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[科普中國]-反饋抑制器

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反饋抑制器(Feedback Exterminator)在擴聲系統(tǒng)中,如果將話筒音量進行較大的提升,音箱發(fā)出的聲音就會傳到話筒引起的嘯叫,這種現(xiàn)象就是聲反饋。聲反饋的存在,不僅破壞了音質(zhì),限制了話筒聲音的擴展音量,使話筒拾取的聲音不能良好再現(xiàn);深度的聲反饋還會使系統(tǒng)信號過強,從而燒毀功放或音箱(一般情況下是燒毀音箱的高音頭),造成損失。所以,擴聲系統(tǒng)一旦出現(xiàn)聲反饋現(xiàn)象,一定要想方設(shè)法制止,否則,就會貽害無窮。1

簡介反饋抑制器是一種自動拉饋點的設(shè)備,當(dāng)出現(xiàn)聲反饋時,它會立即發(fā)現(xiàn)和計算出其頻率、衰減量,并按照計算結(jié)果執(zhí)行抑制聲反饋的命令。其頻帶寬度可以設(shè)置達(dá)到1/60倍頻程,因此在聲反饋抑制過程中影響其他頻率的現(xiàn)象大大減少,相對于均衡器抑制效果提高了很多。過去的反饋抑制器由于開發(fā)較早,技術(shù)上不成熟。在功能和設(shè)計上存在著一定的問題,使用效果并不十分令人滿意。

聲反饋及其產(chǎn)生的原因擴聲系統(tǒng)中,如果在將放聲功率提升或者將傳聲器音量進行較大的提升時,揚聲器發(fā)出的聲音通過直接或間接的方式進入傳聲器,使整個擴聲系統(tǒng)形成正反饋,導(dǎo)致某些頻點的聲音過強從而引起嘯叫,則稱這種現(xiàn)象為聲反饋,也稱聲音回輸。

產(chǎn)生聲反饋的原因很多,最主要的是室內(nèi)擴聲環(huán)境設(shè)計不合理,其次是揚聲器布置不合理,再就是音響設(shè)備、音響系統(tǒng)調(diào)試不良。具體包括以下四個方面:

(1)傳聲器直接放在音箱輻射區(qū)內(nèi),其軸向直接對準(zhǔn)音箱。

(2)擴聲環(huán)境里聲反射現(xiàn)象嚴(yán)重,四周及天花板沒有采用吸聲材料進行裝飾。

(3)音響設(shè)備之間匹配不當(dāng),信號反射嚴(yán)重,連接線出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象,聲音信號流過時接觸點時通時斷。

(4)音響設(shè)備中有的設(shè)備處于臨界工作狀態(tài),在聲音信號大的情況下,出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。

聲反饋是廳堂擴聲中最令人頭痛的問題,無論是在劇場、會場還是在歌舞廳等場所,一旦出現(xiàn)聲反饋不僅會破壞整個音響系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)、破壞音質(zhì),而且也會破壞會議、演出效果。因此,對聲反饋進行抑制是擴聲系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用過程中必須注意的一個極為重要的問題,音響工作者應(yīng)該了解聲反饋,并及時找到較好的辦法來避免或盡量減少聲反饋引起的嘯叫。

反饋抑制器的工作原理音響系統(tǒng)出現(xiàn)嘯叫是由于正反饋使音頻信號中的某些頻點不斷被加強而造成的,如果把這些頻點切除或進行大幅度衰減,就可以有效抑制聲反饋。反饋抑制器正是根據(jù)這一思想設(shè)計的,其工作原理是:利用計算機技術(shù)快速掃描、自動尋找出發(fā)生嘯叫的音頻信號頻率(即嘯叫頻率),并自動生成一組與這些嘯叫頻率相同的窄帶濾波器來切除嘯叫頻率,從而達(dá)到自動抑制嘯叫、消除聲反饋的目的。

反饋抑制器由放大器、A/D變換器、窄帶數(shù)字濾波器組、數(shù)字信號處理器、反饋中心頻率檢測器以及D/A變換器等組成,如下圖所示。

音頻信號經(jīng)放大器放大、由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后,分別送人數(shù)字信號處理器和反饋中心頻率檢測器;反饋中心頻率檢測器不斷地對輸入的數(shù)字音頻信號進行掃描,用中央微處理器CPU提供的快速掃描方法自動搜尋嘯叫頻率;一旦找到嘯叫頻率,CPU就會立即控制數(shù)字信號處理器設(shè)定這一頻率,使用一個與該頻率相同的窄帶數(shù)字濾波器來切除或衰減這個頻率信號,從而抑制聲反饋嘯叫。2

雖然在窄帶數(shù)字濾波器濾除嘯叫頻率的同時,音頻信號中的這一頻率也被濾除掉了,但由于窄帶數(shù)字濾波器的頻帶非常窄,濾除嘯叫頻率這一過程對音頻信號的頻譜影響極小,所以幾乎不影響音頻信號的音質(zhì)。

決定音響師技術(shù)水平能否消除聲反饋是衡量一個音響師技術(shù)水平的重要標(biāo)志,在反饋抑制器出現(xiàn)以前,音響師往往采用均衡器拉饋點(衰減反饋頻率)的方法來抑制聲反饋。擴聲系統(tǒng)之所以產(chǎn)生聲反饋現(xiàn)象,主要是因為某些頻率的聲音過強,將這些過強頻率進行衰減,就可以解決這個問題,但用均衡器下拉可產(chǎn)生以下難以克服的不足:

一是對音響師的聽音水平要求極高,出現(xiàn)反饋后音響師必須及時、準(zhǔn)確地判斷出反饋出反饋頻率和程度,并立即準(zhǔn)確無誤地將均衡器的此頻點衰減,這對于經(jīng)驗不豐富的音響師來說是難以做到的。

二是對重放音質(zhì)有一定的影響?,F(xiàn)有31段均衡器的頻帶寬度為1/3倍頻程,有些聲反饋需要衰減的頻帶寬度有時會遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于1/3倍頻程,此時,很多有用的頻率成份就會被除掉,使這些頻率聲音造成無法挽回的損失。

三是在調(diào)整過程中有可能燒毀設(shè)備。用人耳判斷嘯叫頻率是需要一定時間的,假如這個時間過長,設(shè)備應(yīng)付由于長時間處于強信號狀態(tài)而損壞。使用反饋抑制器就可以完全解決這個以上問題,即可以有效地消除反饋,又不會對重放音質(zhì)造成影響,故其優(yōu)越性是顯而易見的。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

何星 - 副教授 - 上海交通大學(xué)