淺談音頻延時(shí)器的五大用途

　　“音頻延時(shí)器”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)延時(shí)器)顧名思義是對聲音信號進(jìn)行延時(shí)處理的音頻設備。在傳統的使用觀(guān)念上，還是在遠距離擴聲時(shí)簡(jiǎn)單的對聲音信號進(jìn)行延時(shí)處理，實(shí)際上延時(shí)器的作用不僅僅局限于此，具體的說(shuō)可以把延時(shí)器的作用分為以下五類(lèi)：

　　1.在遠距離擴聲時(shí)用于提高聲音清晰度

　　2.修正多個(gè)揚聲器多頻帶發(fā)生時(shí)的差別

　　3.用延時(shí)實(shí)現聲像定位

　　4.避免廣播電臺直播中突發(fā)事件的發(fā)生

　　5.修正高清視頻信號聲畫(huà)同步問(wèn)題

　　下面我將逐一介紹它的強大功能。

　　PART  01

　　一、在遠距離擴聲時(shí)用于提高聲音清晰度

　　延時(shí)器在這方面的使用可以說(shuō)是最為常用。通常室外擴聲的環(huán)境不會(huì )隨人們的意愿而改變。而往往會(huì )出現擴聲面積比較大;擴聲距離比較遠的現象。如果僅僅簡(jiǎn)單的使用主揚聲器來(lái)擴音，為使后排聽(tīng)眾能夠聽(tīng)清聲音的話(huà)，前排的聲壓級會(huì )極大。如圖1所示，假如在距離揚聲器一米處的A點(diǎn)最大聲壓級是100dB，根據聲壓級與距離之間的公式SPL=SPLMAX-20lgR(SPLMAX=100dB)，可知擴聲距離每增加一倍，聲壓級減少6dB，那么在距離揚聲器32米(R=32m)遠的B點(diǎn)聲壓級應該只有70dB。兩者之間相差了30dB，但在實(shí)際的擴聲環(huán)境當中，出現的聲壓級差會(huì )更大。為了避免這樣的現象發(fā)生，通常會(huì )采取增加小功率補聲音箱的辦法來(lái)避免因前后排距離太遠而引起的聲壓級過(guò)大現象。由于聲音傳播速度約為340m/s，聲音傳遞到B點(diǎn)時(shí)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了將近100ms的時(shí)間，B點(diǎn)的聽(tīng)眾便會(huì )首先聽(tīng)到補聲音箱的聲音，之后聽(tīng)到主音箱的聲音。為了避免這種現象的發(fā)生，就需要在補聲音箱的功放之前添加音頻延時(shí)器，將b路信號作相應的延時(shí)處理，從而達到提高聲音清晰度的效果。這也就是音頻延時(shí)器最為常見(jiàn)的一種用法。

　　PART  02

　　二、修正多個(gè)揚聲器多頻帶發(fā)生時(shí)的差別

　　在擴聲設備當中，有很多大型音箱設備，這些音箱有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是大多采用多個(gè)揚聲器共同發(fā)聲的設計，這些揚聲器的頻率響應之間互為補償，以追求頻響曲線(xiàn)的平直。但是這樣的設計有一定的弊端。如圖2所示，三個(gè)揚聲器分別是A、B、C，三個(gè)揚聲器的震膜之間分別有一定的位置差，這樣的位置差會(huì )導致不同頻段的聲音到達人耳的時(shí)間不同。因此由于人耳具有的時(shí)域掩蔽效應，人耳便不能正確的接收原有的聲音信號，使得大腦不能正確的分辨應有的聲音信號。有些情況下會(huì )使聲音聽(tīng)起來(lái)略顯中高頻率的不足。為了使多個(gè)頻段的聲音信號能夠同時(shí)到達人耳，就需要對B、C兩只揚聲器作相應的延時(shí)處理，以便更加真實(shí)的還原聲音。

　　PART  3

　　三、用延時(shí)實(shí)現聲像定位

　　眾所周知人耳具有分辨聲音方位的功能，尤其是水平方向的聲音，人耳很容易辨別發(fā)聲的方向。這是因為兩耳之間的距離相差了十幾厘米，在接收聲音信號的時(shí)候有一定的時(shí)間差和強度差，正是這一點(diǎn)點(diǎn)的差別，使得人耳能夠很容易的辨別出聲音的方位。

　　德國的著(zhù)名科學(xué)家哈斯Hass的研究結論充分解釋了延時(shí)對于聲像定位的影響，這也就是著(zhù)名的“哈斯效應”，在音響界也有“先入為主”的說(shuō)法。哈斯的試驗證明：在兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音時(shí)，根據一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量不同，雙耳聽(tīng)音的感受是不同的，可以分成以下三種情況來(lái)說(shuō)明。

　　1.兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音，一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量在5ms-35ms時(shí)，人耳只能感覺(jué)到超前一個(gè)聲源的存在，聲像定位偏向于超前一個(gè)聲源的位置，并且感覺(jué)不到滯后聲源的存在。

　　2.兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音，一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量在30ms-50ms時(shí)，人耳能夠分辨出兩個(gè)聲源的存在，但聲像仍然定位于超前的聲源方向。

　　3.兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音，一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量大于50ms時(shí)，人耳能夠感覺(jué)到兩個(gè)聲源同時(shí)存在，聲像分別定位于兩個(gè)聲源自身的位置。

　　這也就是說(shuō)，如圖3所示當兩個(gè)相同的信號從兩個(gè)揚聲器傳出，如果某個(gè)揚聲器作了一定的延時(shí)處理，那么聽(tīng)覺(jué)上會(huì )感到聲像在移動(dòng)，通常會(huì )在立體聲擴聲系統當中，利用哈斯效應對某幾個(gè)音箱進(jìn)行延時(shí)的處理，來(lái)實(shí)現完美的立體聲效果。

　　PART  4

　　四、避免廣播電臺直播當中突發(fā)事件的發(fā)生

　　音頻延時(shí)器在廣播電臺的使用也非常常見(jiàn)，尤其是在直播的過(guò)程當中最需一定的延時(shí)處理。由于直播的特殊性，經(jīng)常會(huì )有一些突發(fā)事件的發(fā)聲，例如信號中斷、噪聲信號等等。而這些事件又是不可預料的。但是使用了音頻延時(shí)器之后，聽(tīng)眾所聽(tīng)到的信號已經(jīng)經(jīng)過(guò)了及時(shí)的處理，使得節目的安全性與完整性得到了大幅度的提升。

　　PART  5

　　五、修正高清視頻信號聲畫(huà)同步問(wèn)題

　　廣播電視行業(yè)近幾年發(fā)展極為迅速，高清電視的播出已經(jīng)具備了一定的規模，然而伴隨著(zhù)高清電視的發(fā)展，對于音頻領(lǐng)域的制作也產(chǎn)生了一定的影響。由于高清視頻信號的處理數據量極大，在某些環(huán)節上是普通標清設備的幾倍甚至十幾倍，因此視頻信號不可避免的會(huì )產(chǎn)生一定的滯后現象，然而音頻信號依然是采用比較傳統的制作和傳輸方式，滯后現象很少發(fā)聲甚至可以忽略不計，這樣一來(lái)，為了是畫(huà)面和聲音絕對匹配，就需要利用音頻延時(shí)器音頻信號作一定的延時(shí)處理，延時(shí)的時(shí)間大約幾十毫秒，從而做到聲音與畫(huà)面的同步。

　　來(lái)源：北京昆光學(xué)校

　　作者：柳晗雪