音频信号的反相识别及其处理

牛哥88 · 发表于 2016-6-29 09:08:56

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在广播播出系统中，由于音频节目源日益多样化，节目制作很多由未经专业训练的编辑或制作人完成，甚至也有从网络下载的等等。节目质量参差不齐，时常有各种各样的音频节目存在缺相、反相、相移、左右声道电平不平衡等问题，影响播出质量。尤其是音频节目的相位关系正确与否，将直接影响着广播播出质量和播出安全，笔者在此主要就左右声道反相问题进行探讨。

1 什么是反相    在物理学中，交流信号的大小和方向是随时间变化的。相位是反映交流信号任一时刻的状态的物理量。立体声音频信号的左右声道之间存在着相位的差别叫作相位差，或者叫作相差，广播技术中有专门设备进行该项指标测试。当两者的相位差正好等于1800，这种情况叫作反相位，或者叫作反相。为了再现立体声效果，使播出的声音具有良好的展开感，保证声场均匀等，广播节目均采用左右声道的立体声播出方式。由于人的听觉存在双耳效应，声源到达左、右耳的距离存在差异，要求进行立体声拾音时，使用灵敏度和指向性完全相同的两支话筒。扬声器再现声音时，左右音箱的纸盆振动方向应该有时间差，如果给左右通道送人同一个推动信号，音箱的纸盆的振动方向应该完全相同，即同时同步向外或向内运动；如果振膜的振动方向正好相反，其发出声波的振动方向必然相反，存在一个1800的相位差，这种状态被称为左右声道反相。

2 反相的识别和判断    要避免左右声道反相的节目源播出，必须严格做好预听工作。节目预听中，当信号反相时，左右两组音箱发出的声音在声场中的振动方向正好相反，彼此之间声音能量在声场中相互抵消，出现声短路现象，导致重放声音的音量达不到应有的音量、声音的力度变差、低音浑浊等现象。此时调音台表头显示有输出，容易造成假象。要仔细观察左右声道电平显示，会发现相差很大。具体听觉感受是中音略感不足，声音明亮度欠佳。严重时听到的是吱吱声，甚至完全听不到播出声音。

由于左右声道声音存在180。的相位差，致使重放立体声音乐时的声音无法定位。这是因为立体声的声音定位在很大程度上是依靠左右声道之间的相位差来完成的。立体声理论告诉人们，当左右声道之间存在180。相位差时，听音者会感觉到立体声像跑到了两音箱的外侧，声源的位置飘忽不定、模糊且混乱、立体声所特有的临场感、空间感和包围感效果遭到破坏。听觉效果是立体声感丢失，声音发干。

3 杜绝节目反相    播出中节目反相是非常可怕的，具体会发生两种情况：一是播出系统自动切换，系统识别为信号中断，就是在左右声道互相中和，输出电平过低，使播出系统切换到备播信号源，造成播出节目停播；二是播出质量下降，收听模糊且混乱，造成劣播。2003年湖北台刚成立总控播出时，774节目矩阵输出后通过音分分配，输入是A、B通路，主输出左右声道分别设置成A、B输入，和外地电台交换来一档节目，出现噪声大、信源小。当时节目中心监测以停播作了记录，值班员看电平监视显示正常，预听也有声音，由于问题来得突然，无法判断根源，后来换了节目源后恢复正常，一次节目反相造成长达几分钟停播，影响很坏。这样的例子应该给我们警示。节目制作时造成反相的原因有以下几种：

(1)音箱单元相位接错，音频信号从功放输出后，假若一对音箱有一只接反相（通常是指“+”“一”极接反），那么这对音箱的单元会产生交流相位差，音频信号相互抵消，播出时的低频信号非常明显偏弱，声音变硬变干，中高频会来回飘，影响整个制作系统的效果。

(2)音源拾音部分，话筒同样存在相位，如果有多支话筒同时使用，有一支话筒反相，会导致整体抬音产生不平衡感，拾音话筒接近者，会抵消信号。而同相的2支话筒近距离一起拾音时，易造成信号重叠。同相位的2支动圈话筒，将其呈180。相对进行拾音会明显感受到声压偏低，甚至无信号输出。

(3)节目合成时功放同样存在相位的问题，输出端子使用四芯插头正负极好辨认，香蕉输出插头也有明显的红黑两个端口供辩认，但当功放使用桥接以后，注意信号输入控制（通常为A通道）的红端为正极，另一输入控制（通常为B通道）的红端为负极。

(4)调音台一般设有相位转换开关，在使用不同型号的几支话筒平行拾音时，如果发现声音异常或偏弱，可以将其中一个话筒通道的相位转换开关按下去判断是否相位问题引起。现场录制时，假若手持的话筒接近相对水平位置，你会发现拾音信号降低，这时迅速按下其中一支话筒相位转换开关便能解决这个问题。

制作人员对设备连接要格外仔细，因为设备本身一般不会出现相位反接，除非劣质产品。

4 小结    节目制作系统中，由于传声器信号输出线或音箱功放信号输入线极性接反以及系统存在的相位失真等原因，会造成各种各样的节目反相位或相移问题。声音相位关系的正确与否（尤其是反相），将直接影响播出质量。

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