第四章 音响工程技术信号处理设备——压限器.ppt
周边设备之压限器,北京联合大学 音响工程技术课程组,Compressor/Limiter,概述,压缩器/限制器（compressor/limiter，简称压限器）用途是让信号的输出动态范围变小，它使较微弱的信号变大而使较大的信号变小。其结果是使大信号与小信号之间的差别变小。例如，压限器可以用来使snare鼓的音轨变得平淡柔和，允许整个鼓的声音在混音器上被提升到一个较高的电平，而不会使母带过载。对于有些歌手来说，他们在进行录音时总是不能够很好地保持嘴部与麦克风之间的距离，这时候使用一些温和的压缩效果就可以使得人声音轨的表现更佳。,压限器的工作原理,一旦输入的信号电平超过了用户设定的阀值，则压缩器就将开始工作，把过高的输入电平降低。这样得到的结果是，在增大输入电平的同时，不会造成输出电平产生同等幅度的增大。例如，设置压缩率为2：1，则每增加2dB的输入电平只会造成输出电平有1dB的变化。,限幅特性,压限器输出波形及增益变化,压限器的重要的参数,阀值（threshold）参数：决定了要被压缩或是限制的信号的上下限。处于阀值以内的信号将不会受到影响。比率（ratio）参数：选择了在输入信号超过阀值时，输出电平改变的方式。较高的比率值，将导致较大的压缩，并使得声音听起来很“挤”。非常高的比率值会导致信号产生极端的“上限成分”（ceiling）。这叫做极限（limiting）。输出（output）参数：提高增益可以抵消掉由于动态范围约束而产生的较低的电平。,压限器的重要的参数,触发（Attack）参数：设定了输入电平的相互作用时间。一个较长的attack时间使得在进行压缩之前“允许通行”更多的原始动态信号。例如，增加一点attack时间可以保留下更多原始的kick鼓的重击声。释放（release）参数：意味着当输入信号在恢复到阀值范围内时，要通过多长的时间才能够让压限器回到正常的状态。在较短释放时间的情况下，压限器的电平变化十分细微，可以用于制造海浪的声音。,YAMAHAGC2020B压限器,面板与功能键,POWER：电源开关 LINK：立体声和单声道选择开关 COMP IN/OUT：压限器旁路开关 GAIN REDUCTION：增益衰减指示；EXP GATE：噪声门的控制及指示 THRESHOLD：阈值选择 COMP RATIO：压缩比选择 ATTACK：起控时间选择,面板与功能键,RELEASE：恢复时间选择 INPUT LEVEL：输入电平控制 OUTPUT LEVEL：输出电平控制 INPUT：信号输入插口 INPUT LEVEL：输入电平选择开关 OUTPUT：信号输入插口 OUTPUT LEVEL：输出电平控制开关 DETECTOR IN and OUT：外部信号控制接口,LINK：立体声和单声道选择开关,控制两路单声道（DUAL MONO）或一路立体声（STEREO）的选择。两路单声道时，两通道相对独立，可分别处理不同的信号；一路立体声时，两通道相互联系，同时工作。,COMP IN/OUT：压限器旁路开关,IN：压限器处于工作状态，OUT：压限器处于旁路状态,GAIN REDUCTION：增益衰减指示,为五段衰减：，16，24dB。,EXP GATE：噪声门的控制及指示,是一个独立的功能键，其阈值可调，可以有效地去除节目间歇时背景的杂音和噪声,THRESHOLD：阈值选择,决定当输入的节目信号电平为何值时，压缩器将对其进行压缩限幅,压缩阈在-40dB上不同的压缩比,压缩阈从一40dB移至+20dB,COMP RATIO：压缩比选择,用来确定超过阈值的信号的压缩比。所谓压缩比是指，输入信号电平变化与输出信号电平变化的比值。,ATTACK：起控时间选择,决定当信号超过阈值时，对其进行压缩所需的时间（单位为ms）。可调整的时间范围在0.2ms20ms之间,RELEASE：恢复时间选择,决定当信号低于阈值时，对其解除压缩所需的时间。可调整的时间范围在50ms2s之间,压限器的应用,在音响系统中压限器通常接在调音台的主输出之后，下面举出一些典型的应用例子。,1、起安全阀的作用,音响系统工作时，可能由于操作不当（设备的音量控制调得过大或开机、关机、转换等操作不当而出现强大电压冲击）、信号不稳（不同演唱者声音大小的差别或传声器与口部的距离远近变化）或意外情况（话筒摔落或出现强烈声反馈引起的啸叫）等原因出现过高的信号电平，会对系统造成严重的过载失真，甚至损坏扬声器或功率放大器。接入压限器后，通过其压缩、限制功能，对整个系统起到保护作用，这就是剧场和歌舞厅广泛配置压限器的主要目的。根据经验，把压缩比调在1.5-2之间比较合适，具体还要靠听觉来判断。压缩比过低，起不到安全阀作用。压缩比超过2，往往会使扬声器放声的层次感变差，高频部分感到不够“明亮”。,2、提高录音和扩音的响度,压缩和限制节目的动态范围，可以使强信号受到抑制，使弱信号获得提升。在录音和扩音系统操作中，常用这个办法来提高录音和扩音的响度，其原理如下：由于人的耳朵感觉到的声强是某一段时间的平均声级，因而在平均声级较低的节目中，偶尔出现的一些高声级峰值信号，听起来就比不上没有这种峰值、但平均声压级较高的节目响。,3、用压缩器制造特殊音响效果,使用很短的启动时间和较长的释放时间，可以制造一种类似于“反向声”的特殊音响效果，特别适用于一些打击乐器。快速启动使信号电平立即被压缩，而在信号自然衰减时，释放时间的调节又提高其增益，以便减小自然衰减的程度。这种效果对鼓一类打击乐器，特别对铙钹非常显著。应当注意，如果释放时间调得太短，当信号很弱或无声时，增益会很快增高，使背景噪声变得很显著，但随着信号再次增强，噪声又被抑制下去，形成一种令人讨厌的所谓“喘息噪声。”相反，也不应把释放时间调得太长，以免压缩器动作的变化速度跟不上节目的节奏变化。,4、齿音消除器,有些压缩器具有一种消除齿音的功能。其办法是把提升高频的均衡电路插入到压缩器的控制增益衰减的线路中，使齿音中的高频分量受到比其他分量更多的压缩。更有效的办法是把音频带划分成几个频段，逐段进行处理，然后再重新合成。这样，可以把含有齿音的这一频段分离出来，使它受到比其他部分更大一些的坟缩。当信号重新合成时，齿音的声级就被衰减，而不影响节目的其余部分。,5、自动门,在各类大型会议，文艺演出和多声道录音时，通常都是多个传声器同时接入扩声系统，但我们希望每当无人讲话或某些乐器暂停演奏时，能随时把这些无信号输入的传声器立即关闭，这样可以减少背景噪声，特别是可以减少产生声反馈啸叫的机会。但要用人工去不断地又开又关一批传声器显然是不切合实际的。利用噪声门就可以完成这个“自动门”的功能，关键是要恰当地设置门限电平，使无人发言或无乐器演奏的传声器自动“关门”，而有人发言或乐器开始演奏时即能自动“开门”，投入正常工作状态。,关于压限器在均衡前、后的问题,关于是把压限器放到均衡器前面还是后面，音响界一直以来就在争论不休，“前者”说经过压限器压缩后音乐音色会有些变化，再经过均衡器修饰一下效果就更完美了；“后者”言压限器就是用来压缩强电平信号保护下级设备的，如果把它放在均衡器前面，那万一均衡器调整不当，产生强电平信号后，那此时均衡前的压限器岂不是失去了保护作用？因此要把压限器放在均衡器的后面!看起来都有道理，其实大家何必这么死板呢？如果一套音响系统中只有一台压限器，2台以上均衡器，那在这个系统中压限器当然要放在均衡器前面了，毕竟这样可以保护更多的下级设备；如果一套音响系统中压限器和均衡器数量相当，那在这个系统中压限器当然就要放在均衡器后面了，毕竟这样可以做到：“万无一失”呀！因此灵活运用才是关键。,生动的例子（1）压限器调整不当,有一次朋友十万火急的找我去帮一个舞厅调音响，说那个舞厅刚开业，当晚8只辅助音箱的喇叭就全烧光了，我就觉得很奇怪，除非是那里的音响师出现了严重的操作事故，否则不会发生这种“灾难”性的后果。经过我仔细、全面的检查，发现那里音响系统中压限器调整不当，才造成了这样严重的后果。原来此音响系统中只在主音箱前配置了一台压限器，辅助音箱没有。我发现那台压限器的阈值(THRESHOLD)电平调整得太低，在-30dB左右，这样即使是正常的音频信号也受到了很大的压缩，而且此压限器的压缩比率还在6：1左右，就是输入电平超出所设阈值(THRESHOLD)电平6个dB时输出电平才增加1个dB。,压限器很重要,生动的例子（1）压限器调整不当,大家都知道标准的信号电平是0dB，可以想象一下，这样的调整方法，不管把压限器的输入信号提到多高，输出信号无论如何也达不到标准0dB电平的。其后果就是：那天晚上音响师老是说主音箱没有声音，拼命的在调音台上增加电平信号，以至于信号严重失真了，现场还是只听到辅助音箱的声音，因为主音箱给压限器“压死”了，当然声音很小。如此一来可怜8个小小辅助音箱的喇叭给烧得粉身碎骨，而16个大大的主音箱却默默无闻躺在那里休息。教训是惨痛的，不过这件事情也从侧面说明了一个问题：那就是压限器还真的管用呀！同样在强大电平信号的冲击下，辅助音箱喇叭都烧光了而主音箱却安然无恙！,压限器很重要,生动的例子（2）系统没有配置压限器,某地一个特大型的酒吧用了80多只音箱，40多台功放，其它设备也都是顶级的配置，但此系统的设计师说压限器会损害音乐动态，因此不用，这还不算，他竟然还说他所配置的功放里面已经有了压限功能了！呜呼！我终于明白什么叫哭笑不得了！想想看功放里的简单压限保护电路怎么能和专业的压限器比呢？再说等到功放开始压限了那功放本身都满负荷工作了，此时连它自身都难保，还怎么可能有能力去保护它的下级设备音箱呢？结果该酒吧开业后每天都烧2、3只喇叭，请遍了当地音响界高手都解决不好问题。然后我去了只加了台压限器就解决问题了，当然我还做了其它多方面的调整，但如果不加压限器来保护设备，那神仙也没办法调整好！,压限器很重要,使用压限器时需要注意的问题,1、噪声门部分其实不是指压限器真的能去除音乐当中的噪声，它只是在系统中无有用电平信号时才起作用。例如：开会时领导在上面小声窃窃私语，这样的无用声音就相当于水里的淤泥，是可以用噪声门这个水闸进行拦截的；但当领导对着话筒较大声说话时，噪声门当然就不能拦截了，否则没有声音出去那怎么能行呀？就好像一个水闸不但拦截了淤泥，还连清水都拦截了，那它就不是一个水闸，应该是拦水大坝了。,使用压限器时需要注意的问题,我们用水闸来比喻噪声门只是形象些，其实还是有区别的，想象一下，真实的情况是：当系统中有用声频信号冲开噪声门的门限电平(THRESHOLD)时，其实这个门限电平已经没有任何作用了，此时系统中的噪声就会夹杂在有用音频信号中一起传输出去，只不过那时候的噪声被有用音频信号掩盖了，我们听不出而已。因此，噪声门实际上是没办法消除正常音频信号中任何噪声的，它并不像音频工作站中的噪声采样器那样可以适度消除正常音频中的某些噪音。,使用压限器时需要注意的问题,2、压缩器部分里的THRESHOLD和噪声门部分里的THRESHOLD虽然都是一种门限电路，但两者的功能和工作状态是大不一样的。两个门限在正常使用中，噪声门的THRESHOLD有可能在99%的时间内不起作用，是因为大多数的音频电平信号都会高出这个门限；而压缩器的THRESHOLD的也有可能在70-90%的时间内不起作用，相反的是因为大多数的音频电平信号都会低于这个门限。,使用压限器时需要注意的问题,3、压缩比(RATIO)的调整其实是决定了压限器是变成“压缩器”还是变成“限幅器”，它的调整要结合压缩器部分的THRESHOLD来进行，压缩比率太低不起作用，太高有时又损害音质。,使用压限器时需要注意的问题,4、压限器中有一个立体声连锁键（StereoLink），一般是以压限器的左通道（通常是A路或输入1）为主。当按下这个键后，右通道（通常是B路或输入2）上的阈值(THRESHOLD)、压缩比(RATIO)、启动时间(ATTACK)、恢复时间(RELEASE)等就不起作用了，虽然此时右通道还有信号输入和输出，表面上看没什么区别，但实际上是把左路音频信号一分为二，右路音频信号使用的是左路的音频信号了，压限器左、右两通道共用的都是左路的输入信号和压缩或限幅功能。但此时右路通道的输出电平（OUTPUTGAIN）还是起作用的。所以大家在调整时要注意，不要不小心按下此键把立体声信号变成单声道混合信号。,使用压限器时需要注意的问题,5、直通（Bypass）的使用（Bypass）键就是让压限器直通不起作用了。例如：在用均衡器调整声场或声反馈时，如果系统中有压限器都要把它直通，否则话筒在一开始回授时，会受到压限器的压限处理；等到回授信号很大，压限器压不住时，回授就会冲破压限器的限制一下子变得很厉害，这样容易损坏设备。当然大多数情况下压限器是不能直通的，否则就失去了保护的作用。,使用压限器时需要注意的问题,6、过分的压缩会导致声音非常窄，且听起来感觉很不自然，并且会产生噪声。因此不要使压缩的量过大。压限器也不是万能的，不要以为有了压限器的保护作用就万事大吉了，输入进压限器的电平信号一定不要有大的失真，否则即使用压限器处理也没有用。,使用压限器时需要注意的问题,7、有的压限器后面板上有电平转换选择，如+4或-10、-20等，我们使用时千万要注意，正常情况下一定要选择在+4dB电平下工作。否则与其它设备电平不匹配时，压限器信号就很容易严重失真了。,使用压限器时需要注意的问题,8、了解你的压限器的特性如果你使用的是美国dbx的266压限器，就要注意它的一个特性，比如在演出时：播放歌曲伴奏音乐系统还一切正常，但当歌手突然开始大声歌唱时，系统整体音量如果会一下子小了很多，像喘不上气来一样，过段时间又慢慢恢复正常了，这样的表现证明压限器的阈值(THRESHOLD)门限电平太低了，压限器在超负荷工作了，这时就需要提高THRESHOLD电平。所以如果THRESHOLD电平太低压限器老是在工作也是不正常的，需要适中。,
