本文将指导您设置增益设置,这是音频系统中最被忽视但最重要的部分之一。为音频系统设置正确的增益结构是提供干净和无失真信号的基础。用正确的技术设置增益结构,平衡音响系统,其实这个任务并没有那么可怕,可能还有点好玩。
拿起你的测试仪!
你将成为你团队中每个人的英雄。
设置系统增益的重要性
在正常情况下,大多数混音器在不切割的情况下会产生+18至+24 dBu的输出电平。10-20dB左右的余量可以支持材料中语气强烈或话语洪亮的扬声器。这相当于当输入源传输其预期内容时,混频器输出约0 dBu的输出电平。
混音器的输出电平应接近“0”刻度,这是为了确保信号中可能超过零的峰值不会失真。通常,这被称为失真削波,因为波形看起来像是在其峰值被“削波”。
当输入信号相应增加时,当系统或设备不再提供增加的输出信号时,就会发生削波。已经达到设备电压摆动的极限。由于电源限制,信号的顶部和底部通常被“削波”。
正确设置系统增益可以:
★提高信噪比;
★增强信号;
★降低噪音;
★帮助消除系统中任何明显的电流声;
★避免扭曲和切割;
★提高动态范围。
设定在哪里?
音频系统中有很多节点需要调整信号电平。比如麦克风前置放大器。我们知道,无论什么类型的麦克风,都会产生一个信号电平,叫做麦克风电平。麦克风电平是非常低的电平信号,只有几毫伏(mV)。因为麦克风电平工作在几毫伏,所以更容易受到干扰。
麦克风前置放大器将麦克风电平信号放大到线路电平(在此执行所有信号路由和处理),以进行路由和处理。一旦信号被路由和处理,它就被发送到功率放大器,以将最终信号放大到扬声器级。扬声器将获得放大的电信号,并将电能转换成声能。
一般专业线级为1.23 V(+4 dBu),消费级为0.316 V(-10 dBV)。使用RCA或留声机连接器通常是消费者水平信号的标志。详情见表:
类型
电压等级
麦克风电平
0.001-0.003v (-60至-50分贝)
线级(专业级)
线级(消费者级)
1.23v (+4 dBu)
0.316伏(-10 dBV)
扬声器音量
4伏或更高
事实上,不仅是麦克风前置放大器,音频信号链的每个部分都需要设置单位增益。
为每个器件设置增益结构,包括:
★麦克风前置放大器
★混音器
★处理设备(均衡器、压缩机、限制器)
★麦克风输入混音器中的前置放大器
★放大器
您不必按此顺序设置这些器件的增益结构。例如,您可以在设置麦克风前置放大器之前,在混音器中设置单位增益。你所要做的就是确保每个设备都设置了增益。
但是,有一个例外,您应该最后设置功率放大器的输入设备。
用于选择增益结构的方法
设置系统增益有两种方式:单位增益和优化增益。
这两种方法适用于:
对于典型的演示/会议室/会议室环境,单位增益将使用专业的音频组件,具有足够的系统信噪比-约60 dB。
适用于要求更高的聆听环境,如小型工作室、广播设施、表演艺术中心、演讲厅等。系统优化方法将提供信号路径中的设备所能允许的最佳信噪比。
测试设备
无论是设置单位增益还是使用系统优化方法,这两种方法都比较简单,不需要昂贵的设备。但你至少需要一台电缆测试仪、信号发生器和信号测量设备。
在安装电缆组件之前,最好先对其进行测试。因为安装前的测试总是比安装后的故障排除更快、更容易、更高效。这不仅可以帮助您检查连接,还可以显示可能源于连接器本身的问题(如短路)。
方法1:单位增益
在增益结构的语境下,“一致”就是“怎么进怎么出”。换句话说,信号既没有增益也没有衰减。当通过信号路径的其余部分时,混频器输出端的分贝或电压电平将保持不变。单位增益的目标是以进入器件的相同信号电平离开器件。
单位增益法通常使用1 kHz的音调作为参考,可以用信号分析仪或万用表测量。
统一增益的优势:
★在大多数基础音响系统中,它提供足够的电子信噪比。
★这是一种简单快捷的方法,只需要一个信号发生器和一个电压表。
单位增益的缺点是:
★即使在同一制造商的设备之间,不同设备之间的余量和单独切割水平也会有所不同。
★混料机切割输出前可能会切断下游设备,可能会损坏部件。
回想一下,设置单位增益的目的是操作混频器,以便混频器输出表在正常操作下指示接近“0”。
单位增益的设置步骤:
1.定义“0”。“0”可能表示1.23 V时的0 VU,也是专业音频线路电平参考的+4dBu。“0”也可以表示0分贝(0.775伏),甚至0分贝(1伏)。去做这个:
●设置所有混频器微调、混频器电位器、交叉点增益、主机等。在它们的零点(单位)位置。
●配置信号发生器,以0分贝(0.775伏)输出1千赫正弦波。将此信号施加到混音器的线路电平输入,并观察混音器的输出仪表。
●调节接收发生器信号的通道上的微调,直到混音器输出表显示“0”。
2.使用信号分析仪或均方根万用表测量混频器的输出信号。一般你应该看到接近0 dBu(0.775 V)或者+4 dBu(1.23V)。
3.调整输入微调,直到分析仪或万用表的指针指向这些参考电平中最近的一个,而混频器仍显示“0”输出电平。您将使用该参考信号电平,并通过系统的其余部分设置单位增益。
4.调整信号路径中的所有滤波器和动态处理器,使它们不会影响参考信号。
●确保任何滤波器(如均衡器)设置为零(单位设置)
●将压缩机和限制器设置为最大阈值项目
●将向下扩展器设置为最小阈值
●在增益设置期间,您可以通过选择和取消选择“旁路”来检查处理器是否设置正确。这样可以确认测试信号不受任何偶然处理的影响。动态处理器的最终设置通常在均衡过程完成后设置。
5.将信号发生器连接到混频器输入,混频器输出仍然读作“0”,将分析仪或万用表连接到信号路径中下一个器件的输出。调整设备的增益,直到分析仪或万用表显示先前建立的参考电平。对于信号路径中直至功率放大器的每一个器件,都是如此。
方法2:系统优化增益
要使用系统优化方法设置增益,混频器输出将被限幅,然后设置为刚好低于限幅限值。一旦在混频器上设置了增益,下一个器件就会连接并设置为相同的输出模式。
示波器可以用来寻找切割波形,实时分析仪可以用来观察与切割振幅基频相关的谐波能量。然而,一般来说,只需要一个便宜的压电高音扬声器。
注:使用压电作为系统优化方法将需要使用低频正弦波(如400赫兹)作为参考频率。压电虽然不能忠实地再现400 Hz的基频,但它会很容易地传输与削波400 Hz波形有关的谐波频率。换句话说,当信号为全正弦波时,压电会无声,但当信号被切断时,就会产生噪声。
使用优化方法的好处:
★这种方法比单位增益法提供更鲁棒的信噪比。这是因为正常系统的信号电平远离设备的噪底。可以达到最大信噪比。
★每个线级装置与混音器具有相同的余量。具体余量(0 dBu和切割极限之间允许的信号量)因器件而异。
★在优化方法中,可以找到每台设备的切割点,并在该点正下方调整水平。因此,如果混频器被限幅,所有下游设备将被限幅在与混频器相同的信号电平。
使用优化方法的一些缺点:
★比单位增益法需要更多的时间和技巧
★均衡器等一些下游设备容易过载,可能需要在其输入端使用无源衰减器
★更换部件后,系统需要重新校准
优化增益的设置步骤
1.就像单位增益法一样,将所有混频器微调、混频电位器、交叉点增益和主机设置为零(单位)。
2.调整信号路径中的任何滤波器和动态处理器,使其不影响参考信号。
●确保任何滤波器(如均衡器)设置为零(单位设置)
●将压缩机和限制器设置为最大阈值设置
●将向下扩展器设置为最小阈值
●在增益设置期间,您可以通过选择和取消选择“旁路”来检查处理器是否设置正确。这可以确认测试信号不受任何意外处理的影响。动态处理器的最终设置通常在均衡过程完成后设置。
3.用输出0 dBu的400 Hz正弦波配置信号发生器。
4.将信号发生器连接到混频器的线路电平输入。
5.将压电器件连接到混音器的输出端。因为400 Hz的音落在压电体通带之外,应该是无声的。
6.增加混音器的主输出,听声音。一旦听到压电式声音,就已经超过了混音器切割和失真输出的最大极限。
7.降低音量,直到压电元件再次变得安静。因为未切割状态和切割状态之间的过渡非常明显,无论是干净状态还是切割状态都很容易听到。
8.当混频器的输出电平调整到刚好低于切割电平时,将压电器件连接到信号路径中下一个器件的输出端。
9.增加设备的增益,直到压电器件指示切割状态,再稍微降低电平,直到再次安静。
10.对信号路径中直到功率放大器的每个器件继续这种做法。
11.程序完成后,返回混音器,将主输出恢复到单位设置。
由于目的是在“0”指示灯附近运行混音器,所以整个系统的动态裕度与混音器相同,混音器的测光现在指示系统的状态。
用音频数字信号处理器设置增益结构
数字信号处理器(DSP)可以包含通常在模拟系统机架中单独找到的所有设备的功能。包括但不限于以下内容:
★麦克风前置放大器
★均衡器
★压缩机/限制器
★延迟器
使用DSP时有两个重要术语:
软件:DSP厂商提供的软件,用于配置信号电平、路由等参数。
配置文件:这些是DSP软件的文件,指定DSP设备中的信号流设置和参数。最初由系统设计师或系统程序员配置,这些设置由现场安装人员进行微调,以获得最佳性能。
数字信号处理器和模拟系统的一些区别是:
1.在DSP设备中,笔记本电脑通常与设备相连进行调整。制造商的配置软件必须加载到计算机中,然后根据不同型号通过RS-232、USB或以太网连接到DSP。用户手册将指出可用的软件要求和连接选项。
2.如果机器有前面板显示屏,您可以通过前面板界面上的菜单进行一些调整和设置。
3.数字信号处理器中的输入信号可以路由到非常特定的输出或多个输出,这些路由可能在不同的信号电平下发生。这些路由和增益设置通常在交叉点矩阵中执行。
4.增益设置遵循与模拟系统相同的模式——前置放大器增益设置将麦克风电平提高到线路电平,然后所有路由和处理都在线路电平上执行。
5.DSP运行在上传到设备的配置软件上。通常,当安装程序上传新的配置文件时,现有的软件配置文件将被替换(清除)。上传配置文件时要小心。如果在设备中找到现有文件,则在上传新文件之前,最好将设备的现有配置文件保存到计算机中。
6.将系统调整到最佳性能后,应保存配置文件,并将其复制到计算机中进行备份和记录。
混频器输入调整
设置系统增益后,您可以使用前置放大器/微调来连接和调整混音器输入端的麦克风和节目源。
混频器将包含各种输入信号电平。麦克风以最低的信号电平进入,因此它们需要显著的增益。然而,线路级电源需要很少或不需要增益。
麦克风输入调节
几乎每一个AV系统都使用麦克风,几乎任何价格、任何配置、任何可以考虑的应用都可以使用麦克风。说到这里,话筒会表现出不同的灵敏度。换句话说,对于给定的输入,输出将根据类型、结构和目的而变化。
要调整麦克风,您需要一个麦克风、一个SPL计价器和一个便携式噪音发生器
这是调整麦克风音量的过程:
1.将所有通道均衡器、混合电位计、交叉点增益和主要设备设置为零(单位)。
2.将每个通道的麦克风前置放大器设置为最小设置。前置放大器可以标记为微、微调或增益。
3.将每个麦克风连接到适当的麦克风输入。如果连接的麦克风是电容麦克风,请将其连接到该通道上的幻像电源。
4.确定每个麦克风预期接收的最佳电平。对于正常的语音应用,这通常是大约65-70分贝SPL。
5.注:歌手或热情的演讲者将有一个比65-70分贝SPL高得多的谈话水平,因此他们需要相应地得到补偿。
6.在麦克风附近放置一个小噪声发生器,输出粉红噪声。
7.使用放置在麦克风舱附近的SPL乐器来调整噪音发生器的位置和/或音量,直到SPL乐器的SPL音量约为65-70分贝,适合阅读对话语音。
8.使用麦克风上的65-70dB SPL来调整混音器麦克风通道的前置放大器,直到混音器的输出测量值显示“0”。
9.对每个麦克风通道重复此过程。
线路输入调整
除了麦克风被放大到线路电平之外,从线路电平获得的其他信号源也可以在您的音频系统中找到。对于专业音频线路源,路由和处理几乎不需要扩展。回想一下,消费者线路电平(比专业音频线路电平低0.316 V-12 dBu)可能需要一些放大。
线路电平因设备而异。专业音频线的级别为+4 dBu,用户线的级别为-10 dBV(-7.79 dBu)。虽然这些可能是您想要的级别,但实际的级别会因具体的设备和使用的内容类型而异。
此外,笔记本电脑的水平可能会有很多变化。除了声卡的差异,用户还可以自行调节电脑输出电平。
以下是行输入调整的过程:
1.将每个通道的所有前置放大器设置为最小设置。前置放大器可以标记为前置放大器、微调、增益等。
2.如果可以在通道上单独使用,请断开任何线路电平源的幻像电源。
3.将每个线路电平设备连接到其相应的线路输入。
通常,混音器的麦克风和线路电平输入不同。例如,XLR可用于麦克风输入,1/4英寸输入连接器可用于线路电平。其他可能使用相同的连接类型,如麦克风和线路的标准输出端口,但提供麦克风或线路的软件选择。其他混音器可以使用物理开关在麦克风和线路之间进行选择。您可能还会看到一个“pad”选项。当连接线路电平源时,此选项会降低混音器的电平。
4.当信号源激活时,调节通道的前置放大器,直到混频器的输出测量值显示“0”。
如果可能,使用系统使用的实际来源和计划材料进行调整。如果实际信号源不可用,请咨询制造商以确定预期的标称输出电平,并使用输出该电平的信号发生器。
功率放大器调整
到目前为止,随着功率放大器的关闭,所有的增益调整都已进行。是时候打开它,并确保放大器发送足够的功率来驱动扬声器达到目标SPL水平。设置增益时,功率放大器是最后一个需要调整的组件。
注意事项:系统电源顺序
请注意,如果没有按正确的顺序打开或关闭系统组件,可能会损坏设备,尤其是扬声器。为避免设备损坏,请始终遵循以下顺序:
1.电源沿着信号路径启动。你通常应该从混频器开始,到功率放大器结束。
2.当关闭系统电源时,请关闭所有功率放大器,然后关闭所有其他电子设备,并沿着信号链向混频器反向工作。
3.常见的错误是调整放大器的增益或功率。
请注意,所有小于全顺时针的位置都是负数。功率放大器的调节会更准确地称为输入衰减器。当混音器的输出仪表接近“0”指示时,具有特定应用的适当尺寸的功率放大器在达到所需的SPL电平方面应该没有问题。换句话说,当以适当的电压(即,标称值在0.775和1.23伏之间)驱动时,功率放大器将产生足够的电压来将扬声器驱动到特定水平而不变形。
以下是在功率放大器上设置输入衰减器的过程:
1.用正常信号电平驱动混频器,输出测量显示接近“0”。
2.将SPL计价器放在听众的位置。
3.当衰减器最小时,打开功率放大器并调节衰减器,直到它达到设计规定的适当SPL电平。
影响音响系统最常见的问题是从头到尾寻找功放(也叫“空 sun”)的输入衰减器,关闭前一台设备的输出(小于单位增益)。一个常见的结果是,系统打开时会发出嘶嘶声。
在一点提高信号方向,在另一点降低信号方向,以补偿动态范围。它还会对信噪比产生不利影响,因为信号现在更接近噪底。
以上只是我对系统增益的理解,肯定有不完善的地方。欢迎同事指正,以便我及时修改!
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