淺談音頻延時(shí)器的用途

　　“音頻延時(shí)器”(以下簡稱延時(shí)器)顧名思義是對聲音信號進(jìn)行延時(shí)處理的音頻設(shè)備。在傳統(tǒng)的使用觀念上，還是在遠(yuǎn)距離擴(kuò)聲時(shí)簡單的對聲音信號進(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，具體的說可以把延時(shí)器的作用分為以下五類：

　　1.在遠(yuǎn)距離擴(kuò)聲時(shí)用于提高聲音清晰度

　　2.修正多個(gè)揚(yáng)聲器多頻帶發(fā)生時(shí)的差別

　　3.用延時(shí)實(shí)現(xiàn)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同步問題

　　下面我將逐一介紹它的強(qiáng)大功能。

　　PART  01

　　一、在遠(yuǎn)距離擴(kuò)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是最為常用。

　　通常室外擴(kuò)聲的環(huán)境不會隨人們的意愿而改變。

　　而往往會出現(xiàn)擴(kuò)聲面積比較大;

　　擴(kuò)聲距離比較遠(yuǎn)的現(xiàn)象。

　　如果僅僅簡單的使用主揚(yáng)聲器來擴(kuò)音，為使后排聽眾能夠聽清聲音的話，前排的聲壓級會極大。

　　如圖1所示，假如在距離揚(yáng)聲器一米處的A點(diǎn)最大聲壓級是100dB，根據(jù)聲壓級與距離之間的公式SPL=SPLMAX-20lgR(SPLMAX=100dB)，可知擴(kuò)聲距離每增加一倍，聲壓級減少6dB，那么在距離揚(yáng)聲器32米(R=32m)遠(yuǎn)的B點(diǎn)聲壓級應(yīng)該只有70dB。

　　兩者之間相差了30dB，但在實(shí)際的擴(kuò)聲環(huán)境當(dāng)中，出現(xiàn)的聲壓級差會更大。

　　為了避免這樣的現(xiàn)象發(fā)生，通常會采取增加小功率補(bǔ)聲音箱的辦法來避免因前后排距離太遠(yuǎn)而引起的聲壓級過大現(xiàn)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)過了將近100ms的時(shí)間，B點(diǎn)的聽眾便會首先聽到補(bǔ)聲音箱的聲音，之后聽到主音箱的聲音。

　　為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就需要在補(bǔ)聲音箱的功放之前添加音頻延時(shí)器，將b路信號作相應(yīng)的延時(shí)處理，從而達(dá)到提高聲音清晰度的效果。

　　這也就是音頻延時(shí)器最為常見的一種用法。

　　PART  02

　　二、修正多個(gè)揚(yáng)聲器多頻帶發(fā)生時(shí)的差別

　　在擴(kuò)聲設(shè)備當(dāng)中，有很多大型音箱設(shè)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(yáng)聲器共同發(fā)聲的設(shè)計(jì)，這些揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)之間互為補(bǔ)償，以追求頻響曲線的平直。

　　但是這樣的設(shè)計(jì)有一定的弊端。

　　如圖2所示，三個(gè)揚(yáng)聲器分別是A、B、C，三個(gè)揚(yáng)聲器的震膜之間分別有一定的位置差，這樣的位置差會導(dǎo)致不同頻段的聲音到達(dá)人耳的時(shí)間不同。

　　因此由于人耳具有的時(shí)域掩蔽效應(yīng)，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(yīng)有的聲音信號。

　　有些情況下會使聲音聽起來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(dá)人耳，就需要對B、C兩只揚(yáng)聲器作相應(yīng)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(xiàn)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?yàn)閮啥g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(qiáng)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。

　　德國的著名科學(xué)家哈斯Hass的研究結(jié)論充分解釋了延時(shí)對于聲像定位的影響，這也就是著名的“哈斯效應(yīng)”，在音響界也有“先入為主”的說法。

　　哈斯的試驗(yàn)證明：

　　在兩個(gè)聲源發(fā)出完全相同的聲音時(shí)，根據(jù)一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量不同，雙耳聽音的感受是不同的，可以分成以下三種情況來說明。

　　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，如圖3所示當(dāng)兩個(gè)相同的信號從兩個(gè)揚(yáng)聲器傳出，如果某個(gè)揚(yáng)聲器作了一定的延時(shí)處理，那么聽覺上會感到聲像在移動(dòng)，通常會在立體聲擴(kuò)聲系統(tǒng)當(dāng)中，利用哈斯效應(yīng)對某幾個(gè)音箱進(jìn)行延時(shí)的處理，來實(shí)現(xiàn)完美的立體聲效果。

　　PART  4

　　四、避免廣播電臺直播當(dāng)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，尤其是在直播的過程當(dāng)中最需一定的延時(shí)處理。

　　由于直播的特殊性，經(jīng)常會有一些突發(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(yù)料的。

　　但是使用了音頻延時(shí)器之后，聽眾所聽到的信號已經(jīng)經(jīng)過了及時(shí)的處理，使得節(jié)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同步問題

　　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(guī)模，然而伴隨著高清電視的發(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(shù)據(jù)量極大，在某些環(huán)節(jié)上是普通標(biāo)清設(shè)備的幾倍甚至十幾倍，因此視頻信號不可避免的會產(chǎn)生一定的滯后現(xiàn)象，然而音頻信號依然是采用比較傳統(tǒng)的制作和傳輸方式，滯后現(xiàn)象很少發(fā)聲甚至可以忽略不計(jì)，這樣一來，為了是畫面和聲音絕對匹配，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，從而做到聲音與畫面的同步。