錄音中音頻設備器件的信號特征

文/[美]布魯斯·巴特利特，詹妮·巴特利特 譯/朱慰中

（1.廣東亞視演藝職業學院 電視制作系，廣東 東莞 523710）

在傳聲器把聲音轉換成電荷量時，這種電荷量就叫做信號。這個信號與到達傳聲器的聲波有相同的頻率和相同的幅度變化。

當這種信號通過某一種音頻設備器件時，設備器件可能會改變信號。它可能會改變某些頻率的電平，或者加入了某些不希望有的聲音，結果無法與原信號相比。讓我們來關注以下這些影響。

1 頻率響應

假如有某一種音頻設備器件——傳聲器、調音臺、效果器、錄音機或音箱，通過這種設備器件輸送一個音樂信號，音樂通常包含某些高頻和低頻成分。設備器件可能對不同的頻率有不同的響應，它可能會增強低音音符而削弱高音音符。可以把設備器件的輸出電平對應于頻率來作圖，顯示對不同頻率的響應。這種圖形叫做頻率響應，如圖1所示。圖中的電平以dB計量，頻率以Hz計量。一般來說，1 dB是人們所能聽出的最小響度變化。

假定在所有頻率上的電平都相同，那么，圖形是一條水平直線，稱之為“平直頻率響應”，如圖2所示。在所有的頻率上產生相同的電平，換句話說，通過所有頻率的設備器件不會改變它們的相對電平，經過設備器件之后可得到等量的低音和高音。所以，平直的頻率響應是不會影響所送達聲音的音質平衡的。

許多音頻設備器件不會在整個音頻頻段20 Hz ～ 20 kHz范圍內都有平直的響應。它們都只能在限定的頻率范圍內產生相等的電平（在一個允許范圍內，例如±3 dB）。在圖2中，由實線所示的頻率響應是50 Hz ～ 12 kHz（±3 dB）。這意味著通過50 Hz ～ 12 kHz內的所有頻率時的音頻設備器件有接近相等的電平——在3 dB之內。它所產生的低音和高音同樣良好。圖中可見，在50 Hz和12 kHz時頻率響應下降3 dB，而在5 kHz時則提升3 dB。

通常，越是有展擴的或寬廣的頻率范圍，那么，所錄得的聲音會更自然和真實。寬廣而平直的響應能給出精確的重放。200 Hz ～ 8 kHz（±3 dB）的頻率響應較窄（較差的保真度）；80 Hz ～ 12 kHz的頻率響應較寬（較好的保真度）；而20 Hz ～ 20 kHz的頻率響應則最寬（有最好的保真度）。可播放www.elsevierdirect.com/companions/9780240811444的第7段作參考。

同時，頻率響應愈是平直，則保真度或是精確度會愈好。±3 dB的響應偏差尚好，±2 dB的響應偏差較好，而±1 dB的響應偏差則非常好。

當在吉他放大器、調音臺的均衡部分或立體聲功放上轉動低音或高音旋鈕時，實際上是在改變頻率響應。如果提升低音，則是在提升低頻處的電平。如果提升高音，則要使高頻成分得到增強。人耳會把這種效應感覺為在音質方面的變化——更溫暖、更明亮、更單薄、更灰暗等等。

圖1所示的是一種不平直的頻率響應。這條頻響線的右端，在高端頻率處滾降或下垂。這說明高頻諧波成分較弱，其結果是一種灰暗的聲音。在頻響線的左端，在低端頻率處滾降。這說明基波成分被減弱，結果導致呈現出一種單薄的聲音。

某種音頻設備器件的頻率響應可以根據用途來做成非平直形狀。例如，可用一臺均衡器來切除低頻，以便降低來自對傳聲器喘氣時的噗噗聲。同樣，用非平直響應的傳聲器也可得到最好的聲音，例如，提升了的高頻可以附加現場感和親切感。

2 噪聲

噪聲是音頻信號的另一個特征。每個音頻組件都會產生一些噪聲——像樹林中那種喘急的風聲。在錄音作品中，人們不希望出現那些噪聲，除非它是音樂中的一部分。

可以把設備器件中的信號電平保持在相對較高的方法來使噪聲不易察覺。如果電平很低，為了能較好地聽到信號，就必須調高監聽音量。在調高信號音量的同時也調高了噪聲的音量，所以，聽到的噪聲也隨同信號的增大而增加。但是，如果信號電平本身已經很高，就不需要過于調高監聽音量，而把噪聲維持在背景聲之中。

3 失真

如果把信號電平調得過高，信號就會失真，可以聽到一種砂礫般的、顆粒狀的或是咔嗒般的聲音。這類失真有時叫做“削波失真”，是因為信號的波峰被削去以后成為平頂形的波形。要聽到失真了的聲音，只要在很高的錄音電平下（用音量表可看見表頭指示進入到了紅色區域）錄音，然后再重放已錄聲音。

播放www.elsevierdirect.com/companions/9780240811444的第9段。數字錄音機在非常低的信號電平時也會產生量化失真。

4 最佳信號電平

要設法使信號電平高到足以遮蓋噪聲，但也要低至足以避免失真。每一個音頻組件都要在一定的最佳信號電平上才能工作得最好。這個最佳信號電平通常在內置于設備的電平表上被指示出來。

圖3給出了在某一音頻設備器件內信號電平的范圍。底線表示設備器件的本底噪聲——在無信號時設備器件自身產生的噪聲。頂線代表失真電平——在這一電平時，信號失真，聲音破碎。而在這兩線之間的范圍內的信號則有清晰的聲音。理想的情況應該是使信號均勻地維持在正常工作電平上下變化。通常把信號電平調節到盡可能高而又不出現削波或失真時為最佳。

使用數字錄音機時（例如計算機錄音軟件），電平表上的“0 dBFS”（0分貝滿刻度）為最大不失真電平。在這種情況下，平均電平為-20 dBFS、峰值電平為-6 dBFS為正常工作電平。在通常作母帶CD時的數字音頻文件里，則將-14 dBFS的平均電平作為一個追求的目標。

5 信號噪聲比

信號電平與本底噪聲電平之間用dB來表示的電平差叫做信號噪聲比或S/N，見圖3。信號噪聲比愈高，聲音愈清晰。60 dB的信號噪聲比可以說比較好，70 dB時算優良，80 dB或以上才稱得上為極好。可播放www.elsevierdirect.com/companions/9780240811444的第8段作參考。

為說明信號噪聲比，想象一個人的呼喊聲超過了火車聲。呼喊聲是信號，火車聲為噪聲。呼喊聲愈大，或者火車聲愈小，那么，信號噪聲比愈大。而信號噪聲比愈大，那么呼喊聲愈清晰。

6 動態余量

正常信號電平與失真電平之間用dB來表示的電平差叫做動態余量，見圖3。動態余量愈大，則通過設備器件的不失真的信號電平愈高。如果音頻設備器件有充裕的動態余量，那么，設備器件能通過高峰值電平的信號，而不致將信號削波。

要設定好調音臺的電平控制量，使信號要有一定的動態余量，也就是使信號在本底噪聲之上、失真電平之下都工作得很好。

在上述調整過程中，調音臺內的信號電平應該恰到好處。信號中應該沒有可聞的噪聲或失真，而且調音臺應該有足夠的動態余量，以便即使在高峰值大音量時也不會失真。