電子均衡器

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。

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。

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。

1、20～40這個(gè)頻段聲音的大部分感覺是松軟的低音，而不是強(qiáng)勁有力，通過試驗(yàn)就可以知道。看看給地鼓提升這個(gè)頻段會有什么效果。

2、40～150是聲音的基礎(chǔ)沒錯(cuò)，但是絕占不到70%，而且人聲的鼻音也不在這個(gè)頻段，大概在250左右。

3、150～500這頻段，是個(gè)要在處理的時(shí)候非常小心的頻段，絕不能靠提升這頻段來獲得人聲的力度。稍不小心就會一團(tuán)遭。

4、“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?！睉?yīng)該說只要在低頻部分加混響，都會影響聲音的清晰度。當(dāng)然，在現(xiàn)在的混音技巧中，這個(gè)規(guī)則已經(jīng)不是很重要了。因?yàn)?，我們?jīng)常會在歐美及港臺的錄音室里見到他們?yōu)榈毓暮拓愃炯映坛袒祉憽?/p>

運(yùn)用數(shù)字濾波器組成的均衡器稱為數(shù)字均衡器，數(shù)字均衡器即可作成圖示EQ，有可做成參量EQ，還可以做成兩者兼有的EQ，它不僅各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異，操作方便，而且還可同時(shí)儲存多種用途的頻響均衡特性，供不同節(jié)目要求選用，可多至儲存99種頻響特性曲線。SONY的SRP-E300是一款多功能2通道的數(shù)字均衡器具有10段參量均衡和29段圖示均衡，可同時(shí)或獨(dú)立工作，帶有限制器和噪聲門功能，高精度的48kHz取樣，20比特線性模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換；帶有模擬和數(shù)字輸入/輸出；RS-232C C接口，可用于外部遙控，，它的出現(xiàn)會逐步淘汰普通的模擬均衡器，是一款專業(yè)音頻擴(kuò)聲領(lǐng)域具有極高性價(jià)比的產(chǎn)品。

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。

在音響器材中，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)。

嚴(yán)格地說應(yīng)先要根據(jù)音響的頻響曲線用均衡器來校正成平直的，就是說音響的頻率響應(yīng)曲線本來不是水平的直線，但是為了真實(shí)還原聲音，我們可以通過均衡器的調(diào)節(jié)把原來的曲線變成直線。但大多數(shù)朋友都沒這個(gè)條件，不知道耳機(jī)或者耳塞的頻響曲線，所以我們只能根據(jù)自己的聽覺來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

首先來看看均衡器分段后的每個(gè)部分的作用:

這一段提升能給音樂強(qiáng)有力的感覺，給人很響的感覺，如雷聲。是音樂中強(qiáng)勁有力的感覺。如果提升過高，則又會混濁不清，造成清晰度不佳，特別是低頻響應(yīng)差和低頻過重的音響設(shè)備。

這段是音樂的低頻結(jié)構(gòu)，它們包含了節(jié)奏部分的基礎(chǔ)音，包括基音、節(jié)奏音的主音。它和高中音的比例構(gòu)成了音色結(jié)構(gòu)的平衡特性。提升這一段可使聲音豐滿，過度提升會發(fā)出隆隆聲。衰減這兩段會使聲音單薄。

這段包含了大多數(shù)樂器的低頻諧波，如果提升過多會使聲音像電話里的聲音。如把600Hz和1kHz過度提升會使聲音像喇叭的聲音。如把3kHz提升過多會掩蔽說話的識別音，即口齒不清，并使唇音"mbv"難以分辨。如把1kHz和3kHz過分提升會使聲音具有金屬感。由于人耳對這一頻段比較敏感，通常不調(diào)節(jié)這一段，過分提升這一段會使聽覺疲勞。

這段頻率屬中頻，如果提升得過高會掩蓋說話的識別音，尤其是3kHz提升過高，會引起聽覺疲勞。

這是具有臨場感的頻段，它影響語言和樂器等聲音的清晰度。提升這一頻段，使人感覺聲源與聽者的距離顯得稍近了一些;衰減5kHz，就會使聲音的距離感變遠(yuǎn);如果在5kHz左右提出升6dB，則會使整個(gè)混合聲音的聲功率提升3dB。

這一頻段控制著音色的明亮度，洪亮度和清晰度。一般來說提升這幾段使聲音洪亮，但不清晰，不可能會引起齒音過重，衰減時(shí)聲音變得清晰，但聲音不洪亮。

均衡器上也可以按照聽門極限的曲線圖來設(shè)置,這樣讓耳朵能最容易的感覺到聲音,這樣最自然最好! 如下圖，我們提升低頻和高頻的DB數(shù)。

這樣讓低頻和高頻能夠很自然的被耳朵感受到，也就是說最佳的EQ設(shè)置應(yīng)該和該曲線圖吻合。

CD在錄制的時(shí)候是很好的記錄了經(jīng)過編輯的音源信號的，在CD制作的時(shí)候就已經(jīng)調(diào)整好了音效的，所以我們可以認(rèn)為不需要補(bǔ)償。mp3就不一樣，在壓縮的時(shí)候，高中低頻三個(gè)部分會有損失，一般來說損失的是高低兩端，而中頻部分很大程度上保留了下來。所以我采取的辦法是通過對CD和mp3文件播放進(jìn)行比較的方法調(diào)整。

預(yù)設(shè)了有pop，rock，jazz，classic，vocal等幾種模式，有什么用呢?

其實(shí)這些是根據(jù)不同的音樂風(fēng)格設(shè)置的，下面介紹下頻響曲線。

pop:流行樂。它要求兼顧人聲和器樂的結(jié)合都很平均，所以曲線的波動(dòng)不是很大的。

rock:搖滾樂。它的高低兩端提升很大，低音讓音樂強(qiáng)勁有力，節(jié)奏感很強(qiáng)，高音部分清晰甚至刺耳

jazz:爵士樂。它提升了3-5kHz部分，增強(qiáng)臨場感。

classic:古典樂。它提升的也是高低兩部分，主要突出樂器的表現(xiàn)。

vocal:人聲。人的嗓子發(fā)出的聲音的頻率范圍比較窄，主要集中在中頻部分。

其中paragraphiceq是參數(shù)圖形均衡器，graphiceq是圖示均衡器。用滑動(dòng)控制器作為參數(shù)調(diào)整的多段可變均衡器?；瑒?dòng)控制器下的標(biāo)識與其頻率響應(yīng)所對應(yīng)。每一頻段的中心頻率與帶寬是固定的。

做音樂最離不開的效果器是什么?

正是有了這個(gè)所謂"均衡"的效果器，我們的音樂才不會過載，樂器音色才會如此豐富。然而知道1加1等于2更要知道1加1為什么等于2。今天我把這個(gè)效果器扒光，從根本上來分析它的工作原理。

"EQ的原理?聲波是由不同諧波組成的!所謂均衡處理就是改變這些諧波的振幅。"這個(gè)說法也對也不對。說它對是因?yàn)榫庑Ч鞯某踔允沁@樣的。說它不對，是因?yàn)橐援?dāng)今的數(shù)學(xué)算法，還不能做到由答案推出確定的問題。比如一道題的答案是10，我的問題可以是2+8，也可以是1+3+6，甚至可以是5.5+4.4+0.1等等等等……波形也是一樣，同樣的合成波形，可以有無數(shù)諧波組合。所以說，效果器根本不能分清楚這些諧波的個(gè)數(shù)與振幅類型。不過均衡的發(fā)明者很聰明，他并不讓EQ處理不可琢磨的諧波去改變音色，而是通過一種巧妙的方法，間接的改變了音色。

從高中物理書上的"振動(dòng)與波"一章可知頻率等于周期的倒數(shù)。而所謂周期，就是指物體完成某種運(yùn)動(dòng)，回到初始狀態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間。

由縱軸的零點(diǎn)來看，這個(gè)波形的從0時(shí)刻從0振幅開始跨越1/440秒后回到了初始狀態(tài)(第1/880點(diǎn)縱軸位置也是0點(diǎn)，但是運(yùn)動(dòng)方向與初始位置相反。所以不能當(dāng)作返回)。我們知道這個(gè)波形的頻率是440Hz(1/440的倒數(shù))，可是這個(gè)波形就只有440Hz的聲音么?不是的。如果我們從圖中縱軸的某個(gè)非零位置看上去。

正如大家看到的，這一段里，振動(dòng)回到平衡位置經(jīng)歷的時(shí)間是1/1000秒，也就是說，綠色部分是頻率為1000Hz的波形。同樣的，從縱軸不同的非零位置看，可以得到各種頻率的波形。

這樣，我們就近似得到了波形的各個(gè)分波。下面EQ所要做的，就是調(diào)整各個(gè)近似分波的振幅(音量)大小。但在這之前，我們先要下一個(gè)定義:同樣的波形，在縱軸的不同位置看上去有不同的頻率，我們把從平衡位置(縱軸零點(diǎn))看上去呈現(xiàn)的頻率稱為"樂音頻率"，把從縱軸不同位置看上去的分波統(tǒng)稱"聲音頻率"。人耳在接收聲音的時(shí)候，會自動(dòng)把耳膜在平衡位置的振動(dòng)頻率(也就是"樂音頻率")當(dāng)作音高，把其他頻率轉(zhuǎn)化為音色。

最原始的EQ，是利用電容器的所謂"容抗"現(xiàn)象來調(diào)整聲音的音色，所謂"容抗"，既是說電容器有這樣一種物理現(xiàn)象。對于不同規(guī)格的電容，其對不同頻率交流電信號有減弱或提升的現(xiàn)象。聲音從mic轉(zhuǎn)化后會變成交流電信號，電流I會正比于聲音振幅(其實(shí)只能近似正比)。I通過導(dǎo)線進(jìn)入EQ，我們用一個(gè)3段EQ的理論電路來舉例:

3個(gè)不同規(guī)格的電容器分別負(fù)責(zé)調(diào)整高頻，中頻和低頻。由于三個(gè)電容分別對高，中，低頻率的敏感程度不一樣，人們便可以通過調(diào)整各個(gè)電容的電流傳輸效率來產(chǎn)生EQ效果。這種利用物理現(xiàn)象的方法是明智又省力的，而且相當(dāng)精確!但是隨著數(shù)碼錄音技術(shù)的發(fā)展，錄音師們開始喜歡在后期加入EQ，傳統(tǒng)EQ便不能滿足需要了。于是越來越多的數(shù)字EQ出現(xiàn)在了人們眼前。在聲音信號已經(jīng)量化的數(shù)字信號中調(diào)整EQ，就必須利用數(shù)學(xué)算法來解決。大家一定都聽說過"采樣率"這個(gè)概念。在數(shù)字音頻信號中，波形的變化不能是連續(xù)的，而是由一個(gè)一個(gè)采樣點(diǎn)串起來的。

這種設(shè)計(jì)產(chǎn)生了一個(gè)麻煩--我們在分析采樣點(diǎn)頻率時(shí)很難找到另一個(gè)采樣點(diǎn)剛好與這個(gè)點(diǎn)振幅狀態(tài)一致:

所以，數(shù)碼EQ必須像穿線一樣將各個(gè)采樣點(diǎn)連起來，才能近似找到兩個(gè)狀態(tài)一致的點(diǎn)。說起來容易作起來難，電腦不是人腦，只能以數(shù)學(xué)方法來"穿線"。最古老的方法，我稱作"直線路徑"即用直線連接各個(gè)采樣點(diǎn)。這種做法很簡單，但是誰都知道采樣點(diǎn)與采樣點(diǎn)之間不可能是直線連接，這樣會產(chǎn)生很大誤差!后來人們根據(jù)高數(shù)中的傅里葉級數(shù)，用最接近原始波形的曲線連接了采樣點(diǎn)，我稱作"模擬路徑"。如圖:

這種方法誤差依然存在，畢竟那是理論算出來的不是真正的波形。但是已經(jīng)與原始波形相差很少很少了?，F(xiàn)今流行的數(shù)字EQ，大都采用這種設(shè)計(jì)。

數(shù)字EQ雖然種類繁多，其實(shí)原理都是一樣的，即:將輸入信號"x"建立對應(yīng)輸出信號"Y"，Y=f(X)，其中f()這個(gè)作用式中又包括了一個(gè)與"x"對應(yīng)頻率"k"的函數(shù)。將對應(yīng)"X"的函數(shù)表達(dá)式展開也就是:Y=g(k)*X。其中g(shù)()隨EQ參數(shù)調(diào)節(jié)而變化。

舉例:古老數(shù)字EQ的原理。

這是一個(gè)古老的3段EQ，使用"直線路徑"。我們把中頻提升到2倍，高頻提升3倍。這時(shí)，函數(shù)的作用式就變成了:

Y=1*X(k屬于0hz到400hz)

Y=2*X(k屬于400hz到2500hz)

Y=3*X(k屬于2500hz到無窮)

可以看出，這種EQ調(diào)節(jié)"有塄有角"，399.9hz振幅還一點(diǎn)不變，到401hz就突然增加2倍。我和朋友寫過一個(gè)小播放器，就加入了這EQ，產(chǎn)生了魔鬼的聲音…………現(xiàn)今的EQ不但擁有"模擬路徑"，還擁有漸變的函數(shù)作用式。同樣的3段EQ，把中頻提升到2倍，高頻提升3倍，函數(shù)圖像會變的很圓滑:

所示，這個(gè)"樓梯"很圓滑，在雖然中頻從400hz開始算起，但是從350hz左右就已經(jīng)開始增加振幅產(chǎn)生漸變的效果。大家可以試試，即便把EQ的高頻降低到0，我們依然可以聽到一點(diǎn)高頻。而且由于采用了"模擬路徑"，使頻率的分析更準(zhǔn)確!更加容易調(diào)節(jié)。但這兩種優(yōu)化算法比古老EQ更費(fèi)系統(tǒng)資源。

我們之所以要講到已經(jīng)沒有用的古老EQ，是因?yàn)樗奖闳藗兝斫釫Q。有些朋友總是問:EQ效果器既然能改變聲音的頻率，C調(diào)的歌調(diào)完EQ會不會變成降B?降低bass的低頻，bass聽起來會不會好像升了一個(gè)8度?大家還記得前文提到的"樂音頻率"和"聲音頻率"概念么?我們帶著這個(gè)概念從古老EQ入手來解釋這兩個(gè)問題。

我們來看古老EQ的公式:Y=r*X(k屬于ahz到bhz)。前面已經(jīng)說過，聲音的音高只與"樂音頻率"有關(guān)。也就是說，想證明EQ效果器能改變聲音的頻率而不改變音高，只需證明EQ效果器能改變聲音頻率而不改變樂音頻率。

根據(jù)樂音頻率的定義，它必然是兩個(gè)同樣狀態(tài)的0點(diǎn)之間時(shí)間長度的倒數(shù)(第1零點(diǎn)，第3零點(diǎn))。我們設(shè)1點(diǎn)的時(shí)刻為t1，3點(diǎn)的時(shí)刻為t2。樂音頻率f=1/(t2-t1)。我們來證明t1時(shí)刻或者t2時(shí)刻不發(fā)生變化:對于任意一個(gè)輸入信號"x"有輸出信號Y=r*X(k屬于ahz到bhz)。在任意t時(shí)刻，經(jīng)過EQ處理的信號可以改變?yōu)槿我庵?。但是由?，3點(diǎn)的X值為0，所以無論我們?nèi)绾握{(diào)整EQ參數(shù)，Y=r*0=0，所以在1，3點(diǎn)，X值永遠(yuǎn)等于Y值為0。即所有振幅為0的時(shí)刻點(diǎn)經(jīng)過EQ處理，振幅依然為0，所以第1零點(diǎn)，第3零點(diǎn)之間的時(shí)間間隔不隨參數(shù)變化而變化。

這就是EQ效果器能改變聲音頻率而不改變音高的原因，所以大家(尤其是初學(xué)者)大可放心地使用EQ。其實(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字EQ的算法也開始變得多種多樣。就在這篇稿子即將完成時(shí)，又聽說有通過任意頻點(diǎn)的前后兩點(diǎn)前后兩點(diǎn)計(jì)算斜率(就是該點(diǎn)的速度)來確定頻率的新奇高招，但EQ的宗旨不變--只改變千篇一律的音色。聲音頻率和音樂中440hz等等樂音頻率不是一個(gè)概念，調(diào)低高頻音樂不可能沒了高聲部，bass也不會因?yàn)榻档偷皖l而消失。

運(yùn)用數(shù)字濾波器組成的均衡器稱為數(shù)字均衡器，數(shù)字均衡器即可作成圖示EQ，有可做成參量EQ，還可以做成兩者兼有的EQ，它不僅各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異，操作方便，而且還可同時(shí)儲存多種用途的頻響均衡特性，供不同節(jié)目要求選用，可多至儲存99種頻響特性曲線。SONY的SRP-E300是一款多功能2通道的數(shù)字均衡器具有10段參量均衡和29段圖示均衡，可同時(shí)或獨(dú)立工作，帶有限制器和噪聲門功能，高精度的48kHz取樣，20比特線性模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換;帶有模擬和數(shù)字輸入/輸出;RS-232CC接口，可用于外部遙控，，它的出現(xiàn)會逐步淘汰普通的模擬均衡器，是一款專業(yè)音頻擴(kuò)聲領(lǐng)域具有極高性價(jià)比的產(chǎn)品。