压限器的功能键及其调节参数

hifi56 · 发表于 2004-4-22 18:47:00

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压限器的功能键及其调节参数
目前，压限器在歌舞厅等文化娱乐场所得到了广泛的应用，人们越来越清楚地认识到了压限器在扩声中的重要作用。在扩声中，音响师的一个很重要的工作就是不断地控制音量，以避免由于信号过强而造成功放或音箱的损坏。这就要求音响师在整个调音过程中始终要保持精神高度集中，稍一疏忽就有可能造成事故。有时，需要限制厅堂的最大声压级，防止过高的声级损伤听众的听力。而演出和音乐是千变万化，在很大程度上是不以音响师的意志为转移的。例如，在演员手持话筒演唱时，话筒离嘴的远近和演唱音量是由演员个人来决定的，有一定的随意性。这就使音响师很难预计到将要发生的音量变化。对于这种大小起伏具有极大随机性和偶然性的信号来说，在大多数情况下都不能准确预见低电平信号和高电平信号何时到达，因而也就无法进行人为有效的调节。在这种情况下，给扩声系统加入压缩器或限制器就能有效地压缩信号的动态范围，以达到在提高弱信号响度的同时又能抑制大信号过冲击的目的。
压限器是一种特殊的放大器，其放大倍数（增益）可以随输入信号的强弱而自动变化，当输入信号较小时，它的放大倍数相对较大；当输入信号较大时，它的放大倍数又会自动减小，从而使输出信号的电平保持相对的稳定。当输入信号达到一定程度（阈值）时，输出信号随输入信号的增加而增加，这种情况一般称为压缩（Compressor）；不再增加则称为限制（Limiter）。增益变化的转折点称为拐点。过去的压限器采用硬拐点（Hard-knee）技术，输入信号一达到阈值，增益就立即减少，这样就会出现信号在拐点处动态突变现象，使人耳明显地感觉到强信号被突然压缩的现象。现代一些新型压限器为了解决这一不足大多采用了软拐点（Soft-knee）技术，这种压限器在阈值前后的压缩比变化是平稳的、渐变的（软压缩），使压缩变化人们难以察觉，音质得到了进一步的提高。
压限器的功能键及其调节
(1)压缩比（Ratio）
压缩比是输入信号分贝数与输出信号分贝数之比，其大小决定了对输入信号的压缩程度，如果它为1:1时，对信号没有进行任何压缩；太大则会对信号过度压缩，使动态损失过大。在扩声系统中，如果作为压缩器使用，一般应将压缩比调到3:1左右，此时，意味着输入信号每增加3dB时输出信号才增加1dB；作为限制器使用时，应将压缩比调到∞:1，此时，意味着输出信号不随输入信号的增加而增加。当然，压缩和限制的条件必须是输入信号的电平要超过压限器的阈值电平；否则，起不到压缩和限制的作用。在一些特殊场合，压限器的压缩比也可以根据需要来确定，例如，在拾取吉它的声音时，有时要将压缩比调到15:1，这是因为吉它的低音部分和高音部分的音量差异较大，为了达到强声不强、弱声不弱的目的，就必须提高压缩比。但是，一般认为，压缩比小于10:1时为压缩；大于10:1时则为限幅。

hifi56 · 发表于 2004-4-22 18:49:00

(2)阈值(Threshold)
阈值的调节是至关重要的，它决定了压限器在多大电平时开始起作用。如果输入信号的电平高于阈值，那么压控放大器的增益将会明显减小，输入信号的动态范围被压缩；如果输入信号的电平小于阈值，那么压限器不会对输入信号作压缩处理。阈值调得过小，会造成输入信号还不是很强时就开始压缩，声音听起来十分压抑，信号动态损失严重；调得过大，则会出现输入信号已经很大仍得不到压缩的现象，压限器根本起不到作用，从而造成音箱或功率放大器的烧毁。正确的调节方法应该是：将阈值调节到最小位置，把调音台的音量开到最大（音量提升必须在确认压缩比大于2:1后进行，这时，输入信号一出现就开始压缩，不会造成输出信号过强的现象），然后逐渐提升阈值，此时音量在逐渐变大，当音量大到一定程度时（已经达到所需要的最大声压级或功放和音箱的额定功率），立即停止提升阈值。这种调节方法保证了在任何强的输入信号下，压限器的输出信号都不会超过所限定的幅度。
新型软拐点压缩/限制一体化压限器的阈值调节与上述方法基本相同，所不同的是，由于软拐点压限器的动态压缩是渐变的、令人难以察觉的，所以，即使输入信号达到所谓阈值，也会使输出信号有所增加，此时，使用者大可不必担心输出信号过强或压限器没有起作用，因为此时压限器已经开始严密监控输出信号的强度，不会再出现过强的信号了。
检查软拐点压限器的阈值调整是否得当的方法是：逐步提升音量，当音量不很大时压缩器的绿色指示灯闪亮，说明压缩器还没有进入压缩状态；音量偏大时其黄色指示灯闪亮，说明压缩器已经开始处于压缩临界状态；音量较大时其红色指示灯闪亮，说明压缩器已经开始压缩；如果音量再大压限器的红色指示灯闪亮，说明限制器已经开始对输入信号进行限幅。
(3)起动时间(Attack)
起动时间是当输入信号超过阈值后，从不压缩状态进入到压缩状态所需要的时间。如果压限器的起动时间长，输入信号超过阈值后要等一会儿才进入压缩状态，致使输出信号从弱到强的起始前沿变得陡峭并出现声音“前冲”现象，使声音变硬；如果压限器的起动时间很短，输入信号一达到阈值就立即进入压缩状态，声音则会变软。目前，压限器起动时间的调节范围一般在100μs～100ms之间，具体应该调节到多大，要由使用者根据实际需要来确定。比如，在播放迪斯科时，就可以把起动时间调得长些，使声音更有力度，音乐更具感染力；再比如，在给鼓的声音扩音时，可用起动时间调整鼓声的软硬度。但是，这种调节必须要与恢复时间互相配合；否则，根本调不出所需声音的软硬效果。
(4)恢复时间(Release)
恢复时间是当输入信号小于阈值后，从压缩状态恢复到不压缩状态所需要的时间。如果压限器的恢复时间很长，输入信号低于阈值后要等一会儿才恢复到压缩状态，这就会使压限器在恢复时间内始终保持在压缩状态下，也就是说，保持在较小的放大倍数（增益）状态下。压限器恢复时间的调节应根据音乐的节拍速度或乐器声音衰减的过渡时间来确定。音乐的节拍速度为40～120拍/分，即一拍所需时间为1.5～0.5s之间，因为无论何种音乐其第一拍均为强拍，所以，当音乐信号很强时，在第一拍必然首先进入压缩状态，但如果压限器在一拍内仍不能恢复到不压缩状态，那么第二节拍开始时压限器还是处于压缩状态，此时，音乐很难摆脱被压缩的状态；如果恢复时间小于一拍所需时间，则不会使音乐始终处于压缩状态，此时，配合起动时间的调整，还可以创造软或硬的音乐效果。在调整乐器声音衰减特性时，恢复时间的长短起着非常重要的作用，恢复时间短，能使乐器的余音悠长；恢复时间长，会使乐器的余音短促。假如乐器余音的衰减时间长于恢复时间，还会出现超过恢复时间后余音又增加的现象，这种现象通常被称为喘息效应。
此外，较长的恢复时间配合噪声门使用还可以起到改善对声音间歇过程中本底噪声的抑制作用。只使用噪声门抑制间歇噪声时，在有用声音逐渐减弱的同时，本底噪声将随之增加；或者有用声消失后，由于噪声门不可能立即起作用（这主要是防止音乐起伏间隙噪声门误动作而丢失音量较弱部分的音乐内容），故在声音信号消失和噪声门起作用的这段时间内，本底噪声将很明显。把压限器恢复时间调长，就可以解决这一问题。其原理是：当声音信号逐渐消失时，由于恢复时间很长，压限器在一定的时间内保持在较小的放大倍数（增益）的状态上，致使噪声没有被放大，其音量仍然很小，在这段恢复时间内，噪声门已经开始起作用了，故噪声被有效地抑制。

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