「技術分享」關於均衡的那點兒事兒 02

來勢洶洶的新冠肺炎疫情讓群眾有點兒措手不及,經過前線人員的不懈努力,目前全國新增病例開始逐步下降,是一個好的開端。

上回說到均衡的兩個作用,這回我們來聊一下均衡的種類以及一些基本應用。

先來說說最常見的兩種均衡分類:

圖示均衡

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圖示為SD7 Quantum

參量均衡

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圖示為SD5

圖示均衡:顧名思義,可以在面板(或虛擬面板上)通過對於某一點的推拉,直接的反映出對於頻率的衰減曲線。

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一般來說,現代專業音頻應用的圖示均衡器均為31段圖示均衡。也就意味著從20Hz到20kHz一共有31個均衡點可作為中心頻率調整。每一段的倍頻程關係為1/3倍頻程。

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這裡需要插播一下什麼是倍頻程,我們知道倍頻程的英文是Octave,在音樂當中的原意是指一個八度。而我們又知道每升高或降低一個八度,從頻率上來說,是一倍或1/2的基礎頻率。具體計算公式如下:

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f0為基準頻率,n為倍頻程數,f則為所求倍頻程。

以20Hz為例,20Hz為f0基準頻率,則1/3倍頻程為25Hz。25Hz的1/3倍頻程則為31.5Hz,以此類推直到20kHz。這樣一來我們就將人耳聽覺範圍以1/3倍頻程為中心頻率取了31個點。

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但是我們要注意的是,上文中還是比較嚴謹的表示了,這是取的31個點而不是段,這31個頻率點叫做中心頻率,也就是說31段均衡器的31箇中心頻率是我們的上圖中的取點。而每一箇中心頻率所可以調整的帶寬則根據均衡器品牌或種類區別,可能略有不同。而這裡所提到的帶寬(Bandwidth)有時也會用一個字母Q(Quality Factor)來表示。

Q值與帶寬的關係可以簡化的公式如下

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fc為中心頻率,BW為帶寬,Q為Q值

看到這裡,可能我們會簡單的把帶寬和Q值直接作為反比關係,但實際上來說是不對的。帶寬或Q值的計算,是以中心頻率為基準,取中心頻率兩側增加或衰減3dB的兩個點做為帶寬計算值。

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而Q值與BW之間的換算公式實際上並不複雜,N為倍頻程數。

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舉例來說,2個倍頻程的帶寬所得到的Q值約為0.6667,而1個倍頻程則約為1.414。為了方便大家,可以查閱下面Q值與帶寬對照表,進行粗略的估算。

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在一般的調音臺上,圖示均衡一般用來對輸出通道進行調整,最直白的解釋就是為了調整聽音區域的頻率平衡。由於聽音環境並不是理想環境,在室內,會產生駐波,建築材料的吸聲,頻率反射折射等現象。圖示均衡的一大作用,就是將聽音區域會產生的這些多的頻率或缺少的頻率在電路里面先期進行補償,從音箱放出後,儘管房間有“缺陷”但最終在聽感上儘可能達到全頻段的平直的頻率響應曲線。因此有人也將圖示均衡叫做房間均衡。但是建議大家儘量避免使用這樣的說法,因為均衡器的調整完全是對於電路來說的,與房間本身的建聲環境沒有任何關係,也並不是一個房間內只能有一種房間均衡的調整方式。因為不同的音箱,不同的擺放位置,不同的測量位置,都會讓均衡器的調整出現變化。

那麼對於DiGiCo S系列調音臺來說,進入調音臺圖示均衡界面的路徑是:主屏幕左上角DiGiCo logo→進入主菜單→點擊選擇GEQ選項。

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SD系列的路徑是:進入DiGiCo主界面→選擇GEQ選項,以SD7 Quantum為例,可以在主輸出通道,輔助輸出通道,矩陣等位置插入圖示均衡器用來調整。

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而Calrec的Artemis在臺面上有專屬的按鍵,Summa、Brio、Type R調音臺的路徑則是在主界面的EQ選項。

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講了這麼多圖示均衡器,我們現在來看一下另外一種均衡的類別,即參量均衡。

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實際上在上文中,我們已經接觸了對於均衡器的最重要的3個參數:中心頻率,帶寬或Q值以及增益或衰減幅度。圖示均衡有這樣幾個特點:1.直接固定了中心頻率,2.固定的調整帶寬,3.有限的調整幅度(一般為±6-9dB)。這樣一來,我們在調整的時候偶爾會發現這三個固定的數值不能達到我們預期的效果。而相比於圖示均衡,參量均衡的中心頻率可調,帶寬可調,幅度範圍可大可小。所以常見於調音臺的輸入通道。

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但是在本質上,兩者沒有區別。都是對於複合音頻信號某個頻段進行調整。在音頻發展的早期,由於參量均衡相比於圖示均衡更加複雜,所以圖示均衡的應用比較多。而隨著音頻數字化,核心計算能力的不斷增強,參量均衡的應用越來越多,現在很多音頻處理器的調整,已經是多點選擇,隨意調整的參量均衡。甚至現在多階均衡已經非常的普及,可以進行不對稱的帶寬選擇。

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高階均衡,非對稱斜率圖

所以在均衡的應用上,並沒有固定的限制,使用者完全可以用圖示均衡對某一個輸入通道進行調整,或使用參量均衡對輸出通道進行調整。只不過由於習慣問題,我們在調音臺輸入通道的調整往往是參量均衡,而輸出通道的調整往往是圖示均衡。

不管使用何種均衡,建議大家可以儘量做減法。尤其使對於系統的調整。我們應該儘量少選取調整的點,在調整時儘量做衰減而不是提升。這樣做有兩個好處,在如今的數字時代,可以少使用處理器的資源,同時系統可以達到最自然的狀態。此外,過多的提升均衡,有可能使系統過載,而且在提升的過程當中,有可能降低信噪比,使得最終輸出的音頻質量有所降低。

本來想在這篇文章當中,可以講更多的均衡分類以及應用。但沒想到僅僅簡單的闡述參量均衡和圖示均衡就寫了這麼多的篇幅。那麼下一篇文章,我們將會講另外一種非常常見的均衡分類以及相關的應用。


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