现代音响与调音技术第三版第4章调音台课件

1 1第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！第4章 调 音 台4.1 概述4.2 调音台的基本原理4.3 调音台实际应用2 2第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.1 概 述4.1.1 调音台的主要功能1.放大调音台的首要任务是对来自话筒、卡座、电子乐器等声源的大小不等的低电平信号按要求进行放大。在放大过程中还必须对信号进行调整和平衡，所以信号经放大后有可能还要对其适当加以衰减，然后再次放大，最后达到下级设备所需要的电平。3 3第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！2.混合调音台具有多个输入通道或输入端口，例如连接有线话筒的话筒(MIC)输入、连接有源声源设备的线路(LINE)输入、连接信号处理设备的断点插入(INSERT)和信号返回(RETURN)等。调音台对这些端口的输入信号进行技术上的加工和艺术上的处理后，混合成一路或多路输出。信号混合是调音台最基本的功能，从这个意义上讲，调音台又是一个“混音台”。4 4第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！3.分配调音台通常都具有多个输出通道或输出端口，主要包括：单声道(MONO)输出，立体声(STEREO)主输出，监听(MONITOR)、辅助(AUX)、编组(GROUP)输出等。调音台要将混合后的输入信号按照不同的需求分配给各输出通道，为下级设备提供信号。同时，要求接通或断开某输出通道时，不能影响其他输出通道。5 5第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.音量控制由于调音台输入和输出都具有多个通道，因此需要对各通道信号进行音量控制，以达到音量平衡，这也是调音台的重要功能之一。在调音台中，音量控制器一般称做衰减器。现代调音台的衰减器通常采用线性推拉式电位器，俗称推子。6 6第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！5.均衡与滤波由于放(录)音环境(如建筑结构等)对不同频率成分吸收或反射的量不同，再加上音响元器件或整机设备的电声指标不完善，从而使话筒拾音或扩声系统放音出现“声缺陷”，影响节目的艺术效果；有时，演员或乐器也可能因声部不同而对放(录)音的要求不同。因此，调音台的每一个输入通道都设有均衡器或滤波器，通过调整可以弥补“缺陷”，提高音频信号的质量，以达到频率平衡这一基本要求。在现代音响设备中，还专门配备有多段频率均衡器设备。7 7第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！6.压缩与限幅调音台输入声源的信号电平和动态范围各不相同，电声器件也会导致信号的非线性失真。因此，在调音台放大器电路上要采取相应措施，例如在线路放大器上采用扩展、压缩、限幅放大电路等。有些调音台还专门为了平衡动态范围而设置了“压缩/限幅器(Compressor/Limiter)”。现代音响设备中也有专门的压缩/限幅器、扩展器等设备供选择。8 8第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！7.声像定位调音台各输入、输出通道都有一个用于声像方位(Panorama)选择的电位器，称为声像电位器或全景电位器。用它来调节信号在左、右声道的立体声分配或制造立体声效果，使声源具有立体声方位感。9 9第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！8.监听在对调音台进行调音的过程中，要经常对声源信号和经过加工处理的音色质量进行监测，为系统调音提供依据。一般在调音台上都设有耳机插孔和相应的音量控制电位器，可以单独监听各路输入信号或输出信号，也可以有选择地监听混合信号。有条件时(如在音控室)还可以通过调音台某输出端口用扬声器系统实施总监听。1010第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！9.信号显示调音台上均设有音量表或数字化发光二极管指示光柱，以便调音师在监听的同时，可以通过视觉对信号电平进行监测。利用音量表或发光二极管的指示，并结合音量控制电位器的位置，以判断调音台内各部件是否正常工作，并可以观察按艺术要求对信号进行的动态压缩。1111第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！10.振荡器测试为了检验音响系统的技术指标及工作状态，有些调音台内部设置了振荡组件作为测试声源，产生音频振荡信号供试机使用。一般调音台提供一个1 kHz的声源，高档调音台可提供10 kHz、1 kHz、100 Hz、50 Hz四个频率的声源，有些高档调音台甚至可以提供试机用的粉红噪声。1212第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！11.通信与对讲调音台上还专门设有一个通信话筒接口，可接入一个动圈式话筒，供音响操作人员与演出单位对讲使用。当开启调音台上的对讲开关时，除接通通信话筒外，同时将其他话筒从节目传送系统转接到通信对讲系统。1313第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.1.2 调音台的分类调音台的种类很多，并且有多种不同的分类方法。按其使用形式可分为大型固定式调音台、中小型半固定式调音台和小型便携式调音台等。按其用途可分为录音调音台和扩音调音台等。通常录音调音台主要用于录音棚的录音制作系统，其功能较多，结构也非常复杂。本书主要讨论用于扩声系统的扩音调音台。1414第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.1.3 调音台的结构调音台一般都有多个输入端口和多个输出端口，同时还设有与各端口相对应的多个控制旋钮和按键等，从而构成不同的输入/输出通道。因此，习惯上将调音台的基本结构分为两大部分，即由输入组件构成的输入通道和由输出组件构成的输出通道或称主控部分。1515第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.1.4 调音台的技术指标不同的调音台，其产品说明书中可能会罗列多项指标，其主要技术指标有以下几方面的内容。1.增益(Gain)2.频率响应(Frequency Response)3.等效噪声和信噪比(Equivalent Input Noise and S/N Ratio)4.非线性失真(Distortion)5.分离度(Impedance)或串音(Crosstalk)1616第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2 调音台的基本原理调音台具有多个输入通道和输出通道，而且它的基本功能之一就是要将多路输入信号混合后重新分配到各输出通道。因此，调音台的信号流程是多向的，其基本原理框图及电平图如图4-1所示。1717第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-1 调音台基本原理框图和电平图(a)方框图；(b)电平图1818第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2.1 信号输入调音台每路输入通道都设有低阻抗话筒(MIC)输入端和高阻抗线路(LINE)输入端，分别用来连接传声器和有源设备。现代调音台大多将话筒输入和线路输入结合起来，使用同一路前置放大器。该放大器实际为差动(平衡)输入运算放大器，其原理示意图如图4-2所示。1919第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-2 前置放大器原理示意图2020第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2.2 频响控制调音台各输入通道还设置有进行频率特性调整的频响控制电路，以便对某些有频率特性欠缺的信号进行频响校正，或借助频响控制电路有意识地改变信号的音色，达到某种特殊的效果。2121第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-3 音调控制电路和频响控制特性曲线(a)音调控制电路；(b)频响控制特性曲线2222第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2.3 电平调整调音台各输入通道和输出通道均设有电平调整器，也就是音量控制器。输入通道的电平调整器通常称为分电平调整(简称分调)，它只能控制对应输入通道送至信号混合电路的电平，输出通道的电平调整器设在节目放大器之后，称为总电平调整器(简称总调)，用来调整混合以后的信号送到输出端口的总电平(如图4-1所示)。2323第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-4 电平控制器原理电路 2424第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-5 电子衰减器电路2525第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2.4 声像方位控制调音台各输入通道都专门设有一个方位控制器(Panorama Potentiometer，简称PAN POT)，它是由一只同轴电位器构成的，如图4-6(a)所示。其作用是将对应输入通道的单声道输入信号按一定比例分配到立体声输出的左声道和右声道上，获得听觉上不同声像位置的效果，从而使听众能够感觉到不同声源的位置。这实际上就是把各单声道输入信号合成为具有立体声效果的节目输出。2626第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-6 声像控制电路简图和声像控制特性曲线(a)声像控制电路简图；(b)声像控制特性曲线2727第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-7 平衡控制2828第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2.5 信号混合1.电压混合电路电压混合电路是在节目放大器为高输入阻抗时的混合电路。为了使混合电路既起到混合信号的作用又不影响前面电路的正常工作(包括使前面电路的工作负载符合要求，并且隔离各路输出端)，信号混合时应在每一输入路的输出端接入一个高阻值的电阻r(混合电阻)，如图4-8所示。2929第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-8 电压混合电路3030第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！2.功率混合电路功率混合电路是调音台使用的一种混合电路，其原理框图如图4-9所示。为了既混合信号又隔离各路输出，需要在该电路每一输入路的输出端设置混合电阻r，其阻值应使每一输入路的输出端与后面节目放大器的输入端达到阻抗匹配。3131第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-9 功率混合电路3232第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！由于功率混合电路有匹配的要求，其混合电阻的阻值必须满足下列匹配关系式(4-1)3333第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！因此，混合电阻值为这种混合电路会引起每一路信号电压的衰减。对于每一路信号，经混合后其电压传输系数为(4-2)3434第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！3.电流混合电路现代调音台广泛使用电流混合电路。电流混合电路是使用低输入阻抗节目放大器时的混合电路，它实际上是一个加法运算放大器电路，如图4-10所示。3535第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！图 4-10 电流混合电路3636第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！由于这时的混合电路包括放大器，因此又称为有源混合电路。根据负反馈原理，这种电流混合电路的每一路信号的传输系数(连同放大器)K应取决于负反馈电阻RF和混合电阻r的比值，即(4-3)混合衰减量(连同放大器)N为(4-4)3737第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2.6 节目放大调音台各输入通道的输入信号混合以后即成为节目信号，因此混合电路以后紧跟着的放大器(在电流混合时，该放大器已与混合电路组成一体)就是节目放大器，又称混合放大器或中间放大器，简称“节放”、“混放”或“中放”等。现代调音台的节目放大器多采用集成运算放大电路(如图4-10所示)。3838第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.2.7 线路放大调音台最终输出的放大器就是线路放大器，也称做输出放大器，简称“线放”。它装在混合(或称输出)总线(BUS)之后，担负着将节目电平提升到所需值和将输出阻抗变换到所需值的任务，以供录音、监听或信号的传输之用。与“节放”相同，其电路也采用集成运算放大器电路。3939第4章 调 音 台我爱祖国，但用的是奇异的爱情！4.3 调音台实际应用为了使读者对调音台有一个更直观的了解，在这一节中我们将通过一个调音台实例，结合其面板结构及调音台的基本原理，讨论调音台的使用情况。英国声艺(SOUNDCRAFT)LIVE 4.2型(译作“实况4.2”)调音台是扩声系统中常用的档次和性价比较高的大中型调音台，其原理框图