錄音中音頻設(shè)備器件的信號(hào)特征

文/[美]布魯斯·巴特利特，詹妮·巴特利特 譯/朱慰中

（1.廣東亞視演藝職業(yè)學(xué)院 電視制作系，廣東 東莞 523710）

在傳聲器把聲音轉(zhuǎn)換成電荷量時(shí)，這種電荷量就叫做信號(hào)。這個(gè)信號(hào)與到達(dá)傳聲器的聲波有相同的頻率和相同的幅度變化。

當(dāng)這種信號(hào)通過(guò)某一種音頻設(shè)備器件時(shí)，設(shè)備器件可能會(huì)改變信號(hào)。它可能會(huì)改變某些頻率的電平，或者加入了某些不希望有的聲音，結(jié)果無(wú)法與原信號(hào)相比。讓我們來(lái)關(guān)注以下這些影響。

1 頻率響應(yīng)

假如有某一種音頻設(shè)備器件——傳聲器、調(diào)音臺(tái)、效果器、錄音機(jī)或音箱，通過(guò)這種設(shè)備器件輸送一個(gè)音樂(lè)信號(hào)，音樂(lè)通常包含某些高頻和低頻成分。設(shè)備器件可能對(duì)不同的頻率有不同的響應(yīng)，它可能會(huì)增強(qiáng)低音音符而削弱高音音符。可以把設(shè)備器件的輸出電平對(duì)應(yīng)于頻率來(lái)作圖，顯示對(duì)不同頻率的響應(yīng)。這種圖形叫做頻率響應(yīng)，如圖1所示。圖中的電平以dB計(jì)量，頻率以Hz計(jì)量。一般來(lái)說(shuō)，1 dB是人們所能聽(tīng)出的最小響度變化。

假定在所有頻率上的電平都相同，那么，圖形是一條水平直線，稱(chēng)之為“平直頻率響應(yīng)”，如圖2所示。在所有的頻率上產(chǎn)生相同的電平，換句話(huà)說(shuō)，通過(guò)所有頻率的設(shè)備器件不會(huì)改變它們的相對(duì)電平，經(jīng)過(guò)設(shè)備器件之后可得到等量的低音和高音。所以，平直的頻率響應(yīng)是不會(huì)影響所送達(dá)聲音的音質(zhì)平衡的。

許多音頻設(shè)備器件不會(huì)在整個(gè)音頻頻段20 Hz ～ 20 kHz范圍內(nèi)都有平直的響應(yīng)。它們都只能在限定的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生相等的電平（在一個(gè)允許范圍內(nèi)，例如±3 dB）。在圖2中，由實(shí)線所示的頻率響應(yīng)是50 Hz ～ 12 kHz（±3 dB）。這意味著通過(guò)50 Hz ～ 12 kHz內(nèi)的所有頻率時(shí)的音頻設(shè)備器件有接近相等的電平——在3 dB之內(nèi)。它所產(chǎn)生的低音和高音同樣良好。圖中可見(jiàn)，在50 Hz和12 kHz時(shí)頻率響應(yīng)下降3 dB，而在5 kHz時(shí)則提升3 dB。

通常，越是有展擴(kuò)的或?qū)拸V的頻率范圍，那么，所錄得的聲音會(huì)更自然和真實(shí)。寬廣而平直的響應(yīng)能給出精確的重放。200 Hz ～ 8 kHz（±3 dB）的頻率響應(yīng)較窄（較差的保真度）；80 Hz ～ 12 kHz的頻率響應(yīng)較寬（較好的保真度）；而20 Hz ～ 20 kHz的頻率響應(yīng)則最寬（有最好的保真度）。可播放www.elsevierdirect.com/companions/9780240811444的第7段作參考。

同時(shí)，頻率響應(yīng)愈是平直，則保真度或是精確度會(huì)愈好。±3 dB的響應(yīng)偏差尚好，±2 dB的響應(yīng)偏差較好，而±1 dB的響應(yīng)偏差則非常好。

當(dāng)在吉他放大器、調(diào)音臺(tái)的均衡部分或立體聲功放上轉(zhuǎn)動(dòng)低音或高音旋鈕時(shí)，實(shí)際上是在改變頻率響應(yīng)。如果提升低音，則是在提升低頻處的電平。如果提升高音，則要使高頻成分得到增強(qiáng)。人耳會(huì)把這種效應(yīng)感覺(jué)為在音質(zhì)方面的變化——更溫暖、更明亮、更單薄、更灰暗等等。

圖1所示的是一種不平直的頻率響應(yīng)。這條頻響線的右端，在高端頻率處滾降或下垂。這說(shuō)明高頻諧波成分較弱，其結(jié)果是一種灰暗的聲音。在頻響線的左端，在低端頻率處滾降。這說(shuō)明基波成分被減弱，結(jié)果導(dǎo)致呈現(xiàn)出一種單薄的聲音。

某種音頻設(shè)備器件的頻率響應(yīng)可以根據(jù)用途來(lái)做成非平直形狀。例如，可用一臺(tái)均衡器來(lái)切除低頻，以便降低來(lái)自對(duì)傳聲器喘氣時(shí)的噗噗聲。同樣，用非平直響應(yīng)的傳聲器也可得到最好的聲音，例如，提升了的高頻可以附加現(xiàn)場(chǎng)感和親切感。

2 噪聲

噪聲是音頻信號(hào)的另一個(gè)特征。每個(gè)音頻組件都會(huì)產(chǎn)生一些噪聲——像樹(shù)林中那種喘急的風(fēng)聲。在錄音作品中，人們不希望出現(xiàn)那些噪聲，除非它是音樂(lè)中的一部分。

可以把設(shè)備器件中的信號(hào)電平保持在相對(duì)較高的方法來(lái)使噪聲不易察覺(jué)。如果電平很低，為了能較好地聽(tīng)到信號(hào)，就必須調(diào)高監(jiān)聽(tīng)音量。在調(diào)高信號(hào)音量的同時(shí)也調(diào)高了噪聲的音量，所以，聽(tīng)到的噪聲也隨同信號(hào)的增大而增加。但是，如果信號(hào)電平本身已經(jīng)很高，就不需要過(guò)于調(diào)高監(jiān)聽(tīng)音量，而把噪聲維持在背景聲之中。

3 失真

如果把信號(hào)電平調(diào)得過(guò)高，信號(hào)就會(huì)失真，可以聽(tīng)到一種砂礫般的、顆粒狀的或是咔嗒般的聲音。這類(lèi)失真有時(shí)叫做“削波失真”，是因?yàn)樾盘?hào)的波峰被削去以后成為平頂形的波形。要聽(tīng)到失真了的聲音，只要在很高的錄音電平下（用音量表可看見(jiàn)表頭指示進(jìn)入到了紅色區(qū)域）錄音，然后再重放已錄聲音。

播放www.elsevierdirect.com/companions/9780240811444的第9段。數(shù)字錄音機(jī)在非常低的信號(hào)電平時(shí)也會(huì)產(chǎn)生量化失真。

4 最佳信號(hào)電平

要設(shè)法使信號(hào)電平高到足以遮蓋噪聲，但也要低至足以避免失真。每一個(gè)音頻組件都要在一定的最佳信號(hào)電平上才能工作得最好。這個(gè)最佳信號(hào)電平通常在內(nèi)置于設(shè)備的電平表上被指示出來(lái)。

圖3給出了在某一音頻設(shè)備器件內(nèi)信號(hào)電平的范圍。底線表示設(shè)備器件的本底噪聲——在無(wú)信號(hào)時(shí)設(shè)備器件自身產(chǎn)生的噪聲。頂線代表失真電平——在這一電平時(shí)，信號(hào)失真，聲音破碎。而在這兩線之間的范圍內(nèi)的信號(hào)則有清晰的聲音。理想的情況應(yīng)該是使信號(hào)均勻地維持在正常工作電平上下變化。通常把信號(hào)電平調(diào)節(jié)到盡可能高而又不出現(xiàn)削波或失真時(shí)為最佳。

使用數(shù)字錄音機(jī)時(shí)（例如計(jì)算機(jī)錄音軟件），電平表上的“0 dBFS”（0分貝滿(mǎn)刻度）為最大不失真電平。在這種情況下，平均電平為-20 dBFS、峰值電平為-6 dBFS為正常工作電平。在通常作母帶CD時(shí)的數(shù)字音頻文件里，則將-14 dBFS的平均電平作為一個(gè)追求的目標(biāo)。

5 信號(hào)噪聲比

信號(hào)電平與本底噪聲電平之間用dB來(lái)表示的電平差叫做信號(hào)噪聲比或S/N，見(jiàn)圖3。信號(hào)噪聲比愈高，聲音愈清晰。60 dB的信號(hào)噪聲比可以說(shuō)比較好，70 dB時(shí)算優(yōu)良，80 dB或以上才稱(chēng)得上為極好。可播放www.elsevierdirect.com/companions/9780240811444的第8段作參考。

為說(shuō)明信號(hào)噪聲比，想象一個(gè)人的呼喊聲超過(guò)了火車(chē)聲。呼喊聲是信號(hào)，火車(chē)聲為噪聲。呼喊聲愈大，或者火車(chē)聲愈小，那么，信號(hào)噪聲比愈大。而信號(hào)噪聲比愈大，那么呼喊聲愈清晰。

6 動(dòng)態(tài)余量

正常信號(hào)電平與失真電平之間用dB來(lái)表示的電平差叫做動(dòng)態(tài)余量，見(jiàn)圖3。動(dòng)態(tài)余量愈大，則通過(guò)設(shè)備器件的不失真的信號(hào)電平愈高。如果音頻設(shè)備器件有充裕的動(dòng)態(tài)余量，那么，設(shè)備器件能通過(guò)高峰值電平的信號(hào)，而不致將信號(hào)削波。

要設(shè)定好調(diào)音臺(tái)的電平控制量，使信號(hào)要有一定的動(dòng)態(tài)余量，也就是使信號(hào)在本底噪聲之上、失真電平之下都工作得很好。

在上述調(diào)整過(guò)程中，調(diào)音臺(tái)內(nèi)的信號(hào)電平應(yīng)該恰到好處。信號(hào)中應(yīng)該沒(méi)有可聞的噪聲或失真，而且調(diào)音臺(tái)應(yīng)該有足夠的動(dòng)態(tài)余量，以便即使在高峰值大音量時(shí)也不會(huì)失真。