播出音频处理器的调试

播出音频处理器的调试内容提要本文以Orban6300音频处理器为例，浅释了广播播出专业音频处理器的基本设计原理和一些重要的概念，并结合声音的物理特性和人的心理声学特点说明了调试音频处理器遵循的一般规律和重要参数的调试方法。关键字心理声学特点响度自动增益控制均衡压缩限幅增益衰减一、概述随着社会的发展和人们物质文化需求的日益增长，人们对广播节目的可听性（内容的可听性和声音的可听性）要求越来越高。在电子技术飞速发展和社会竞争日趋激烈的今天，广播电台通常在播出链路配置各种先进的音频处理设备来改善节目的播发质量，提高节目的收听效果，增强电台声音的竞争力，建立和维持固定的听众群体。然而，音频处理设备是综合利用声音的物理特性和人的心理声学特点而设计的精密音频设备，其使用效果由于受到调试者的听觉感官和个人偏爱等主观因素的影响差异较大。若调试不当，不但不能改善声音效果，反而会劣化声音的音质。本文就以我台使用的Orban6300数字音频处理器为例，浅谈我的调试心得。二、音频处理器的使用根据人的心理声学特点：高低起伏的声音更容易刺激人耳的听觉灵敏度，特别是声音的动态范围超过15dB时，容易引起听者的紧张情绪，造成听者的困倦。不利于长时间收听。播出音频处理器主要是对声音信号进行频域和幅度处理，以改善声音的音质、增强节目的响度、保持节目响度的一致性，满足听众对声音的心理倾向。音频处理器既可以用在广播中心，也可以用在发射机的前端。理论上，处理器离发射机越近，对于改善节目的效果更好。我台由于有多套节目全省覆盖，地、市、州的调频发射点较多。因此，我台的音频处理器设置在广播中心。三、音频处理器的工作原理没经任何处理的声音才是最保真的声音。对音频信号进行处理，必然会造成信号失真。音频处理的本质就是以牺牲节目的保真度为代价，在响度和失真两者之间寻求一个平衡。调试音频处理器的原则就是以最小的失真获得最终的响度和音质改善。音频处理器主要通过自动增益控制、压缩、限幅和削波等处理来降低轻声与响声之间的电平差，增加音频密度，从而降低峰值平均值的比率来主观提升声音的平均响度和保持响度的一致性。四、音频处理器的调试压限会相应地减小声音的动态范围，过度的压限会导致明显的边带效应，引起互调失真；过度的削波则会引起可察的削波失真，产生大量的爆音；而过度的密集会使声音听起来忙乱，令人烦闷、不快。由于音频处理的这些负面效应，对音频处理器的调试务必要十分谨慎，调试时应选择几段典型的音源片段，反复调试对比，尽量确保音频处理引起的失真不可察觉。在处理器调试前，应首先明确待处理节目的类型，了解它的听众群体。语音节目或语音占主导的节目要求低频干净、中频明亮、高频柔和；音乐节目或音乐占主导的节目则要求低频深厚有力、中频清晰明亮、高频通透宽广而不刺耳。年轻人倾向于雄浑有力、金属感强、层次丰富的声音，老年人则可能倾向于安静、柔和、清晰的声音。了解了节目类型和听众群体后，就需要参考发射机的满刻度电平对处理器输出的满刻度电平进行相应的调整，然后选择一个适当的工厂预设模式，再根据需要对预设进行微调。Orban6300中内置了2段和5段的30多种预设模式，这些模式都是经过音频专家长时间的听音测试和精心调试的结果，适用于不同语音、音乐风格的各种应用场景。5段比2段更为灵活，要定义最佳的广播声音应选择5段处理模式。1、自动增益控制（AGC）：自动增益控制器是随输入信号强度变化而自动调整增益的反馈放大器，有正向和反向两种控制方式，正向AGC的增益随反馈控制电压的增加而衰减，反向AGC的增益随反馈控制电压的减小而衰减。因此，AGC的增益过程又可叫增益衰减。AGC通常有AGCDrive、AGCAttack/Release和AGCGate等几个重要参数。AGCDrive（自动增益控制驱动电平）：设定增益衰减的最大值。Orban6300中的AGCDrive取值范围-10～25dB。它和MBDrive一起决定节目增加的响度和响度的一致性。值太小，对改善峰值平均值比率和提升响度效果不太明显；太大会造成信号的过调，过度降低信号的动态，增加音频失真。根据声音动态对人的心理影响，典型节目源衰减9～15dB较为理想。可以借助cooledit等软件对处理后的信号进行录音，反复比较录音波形的幅度和密度来选取最佳的增益衰减值。AGCAttack/Release：AGC的触发/恢复时间，决定AGC的响应速度。时间越短，AGC的响应速度越快，平均响度就越高。但速度过快将引起音频密度一定程度的增加。因此，在听众心理可接受的范围内可选择较快的响应时间。AGCGate：触发AGC响应的门限值，取值范围-44～-15dB，门限过高，低于门限值的信号不能触发AGC，不利于平均响度的提升；门限过低，随机噪声被相应放大。视信号的随机噪声，通常设为-40dB左右。2、均衡（EQ）：Orban6300处理器中有一个低音搁架式（Shelving）均衡器、3段钟形（Bell）均衡器和一个高频增强器，可以对不同频段进行适当的频率补偿。低音搁架式均衡器的增益最好不要高于3dB，较大的低频提升将引起低频隆隆声和其它低频噪声。曲线斜率可设为12dB/倍频程或18dB/倍频程（如图1），这样，低频响应好，低音结实、有力，斜率小于12dB/倍频程，则声音缺乏力度。图1：低频搁架均衡器特性曲线钟形均衡器是一种参数均衡器，可智能、连续控制各频段中某频率音的增益，达到改善音质、提高响度的目的。钟形均衡器的频率宽度通常设为2～3.5倍频程，既可有效控制基波和低次谐波的增益，增加泛音，又能限制不和谐高次谐波的增益，使声音听起来温润、丰满、纯净、和谐（如图2）。Hz+3dB+6dB+9dBCenterFreq1oct2octGainFreqWidth图2：钟形均衡器特性曲线高频增强器是一个高频搁架式均衡器，它可以均衡过于低沉的节目源，创建较为明亮而不刺耳的高频临场音。3、多段压缩（MutibandCompression）：多段压缩器综合了自动增益控制器和限幅器的作用，它可以自动再均衡AGC处理后的声音，使响度更加一致。Orban6300的多段压缩器包括MBDrive、MBAttack/Release、BxTHR、Bxratio等参数。MBDrive：调节多段压缩器的信号电平，决定多段压缩器增益衰减的平均值。压缩器因为兼顾限幅作用比AGC更利于提高平均响度，但压缩器也更易引起音频密度的增加，导致负面的边带效应。因此，在设置音频处理器时，应尽量使AGC代替压缩器进行增益控制。并利用典型节目源在响度表（LoundnessMeter）中显示的增益衰减约为3dB作为MBDrive调试的依据。MBAttack/Release：控制多段压缩器的响应时间，速度越快，压缩器的作用越倾向于限幅器，这将破坏音频信号的平滑度，造成声音断断续续。Orban6300的MBRelease有0～7级可调。所以，最好设置一个慢速或中慢速的Attack/Release，并且尽量让AGC作更快的增益控制响应，以便在提高响度的同时控制失真。Bxratio：设置各段压缩器的压缩比。压缩比过小，压缩效果不明显，大于6:1，则通常视为限幅器。所以，通常设为3～5:1。BxTHR：设置每段的压缩门限。为了调试各频段的增益衰减，可借助音频分析仪进行调试，选择各频段的中心频率作为信号发生频率，并输入一个0dBFs（+24dBu）的大电平信号，依次调试各段的压缩门限值：对于低频段，由于增益过大可能导致低频隆隆声，所以，低频段允许有3～6dB的增益衰减。中频段为主要语音频段，为了避免过度增加中频密度，中频段可调试到压缩器刚刚开始出现增益衰减止。高频段由于有强的高频能，稍微的增益，就能增加响度，但也易引起高频齿音和尖刺声，并且由于掩蔽效应，声音的清晰度反而会降低。因此，高频段应尽量衰减9～12dB为宜。由于语音/音乐声音特性的差异，采用同样的压缩门限会造成语音节目的响度低于音乐节目的响度。Orban6300音频处理器有一个语音/音乐检测器，可以根据信号的停顿或单声道/立体声智能地判断信源是语音或音乐，并可针对语音/音乐单独设置各段不同的压缩门限值。可用信号发生器发生一个单声道信号，单独设置语言节目的压缩门限值。使语音/音乐节目的平均响度达到基本一致。当然，除了上述参数外，Orban6300还有很多精细的调节可以进一步自定义不同风格的声音，如果没有特殊的需求，默认设置就很好。参考资料：OrbanOPTIMOD6300DigitalMultipurposeAudioProcessorOperatingManual