期初,Dennis在1986年撰写了这篇文章,随后在1998年对这篇文章进行了修订,但是文章中的信息和资料并没有因为时间的差距而失去其重要的意义。
John Roberts是我心目中的英雄之一。John 为已经停止发行的杂志Recording Engineer/Producer (RE/P)(录音工程师/制作人)撰写一个定期专栏,名为“揭露音频界的谣言”。
“要么躺下休息......要么至少揭露音频行业那些谣言所依据的虚假前提......那些专业音响行业中明显的”老妇人的故事“ (这里指愚蠢而荒诞的迷信)- 这是John 第一专栏的开场。相当好的开场,你几乎可以听到主题音乐,看到准备好战斗的蒙面骑手矗立在远处。
他原本打算在1983年初,做最直接犀利的专栏,就这样持续到1986年年中。毫无疑问的,在专栏的每一期,他都对谣言发动了猛烈攻势。约翰现在已经休刊了。
暴露谣言这项工作对于一个人来说负担实在是太重了。幸亏我足够自负,且足够愤怒,才能够在这项工作中搭把手。所以,在这篇文章里我会揭露关于均衡器的那些最流行的谣言。
谣言#1:存在着一种叫做组合滤波器的东西。
许多合约商对什么是混合滤波器感到十分困惑,我也同样感到困惑。滤波器设计师命名了很多不同类型的滤波器,包括:巴特沃斯,切比雪夫,贝塞尔等,但组合滤波器不是其中之一。
在这里我们面对的问题其实是对滤波器这个词的使用。我们必须能够区分所想的内容和所说的内容。在使用滤波器这个词的上下文中(语境内)就存在着其真实的含义,即在输出中存在多少涟波。
滤波器组的输出组合(或者说,实际上,应该叫重新组合)形成了以总体形状和具有相关相移的涟波为特征的合成曲线。这种组合的发生以及单个滤波器的带宽决定了波纹的数量。跟所使用的滤波器类型则没有什么关系。
组合的过程是通过将所有的滤波器输出(电子地)组合在一起来完成的。因此它根本就不是一个滤波器:它只是对各个滤波器的输出进行求和的一种方法。所有的均衡器都会将其滤波器输出进行组合。说一个均衡器是非”组合"的是错误的。唯一的非组合滤波器的例子是实时分析器和分频器。
误用此术语的一个例子涉及到了常量Q和传统图形均衡器之间的比较。 这里使用“传统”的意思是指任何不是Constant-Q的图形均衡器。
虽然是错的但是却很普遍的信念是:传统的均衡器使用了组合滤波器,而常量Q在设计中使用了非组合滤波器。两种设计其实都会将他们的输出进行组合。区别在于组合曲线的平滑性。谬误的起因是不看上下文,断章取义。
如果将常规均衡器设置成具有与Constant-Q设计相同的带宽,那么如果组合的数量相同,则会产生完全相同的组合结果。但是,发生这种情况的唯一条件是要么full boost要么full cut。
大多数用户不理解这是能够使受影响的带宽恰好是三分之一个倍频程(对于使用三分之一的设计)的唯一位置。在所有其他boost/cut设置下,带宽降低到一个倍频程以上。
毫无疑问,如果相隔三分之一倍频程的两个相邻滤波器降级到一个倍频程的位置,则相叠加的结果将是非常平滑的。毫无疑问,这已经不是一个三分之一倍频程的均衡器了。它现在是一个倍频程均衡器。
如果这是你所需要的,那么传统的均衡器就是你正确的选择。然而,如果需要三分之一倍频程控制,那么只有使用Constant-Q的设计才能够实现。
误区#2:选购均衡器时,最小相位的性能是一个重要标准。
选购均衡器时,最小相位是您不必担心的几个参数之一。这并不是说它是不重要的。只是说市场上没有任何一个均衡器,不是最小相位的。一个都没有。所有的营销炒作则恰恰相反。
最小相位的精确定义涉及到正实传递函数的详细数学概念,即具有全部零点的传递函数受限于左半s平面。如果最后一句话让你的大脑中间产生一个大大的问号,请不要担心。所有您需要知道的事情只是:最小相位性能对于任何您可能会考虑购买的均衡器都不是一个问题。
这里又涉及到了一个未能清楚地传达出所想的内容的草率的修辞的例子。几年前某个地方的某个市场部门需要一个术语,也可以说是行话,用来将他们公司的均衡器和其他公司的均衡器区分开来。
有些工程师抛出了最小相位这个术语,营销人员一下为之疯狂了。他们决定就是这个词了。不管这个词的表达是否贴切,它听起来不错就足够了。最小相位听起来很好还有高科技的感觉,所以他们使用这个词,试图在可比较的产品之间建立起一个烟幕。
他们想说的是,他们的产品可以用比相对竞争对手更少的相位转换创造出升压/降压曲线,这是一件好事。但问题是,工程师再次确认说这是不正确的说法。任何产生相同曲线的两个均衡器都有着完全相同的相位移。相同的宇宙,相同的物理原理,相同的结果 – 造成了很多营销上的懊恼。
所以他们在声称他们的产品具有最小相位特性这件事上妥协了。没关系,他们所有的竞争对手也有最小相位特性。客户/消费者们不会知道这一点的。推销时会暗示其他竞争对手的产品做不到。
好的,现在你知道了。不要被这个流行词所蒙蔽。
误区#3:只有一个品牌的均衡器展现了互补相位性能。
说到流行语,这里有一个契合的例子:互补相位转换。有人加班加点的要加入这个战役。我猜这个问题会让我如此生气的原因是制造商的傲慢。潜在的前提是,专业音频领域内的人们是如此容易受骗,如果能够提供看似成功的演示,他们会相信任何事情。
但是,他们错了。你们所有的人都比他们所认为的聪明得多。实战经验在解决问题上能够提供很大的帮助。
互补相位移意味着均衡器显示对称的升压/降压曲线(并且是最小相位)。升压曲线是削减/降压曲线的镜像。这意味着升压曲线的相位移也是削减曲线的镜像。如果两件事是彼此镜像的话,它们是互补的。这里没什么太深刻的道理可讲。
现在,并非所有均衡器都显示对称的升压/削减曲线。因此,并非所有的均衡器都具有互补的相位移。至少有两个广受欢迎的品牌没有。
因此,如果您在购买均衡器时认为这是一个重要的参数,这种看法在询问该单元是否具有对称的升压/降压曲线时是正确的。我可以给你一个名单,上面的十几家制造商的均衡器都是这样的。事实上,我熟悉的每个图形均衡器都有着对称的增强/剪切曲线。
实际上,如果你想找一个非互补相位移的均衡器,你必须花费很长的时间费劲的寻找。正如我刚才所说,我知道的有两个,可能会有更多。
在这点的关键问题是,为什么你关心均衡器是否具有互补的相位移?该死,如果我知道为什么的话。我就可以告诉你为什么他们说这很重要,我也可以告诉你他们为什么误导你。
一个流行的演示中会设置一个任意曲线的通道,然后调整另一个通道以获得相反的响应。
使一个信号通过串联的两个通道能够产生平坦的频率响应。没有相位移。没有时间延迟。
现在这个结果似乎已经彻底把他们压倒了。他们认为这个结果是奇怪的,不寻常的,莫名其妙的。这是你的直觉为数不多是正确的地方之一。
如果将两个均衡器设置为互补曲线并将它们串联起来,则会得到统一的响应。正如他们所声称的那样,你不会得到全面的响应。没有幅度变化,没有相位移,没有时间延迟。
大二学生所学的基础电气工程就能告诉我们为什么。称为传递函数的东西描绘出每个通道。这个数学公式完整地描述了通过该通道的信号的幅度,相位和时间响应。
互补信道的传递函数是第一个的倒数。将它们串联使得两个传递函数相乘。任何东西乘以自身的倒数都会得出唯一的答案,即(1 / X)*(X)= 1。这里没什么困难的。一个不是全通滤波器的传递函数。一个是电线的传递函数。
那么这与你想购买什么样的均衡器有什么关系呢?没太多关系,真的。这意味着你必须有一个互补的相位均衡器来纠正空间的频率异常? - 这是不正确的。任何产生相反的空间响应的均衡器都可以做得到,而且作用也一样。
误区#4:Constant-Q意味着非对称的增强/削减曲线。
直到1986年,我才不把这个当做是官方的谣言。那时候,F. Alton Everest出版了一本名为“成功的音响系统操作”的书。这本书很好的介绍了扩声产业,我建议所有的行业新人都应该读一读。然而,他在书中对Constant-Q均衡器的描述(第252页)则需要一些修改。
Everest先生错误地,但又毫不含糊地指出,Constant-Q均衡器的特点是具有不对称的增强/削减曲线。 这是由于误读了颇受欢迎的一个参数均衡器的数据表而引起的,这种事情很容发生。这个谣言涉及到了由两个独立问题组成的混合问题。
升压/削减曲线的相互性/作用和Constant-Q之间毫无关联。你可以找到Constant-Q对称和非对称均衡器,你可以找到非Constant-Q的对称和非对称均衡器。这些术语描述了均衡器的两个完全不同的方面。
Constant-Q是指针对不同升压或削减量的带宽行为/变化。如果带宽作为升压/削减量的函数保持不变,则它是Constant-Q。如果带宽变化了,那么它就不是一个Constant-Q的设计。
如果削减曲线是升压曲线的镜像,则均衡器具有对称(或彼此相反的)响应。如果曲线不是彼此的镜像,则均衡器是不对称的。这是两个单独的问题,制造商们提供了这两个参数的任意组合。你可以自己选择你所需要的产品。
误解#5:相同的均衡器,一个被动单元和一个主动单元,被动单元听起来会不同。
同样的,这是否是一个谣言的关键依然是决定性的用词问题。如果两个均衡器不能产生精确的传递函数,那么它们肯定会有所不同。但这不是我们要讨论的问题。问题在于是否存在一种声音,其音质是由有源或无源电路本身决定的。答案当然是没有。
传递函数存在描绘了每个均衡器的输出行为到给定的输入变化。任何两个具有相同传递函数的均衡器,在根据该函数操作所必需的约束条件下运行时,无论构成均衡器的物理形式如何,都会得到相同的结果。一般来说,任何均衡器响应都可以通过许多不同类型的电路来实现,无论是主动还是被动。
用于相同响应函数的均衡器之间能感知到的差异必须由除均衡器的主动性(即均衡器是主动的还是被动的)之外的因素来解释。可能导致电路运行不良的一些特性是非线性的,这是由于元件使用不当或超出其线性工作区域而造成的。有时,这种差异只不过是一个电路比另一个电路更安静而已。
具有相同频域传递函数的任意两个均衡器在时域中的表现是相同的。传递函数决定响应,如overshoot,ringing,相位移而不用考虑执行的影响。
主动和被动均衡器领域内没有任何谣言存在。如果这两者之间存在差异,简单的电子理论就能够解释他们之间的所有差异。如果这两者之间不存在差异的话,他们的表现就会完全一样,和客观观察到的一样。
永远不要假设,因为均衡器是主动或被动的,它就会表现的更好或更糟糕。请明确你的应用需求,并咨询相关知识丰富的人来做出正确的均衡器选择。
误解#6:理想的均衡器在增强或削减时不会增加相位偏移。
相位移不是一个负面的词。这是我们所做事情的核心,把所有东西联系在一起。相位偏移已经成了一个被冤枉的术语,这是非常不幸的事。这种执念阻碍了人们对空间均衡的需求理解。
大多数表演场地的频率响应看起来像心脏病发作的病人的心电图。与振幅的每个变化相关联的是相位响应的相应变化。
每次幅度变化都会发生相位移。事实上,可以认为,相移是导致幅度变化的原因。声音的物理特性使振幅,相位和时间的关系不可分割。他们不能脱离彼此而存在。
均衡器是一种工具。你可以使用这个工具纠正一个空间的(声学)异常。它必须能够准确的再现与连接项相反的响应。这需要在相关的相位移的许多相邻点处进行精确的校正,以校正空间的相反相位移。需要使用相位移来确定相位移,道理就那么简单。
对空间进行平衡时,人们常遇到的一种麻烦是使用了错误的均衡器类型。如果均衡器不能增加正确的相位移量,则会使均衡的难度提高跟多。由于这种现象,许多使用Constant-Q的设计被普及开来。
如果一个均衡器能够产生广泛的平滑曲线来适度的增加/削减量,那么他对空间的均衡能力就会较差,但能提供良好的音调调节。他缺乏将振幅和相位校正紧密结合在一起的能力。
由于缺乏对相邻频带造成最小干扰的独立校正能力,它们的使用受到了限制,大部分时间只能被用于形成整体的响应而不是纠正它。对于比较严重的校正,则需要很强的Constant-Q性能,以及其他许多条件。
只有加入许多精确的,精密的相位移和振幅校正,才能真正开始对系统模糊的相位响应进行均衡性处理。你不能使用柔和而光滑曲线去做这个工作,因为它没有能力来驯服大多数空间的峰度。广泛平滑的曲线不能纠正现有的相位移。
事情就是这么简单,你必须在信号的幅度和相位上进行预处理。这就需要较窄的滤波器来保持所有滤波器位置的带宽。