录音棚实用技术(3)

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1. 频率特性（Frequency Characteristics）
频率特性，又称频率响应（Frequency Response）。这个概念应用非常广泛。任何一个系统都会对外界刺激作出响应，在电声系统中，把外界刺激称为输入，而把系统的输出称为系统对输入信号的响应。正如人耳只能对20Hz～20kHz 声音信号作出响应一样，有的电声设备（如传声器）也只对输入信号中的大部分频率成分作出不失真的响应，而对某些频率成分的输入产生失真甚至不能响应。如果某传声器的频率响应为80Hz～12kHz（±1dB），则表示在所列出的频率范围内，对每一个输入音频信号该传声器均能不失真地输出一个相应的音频电流信号，而对频率小于80Hz 或大于12kHz的输入声波，就不能保证有满意的输出了。其中表述中的±1dB表示输出响应（重发）信号的均匀程度。
优良的电声设备，它的频率特性是：频率响应曲线（简称频响曲线）宽度大，而均匀度好（±1dB优于±2dB ），但频率特性优良的设备，价格较高，所以要从实际需要出发进行选择。单纯用于会议扩音的电声系统由于语言频率范围较窄，可选择频响特性较低的电声系统；而用于高保真音响设备，由于音乐的频率范围比较宽广，因此要求选择具有宽幅、平直频响曲线的电声设备。以调音台为例，实际上，理想的频率特性很难达到，下列数据就是专业与非专业的区别：
理想的：20Hz～20kHz （+0db）
专业的：20Hz～20kHz （≤+0.5dB、≥-0.5 dB）
较好的：20Hz～20kHz （±1dB）
2．信噪比（Signal to Noise Ratio）
信号噪声比简称信噪比，缩写词为S N或SNR。其定义是：电声设备的输出信号功率与其本身所产生的噪音功率比值的常用对数值乘以10所得到的（分贝）数值。
电声设备的噪声产生原因多种多样：
（1）由于交流电源输入的50Hz及其谐波成分产生的交流声；
（2）由于电子元器件中，电子无规则热运动所产生的杂音；
（3）由于焊接点接触不良或线间电容、电感杂散电磁场所产生的感应信号；
（4）由于机械摩擦、振动所产生的杂音等；
（5）由于地线或屏蔽的工艺设计不良；
（6）由于环境噪音使人耳产生掩蔽效应，因而人们常常并不觉察到设备噪音的存在。当环境噪音被抑制的时候，设备噪音所引起的感觉会使人难以忍受。正如人们白天并不认为收音机有什么噪音，而一旦夜深人静再去收听时，收音机的噪声（如调频噪声）会使你感到明显不适。由于好的收音机噪声很小，而较差的收音机则噪声较大，有的使用时间较长的收音机噪音与信号已经难以互相区分。因此，信噪比作为客观评价电声设备的噪声指标大小是十分重要的。
设某功率放大器信噪比为60dB，播放音乐时，输出增益为110dB，那么该放大器的本机噪音便有110dB-60 dB=50dB从扬声器中送出。运算的简捷是因为信噪比定义常用对数关系决定，即信号噪音（即SN）的运算，将对数运算变成了减法运算，使50dB的噪音在110dB输出指示下不易被觉察出来，人们已经体会到，平时生活在一个充满噪音的环境中，而安静生活小区和高级写字楼的背景噪音已有40～50 dB。可见，这台功率放大器的本机噪音并不很大。以典型调音台的通路特性为例：
传声器通路： （MIC IN）≥60 dB
线路通路： （LINE IN）≥80 dB
特别注意的是其中“MIC IN”端口由于输入的是传声器（话筒）信号，一般来说，这种信号较弱，只有1～50mV，放大器级数多，所以信号噪音比相对低一些；“LINE IN”端口的输入信号相对较强，常达500mV，放大器级数相对少，所以信噪比要大一些。另外，有的设备技术说明书上指示信噪比为负数，例如，SN=-80dB，则表示该设备的本机噪音比输出信号小80dB；而SN＝+80dB则表示该设备的输出信号比本机噪音大80dB。可见，这两种表述结果是统一的。
3．失真度（Distortion）
（1）失真与失真度
失真又称畸变。它是指电声信号进入电声设备之后，信号波形发生的某种（或多种）不希望和不需要的变化，例如，频率变化、相位变化、谐波变化等。通常把这些变化称为失真，即频率失真、相位失真、谐波失真等。而失真度是失真的定量表示，通常用百分数表示，即由于“波形”的差不便于表达，因此分解为频率差、相位差。
专业电声设备的失真度技术指标要求很高。一般来说，线性失真可以通过频率补偿办法加以改善，例如均衡器。就是通过提升或衰减某一频段信号大小来改善可能的频率失真。同样，也可以利用频率补偿方法，人为地制造“失真”，即通过对输出信号的修饰去满足听众的欣赏要求。而由设备中元器件的非线性特性所造成的非线性失真既可能发生在电器中，也可能发生在声－电转换过程中。例如，传声器或扬声器均可能产生非线性失真。非线性失真使声音信号产生了多余的频率分量，重放时刺耳、难听。改善方法是使用负反馈技术，以抵消失真。负反馈放大器可使频率特性变得平坦，减小失真。
（2）总谐波失真（THD）与瞬态互调失真（TIM）
总谐波失真可缩写为THD（Total Hormonic Distortion），是指设备输出信号中，不需要的高次谐波分量之和占总输出信号的百分比。而瞬态互调失真可缩写为TIM（Transient Inter Modulation Distortion），是指由于电路的延迟和相位偏移，使得负反馈信号与输入信号不合拍产生的失真。其特征是高频分辨力变差，声音不透明，不圆润，声像模糊。例如，在选用调音台时，要求在额定输出条件下，满足：
THD＜0.1%，TIM＜0.1%
4．动态范围（Dynamic Range）
动态范围通常描述电声系统的特性，而不单独指某一部分的特性。动态范围涉及到各电声器件与设备之间的互相联系与制约。动态范围定义为电声系统所能接受的最大声信号的声压级与可能产生的噪音的等效声压级之差。前者指不使系统产生失真的最大声信号的声压级；而后者则可能由于设备中固有的机械噪音（如磁带运转）或电子热运动噪音（如放大电路中，晶体管、电子管中的噪音）以及线路传输过程中的噪音（如各种感应信号、交流电源的高次谐波信号）等的总和。
人们欣赏音乐或影视作品，所感受的信号功率相差很大。从风吹树叶沙沙声或两人悄声耳语一直到电闪雷鸣、枪声炮声；录音棚, 技术

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