均衡器的基礎(chǔ)知識

均衡器是一種可以分別調(diào)節(jié)各種頻率成分電信號放大量的電子設(shè)備，通過對各種不同頻率的電信號的調(diào)節(jié)來補(bǔ)償揚(yáng)聲器和聲場的缺陷，補(bǔ)償和修飾各種聲源及其它特殊作用，一般調(diào)音臺上的均衡器僅能對高頻、中頻、低頻三段頻率電信號分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。在通信系統(tǒng)中，在系帶系統(tǒng)中插入均衡器能夠減小碼間干擾的影響。

超低音：20Hz-40Hz，適當(dāng)時(shí)聲音強(qiáng)而有力。能控制雷聲、低音鼓、管風(fēng)琴和貝司的聲音。過度提升會使音樂變得混濁不清?！　?

低音：40Hz-150Hz，是聲音的基礎(chǔ)部份，其能量占整個(gè)音頻能量的70%，是表現(xiàn)音樂風(fēng)格的重要成份。適當(dāng)時(shí)，低音張弛得宜，聲音豐滿柔和，不足時(shí)聲音單薄，150Hz，過度提升時(shí)會使聲音發(fā)悶，明亮度下降，鼻音增強(qiáng)。

　　中低音：150Hz-500Hz，是聲音的結(jié)構(gòu)部分，人聲位于這個(gè)位置，不足時(shí)，演唱聲會被音樂淹沒，聲音軟而無力，適當(dāng)提升時(shí)會感到渾厚有力，提高聲音的力度和響度。提升過度時(shí)會使低音變得生硬，300Hz處過度提升3-6dB，如再加上混響，則會嚴(yán)重影響聲音的清晰度。

　　中音：500Hz-2KHz，包含大多數(shù)樂器的低次諧波和泛音，是小軍鼓和打擊樂器的特征音。適當(dāng)時(shí)聲音透徹明亮，不足時(shí)聲音朦朧。過度提升時(shí)會產(chǎn)生類似電話的聲音。

　　中高音：2KHz-5KHz，是弦樂的特征音（拉弦樂的弓與弦的摩搡聲，彈拔樂的手指觸弦的聲音某）。不足時(shí)聲音的穿透力下降，過強(qiáng)時(shí)會掩蔽語言音節(jié)的識別。

　　高音：7KHz-8KHz，是影響聲音層次感的頻率。過度提升會使短笛、長笛聲音突出，語言的齒音加重和音色發(fā)毛。

　　極高音：8KHz-10KHz，合適時(shí)，三角鐵和立*的金屬感通透率高，沙鐘的節(jié)奏清晰可辨。過度提升會使聲音不自然，易燒毀高頻單元。

　　平衡悅耳的聲音應(yīng)是：

　　150Hz以下（低音）應(yīng)是豐滿、柔和而富有彈性；

　　150Hz-500Hz（中低音）應(yīng)是渾厚有力百不混濁；

　　500Hz-5KHz（中高音）應(yīng)是明亮透徹而不生硬；

　　5KHz以上（高音）應(yīng)是纖細(xì)，園順而不尖銳刺耳。

　　整個(gè)頻響特性平直時(shí)：聲音自然豐滿而有彈性，層次清晰園順悅耳。頻響多峰谷時(shí)：聲音粗糙混濁，高音刺耳發(fā)毛，無層次感擴(kuò)聲易發(fā)生反饋嘯叫。

　　頻率的音感特征：

　　30~60Hz 沉悶 如沒有相當(dāng)大的響度，人耳很難感覺。

　　60~100Hz 沉重 80Hz附近能產(chǎn)生極強(qiáng)的“重感”效果，響度很高也不會給人舒服的感覺，可給人以強(qiáng)烈的刺激作用。

　　100~200Hz 豐滿

　　200~500Hz 力度 易引起嗡嗡聲的煩悶心理。

　　500~1KHz 明朗 800Hz附近如提升10dB，會明顯產(chǎn)生一種嘈雜感，狹窄感。

　　1K~2KHz 透亮

　　2K~4Kz 尖銳 2800Kz附近明亮感關(guān)系最大，3400Hz易引起聽覺疲勞。

　　4K~8Kz 清脆 6800Hz形成尖嘯，銳利的感覺，＞7.5KHz音感清徹纖細(xì)。

　　8K~16Kz 纖細(xì)

 

均衡器分為三類：圖示均衡器，參量均衡器和房間均衡器。

　　1．圖示均衡器：亦稱圖表均衡器，通過面板上推拉鍵的分布，可直觀地反映出所調(diào)出的均衡補(bǔ)償曲線，各個(gè)頻率的提升和衰減情況一目了然，它采用恒定Q值技術(shù)，每個(gè)頻點(diǎn)設(shè)有一個(gè)推拉電位器，無論提升或衰減某頻率，濾波器的頻帶寬始終不變。常用的專業(yè)圖示均衡器則是將20Hz~20kHz的信號分成10段、15段、27段、31段來進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣人們根據(jù)不同的要求分別選擇不同段數(shù)的頻率均衡器。一般來說10段均衡器的頻率點(diǎn)以倍頻程間隔分布，使用在一般場合下，15段均衡器是2/3倍頻程均衡器，使用在專業(yè)擴(kuò)聲上，31段均衡器是1/3倍頻程均衡器，多數(shù)有在比較重要的需要精細(xì)補(bǔ)償?shù)膱龊舷?，圖示均衡器結(jié)構(gòu)簡單，直觀明了，故在專業(yè)音響中應(yīng)用非常廣泛。

　　2．參量均衡器：亦稱參數(shù)均衡器，對均衡調(diào)節(jié)的各種參數(shù)都可細(xì)致調(diào)節(jié)的均衡器，多附設(shè)在調(diào)音臺上，但也有獨(dú)立的參量均衡器，調(diào)節(jié)的參數(shù)內(nèi)容包括頻段、頻點(diǎn)、增益和品質(zhì)因數(shù)Q值等，可以美化（包括丑化）和修飾聲音，使聲音（或音樂）風(fēng)格更加鮮明突出，豐富多彩達(dá)到所需要的藝術(shù)效果。

　　3．房間均衡器，用于調(diào)整房間內(nèi)的頻率響應(yīng)特性曲線的均衡器，由于裝飾材料對不同頻率的吸收（或反射）量不同以及簡正共振的影響造成聲染色，所以必須用房間均衡器對由于建聲方面的頻率缺陷加以客觀地補(bǔ)償調(diào)節(jié)。

　　頻段分得越細(xì)，調(diào)節(jié)的峰越尖銳，即Q值（品質(zhì)因數(shù)）越高，調(diào)節(jié)時(shí)補(bǔ)償?shù)迷郊?xì)致，頻段分的越粗則調(diào)節(jié)的峰就比較寬，當(dāng)聲場傳輸頻率特性曲線比較復(fù)雜時(shí)較難補(bǔ)償。

EQ是Equalizer的縮寫，中國大陸地區(qū)稱呼為均衡器，港臺地區(qū)稱呼為等化器。它的作用就是調(diào)整各頻段信號的增益值。普通百姓最初接觸均衡器是在80年代的高級錄放機(jī)上，當(dāng)年的高檔錄放機(jī)都帶有N段均衡調(diào)節(jié)，那個(gè)調(diào)節(jié)器就是均衡器。這個(gè)均衡器是基于模擬信號的，后來在PC上逐漸發(fā)展出了數(shù)字均衡器。對于大部分電腦用戶，他們接觸得最多的數(shù)字均衡器來自播放軟件。

　　當(dāng)均衡曲線上有多少個(gè)可調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)時(shí)，那么這個(gè)均衡器就被稱為多少段均衡器，10段均衡器表示有10個(gè)可調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)越多，便可以調(diào)節(jié)出更精確的曲線，而調(diào)節(jié)難度則更難。大家都只到人耳只能聽到模擬信號，而這些軟件的均衡器都是數(shù)字均衡器，什么是數(shù)字均衡器？就是處理數(shù)字信號增益調(diào)節(jié)的均衡器，它這個(gè)操作在數(shù)字轉(zhuǎn)模擬前進(jìn)行，而模擬均衡器則是數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號后再處理。許多多媒體音箱上都帶有簡單的高低音增益調(diào)節(jié)，我們可以把這個(gè)看作是一個(gè)兩段的模擬均衡器。

　　任何頻率的增益或者衰減都會牽涉到信號的重（重新）量化，因此均衡器也有品質(zhì)上的差異，就像不同的SRC品質(zhì)有差異一樣。前面介紹的均衡器均是軟件方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字均衡器，它們的品質(zhì)各不相同。

　　Crystal CS46XX芯片內(nèi)置了硬件均衡器，在通常情況下，我們優(yōu)先使用硬件均衡器。很少有音箱能做到較為平直的頻響曲線，往往會在某個(gè)頻段衰減N dB，只要將均衡器的對應(yīng)頻段做N dB的增益，就會起到修復(fù)曲線的作用。

　　只要如圖做一些調(diào)整，音箱的音色就會起到一些變化，變得明亮。

　　這是著名的R1900T II，但它的曲線并非完美，2-4kHz段有衰減，而7-8kHz有增益，高頻也呈現(xiàn)較為明顯的衰減。

　　我們在2k/4k段增益3dB，而8kHz段衰減2dB，15kdB段增益3dB后，R1900T II立刻會變得中頻較為凸出，結(jié)像變佳，高頻明顯變得明亮。音色呈現(xiàn)較大變化。

　　在大部分時(shí)候，我們不建議增益500Hz一下頻段，這樣聲音會容易變得渾濁，適得其反，而稍微修飾一下中頻段和高頻段，則會帶來事半功倍的效果。

　　并非所有音箱都需要均衡器去修飾，惠威T200A頻響曲線和漫步者R1600T數(shù)碼版的頻響曲線都較為平直，并不需要再度修飾。另外，頻響曲線不夠平直不一定代表音質(zhì)必然不好，有些個(gè)性化的音箱頻響曲線并不平直，通過均衡器修正后，會喪失已有風(fēng)格，調(diào)整前請三思而行。

　　大部分朋友并沒有獲得音箱的實(shí)測頻響曲線的條件，我們只有在未來盡量提供更多音箱的實(shí)測曲線，在獲得實(shí)測曲線之前，我們需要靠實(shí)聽來判斷音箱哪個(gè)頻段有凸出或者凹陷，下面提供一張表，大家可以根據(jù)這張表來做一個(gè)初步的判斷。

　　頻率段(Hz)： 16k－20k

　　聽感影響： 這段頻率可能很多人都聽不到，因此，聽不到此段頻率并不意味著器材無法回放，當(dāng)然也不代表您的聽力不夠好，只有很少人可以聽到20kHz。這段頻率可以影響高頻的亮度，以及整體的空間感，這段頻率過少會讓人覺得有點(diǎn)悶，太多則會產(chǎn)生飄忽感，容易產(chǎn)生聽覺疲勞。

　　代表性的樂器：電子合聲、古箏鋼琴等樂器的泛音。

　　頻率段(Hz)： 12k－16k

　　聽感影響： 這段頻率能夠影響整體的色彩感，所謂小提琴的“松香味”就是由此段頻率決定的，這段頻率過于黯淡會導(dǎo)致樂器失去個(gè)性，過多則會產(chǎn)生毛刺感，在后期處理的時(shí)候，往往會通過激勵(lì)器來美化這段頻率。

　　代表性的樂器：镲、鈴、鈴鼓、沙錘、銅刷、三角鐵等打擊樂器的高頻泛音。

　　頻率段(Hz)：8k－12k

　　聽感影響：8～12kHz是音樂的高音區(qū)，對音響的高頻表現(xiàn)感覺最為敏感。適當(dāng)突出（5dB以下）對音響的的層次和色彩有較大幫助，也會讓人感到高音豐富。但是，太多的話會增加背景噪聲，例如：系統(tǒng)（聲卡、音源）的噪聲會被明顯地表現(xiàn)出來，同時(shí)也會讓人感到聲音發(fā)尖、發(fā)毛。如果這段缺乏的話，聲音將缺乏感染力和活力。

　　代表性的樂器：長笛、雙簧管、小號、短笛等高音管樂器。

　　頻率段(Hz)：4k－8k

　　聽感影響：這段頻率最影響語音的清晰度、明亮度、如果這頻率成分缺少，音色則變得平平淡淡；如果這段頻率成分過多，音色則變得尖銳，人身可能出現(xiàn)齒音。這段頻率通常通過壓限器來美化。

　　代表性的樂器：部分女聲、以及大部分吹奏類樂器。

　　頻率段(Hz)：2k-4k

　　聽感影響：這個(gè)頻率的穿透力很強(qiáng)。人耳耳腔的諧振頻率是1∽4KHz所以人耳對這個(gè)頻率也是非常敏感的。如果空虛頻率成分過少，聽覺能力會變差，語音顯得模糊不清了。如果這個(gè)頻率成分過強(qiáng)了，則會產(chǎn)生咳聲的感覺。2～4kHz對聲音的亮度影響很大，這段聲音一般不宜衰減。這段對音樂的層次影響較大，有適當(dāng)?shù)奶嵘梢蕴岣呗曇舻拿髁炼群颓逦?，但是?kHz時(shí)不能有過多的突出，否則女聲的齒音會過重。

　　代表性的樂器：部分女聲、以及大部分吹奏類樂器。

　　頻率段(Hz)：1.2k

　　聽感影響：1.2kHz可以適當(dāng)多一點(diǎn)，但是不宜超過3dB，可以提高聲音的明亮度，但是，過多會使聲音發(fā)硬。

　　頻率段(Hz)：1k

　　聽感影響：1 kHz是音響器材測試的標(biāo)準(zhǔn)參考頻率，通常在音響器材中給出的參數(shù)是在1 kHz下測試。這是人耳最為敏感的頻率。

　　頻率段(Hz)：800

　　聽感影響：這個(gè)頻率幅度影響音色的力度。如果這個(gè)頻率豐滿，音色會顯得強(qiáng)勁有力；如果這個(gè)頻率不足，音色將會顯得松弛，也就是800Hz以下的成分特性表現(xiàn)突出了，低頻成分就明顯；而如果這個(gè)頻率過多了，則會產(chǎn)生喉音感。如果喉音過多了，則會失掉語音的個(gè)性，適當(dāng)?shù)暮硪魟t可以增加性感，因此，音響師把這個(gè)頻率稱為"危險(xiǎn)頻率"，要謹(jǐn)慎使用。

　　代表性的樂器：人聲、部分打擊樂器。

　　頻率段(Hz)：300－500

　　聽感影響：在300－500Hz頻段的聲音主要是表現(xiàn)人聲的（唱歌、朗誦），這個(gè)頻段上可以表現(xiàn)人聲的厚度和力度，好則人聲明亮、清晰，否則單薄、混濁。

　　代表性的樂器：人聲。

　　頻率段(Hz)：150－300

　　聽感影響：這段頻率影響聲音的力度，尤其是男聲聲音的力度。這段頻率是男聲聲音的低頻基音頻率，同時(shí)也是樂音中和弦的根音頻率。在80－160Hz頻段的聲音主要表現(xiàn)音樂的厚實(shí)感，音響在這部分重放效果好的話，會感到音樂厚實(shí)、有底氣。這部分表現(xiàn)得好的話，在80Hz以下缺乏時(shí)，甚至不會感到缺乏低音。如果表現(xiàn)不好，音樂會有沉悶感，甚至是有氣無力。是許多低音炮音箱的重放上限，具此可判斷您的低音炮音箱頻率上限。

　　代表性的樂器：男聲。

　　頻率段(Hz)：60－100

　　聽感影響：這段頻率影響聲音的混厚感，是低音的基音區(qū)。如果這段頻率很豐滿，音色會顯得厚實(shí)、混厚感強(qiáng)。如果這段頻率不足，音色會變得無力；而如果這段頻率過強(qiáng)，音色會出現(xiàn)低頻共振聲，有轟鳴聲的感覺。

　　代表性的樂器：大鼓、定音鼓，還有鋼琴、大提琴、大號等少數(shù)存在極低頻率的樂器。

　　頻率段(Hz)：0－60

　　聽感影響：這段頻率影響音色的空間感，這是因?yàn)闃芬舻幕舸蠖嘣谶@段頻率以上。這段頻率是房間或廳堂的諧振頻率。這段頻率很難表現(xiàn)，在一些HiFi音響中，不惜切掉這段頻率來保證音色的一致性和可聽性。

 

在冒險(xiǎn)利用均衡器改變音頻信號之前，應(yīng)該三思而行。過分使用校正對聽眾整體收聽效果可能有利有弊。均衡器并非神奇得令人不可思議，它有不少缺點(diǎn)，并可能對聲音有較深的影響。

　　校正不足之處

　　均衡器是在19世紀(jì)30年代發(fā)明的，用來校正聲音的不足；其主要用途在好萊塢電影制片廠。由于一種類似于現(xiàn)在稱為逼真度濾波器的均衡器的支持，它在遠(yuǎn)距離擴(kuò)音方面取得了很好的結(jié)果，這有助于促進(jìn)其應(yīng)用，也導(dǎo)致后來的濫用。由于幾代聲音工程師在均衡器對聲音的影響上一知半解或完全不懂，在這樣的情況下使用均衡器，產(chǎn)生出來的聲音結(jié)果不盡人意就不奇怪了。

　　均衡器被用于混錄調(diào)音臺輸入通道和接線裝置上，例如在一條通往揚(yáng)聲器的輸出線路上。雖然在傳聲器輸入通道中使用均衡器使我們回憶其整形揚(yáng)聲器聲音或樂器聲音的方法，但往往被忽視的問題是，是否需要均衡器可能是其余環(huán)節(jié)出錯(cuò)的標(biāo)志。

　　均衡可能是用來補(bǔ)償在音頻鏈路或揚(yáng)聲器音頻特性內(nèi)、在傳聲器選擇或演播室聲學(xué)影響中的問題的。它甚至可能出現(xiàn)在有完美的聲學(xué)特性、最新型的揚(yáng)聲器和最好傳聲器的演播室中。

　　在通往揚(yáng)聲器的輸出通道中使用均衡器是一個(gè)特別感興趣的情況，因?yàn)槿藗內(nèi)菀渍`信可解決所有不當(dāng)?shù)氖覂?nèi)聲學(xué)和揚(yáng)聲器還音問題。

　　參量均衡器和圖示均衡器

　　目前使用兩種均衡器：參量與圖示均衡器。

　　倍頻式均衡器的測量校正特性曲線。

　　上曲線是3個(gè)設(shè)置于+6dB，中心頻率為630、 1250和2500Hz的濾波器的總響應(yīng)；下曲線是設(shè)置于+2dB的相同倍頻式濾波器。

　　參量均衡器能夠在獨(dú)立控制濾波頻率、帶寬和振幅增益或衰減的同時(shí)校正聲音信號。在每個(gè)頻率范圍的頻率和峰值振幅或波谷利用電位計(jì)和開關(guān)可以連續(xù)或分步調(diào)整。操作者可以在20:1頻率范圍上調(diào)整，同時(shí)調(diào)整銳度或峰值的帶寬，即熟知的品質(zhì)因數(shù)（Q值），其值為0.29～5.0。通常，最高和最低的頻率范圍可從峰值切換到平直的形式。

　　圖示均衡器通常能在8、12或更多的固定頻段校正聲音信號的形狀。每個(gè)頻段都有其有源濾波器，濾波器的中心頻率被指定在用于調(diào)整校正量（以dB計(jì)）的電位計(jì)附近。如果頻段被分為倍頻程，則此均衡器就是倍頻式，它利用較少量的頻段（濾波器）。1/3倍頻式均衡器具有較多的頻段，例如，31個(gè)濾波器（中心頻率20Hz～20kHz），允許比倍頻式均衡器有更精確但也更復(fù)雜的校正?？色@得的校正量通常一個(gè)聲道內(nèi)為±15dB，或兩個(gè)聲道分別為±15dB。在設(shè)置了滑動(dòng)校準(zhǔn)器時(shí)，它們形成某一圖形曲線，其形狀對應(yīng)于選定的校正曲線。這就是“圖示均衡器”名字的來源。

　　當(dāng)這種均衡器用于校正不足的聲學(xué)特性或揚(yáng)聲器還音特性時(shí)，操作員可能主觀地“通過人耳”或客觀地使用音頻分析儀設(shè)置校準(zhǔn)器。分析儀的傳聲器在測量位置作用于聲波，校準(zhǔn)器的校準(zhǔn)圖形形狀被設(shè)置為與測量的形狀反向，從而使得產(chǎn)生的特性曲線盡可能線性。但所有這些只適用于空間中的一個(gè)點(diǎn)。

　　由于操作員的耳朵和分析儀的傳聲器在某一位置記錄揚(yáng)聲器的響應(yīng)特性曲線，在操作員移到另一位置時(shí)，這可能出現(xiàn)問題。在某一位置均衡器的全部設(shè)置不適合除了此傳聲器放置之處的任何位置。此外，考慮到在聲駐波和室內(nèi)共鳴模式方面聲場的復(fù)雜性，以及在一個(gè)或多或少漫射聲學(xué)空間直射與反射聲波之比，很容易理解相比在一個(gè)位置產(chǎn)生些微改善的響應(yīng)，而在其它所有附近位置產(chǎn)生有問題的結(jié)果的均衡不如無均衡。被頭骨分開的人耳（平均距離19cm）對環(huán)繞頭部的聲波繞射非常敏感，使我們能感覺到直射和反射抵達(dá)聲波的方向、強(qiáng)度和時(shí)間差。這就是“雙耳”聽覺。

　　非所需效果

　　在除了使用仿真頭（傳聲器放置在左右耳的精確位置）的所有情況下，由于聽覺的主觀本性，單聲傳聲器甚或重合對立體聲傳聲器將向分析儀饋送與被聽眾所聽到的完全不同的客觀數(shù)據(jù)。

　　分別設(shè)置于+2、+4、+6、+8、+10和 +12dB的1/3倍頻式均衡器的測量校正特性曲線。

　　但是，即使采用仿真頭和具有很好的主觀感覺校正的測量方式，值得記住的是，取決于均衡器的類型，在一個(gè)頻率范圍內(nèi)的任何校正可能在一個(gè)或多或少的大范圍內(nèi)導(dǎo)致非所需的效果。圖1和圖2示出了這種情況。顯然，倍頻式均衡器（圖1）比1/3倍頻式均衡器具有廣泛得多的校正特性。這是由均衡器的特性決定。

　　不過，即使1/3倍頻式均衡器在校整器設(shè)置于最高的位置時(shí)（+12或+10dB）具有相當(dāng)窄的特性，在+4dB時(shí)它們也將有更廣的特性。至于“窄帶”1/6倍頻式和1/10倍頻式均衡器，均衡器的潛能越大，實(shí)現(xiàn)不同尋常的、夸張和人工聲音效果的方式之?dāng)?shù)量就越多。

　　因此，用冷靜的頭腦、盡可能理性和合乎邏輯地進(jìn)行均衡非常重要。