頻率均衡器的調控技巧

頻率均衡器的調控技巧

均衡器（EQUALSER）是對聲信號頻率響應反應及振幅進(jìn)行調整的電聲處理設備。它可以改變聲與諧波的成份比、頻響特性曲線(xiàn)、頻帶寬度等。頻率均衡器廣泛用于各種音響系統，如廳堂擴音放音系統、廣播錄音系統以及家庭音響系統。在錄音（指同期錄音和多軌前期錄音）和后期加工（指現成錄音節目二度均衡和多軌錄音后期制作）中對美化聲音起到廣泛的作用。例如：（a）彌補頻響缺陷；（b）彌補聲源音質(zhì)音色缺陷；（c）突出樂(lè )器特色或改變樂(lè )器音色；（d）平衡樂(lè )隊中各個(gè)聲部的響度；（e）提高音樂(lè )信號的豐滿(mǎn)度、明亮度和清晰度；（f）增加臨場(chǎng)感，調整演奏層次；（g）緩解聲部間串音，衰減泄露頻率；（h）去除噪聲及干擾聲，提高信噪比；（I）修正聽(tīng)音環(huán)境頻響缺陷，均衡室內頻響?可以說(shuō)，均衡器是錄音師和音響師工作中最重要的調音工具。也是我們語(yǔ)音工作者改善語(yǔ)音音色的最重要的工具。

一 均衡器種類(lèi)特性簡(jiǎn)介

無(wú)論何種均衡器，其功能都是通過(guò)音頻頻率（AUDIO FREQUENEY）濾波處理實(shí)現對放大器的頻率響應（AUDIO RESPONSE）進(jìn)行調整。這種調整可以使某些頻率的聲音響度大于或小于其它頻率的聲音，使某一頻率的電平提升或衰減若干分貝的作法即為頻率均衡（EQUALSATIOM），簡(jiǎn)稱(chēng)EQ。均衡器對頻率的提升（BOOS）衰減（FADE）有兩種方式：一種是擱架形方式（SHELVING）；另一種方式是峰谷形方式（PEAK SLAP AND DIP）。這兩種方式的名稱(chēng)由對頻率提升衰減的頻響曲線(xiàn)形態(tài)而得名(還有一種分類(lèi)是分為圖示均衡器和參數均衡器)。下面我們對這兩種方式進(jìn)一步討論。

所謂擱架形方式，實(shí)際上是將信號分頻處理，一部分頻率直接通過(guò)，另一部分頻率（高度段或低頻段）得到衰減，從而達到對聲音中某段頻率的相對提升或衰減，形成頻率響應上的架形狀態(tài)。這種方式多為高通濾波器（HIGHT PASS FILTER）和低通波波器（LOW PASS FILTER）采用，所不同的是，高低通波波器通帶（PASS BOND）以外的衰減并不是平衡的，確切地說(shuō)，它的衰減是連續增加的。

高通濾波器和低通正如它們名稱(chēng)所意味的，某些頻率的電平直通，而另外的頻率則被衰減。衰減少于3dB的頻率為通帶頻率，而那些衰減超過(guò)3dB的頻率則為阻帶內頻率。它們具有的功率謹為通帶功率的1/2。信號衰減量正好為3dB的頻率為截止頻率或稱(chēng)交岔頻率。在截止頻率以外的阻帶衰減量一般以每頻程等量的分貝數值呈斜線(xiàn)衰減，這個(gè)衰減的比率稱(chēng)為斜率（SIOPE）。如；常用的的衰減斜率為每頻程12dB、15dB、18dB等參量。高通濾波器的截止頻率一般在20Hz至250Hz之間。低通濾波器的截止頻率一般在6KHz至12KHz之間。通常，高低通濾波器可安裝在專(zhuān)用均衡器上，作為附屬功能，用于頻率特性選通或濾除高低頻噪聲。如果同時(shí)使用高通濾波器和低通濾波器進(jìn)行衰減，而使中間頻段平直輸出（FATTENS OUT），那么就形成發(fā)帶通濾波器（BAND PASS FILTER）。這種濾波方式通帶的帶寬由高低通濾波的截止頻率控制，而Q值則由高低通濾波器的衰減斜率控制。這種帶通濾波方式的頻響曲線(xiàn)可以靈活調整，并能做得很寬。

簡(jiǎn)單的峰谷形方式是由LC電路（即電感器與電容器組成的電路）產(chǎn)生的，在濾波電路中當這兩個(gè)電抗元件串聯(lián)時(shí)，會(huì )對某一頻率表現最小阻抗，而對其它頻段的信號則阻抗很大。這個(gè)阻抗小的頻率稱(chēng)這中心頻率（CENTER FREGUENCY）或諧振頻率。

將LC電路串聯(lián)一個(gè)可變電阻，再與另一固定電阻并聯(lián)，遠離中心頻率的信號即通過(guò)R電路，并衰減很大。在固定電阻遠端將兩條載有不同頻率的線(xiàn)路合并，那么我們可以想象到，通過(guò)LC電路的中心頻率由于衰減很小可以得到很高電平，而通過(guò)R電路的其它頻率由于衰減大而電平降低，即會(huì )造成某一頻率的峰形是升，提升程度取決于電阻的阻值。如果將R電路接地而使LC電路旁路入地，中心頻率就會(huì )得到很大到無(wú)限的衰減，這樣其它頻率電平衰減很小，即會(huì )造成某一頻率的谷形衰減。衰減程度取決于電阻值。峰谷形方式多用于圖式均衡器和參數均衡器。COOL EDIT 中的EQ就是這種EQ。

均衡器（GRAPHIC EQUALISER）把全音頻（20Hz?20kHz）等分成一段段窄頻帶，這些窄頻帶可單獨進(jìn)行增益調整。每段頻率中心率（CENTER FREGUENCY）相差1/3倍頻程。電聲學(xué)把中心頻率為2：1的頻率間隔稱(chēng)為倍頻程。1/3倍頻程是在一個(gè)倍頻程的頻率之間，插入兩個(gè)中心頻率，使這四個(gè)頻率之間依次相差1/3個(gè)倍頻程，此時(shí)四個(gè)頻率的比例為1：1.26：1.578:2和關(guān)系。專(zhuān)業(yè)均衡器幾乎全是按1/3倍頻程等分的?？傊值迷蕉?，帶寬也就越窄，Q值就會(huì )越大。每段頻率由一個(gè)推位電位器控制，電位器鍵的位置可表示出直觀(guān)的均衡頻率曲線(xiàn)（ERECT EQUALISER），均衡器因此而得名。

均衡器可以覆蓋10個(gè)倍頻程的頻率范圍，它的每段中心頻率可以對稱(chēng)峰谷式提升和衰減的最大電平值為士15dB，不論提升和截止電平怎樣，它的Q值是恒定的，濾波器具有可同形狀的陡度。均衡器適于對現成音樂(lè )作品進(jìn)行頻率均衡。

參數均衡器（PARAMETRIC EQUALISER）有兩種類(lèi)型，完全參數式和準參數式（FULL?AND和QUASI?PARAMETER），這兩種類(lèi)型區別是：全參數式有三種完全非互相作用的控制調整參數，即峰值提升（PEAK BOOST）或谷式衰減（SLAP FADE）的dB單位量、頻率（受均衡作用影響最大的頻率）和可調整的Q值。以上三個(gè)參數可任意調整而無(wú)互相影響。而準參數式的均衡器在調節與/或均衡控制時(shí)，Q值會(huì )發(fā)生變化而影響到中心頻率兩則的頻率，即帶寬發(fā)生變化，形象地比較完全參數式和準參數式均衡的不同，即在做無(wú)限深度（FAT）下凹處理時(shí)完全參數式均衡器能很好地消除某一頻率段上的有害聲音，而準參數式均衡器由于有互易作用而受到限制，不適于消除固定頻率上的干擾聲。
總的說(shuō)，參數均衡器在應用上是音質(zhì)加工的有力工具，它可用于前期錄音和后期二度加工，其作用與圖示均衡器不同，設計精良的參數均衡可以根據聲學(xué)共振校正頻響峰值，對某個(gè)聲音做單頻均衡或對某個(gè)樂(lè )器的音色（TONE COLOR）做較大程度的修改或衰減單頻干擾噪聲，因此在改善音響效果的作用是顯著(zhù)的。
專(zhuān)業(yè)參數均衡器在性能和指標上更有明顯優(yōu)勢。如某種模擬化數字控制機型，可編程序的立體聲雙跟蹤，有8個(gè)存儲組，可寄、存（RAM）64個(gè)數據，為復盡可雜的均衡處理提供了方便。并可通過(guò)串行總線(xiàn)和計算機聯(lián)接。對于錄找諧振點(diǎn)、顯示輸入和輸出增益、消減和提升電平及選定Q值等都通過(guò)電子數字顯示，輸入增益和輸出增益調節可在250擋內選擇。無(wú)論中心頻率、Q值、增益的調整都可以通過(guò)按鍵調整，并都有“加速控制”功能（按住鍵的時(shí)間越長(cháng)，各個(gè)參數的變化就越快）。它可以與計算機聯(lián)接，由于計算機鍵盤(pán)控制整個(gè)功能和從屏幕上監視數據。并且LOCK按鈕可鎖住面板上所有控制鍵，須經(jīng)鍵盤(pán)打入密碼才能解除LOCK功能。

有些全參數均衡器性能指標很高，如；最大提升可達成18dB；最大消減可達25dB；頻帶寬度可在1/12頻程至5倍頻程內隨意調整；中心頻率的上限可達30KHz。并且已發(fā)展到全數字化的處理了，對于與數字錄音配套有積極作用。

二EQ的內涵

既然調整某些頻率的聲音響度可以達到頻率均衡的目的，那么EQ的調整是否可以理解為簡(jiǎn)單的調整高低頻呢？其實(shí)，EQ的內含并非像我們想象的“加點(diǎn)兒高低音或加點(diǎn)兒低音”那么簡(jiǎn)單。

在談這個(gè)問(wèn)題時(shí)以前，我先簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)概念。任何物體的發(fā)聲市都離不開(kāi)振動(dòng)，發(fā)聲物體在每秒鐘內振動(dòng)次數的單位為Hz，這種單位進(jìn)間內的周期現象為頻率。振動(dòng)頻率的基頻（或稱(chēng)基波）決定了音高。頻率為基頻整數倍的正弦，振蕩為諧波。頻率為基頻二倍的正弦，振蕩是二次諧波，音樂(lè )家們把二次諧波稱(chēng)之為每泛音，它比基頻高八度。三次諧波頻率是基頻的三倍，又叫第二泛音。諧波確定波形并使得各種樂(lè )音的聲音有所區別，甚至在同一個(gè)音上，由于各次諧波數目不同、強弱關(guān)系不同便構成了不同的音色。換句話(huà)說(shuō)，音色是物體振動(dòng)頻率之間的關(guān)系及特性決定的。這些與音色有關(guān)的特性包括諧波、共振峰和時(shí)間過(guò)渡特性，而決定一個(gè)樂(lè )器主音色的關(guān)鍵是最初幾個(gè)諧波的強度，
最強的諧波為中心共振頻率，也是共振峰頻率。

每個(gè)較低次數的諧波，當它響度高于其它次數諧波時(shí)，就會(huì )生產(chǎn)它自己的特征影響，從而使音色發(fā)生變化。最簡(jiǎn)單的分類(lèi)是：將較低次數的諧波分為兩組，奇次諧波（一次、三次、五次等）和偶次諧波（二次、四次、六次等）。就音樂(lè )而言，二次諧波（一個(gè)倍頻程）比基波高一個(gè)八度，能給聲音增加力度，使之更加豐滿(mǎn)。三次諧波的聲音是比較“沉悶”的，但一個(gè)強的三次諧波可以使音調變得較為柔和。四次和六次諧波則產(chǎn)生“合唱隊”的聲音。強三次諧波加五次諧波就會(huì )給聲音賦予“金屬”質(zhì)感。當這種聲音的振幅加大時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生令人討厭的音調。一個(gè)強二次諧波和一個(gè)強三次諧波的結合就會(huì )打破“沉悶”的效果。如果再加上四次和五次諧波就會(huì )使音色變得開(kāi)放。七次諧波以上的那些高諧波會(huì )產(chǎn)生尖銳的聲音。如果七次、九次、十次這些與音樂(lè )不相關(guān)的諧波成份太多時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生刺耳的不協(xié)和音頻。就音樂(lè )而言，分波中不協(xié)和的音越多，或者不協(xié)和分波的強度大于協(xié)和分波，聲音肯定難聽(tīng)，由于人耳聽(tīng)感對這些屬于邊諧波的聲音很敏感，因此控制它們的振幅是極其重要的。但是邊諧波振幅的增加（指六次諧波以上的諧波）或減少幾乎與響度成正比。對人耳來(lái)說(shuō)，邊諧波的平衡是極為重要的響度信號。
那么，在泛音樂(lè )系列中，人耳聽(tīng)感與諧波次數就音樂(lè )而言又有什么內在關(guān)系呢？

在樂(lè )音來(lái)說(shuō)，基波與諧波的關(guān)系是符合泛音列的。樂(lè )音都是復合音，聲譜的特征與音樂(lè )時(shí)程的和諧程度完全一致，為了簡(jiǎn)要說(shuō)明問(wèn)題，可參見(jiàn)下表。

人耳聽(tīng)感與音程、頻率、諧波對應關(guān)系

和諧性音程頻率比諧波次數
全和諧純一度1/11（基波）
純八度2/12、4、8、16
純五度3/23、6、12、24
純四度4/321
半和諧大三度5/45、10、20
小三度6/519
大六度5/313
小六度8/525
不和諧大二度9/89、8
小二度17/1617
大七度15/815
小七度7/47、14
增四度11/811、22、33

通過(guò)這個(gè)表格，我們可以根據任何一個(gè)基頻找到與它和諧的或不和諧的頻率來(lái)，只要通過(guò)簡(jiǎn)單的整數倍乘法就可以知道任何一次諧波的頻率數值，便于調整EQ，而不是盲目的開(kāi)始。但是，各次諧波組合的格局還必須體現出相對強度的頻譜態(tài)來(lái)。換句話(huà)說(shuō)，我們必須了解音色與頻譜的對應關(guān)系，只有掌握了這個(gè)規律，才能作到真正的有的放矢。下面，我們就以穩定音的頻譜來(lái)介紹幾種曲型的音色譜態(tài)對應關(guān)系。

由圖的頻譜譜態(tài)，可以得到以下主觀(guān)音色聽(tīng)感：

1．諧波不多而基頻較強，如果位于低頻段或中頻段，聽(tīng)感像天鵝絨一樣柔和有一定溫暖感。

2．諧波不多而基頻較強，如果位于高頻段，音色聽(tīng)感較銳利、脆硬。
3．諧波不多而各次諧波均較強，聽(tīng)感單薄纖細，有一定凄涼感。

4．諧波不太多，低頻諧波較強，不太重要的諧波降冪減弱，聽(tīng)感圓潤而熱烈。

5．諧波很多，但各次諧波均很弱，聽(tīng)感力度不足，有平淡乏味之感。

6．諧波很多，低次諧較強，各次諧波降冪排列，聽(tīng)感豐滿(mǎn)而明亮，充滿(mǎn)生氣。

7．缺乏中頻段諧波，低高兩端諧波較強，聽(tīng)感發(fā)空或具有蕭然之感。

8．諧波較多，但高次諧波突出，聲音尖銳刺耳，聽(tīng)感不協(xié)和。

9．奇次諧波較強，偶次諧波弱，聲音僵拘，音色不正而怪誕。

10．偶次諧波強，奇次諧波弱，聲色有透明感，音色具有純凈色彩。

由以上例子我們可以了解到，音色調整應符合聲音物理性，頻率的任何一種不同的組合，會(huì )產(chǎn)生全然不同的效果，只有掌握頻譜的規律，了解各種譜態(tài)的聲學(xué)結果，才能真正的對聲音的音色進(jìn)行EQ調整。

最佳頻率點(diǎn)的調整

從統計觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，每一個(gè)發(fā)聲體發(fā)出的聲音都有一定的頻帶（頻率范圍）
規律的，掌握了聲源的頻率范圍，才能有的放矢地聲音進(jìn)行均衡處理和解決語(yǔ)音實(shí)踐中遇到的問(wèn)題。我們如果不知道該段語(yǔ)音的基本音域，就好象畫(huà)家不認識顏色一樣，是無(wú)法進(jìn)行調整語(yǔ)音音色的，但各種聲源的頻率范圍內包含的全部頻率在均衡時(shí)是不是都有用呢？音樂(lè )，人聲，音效包含了很寬的頻率，幾乎包含了人耳聽(tīng)覺(jué)所能感知的全部范圍。在使用均衡器時(shí)，我們不可能把一段語(yǔ)音或一段音樂(lè )作品所包的所有頻率都提升或衰減，如果這樣做就等于增加和減小音量，不會(huì )起到對頻率的均衡作用。

那么怎樣調整頻率的譜態(tài)呢？什么頻率是能增加的，什么頻率是該衰減的呢？這里我們僅就調整音色的問(wèn)題來(lái)和大家一起探討。

前面我們已講過(guò)，每個(gè)較低的諧波響度高于其它諧波時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生它自己的特征影響而使音色發(fā)生變化。但是我們要調整的諧波必須遵守音色參考線(xiàn)的相對強度。在具體調控時(shí)，某一段語(yǔ)音的聲音實(shí)而不虛，這說(shuō)明在低次諧波特別是2次諧波的分量較強。如果對音色再進(jìn)行調整，可根據需要對各次諧波的比例進(jìn)行均衡，想使聲音再渾厚有力些時(shí)，可將4、5、6次諧波提升一些；想使聲音再明亮些可將10次諧波提升一些，以上的頻率隨頻率升高而衰減電平，只要基本符合音色參考線(xiàn)，10次以上邊諧波深度衰減即可奏效。再如：某一樂(lè )器聲音虛而不實(shí)，這說(shuō)明1、2次諧波的分量較弱，振幅小。這時(shí)對音色調整就應補償1、2次諧波的增益。如果聲音還顯尖噪，這說(shuō)明高音頻段的振幅過(guò)大甚至超過(guò)音色參考線(xiàn)很多，就應考慮其它頻率的衰減了，在對頻率進(jìn)行均衡時(shí)，如果只會(huì )用增而不會(huì )用減，只能增加失真的機會(huì )，決不可取。
在使用COOL EDIT中的EQ的操作中，我們可以根據對音色的分析馬上判別出應該對什么頻率進(jìn)行調整，而實(shí)際上，他們首先考慮的是刻畫(huà)聲源音色主要的共振中心頻率，其次再修改一些次要的諧波，以此達到頻率均衡的作用。這包括對音色的正確估價(jià)和對頻率特性的嫻熟掌握。下面介紹點(diǎn)經(jīng)驗給大家。

（1）聽(tīng)，確定你對聲音的評價(jià)。當然，要了解聲源的正確音色，否則無(wú)的放矢。

（2）根據聽(tīng)感主觀(guān)評價(jià)決定要調整哪一段頻率，即確定粗略的頻率調整范圍。

（3）把這一段均衡的增益開(kāi)到最大值，使其便于臨聽(tīng)。

（4）用此段頻率和附近頻率嘗試，逐漸縮小頻率范圍，當確認某一段頻率點(diǎn)音色符合調整意圖時(shí)，即確定這個(gè)頻率或一段頻率。

（5）把此段頻率增益減少，當聽(tīng)感頻率均衡比例合適時(shí)即確定這個(gè)響度。

（6）再仔細臨聽(tīng)，確認別的頻段是否還需要進(jìn)調整，直至滿(mǎn)意為止。

當然，這種方法同樣適用衰減某一頻率，將增益旋鈕置于衰減大值。當掃描這段頻率時(shí)，哪一頻率對要消減的聲音量有效時(shí)，即找到了最佳衰減頻率點(diǎn)。

由于語(yǔ)音（應該包括所有聲音）是復合音色，并且含有很多需要刻畫(huà)的特點(diǎn)，根據傅立葉分析。這樣，我們在進(jìn)行均衡時(shí)，就可根據基波與諧波的關(guān)系總體考慮音色特點(diǎn)和盡量反映出全貌。因此在進(jìn)行某件段語(yǔ)音的頻率均衡時(shí)，是不能靠增減單點(diǎn)頻率奏效的?；蛘哒f(shuō)是需要在各個(gè)頻率分別處理，只有充分發(fā)揮全音頻范圍各段頻率的協(xié)調作用，才能使該段語(yǔ)音音色達到自己的要求。

在音樂(lè )節目的頻域內，各個(gè)頻段都有其獨立的作用，對各段頻率的提升或衰減都會(huì )使樂(lè )音的內含發(fā)生變化，下面我們把全音頻分成六段作具體分析：

（1）16?80HZ（超低音）的頻率段，能給音樂(lè )帶來(lái)強有力的感覺(jué)，尤其在20Hz以下的頻率，可以加強空氣振動(dòng)感，過(guò)多地提升會(huì )使聲音混濁不清。但在我們語(yǔ)音的重放過(guò)程中，該段頻率一般是無(wú)法重放出來(lái)的。

（2）80?250Hz（低音）的頻率段，包含著(zhù)語(yǔ)音中各聲部的基礎音，對這段頻率的調整可改變音樂(lè )的平衡狀態(tài)，使其趨向豐滿(mǎn)或單薄，過(guò)多地提升會(huì )引發(fā)“隆隆”聲（低頻嗡聲RUMBLE）。為了加強一些聲功率較弱的樂(lè )器演奏的豐滿(mǎn)度，在人聲的處理過(guò)程中，通常男低音的頻率可以下到100Hz以下，但在切除100Hz以下的頻率時(shí)，可消除低頻噪音，使音色更純凈。100-160Hz 的頻率多時(shí)，人聲會(huì )低沉，沉悶。

（3）250HZ?2KHZ（中音）的頻率段，包含著(zhù)大多數聲部的低次諧波，250-500Hz 影響音色的力度和結實(shí)度。330HZ給人聲的堅實(shí)感，使低音柔和豐滿(mǎn)。但提升過(guò)多，會(huì )產(chǎn)生“嗡嗡”的浴室效應。 500?800多會(huì )使音色生硬。如果在800Hz?2KHz范圍內加上個(gè)很寬的提升峰值，可以使聲音更突出。中心頻率增益一般不宜起過(guò)8dB，在500Hz過(guò)多提升時(shí)，會(huì )產(chǎn)生紙盆聲器音質(zhì)，在使用時(shí)也多用于衰減狀態(tài)，在1?2KHz過(guò)多提升時(shí)，會(huì )產(chǎn)生類(lèi)似鐵皮聲的音色，電話(huà)機的音色。
（4）2K?4KHz（中高音）的頻率段，這段頻率要慎用，過(guò)多提升時(shí)會(huì )掩蔽語(yǔ)言的識別，特別是“M、B”這樣的唇音容易模糊。這點(diǎn)對我們來(lái)要注意。在3Khz左右過(guò)多提升會(huì )引起聽(tīng)疲勞，心煩。這段頻率音色發(fā)扁，比較銳利，并且對中、高頻的層次感有破環(huán)作用，應慎用。

（5）4K?6KHz（高音）的頻率段，是具有臨場(chǎng)感的頻段，它可以增加語(yǔ)言、音樂(lè )的清晰度，提升這段頻率可使表演者與聽(tīng)者的距離拉近。4Kz具有穿透性聽(tīng)感的頻率，5kHz提升或衰減對響度影響很大。

（6）6K?16KHz（超高音）的頻率，這段頻率控制著(zhù)整體聲音的明亮度的清晰度。對語(yǔ)言節目來(lái)說(shuō)，過(guò)多提升這段頻率會(huì )加重齒音，使聲音發(fā)破。但在11025Hz采樣中該段頻率已經(jīng)沒(méi)有了。在6。8kHz頻率的運用上，應注意限制使用，因為這個(gè)頻率能引起人的外耳共振，聽(tīng)感尖嘯刺耳，過(guò)多的分量能破壞整體音質(zhì)。
從以上各頻段的作用我們可以看出，任何一段頻率的提升或衰減都是有利有弊的，關(guān)鍵在于合理使用。