衡器，调节的参数内容包括频段、频点、增益和品质因数Q值等，可以美化（包括丑化）和修饰声音，使声音（或音乐）风格更加鲜明突出，丰富多彩达到所需要的艺术效果。
3．房间均衡器，用于调整房间内的频率响应特性曲线的均衡器，由于装饰材料对不同频率的吸收（或反射）量不同以及简正共振的影响造成声染色，所以必须用房间均衡器对由于建声方面的频率缺陷加以客观地补偿调节。
频段分得越细，调节的峰越尖锐，即Q值（品质因数）越高，调节时补偿得越细致，频段分的越粗则调节的峰就比较宽，当声场传输频率特性曲线比较复杂时较难补偿。
均衡器的调节可分为以下主要几段进行：
1、20Hz--60Hz部分：这段低频往往给人很响的感觉，如雷声，是音乐中强劲有力的感觉。 如果提升过高，则又会混浊不清，造成清晰度不佳。
2、60Hz--250Hz部分：这段频率包括基音、节奏音的主音，它和高中音的比例构成了音色结构的平衡特性； 强之则音色丰满，弱之则音色单薄，过强则产生隆隆声。
3、250Hz--2KHz部分：它包括大多数乐器的低频泛音和低次谐波。
4、2KHz--4kHz部分：这段频率属中频，如果提升得过高会掩盖说话的识别音，尤其是3kHz提升过高，会引起听觉疲劳。
5、4kHz--5KHz部分 ：这是具有临场感的频段，它影响语言和乐器等声音的清晰度。提升这一频段，使人感觉声源与听者的距离显得稍近了一些；衰减5kHz，就会使声音的距离感变远；如果在5kHz左右提出升6dB，则会使整个混合声音的声功率提升3dB。
6、6kHz--16kHz部分：这一频段控制着音色的明亮度，宏亮度和清晰度。 音台连接，故称它们为周边设备。专业信号处理设备的作用是配合调音台对音频信号进行各种处理和修饰，达到美化音色和保护后级设备的作用。常用的专业信号处理设备有：均衡器、压限器、效果器、激励器和电子分频器等。
均衡器是一种用来对频响曲线进行调节的音频设备，换名话说，均衡器能对不同频率的声音信号中过多的频率成分。因此，它能补偿由于各种原因造成的信号欠缺的频率成分，也能抑制信号中过多的频率成分。例如，均衡器可以抑制频率为60~250Hz的低频交流声，也可以抑制频率为6至12 kHz的高频噪声；利用均衡器还可以进行音调调节和音色加工。均衡器的原意是将传输系统中不平衡的频率特性用相反的特性曲线进行频率均衡，在此基础上增加了音色加工和美化的功能。均衡器的作用主要如下。
①校正各种音频设备产生的频率失真，以获得平坦响应。
②改善室内声场，改善由于房间共振特性或吸声特性不均匀而造成的传输增益（频率）失真，确保其频率特性平直。
③抑制声反馈，提高系统传声增益，改善扩声音质。
④提高语言清晰度和自然度。
⑤在音响艺术创作中，用于刻画乐器和演员的音色个性，提高音响艺术的表现效果。
均衡器的种类很多，但基本上工作原理都是相同的。它们都是将音频信号的全频带（20Hz至20kHz）或全频带的主要部分，按一定的规律分成几个甚至几十个频点（也称频段），再利用LC串联谐振的选频特性，分别进行提升或衰减，从而获得所希望的频率校正曲线。
根据均衡器所使用的电路不同，可分为有源均衡器和无源均衡器；根据中心频率不同，可分为低频均衡器、中频均衡器、高频均衡器和组合式均衡器；根据其他参数是否可调，可分为图示均衡器和参量均衡器。本节主要介绍图示均衡器。
一、图示均衡器
图示均衡器是组合均衡器中的一种，它是以中心频率为横坐标，控制电平为纵坐标，滑动电位器摆出的形状就形成了频响曲线，大致反映了所用均衡器的频响特性，操作起来既简单又直观，所以称它为图示均衡器（Graphic Equalizer）。因为它主要用于弥补厅堂建声特性的不足，故有时又称它为房间均衡器（Room Equalizer）。这种均衡器的各频点的控制电平示意图如图1所示。
图示均衡器根据频率划分的方式不同，可以进一步分为：1倍频式、1/2倍频式、1/3倍频式、1/4倍频式等多种。所谓倍频式是指相邻频段的频率相差一倍频。1/2倍频式是指相邻频段的中心频率相差1/2倍频。1/3倍频式和1/4倍频式是指相邻频段的中心频率分别相差1/3倍频和1/4倍频。对于倍频式均衡器而言，其中心频率一般设在63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz和16kHz等9个频点上，所以有时也称为9段均衡器。
1/3倍频式均衡器，其中心频率一般为：20Hz、25Hz、32Hz、40Hz、50Hz、63Hz、80Hz、100Hz、125Hz、160Hz、200Hz、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz、630Hz、800Hz、1kHz、1.25kHz、1.6kHz、2kHz、2.5kHz、3.15kHz、4kHz、5kHz、6.3kHz、8kHz、10kHz、12.5kHz、16kHz、20kHz。可见它把整个音频范围分为31个频点，因此通常称它为31段均衡器。
通过对9段均衡器和31段均衡器频点划分情况的介绍，可以看出它们各自的特点：9段均衡器的频段较宽，其调整曲线比较粗糙，但操作简便，易于掌握；而31段均衡器的频段较窄，调整曲线粗细，但操作复杂，往往要用专用设备监测，才能调整好，否则不仅达不到预期效果，反而会使频率失真更为严重。它们的特点不同，适用范围也不同。9段均衡器适用于音调调整和音响艺术创作，如果用它来抑制声反馈，会造成把一部分很需要的音色减去，令音色有所改变。31段均衡器主要用来校正电声设备和房间传输增益的频率失真以及抑制声反馈，在工程施工时，借助专用测试设备一次性调好，交付使用后不再在现场随节目的需要而调整。
图示均衡器的使用
1、图示均衡器的使用要点
专业扩声系统中使用的频率均衡器以选择1/3倍频程为好，这类均衡器一般都不少于30个调节频点；大于1/2倍频程（如15段、10段式）的机型在任何专业音响系统中都不太适宜。频点设置少的均衡器其每频点的受控带宽都较大，在扩声系统中有时还会制造新的麻烦。
频率均衡器的使用目的应尽可能单一，不要既用于系统频率特性的均衡又用于音色调节，这样只会引起混乱。通常情况下，扩声系统对音色的调节并不要求十分精细，可由调音台上各输入通道的均衡装置进行，况且专业调音台上的这类均衡大多可调频率拐点，有较大的适应性。若确须用多频均衡器调节音色，合理的方法是单独配置专用的均衡器，以免因调节音色而改变整个系统的频率均衡。
此外，必须注重扩声系统中系统频率均衡调节的科学性和合理性，不能用一些诸如抑制传声器啸叫点的方式含混行事。频率均衡器并不仅是调整扩声场所与传声器的关系，不能简单的采用搜寻传声器啸叫点的方式来调节均衡器。因为这种方式不仅极为片面，还受传声器特性的影响而误差很大，不可能实现系统均衡。合理方式之一是尽可能使用宽带粉红噪声源进行调校，而且必须选择尽可能合理的测试点，以充分修正厅堂的声缺陷。
BEHRIMGER公司的DSP8000系列数字处理器具备有粉红噪声源和专用传声器进行测试，并可根据判读结果用内置的双30段数字均衡器自动校正。此外也可将其作为测试仪器，然后根据其判读结果来对应调整所测系统中的专用均衡器。
2、均衡器的面板与功能键
下面以YAMAHA Q2031A型均衡器为例，介绍均衡器的使用。其面板与功能键如图1所示。
①POWER ON/OFF：电源开关
②RANGE：范围选择键
用来选择图示均衡器的控制范围。该键在正常位置时，控制范围为±12dB，按下该键后，控制范围缩小为±6dB，但控制精度提高。
③HPS SWITCH：高通滤波器开关
用来选择是否在图示均衡器之前加入高通滤波器。该键在正常位置（抬起）时，高通滤波器断开，输入信号直接进入图示均衡器；按下该键后，高通滤波器接通，输入信号经过高通滤波器后再进入图示均衡器，这时左边指示灯闪亮。
④EQ SWITCH：均衡开关
用来选择是否接入均衡器。该键在正常位置时，均衡器断开，输入信号不经过均衡处理直接输出，即：均衡器被旁路（BY PASS）；按下该键后，均衡器接通，输入信号经过均衡处理后才输出，这时左边指示灯亮。该键可以帮助您比较均衡处理前后的效果，或者用于迅速取消某种均衡效果。
⑤LEVEL CONTROLS：输入电平控制
用来调整输入灵敏度，以适应不同的信号源。输入信号电平太低会降低信噪比；而输入电平太高又会导致过激失真。调节该推子，以过载指示灯闪亮为佳。
⑥HPF：高通滤波器
用来调节高通滤波器的转折频率，本机的转折频率在20~200Hz范围内连续可调，低于所选转折频率的信号将以每倍频程12dB的斜率迅速衰减。
该功能的作用：
a、消除房间中的低频驻波
b、消除歌手演唱时气流或风在话筒中引起的低频噪声
c、减小各种原因引起的交流噪声。
⑦BOOST CUT：提升/衰减控制
用来控制中心频率信号的提升或衰减幅度。推子位于中间时，对该频率的信号即不提升也不衰减；推子向上滑动时，所对应频率的信号将被提升。反之，推子向下滑动时信号将被衰减。
⑧INPUT：输入插口
⑨INPUT LEVEL：输入电平选择
⑩OUTPUT：输出插口
11、OUTPUT LEVEL：输出电平选择
12、13：专为美国和加拿大设计的八角输入变压器的插口和旁路开关
3、图示均衡器的调试
为了提高扩声系统的品质，希望其频带要宽，特性曲线要平坦。而现实中每个扬声器，甚至是同一型号的扬声器频率曲线也是不完全一样的。再者，房间建筑结构或多或少存在着声学缺陷，使声场变得复杂混乱。下面将介绍如何通过均衡器来补偿扬声器、补偿声场，改善声场系统的传输频率特性。
（1）电输入法
所谓电输入法就是借助粉红噪声和频谱分析仪进行调试。把均衡器、频谱分析仪依次串接于调音台和功放之间，用粉红噪声作为输入信号送入调音台。将调音台各段均衡器置于平直状态，均衡器各点电位器放在0dB位置上。输入粉红噪声信号，调节均衡器各频点电位器，用频谱分析仪上的测试传声器接收该系统扬声器发出的声音，使频谱分析仪上显示的曲线趋于平滑。调整完成后，均衡器在此房间中使用时无需再做调整。
（2）声输入法
声输入法一般用在以唱歌、表演为主的场所，而且扩声系统中要使用固定的传声器和扬声器进行调试和演出。如果更换传声器或扬声器，频响曲线会发生变化。用声输入法可以有效地克服声反馈，但是会影响LD、CD、卡座放音时的频率响应（特别是话筒频响曲线不平坦时）。
在歌舞厅调试均衡器一般主张用电输入法，话筒的缺陷应该用调音台上的参量均衡器来进行补偿。应先用电输入法调试图示均衡器，再用声输入法调试调音台上话筒支路上的参量均衡器。
（3）调试注意事项
①均衡器各频点的电位器应在中心线上下合理分布，当电位器都偏向中心线上方时，容易引起均衡器过载；当电位器都偏向中心线下方时，会引起均衡器以前设备的电信号过载产生失真，而且这样的状态在使用多声道均衡器时还会使各通道的增益产生差别并产生不同的相移，使声象发生变化。
②避免某两个相临频点提升衰减差异过大，尽量圆滑过渡。否则会产生相位变化太大，使声音变怪。
③不把电位器调节在最上方或最下方，以免产生过大的相位移动，减小系统实际的动态。
④16kHz以上的频率不宜提升过高，防止在特殊情况下将高频扬声器烧毁；20Hz、25Hz的低频也不应提升过多，那样容易对低音扬声器造成冲击。
