對均衡器在聲音處理上的應(yīng)用研究

徐曉軼

(中國傳媒大學(xué)，北京 100024)

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人們對聲音質(zhì)量的要求也越來越高，因此出現(xiàn)了許多聲頻信號處理設(shè)備來實現(xiàn)在藝術(shù)、生活中對高質(zhì)量聲音的追求。均衡器是一種可以調(diào)節(jié)各頻段信號放大量的最常用的聲頻處理設(shè)備之一，它能夠?qū)π盘柌煌l率成分進行相應(yīng)的提升或衰減，通過改變諧波成分與基波成分的相對幅度和相位以及諧波數(shù)目來改變音色[1]。

1 均衡器的分類及應(yīng)用

早期均衡器只能實現(xiàn)對信號的衰減，后來的均衡器則同時具有提升的功能。實際上，所有的均衡器都是建立在濾波這個概念之上的，帶寬就是濾波器所能調(diào)節(jié)的范圍的大小，歸根結(jié)底，均衡器是由一個或幾個濾波器所構(gòu)成的設(shè)備。如果按照均衡曲線的形狀劃分，均衡器可以分為以下幾種：高/低通濾波器(High/Low filter)、擱架式均衡(Shelving Filter)、峰形均衡(Peak Filter)和陷波器(Notch Filter)。在大型調(diào)音臺上，均衡器一般被分為4個頻段：高頻段(HF)、中高頻段(HMF)、中低頻段(LMF)和低頻段(LF)，中低頻段和中高頻段一般都是峰形均衡，低、高頻段可以式峰形均衡也可以是擱架式均衡。

1.1 通過式濾波器

通過式濾波器的電路結(jié)構(gòu)非常簡單，最常用的濾波電路是基本RC電路，僅有一個電容和一個電阻構(gòu)成。電感的頻率特性是通直流阻交流、通低頻阻高頻；電容的頻率特性是通交流阻直流，通高頻阻低頻。

通過式濾波器分為高通濾波器(A High-Pass Filter，HPF)和低通濾波器(A Low-Pass Filter，LPF)，高通濾波器也稱為低切濾波器(Low-Cut Filter)，可以讓高于截止頻率(Cut-off frequency)的部分通過，并濾除處于截止頻率以下的部分；低通濾波器也稱為高切濾波器(High-Cut Filter)，可以讓低于截止頻率以下的部分通過，并濾除處于截止頻率以上的部分。所以合理應(yīng)用通過式濾波器可以將無用的低頻和高頻成分衰減或切除掉。通過式濾波器一般是以截止頻率(轉(zhuǎn)折頻率)來命名的，截止頻率指的是均衡曲線衰減了3 dB的頻率點。衰減量少于3 dB的頻率成為通帶內(nèi)頻率，超過3 dB的成為阻帶內(nèi)頻率。通過式濾波器另一個特性是斜率(Slope)，濾波器帶外衰減是按照一定比率進行的，通常值為6的倍數(shù)，用分貝每倍頻程(dB/oct)來表示。根據(jù)經(jīng)驗可以知道，濾波器的斜率越大，在聽感上就會有越多人工處理的痕跡。

1.2 擱架式均衡

擱架式均衡一般多用在人耳可聽聲范圍的低頻和高頻部分，與主要用于除去某些頻率成分的高、低通濾波器不同，擱架式均衡主要用于改變聲音的整體音色。擱架式均衡的參量有兩個，分別是均衡量和均衡的截止頻率(增益變化達到3 dB時所對應(yīng)的頻率點)。擱架式均衡又可以分為4中形式，分別是低頻提升形擱架、高頻提升形擱架、低頻衰減形擱架和高頻衰減形擱架。所有的擱架式均衡的均衡量都是可控的，均衡量變化范圍通常為-12～+12 dB，大部分擱架式均衡的截止頻率也是可控的。

1.3 陷波器

陷波器可以被認為是參量式均衡器的變體，是一種形式特殊的頻率衰減器，用來處理帶寬很窄的、我們在聲音制作過程中不需要的頻率成分，同時可以把對相鄰頻帶的影響降到最低，通常我們可以用它來解決聲回授問題。

在使用均衡器時，建議先用通過式濾波器去除不需要的頻率成分，接著用擱架式均衡改變聲音的整體音色，最后用參量式均衡對特定的頻率點進行進一步處理，從而讓聲音更加貼近我們想要的效果。

2 各頻段產(chǎn)生的音色主觀感受

要想利用好均衡器，除了要熟悉各類均衡器以外，還要具備一定的聲學(xué)知識，要很清楚不同頻段是如何影響聲音音色的，因為在某些特定的頻率上哪怕即興微小的調(diào)整，也會使聲音產(chǎn)生十分明顯的變化。我們知道，樂器發(fā)出的聲音大多是由基波與諧波復(fù)合而成的復(fù)合音，因此每一件樂器都有幾個為數(shù)不多的能表現(xiàn)自身特色的頻率成分[2]。均衡器能夠改變聲音音色的基本原理就是改變了基波與諧波之間的相對關(guān)系，即改變了各頻段能量分布大小。這與推子不同，推子是同時改變信號頻譜內(nèi)所有頻率成分的大小的，所以推子只能對信號進行衰減或提升而改變不了音色。

3 均衡器的作用

3.1 實現(xiàn)頻譜平衡、實現(xiàn)樂器分離

多種樂器同時演奏時很容易出現(xiàn)掩蔽效應(yīng)，從而影響聽感，利用均衡器可以實現(xiàn)樂器的分離，提高樂器的清晰度。例如底鼓和貝司都是低頻樂器，但有時我們也對它們進行高通濾波處理，這樣可以增加底鼓和貝司的樂器分離度，讓單個樂器聽起來更加清晰，以在混音中獲得更舒適的聽感。高通和低通濾波器經(jīng)常結(jié)合在一起用，成為帶通濾波器，用帶通濾波器處理失真吉他可以將過多的低頻隆隆聲和高頻噪聲除去，將失真吉他帶來的掩蔽效應(yīng)限定在一個特定的頻率范圍內(nèi)，以增加樂器分離度[3]。

3.2 改善音質(zhì)

均衡器可以用來改善音質(zhì)，去除不需要的聲音。在錄音過程中很有可能會錄到空調(diào)噪聲、咝咝聲等，在用點話筒拾音時也不可避免地會有串音，這些都是不需要的聲音。在人聲的后期處理過程中也要格外注意頻率所帶來的問題。人聲往往是一首歌曲的關(guān)鍵元素，這就要求人聲必須突出，不能被其他樂器的聲音所掩蔽。而且錄音中還可能會錄到和人聲混雜在一起的哨聲或尖音，這些聲音會降低聲音質(zhì)量。因此，可以在人聲這一軌上加載均衡器，并通過掃頻的方式找出這些聲音所在的頻段，然后對其進行衰減處理。通常對人聲的均衡有個約定俗成的做法是使用80 Hz的高通濾波器進行處理，因為80 Hz以下基本是不包括人聲任何頻率成分的。當(dāng)木吉他作為節(jié)奏樂器時，可以用高通濾波器進行處理，減少不必要的低頻成分。

4 結(jié)語

均衡器種類有很多，且各有千秋。理解和掌握相關(guān)聲學(xué)原理，多嘗試不同種類均衡器，反復(fù)比較未使用均衡器和使用過后的聲音效果，不斷積累經(jīng)驗，相信一定能做出更令人滿意的聲音。