比喻、喻事歇后语
压限器篇(一):调音台与音响周边设备的连接提到音响系统,我们当然首先会想到调音台,调音台,会有很多种形容法,最贴切的莫过于把调音台比喻成一个音响系统的心脏了,这个心脏血液循环的如何,直接影响到整个系统的性能。形象来说调音台就像一个大的水处理池,我们把多种音源信号像流水一样输入进这个大水池,然后在水池
压限器

压限器篇(一):调音台与音响周边设备的连接


提到音响系统,我们当然首先会想到调音台,调音台,会有很多种形容法,最贴切的莫过于把调音台比喻成一个音响系统的心脏了,这个心脏血液循环的如何,直接影响到整个系统的性能。形象来说调音台就像一个大的水处理池,我们把多种音源信号像流水一样输入进这个大水池,然后在水池内对流入的各种水进行合理的处理,最后再从各种不同渠道流出去,整个过程就是这么简单。因此对调音台的连接无非也是:输入和输出两大部分。    (一)、调音台输入部分的线路连接:    调音台的输入信号大体上分为低阻话筒信号输入和高阻线路信号输入两种。其实我们可以把低阻和高阻的区分看成是水压力或水流速度的不同。比如:高阻输入的电平高,就好像水压很大,水流较急,直接输入到调音台这个水池里就合适了,不用在中间加什么环节来调整水压和水流速了;但低阻输入的电平低,就好像水压很低,水流很慢,直接输入到调音台这个水池里就不合适,我们就需要在大水池里加上一台抽水机,把低阻的低水压给它加大,让水流速度加快!所以调音台的低阻输入通道线路里都内置了专门的电路放大器,把低电平放大到合适的电平。这样用水的特点来形容低阻信号和高阻信号大家应该很好理解了。    只有分清高阻、低阻之后才可以选择正确的线材进行相应的连接,大体上调音台输入插口基本可以分为3种:    1、TRS:高阻输入部分通常要用6.35cm TRS立体声接头作平衡输入,尽量不要用6.35 TS单音(声)接头作非平衡输入,而现在我们用的大部分音源播放设备如:CD、VCD、DVD、MD、MP3等以及大部分乐器的输出信号通常都是高阻信号。    2、XLR:而低阻通常用XLR卡侬接头作平衡输入,现在大部分的有线话筒通常都要用低阻插口与调音台连接。    3、RCA:如果有的调音台带有TAPE录音输入,那通常是采用RCA莲花接头进行连接。    调音台信号输入部分需要注意的问题:上面已经介绍了调音台的输入信号大体可分为低阻和高阻输入,但如何准确界定某一路信号是属于低阻还是高阻就需要灵活。比如按照标准,电子琴、电贝司、电吉它等属于高阻信号,要用6.35接插头输入到调音台才可以,但有些地方从舞台到调音台之间的连接线太长,线阻大,再加上灯光等系统干扰,让这条信号线的本底噪声已经很大了,即使不输入任何音源信号,在调音台上把这条线路所输入通道的增益开大时都会有很大的本底噪音,就好像上面形容的:这条线就是一条河,现在这条河里的泥沙已经太多了,此时这条线路里杂音很多还是不可改变的,而且线路那边的乐器音量已经开到最大而无法再增加了,也就是河里只能给你放那么深的水了,那怎么办呢?如果用高阻信号输入就等于河里的水没有增加,水质不可以改变,音质当然也没办法改变;如果用卡侬插头从低阻插口输入信号,河里的一点浅水就会经过低阻放大器的放大,这样水深了,水质好了,音质也好了。说起来好像不太真实,大家可以试下。我现在做的好多工程,乐队基本上都是采用卡侬插口从低阻输入,虽然表面看起来不规范,但实际上也是减少乐队噪声的无奈之举。所以我们还是要灵活,在实践中寻找最佳工作方法。    (二)、调音台输出部分的线路连接:    现在专业调音台的输出部分有很多插口而且各有分工不像输入部分虽然插口多但却相对简单。因此连接输出信号时要慎重。通常调音台主要的输出部分还是指总音量输出、编组音量输出、AUX输出等,大体上调音台输出部分按功能分一般可以分6个部分:    1、编组输出:如果我们把低音音箱通过1-2编组来单独控制音量,那么就只能从调音台1-2编组相对应的输出插口输出音频信号,编组输出的输出口大多数采用TRS立体声插口作平衡输出,当然也有的用卡侬插口。    2、主声道输出:L-R主声道通常采用XLR卡侬平衡输出,有些小型调音台也有用TRS立体声插口代替的。    3、AUX输出:调音台中AUX输出最常用是输出给人声效果器的其次是用来给乐队或歌手提供信号,当然也开以有别的用途,如:录音、用作辅助音箱信号等。AUX通常采用TRS立体声插口输出信号。    4、Direct直接输出部分:比较专业的调音台每个输入通道里还有一个“Direct直接输出”插口,这个插口可以提供给另外的设备用来录音、等,调音台的每通道通常是采用TRS立体声插口输出信号的。比如一场演出电视台需要直播,现场也要直播,假如有20路音源信号,那么我们可以把这20路音源信号先输入到电视台的调音台里,然后再利用电视台调音台中的Direct直接输出插口把这20路音源信号再输入到现场演出的调音台里。当然现在为了安全都是先将这20路音源信号通过信号放大分配器调整、分配好后再分别送给电视台调音台、现场演出调音台、备用应急调音台、录音调音台或其它设备等。    5、录音输出:一般的模拟录音输出信号插口大都采用RCA莲花接头。如果是数字信号那可能采用光纤、火线等其它数字输出方式。    6、INS插入插出插口:调音台里的这种插口介于输入和输出之间,它采用TRS立体声接头进行连接。关于INS插入插出好多音响师可能还不会用它可以将某周边设备插入到调音台某一输入通道、编组通道或主(左右声道)通道中,单独对所插入通道的声音信号进行处理。使用时用TRS大三芯立体声接头进行连接,方法是从TRS大三芯立体声插头头端输出信号,接到要插入的设备的输入端,再从此设备的输出端送出信号接到TRS大三芯立体声插头的环端,然后再流入到调音台里。比如我们可以利用此方法给调音台1、2路话筒插入一台均衡器,就等于把1、2路话筒这条水管截断,加了一台水处理器(均衡器),然后再输入到调音台,这样调整音色效果更好。    以上为调音台的连接,不管是调音台的输入部分还是输出部分,所使用的插口和信号连接方式基本上就是这几种,只不过连接时要注意正确无误。    二、均衡器、压限器的连接:    1、均衡器:众所周知均衡器的主要功能就是调整音色、调整声场和抑制声反馈了,因此在现在音响系统中均衡器几乎是不可缺少的设备目前均衡的输入和输出部分都是采用平衡插口连接时最好可采用XLR接头的平衡线路,当然也可以采用TRS接头的平衡线路。    2、压限器:压限器是处理音频信号的一种设备,可以将音频电信号的动态进行压缩或进行限幅。实际上我们现在在使用压限器时的主要功能就是让它压缩高电平信号,这样可以保护其下级的音响设备。可以说在一套完整的音响设备中,除了调音台和均衡器外,压限器算得上是最重要的周边设备了,因此正常情况下压限器应该放在功放前面,其它周边设备的后面。连接方面可以采用XLR接头的平衡线路或TRS接头的平衡线路。    三、电子分频器的连接:    电子分频器是指能将20Hz--20000Hz频段的音频信号分成合适的、不同的几个频率段,然后分别送给相应功放,用来推动相应音箱的一种音响周边设备。目前的电子分频器输入部分还较简单,但输出部分就比较复杂:有高音输出、中音输出、低音输出等。在连接时低音信号的输出和中高音信号的输出一定不要搞混了,否则高音信号给了低音音箱,低音信号给了高音音箱,这样一来音响系统中就可能没有声音出来了,因为频率不对,搞不好还会烧坏音箱等设备!电子分频器在连接发面可以采用XLR接头的平衡线路或TRS接头的平衡线路。    四、反馈抑制器的连接:    在设备连接方面也是采用XLR接头的平衡线路或TRS接头的平衡线路,连接方法大致可分为以下3种:    1、像均衡器等周边设备那样顺序串接在音响系统中,这样连接的优点是:连接和操作十分简单,适用于较简单的系统中。但缺点是:此连接法在抑制话筒声反馈时,也会影响到通过反馈抑制器的其它音源信号。    2、利用调音台通道里的INS插入/插出接口,将反馈抑制器单独串接在相应的通道里,这样连接的优点是:可以最大限度对反馈抑制器进行调整,不必顾及会影响其它音源。缺点是:利用这种连接法,一台反馈抑制器最多只能控制调音台的2个通道,设备利用率太低。    3、利用调音台编组里的INS插入/插出接口,将反馈抑制器串接在相应的编组通道里,其优点是:可对编进此编组内的话筒进行集中处理,而且不会影响到其它音源。总起来说由于这种方法可以充分的利用反馈抑制器,因此也是目前采用最多的连接方法。    五、器的连接:    器可以把音频信号进行处理,一般用在一些声场空间较大、需多组音箱分散式扩声的系统中。因为在这样的系统中声音由不同位置的音箱发出后,到达听者的耳朵时是有先后之分的,所以为了尽量保证声像的一致性、增加声音的可读性、避免声音的浑浊感、镶边声和拖尾声,我们有必要使用器进行相关处理。关于对象的确定,就是对谁进行?其实很简单,只要搞清楚以下三点就好了:    1、第一就是以人为本,再多、再好的音响设备也是为人服务的,因此在一个声场内,我们首先要以观众为基准。    2、第二就是以主发声源为准,通常也就是主音箱和主舞台所在的位置。理想的情况下应该是主发声源所发出的声音直接传到观众耳朵里是最理想的境界。但由于音箱的能量、射程、指向性、声场声压的均匀度等原因,因此现在室内扩声系统中大部分还要增加一些离观众距离较近的辅助补声音箱。    3、第三点主要就是指这些离观众距离较近的辅助补声音箱了,也就是可能需要进行处理的音箱了。    绝大多数情况下都是:确定了第一因素人,确定了第二因素主发声源,然后对第三因素的辅助补声音箱进行处理。音速每秒大概340米,因此时间就根据第三因素的辅助音箱与第一因素主音箱之间的距离进行计算。知道了延迟对象才可以正确的连接器,连接上基本上是像均衡器等周边设备那样串接在音响系统里需要的信号通道中,采用XLR接头的平衡线路或TRS接头的平衡线路进行连接。    六、激励器的连接:    音频激励器实际上是一种谐波发生器,利用人的心理声学特性,对声音信号进行修饰和美化的音频处理设备。激励器一般有以下三种连接使用方法:    1、可以像均衡器等周边设备那样串接在音响系统里需要激励的信号通道中,比如在一个调音台里,1-2编组是人声,如果要对这个编组的人声进行激励处理,可以把激励器利用插入/插出接口连接到调音台的1-2编组通道中。    2、如果要进行综合处理,那在调音台主音量输出通道或其它编组等输出通道中串接一台激励器就可以了。    3、激励器也可以像效果器那样从AUX发送出来信号,然后再返回到调音台,这样可以调整哪一些通道需要进行激励处理、需要处理的力度是多大等,这样其实更灵活一些。    激励器在信号连接方面,也是采用XLR接头的平衡线路或TRS接头的平衡线路进行连接。    七、数字效果器的连接:    效果器是处理、制造各种声场效果的音响周边器材,一般用于对人声进行处理,在大多数音响系统中,如果人声没有经过效果器处理就会变得没有丰满度和亮度,也就是:干瘪没有水分。现在最新的效果器都使用了数字处理芯片,所以我们也称其为:数字效果器。效果器比较少像均衡器等周边设备那样串接在音响系统里,一般情况下都是从调音台的AUX发送信号给效果器的输入接口,然后再从效果器的输出接口返回信号到调音台里。在信号连接方面,多数是采用TRS接头的平衡线路进行连接,少数专业效果器也有的采用XLR接头的平衡线路进行连接。    八、功放与音箱的连接:    这个大家应该都很熟悉了,只是要格外注意: 在信号方面功放的信号线要尽量用平衡线,这样可以尽量减少噪音。好多音响师喜欢把一路或两路信号线供给多台功放机用,但要是超过四台功放时,还是建议用信号放大器分出数量足够多、没有衰减的信号线供给每一台功放单独使用,这样可以减少系统噪音、减少隐患、提高信噪比。在功率传输方面尽量选用粗、短一些的音箱线以及采用合理的布线来缩短音箱线的距离再一个一定注意正极和负极避免短路。    设备连接需要注意的问题:    1、注意电源:音响设备要有专用的电源,要和灯光的电源分离,而且灯光喜欢低一点的电压,但音响则要标准电压。有了专用电源后,还要有稳定可靠的电源插座,可以尽量使用“电源时序器”,虽然成本增加但提高了稳定性和易用性。总之:正确、稳妥的连接好所有音响设备的电源是至关重要的。还有一点要注意:有些进口设备电源部分会有110V和220V的选择开关,在我国,一定要确认选择在220V位置时才可以连接通电。    2、注意设备的接地:正确的给所有的音响设备连接好地线是非常重要的,良好的接地可以减少设备信号传输的干扰,提高设备的稳定性。需要注意的是接地线要按照避雷线的接地标准来做,就是埋在地下部分的导体要防锈、接触要好、埋地要深,千万不能和三相电源线配置的接地线共用,那样不但不会减少音响系统中的噪音,还容易损坏设备。    3、注意选择合适的连接信号线:一台音响设备,我们能用XLR卡侬平衡线来连接的就不要用TRS平衡线连接;能用TRS平衡线连接的就不要用TS单声道非平衡线连;实在没有办法时才可以采用TS单声道非平衡线连接设备。    4、注意信号的反相及短路:信号线短路经常会造成无声故障,检查起来却非常麻烦,除非一条条信号线拆下来用万用表检测才行,所以焊接线时要特别小心。5、注意信号线的长度:在连接设备时,要尽量采用较短的信号线,一来节约成本,二来减少线阻和干扰。正常情况下,采用平衡传输方式的信号线最长可以到300米左右,而非平衡线则不能做远距离传输。    6、注意设备的电平:如果设备后面板上有+4和-10或-20电平开关转换时,正常情况下我们要放在+4位置,这样才是标准电平。    7、注意直通:很多设备都有一个直通(Bypass)键,直通时该设备一般就不起作用了,所以我们要注意检查这个按键,要不如果我们让压限器直通不起作用了,那压限器后面的设备就失去了保护的作用。    8、小心误操作:由于设备多、按键多,所以往往容易发生误操作,比如:有一些电子分频器上有一个“×10”的按钮,大家注意不要轻易按下它。例如我们的分频点调整在200Hz的话,按下此按钮200 × 10就变成2000Hz了,因此一定要避免误操作。    有了好的设备,再加上正确、合理的把它们连接在一起,那么这套音响系统的效果就一定会很完美!    1.由于人声(演唱)、现场乐器的演奏(特别是的士高)产生了大动态、大响度。所以,为了保护功放和音箱,一般都在其前面加压限器来降低音乐动态,限制其输出电平。同时,压限器也能压缩信号、消除噪声,以及扩展信号动态范围的功能。一句话,压限器最好有目的使用,用在最需要处理的地方。    2.如果仅为录音而言(非演唱会、的高厅),上述四设备连接为:调音台--压限器--均衡器--功放。这种连接音质较好。    3.如果是演唱会、的高厅的场合里,上述四设备连接为:调音台--均衡器--压限器--功放。这种连接音质比上次之。

压限器篇(二):压限器调节说明


                           压限器调节说明
压限器作为系统动态控制设备,它的作用没有均衡器效果器激励器等其他设备那么明显,所以大家在调节它的时候往往无从下手或者无法印证它是否真正起到应该起的作用。下面我介绍一下自己的经验给大家分享。压限器有主要的几操作部分:    1、压缩比RATIO,这个概念就是设定一个比例,在压限器开始工作的时候,输出电平与输入电平不是按照同样的比例增大,而是按照压缩器设定的比例增加。比如压缩器的压缩比设定为2:1,输入电平增加10分贝,输出电平只增加5分贝,如果压缩比设置为10:1,输出电平按照输入电平的十分之一增加,压缩比设置为1:1的时候,压缩器等于直通。一般来说,如果把压限器用在保护设备的时候,压缩比设置在6:1到10:1甚至无穷大都可以,但用来处理话筒,比如防止有些大嗓门的家伙唱歌唱出破声的时候,设置在2:1到4:1之间就可以了。    2、启动电平THRESHOLD,其作用就是设置一个电平值,当输入信号电平低于此值时,压限器等于直通,输入信号电平高于此值时,压限器就开始启动,输出电平按照设定的压缩比输出给下级设备。设置启动电平一般按照后级设备的承受能力来进行,如果后级设备比如功放的余量不大,可以把启动电平设置低一点,如果后级设备余量大,可以设置高一点,作为保护设备使用,可以把前面调音台的输出调整到正常水平,然后调节启动电平旋钮,一般保证后级设备,比如功放的信号指示灯不出现红灯(CLIP)就可以了。    3、启动时间ATTACK TIME,这个功能是决定当压缩器检测到输入信号高于启动电平后,到压缩器开始工作所需要的时间,这个时间设置越短,对信号的压缩越快但对信号动态的影响也越大,表现为,设置为比较快速启动后,当压缩器开始工作,一般低音的音头就很快给压掉,低音感觉变散。启动时间慢,压缩器对信号反应就相对迟钝,但对信号动态的破坏比较小。启动时间快慢对低频信号的影响比较大,太快会造成低音发散,所以,如果感觉高频的承受能力没有问题的情况下,适当放慢启动时间可以得到清晰有力的低音效果,我一般把这个旋钮设置在3点钟位置。如果针对中高频,我一般设置在9点钟位置。如果耳朵比较管用,可以边调别听,放一张低音丰满,清晰的CD推大调音台信号,让压缩器启动,然后从快到慢顺时针慢慢转启动时间的旋钮,当低音的声音变得有力而清晰的时候,就可以了。    4、恢复时间RELEASE TIME,前面说到输入信号大于启动电平后,压缩器开始工作了,当输入信号的电平低于启动电平后,压缩器要回复到直通状态,从工作状态恢复直通状态所需要的时间就是恢复时间。一般来说,如果需要比较大的动态范围,比如DISCO,恢复时间适宜快一点,这样信号的起伏就比较大,鼓点听起来清晰,如果恢复时间比较慢,压缩器容易产生好像“喘息"那样的效果。调恢复时间的方法与调启动时间相反,一般从慢到快调节。    综合上面的说法总结一下,压缩比设置:保护6-10,效果2-4;启动电平设置:别让功放亮红灯,一般在-10到+6之间;启动时间设置:针对低音在3点,针对中音在12点,针对高音在9点,通用型12点恢复时间设置:针对低音9点,针对中音12点,针对高音3点,通用型12点输出输出设置。
对于压限器的调试,应该在系统的以上设备基本调定后再进行,一般在工程中,压限器的作用是保护功放和音箱,以及使声音箱,以及使声音的变化平稳,所以在调试时首先要设定压缩起始电平,通常不要设定得太低,当然太高也会使保护作用降低,具体设置应该视各种压限器的调节范围和信号情况而定,其次要设定压缩启动和恢复时间,通常启动时间不宜太长,以免保护动作不及时,而恢复时间不宜太短,以免造成声音效果受到破坏;再就是要设定压缩比,一般工程中设在内4:1左右,压限器中的噪声门的调定要注意:如果系统没有较大的噪声门关闭;如果有一定的噪声,可以将噪声门的门槛电平设定较低处,以免造成扩声信号断断续续的现象,如果系统的噪声较大,就应该从施工技术方面分析了,不能单独靠噪声门来解决,其它设置可以根据不同要求面定。

压限器篇(三):扬声器压限器的正确设置

 
1、   引言
与音响技术打交道的人们都知道,压限器是用来保护系统后级设备免受信号过载的损坏而诞生的一把利器。之所以我们叫他压限器是因为其可以在压缩和限幅器之间切换选择,根据需要灵活设定。因此,压限器即是压缩与限幅器的统称。
如何正确地设置扬声器压限器,尤其是其启动阀值应该如何参考,相信很多人还是一头雾水。或用长时间的经验尝试;亦或是观察信号灯,耳听辨析等办法进行设定。然而往往更换到陌生的系统设备搭配,这样的方法便不再那么有效了。
笔者在多年的客户技术支持工作中,遇到过最多的客户提问也是在于压限器的设置问题上,甚至于有的客户在工程应用中常遇到扬声器单元烧毁等现象,这其中80%都是因为没有正确地进行压限设置而导致的。
2、   相关信息原理分析
2.1、扬声器于压限设定的重要参数
几乎在所有的专业扬声器参数上,我们都可以轻松地找到扬声器功率及阻抗信息。于是我们常遇到有用户在看到某一新款扬声器时,首先并唯一关注的是“它的功率是多少瓦?”(从而希望得到其最大声压级的相关信息)。笔者希望借此纠正一下还在犯着类似错误的人们:声压级的大小是不能够单取决于扬声器的功率的。影响声压级大小的组成重要因素还有扬声器的功率转换效能。在音箱参数中,以灵敏度来表现。转换效能越高,灵敏度越高,随功率递增得到的声压级才越大。相信随着科技的发展进步,在不远的将来,扬声器1m@W达到130dB也不是没有可能的。
那么扬声器参数中,功率参数的意义何在呢?它便在于本文对压限器阀值设定的探讨意义。我们在看一款扬声器(功率项)参数时,常看到有:额定功率RMS、节目功率Program、峰值功率PEAK。其中,额定功率(持续/连续功率)是指扬声器在长期单一正弦波(1KHZ)稳态电平信号输出时的安全范围。即功放可以一整天持续输出给该扬声器所标注的额定功率信号而不损坏扬声器的最大值。扬声器若长期超出这个额定的功率值工作,则会出现音圈过热损坏的现象。节目功率(音乐功率)是用一段音乐来替代一个持续的单音,由于音乐的电平动态是多变的,所以这个值一般比额定功率值偏高。这与Hi-Fi领域里所用的“Music power”很相似,因其测量信号的电平多变性,该项参数更多时候只能为我们提供一定程度上的参考价值。 
峰值功率则完全可以理解为该扬声器可承受的最大瞬态功率。脉冲信号一旦突破这个值,便会造成单元器械的机械损坏。
上图为一段音频信号的波形文件,图中红线可理解为该扬声器的峰值功率而黄线则可理解为该扬声器的长期功率。当信号长期超过黄线区域时,扬声器音圈则会开始发热,时间越长,发热量越大。当过热达到充足条件时,扬声器音圈则被烧毁,这就是热损坏现象。
当信号瞬态或长时间超过红线区域时,信号便高于扬声器纸盆/振膜的最大承载范围,使其纸盆/振膜过冲引起撕裂或打底、擦圈等现象,这便是扬声器的机械损坏。
还有一种损坏笔者称之为:人为性过热损坏。笔者曾经也遇到过不少客户因为害怕烧音箱,而将限幅器门阀值设置得很低。结果导致音箱烧毁情况更为严重。其原理其实无异于将上图中红线内区域压得很窄,只留下很小的动态空间,而输入信号长期过载,从而造成扬声器前端长期输送削波的直流信号给扬声器,导致其一定时间内振膜只向一个方向保持静止状态,音圈便会急剧发热而烧毁。然而这也是我们大多数人所经常或正在犯的一个致命性错误。
下图则形象地描述了使用这种方法是如何亲手扼杀掉自己的扬声器系统的。   在了解了通常情况下扬声器受损的原理后,就可以指导我们如何正确地使用压限器对音箱进行保护了。
2.2、压限器的工作原理
压限器—是压缩器与限幅器的统称,在本文引言部分已经提出。于是我们需要更详细地分别了解压缩器与限幅器不同的工作原理。
2.2.1、压缩器
  图示为某品牌音频处理器的压缩器模块。我们可以直观地看出,电平信号从-∞开始按照1:1的比例方式递增,在线条拐点前的信号电平都是不做任何增益或衰减处理的。然而达到了拐点位置时,电平的递增则需要参考斜率的陡缓而进行了。也就是说,我们把高于拐点的电平进行了压缩,让它呈2:1、4:1、8:1……的方式进行递增,有效地控制过载信号对扬声器的长期影响。例如一个需要过人的通道,而通道限高。个子矮的人们很轻松地就过去了,而超过限高地人则需要低头或者弯腰才能通过。
2.2.2、限幅器
   在理解了压缩器的工作原理后,我们来认识限幅器就非常简单了。它与压缩器唯一的不同之处则在于:当信号电平高于拐点电平时,超出部分电平被直接强行限制。就好比前例中,一个过人的通道同样限高,但高过限高的人们并不是低头弯腰就能过的了,他们需要削平了脑袋才能过去。   上图我们可以看到,当压缩器的压缩比达到无穷大:1时,它便近似于一个限幅器。
2.3功率放大器于压限设定的重要参数
无论是模拟的压限器还是数字设备的压限器,他们都是在功率放大之前对输入信号进行预保护的。因此,我们绝不能忽视掉功放的功率放大因素环节。大多数有经验的音响系统设计人员都知道,功放的功率需按照音箱额定功率的1.5—2倍来配置最为安全有效。因为功放需要给音箱留出足够的动态空间,以承受瞬时峰值信号,使音箱的动态表现更为明显;而超过2倍的功率匹配往往就会使系统变得比较危险了。但是现在我们并不用太过担心这个问题,因为我们有了更为科学的办法进行计算。
2.3.1功放电压增益(放大倍数)
在计算压限器的阀值时,我们还需要了解到功放的功率放大倍数(电压增益)。某些功放的参数上会有标识,但并非所有功放参数都能够找到。介于多数功放存在功率虚标成分,笔者强烈建议:采用实测法。即在功放不连接音箱情况下,为其输入一个电平相对稳定的粉噪(pinknoise)信号/亦或是稳定的单一正弦波信号,输入电平大小不超过功放输入灵敏度均可。此时,分别测量放大器输入、输出端的长期稳态电压值,将输出电压÷输入电压,便可得到该放大器的功率放大倍数(后文用X表示)。
2.3.1如何得到功放更准确的放大倍数信息
为了论证上述“功率放大倍数随其转换效能相对稳定”的理念,笔者亲自对某品牌两款功率放大器进行了空载实测。发现以单一正弦波(2KHZ以下频率)作为参考频率进行测试时,其稳定性最高,数据最可靠。
此时我们发现不同功放、不同输入灵敏度、在不同的输入电压值面前实测,所得到的实际功率放大倍数都并不是一定准确固定的。我们从实测图表中分析、寻找规律时,则发现:功放输入电压越高,所得到的放大倍数越稳定。
测试过程中,我们同时测试了功放的输入灵敏度,我们会发现,当输入电压达到灵敏度电平时,功放削波灯并非一定闪烁,而是需要再增大输入电平(例如达到1.26V/0.96V时)才会触发功放削波。于是我们考虑到了阻抗负载,为保证数据的准确性,我们给该功放输出端加入8欧姆负载再进行测量,发现输入接近削波的电平仍然会大于设备输入灵敏度。也就说明部分功放的实际输入灵敏度会针对用户标高(值低),或许为达到引导用户安全使用设备的目的。当然,高于实测削波上限的输入电平计算出来的放大倍数将是毫无意义的,因为输入电平不断递增,输出电压不会再进行任何改变。因此我们得出结论:距离功放实际灵敏度越接近并小于其值的输入参考电压所计算出的放大倍数是更准确、更具有参考价值的数据。
3、   压限器的正确设定
3.1、知识分析
  在了解音箱与波形信号的关系后,我们就会产生一个疑问,则是一个压限器,如何去同时兼顾对扬声器的额定功率与峰值功率的信号保护。答案很简单:没办法。那么我们在一条系统链路中,单纯的使用一个压限器就是不规范的做法。
笔者认为,压缩器与限幅器应该是分别并同时出现在一条系统链路当中的。其中,压缩是针对长期音乐信号过载而进行对音箱额定功率的热保护;而限幅则是对音乐的瞬态峰值信号进行保护设定。
图例以一段音乐波形为参考,红线部分表示扬声器的峰值功率,黄线表示其额定功率。那么我们就可以知道,当限幅器门阀值设置在无限接近红线位置时,扬声器是应该免受过冲信号导致机械损坏的;而当压缩器门阀值设置在黄线位置时,扬声器是应该免受长期过热过载而损坏的。这就好比我们给扬声器设置了一道防线和一道底线。你会想,信号超过防线已经开始压缩了,那么底线如何去触碰呢?是的,如果一个峰值信号直接被压缩器进行了压缩,那么限幅器意义就并不是那么大了,同时,扬声器对音乐的动态表现也就无从谈起了。
笔者认为,在我们的压限器上,有一个非常重要的调节选项,那便是启动/释放时间。众所周知,音乐的脉冲峰值信号是瞬态的,我们需要立即对这种过冲行为进行强行制止,那么将限幅器的启动时间设置得快一些,例如5ms,甚至更短,并在瞬态脉冲过后,立刻恢复释放。即可达到快进快出的保护效果,既保留了信号冲击力也保护了扬声器。而由于音乐的长期信号是连续的,当信号长期超过扬声器额定范围时,我们需要将压缩器启动时间设置得相对慢一点,例如20ms以上。让足够的瞬态峰值信号放行通过,使过热信号进行压缩,并且缓慢释放,如上图。
3.2、压/限器的门阀值设置。
门阀,即启动电平(或称阀值)THRESHOLD。即当电平信号高于所设定的安全阀值以后,该压/限器开始工作。相信这也是大家最为关注的一个话题。笔者从不同渠道查阅了众多文献资料,发现多数文献对于阀值计算几乎一带而过,或者对于自己提出的计算公式含糊其辞无从理解。而计算公式、方法也是五花八门。我们相信,只要能得到正确的结论,方法并不是唯一的。笔者在这里,就为大家分享一个最易理解而准确的计算方式。
3.2.1、压缩器的阀值设置
(1)、音箱的持续功率(或者说额定功率)单位是W,
(2)、音箱阻抗,单位是Ω,
(3)、功放电压增益值(或者说放大倍数)需实测后,得到的输出电压除以输入电压,单位是X(倍)。
然后了解一下计算所用到的公式:
(1)、欧姆定律公式U=√(P*R)。
(2)、电压与分贝的换算dBu=20log(U/0.775) 注:0.775V=0dBu
这里我们不妨举个例子:
一只扬声器额定功率为500W @8Ω,使用一台功率放大倍数为40X的功放来驱动。我们可以得到该扬声器在额定工作状态下,长期最大安全工作电压:√(500*8)≈63V,那么就说明了扬声器只要长期保持在63V的电压以内工作就是安全的。超过了63V就等同于超过了500W的额定电压,长期保持也就会导致过热烧损。
而音箱的电压是功放给的,通过功放的功率放大倍数(电压增益)N倍数=U输出/U输入,我们就可以算出功放输入电压。音箱电压/功放电压增益=功放输入电压,63/40=1.575V,那么只要我们控制功放输入电压在1.575V以下就可以保证音箱输入电压在63V以下了。
此时,我们将1.575V换算成为分贝,即dBu=20log(1.575/0.775)
=6dBu。于是我们便知道了在这条信号链路上,压缩器应该为扬声器提供保护的阀值电平应该设置在6dB处,是安全的。
3.2.2、限幅器的阀值设置
当我们掌握了压缩器的阀值计算以后,限幅器阀值计算便是举一反三了,我们只需将上述计算过程中,扬声器的额定功率代换为峰值功率(略减),便能够轻松得到想要的数据了。
4、   补充说明:
4.1、阀值设定受压/限(处理)器输入电平的影响
如果前文所讲方法您已经完全理解并掌握了,笔者还想在这里最后为您插入一个小环节,使您的调试更加万无一失。那便是阀值设定时,我们参考的处理器标准输入电平为0dBu(专业音频系统信号电平标准)。若当您遇到一台压/限器,或者带压/限功能的数字处理器,其输入电平并未按照此标准设计时,其超出或低于的部分我们则需要加于阀值电平。
再例如一台数字音频处理器,若经过工程师调试以后,其通道输入电平-7dB。那么我们所调节的压限器处于降低电平后,若以标准0dBu计算所得到的阀值(例如6dB)则需要加上处理器的输入电平增益,即6 (-7)=6-7=-1dB。因此,我们应该将启动电平设置在-1dB的位置。
4.2、音源信号对扬声器的作用
前文中,我们所指信号均为专业音响扩声中常用音频信号,其音源一定是没有失真的完整波形文件。通过多数专业录音软件均可导入进行检测。若波形文件为削顶的直流波,那么即便扩声系统对其以再小的电平进行回放,同样也是会引起扬声器过热损坏的。道理与前文中所指将限幅器阀值设置过低所引起的损坏一样。因此对音源质量的把控亦是我们所需要注意的一个关键点。我们在连接扬声器进行信号正常回放时,信号的直流方波一定是要杜绝的。
4.3、设计不合理带来的影响
笔者深有体会的一次调试经历,源于一次不合理的配置调试。该项目由于用户不顾科学设计方案,未经任何计算,凭着估量,便随意乱砍掉配置方案,为了节省成本。笔者在去到现场的时候,用户再三嘱托,务必做好压限器保护。笔者也曾认为科学合理地压限保护就能够保护好音箱,实际是一个伪命题。前文我们所说压限器的设定均以科学合理的配置方案为前提来讲的。设想,一个需要覆盖50米的场地,配置了一个只能覆盖10米的音箱,就算设定好压限又如何呢?参考前文压限器工作原理,相信您可以找到答案!
4.4、阀值设定受市场化人为因素的影响
面对目前市面上的音响系统设备多数存在虚标现象,笔者也是深感不解,仅是功率虚标就可以证明声压级大么?不仅不能,反倒是影响了我们对扬声器保护设定的准确参考。因此,如果您在使用以上科学地方法进行计算(尤其是不被信任的某些国产设备)时,建议将带入扬声器的功率*0.9甚至0.8。设置好了扬声器压/限保护,确定输入信号前期未削波失真,若扬声器还是因过热或过冲而烧毁,在以上4点补充说明里去找原因吧。
 
本文仅作业内技术交流讨论使用,严禁挪作它用!
供稿:广州市埃威姆电子科技有限公司 技术总监:苟麒

压限器

https://m.shanpow.com/xhy/483535/

推荐访问:压限器的作用
《压限器.doc》
将本文的Word文档下载,方便收藏和打印
推荐:
下载文档
相关阅读比喻、喻事歇后语 
热点推荐