以一个小型模拟调音台为例进行介绍,包括输入部分、母线输出部分、主控部分、信号监视部分、接口部分。
1.输入部分
调音台的输入部分一般由多个相同或相似的信号输入通道组合而成,每个输入通道包括信号的输入、均衡处理、声像调节以及通道信号的控制和分配部分,如图5-12所示。
图5-12 调音台的原理框图
(1)信号输入
调音台的信号输入部分有输入接口、电平调节、相位调整、幻像供电、高通滤波器等。
A.输入接口
输入接口即信号输入插座,其输入阻抗至少要比所接输入设备的输出阻抗大5倍以上。如演播室中传声器(话筒)的输出阻抗一般为200Ω以下,调音台中MIC的输入阻抗为1KΩ以上(低阻输入);磁带录音机等设备的输出阻抗为600Ω,调音台中LINE的输入阻抗为10KΩ以上(高阻输入)。
B.电平调节
MIC的输入电平为-60dB~-20dB,LINE的输入电平为-30dB~+10dB,两者相差很大,需要调节以满足后续处理要求。通常将MIC信号经前置放大器或将LINE信号经线路放大器放大到指定电平后送入后续处理电路,放大器的增益可调,由GAIN旋钮调节。为防止输入信号电平过大,通常在放大器前接一个定值衰减器(20dB~30dB),由PAD开关控制。
C.幻像电源(PHANTOM POWER)
幻像电源电压为+48V,通过MIC接口送给电容话筒。幻像供电方式有两种,如图5-13所示,图(a)为变压器中心抽头连接,图(b)为电阻模拟中心抽头连接。
图5-13 幻像供电示意图
还有一种为电容话筒供电的方式,称为A-B制供电系统,现在很少使用。它将12V电压用信号电缆的两根芯线送给话筒,在话筒内部经过直流变换器将12V电压升高后供电,如图5-14所示。
图5-14 A-B制供电系统
D.相位倒转(PHASE REVERSE)
有时因信号电缆、插头插座、话筒内部接线方式、话筒设置等原因,可能使某些通道的输入信号与其他通道的输入信号出现相位相反的现象而造成通道间信号抵消。为使各信号相位一致,设置一个倒相电路,由一个开关控制。
E.高通滤波器(HIGH PASS FILTER)
高通滤波器又称低切滤波器,主要用于去除输入信号中有害的低频噪声(如讲话或演唱时出现的气流声)。大多数调音台有一个低切开关CUT(HPF),按下开关可滤除100Hz以下的低频信号,有的调音台还有频率选择旋钮,可对切除频率进行选择(如60Hz、100Hz、120Hz等)。
(2)信号均衡
信号均衡电路由多个滤波器组成,称为均衡器,有三种类型的均衡器。
a.固定频率均衡器
一般常用在高频(HF,10KHz左右)和低频(LF,100Hz左右)两个频率点。
b.可调频率均衡器
主要用于中频(MF)部分,有频率选择旋钮和增益旋钮进行调节。
多数调音台的均衡器一般由1个高频固定均衡器、1-2个中频可调均衡器、1个低频固定均衡器组成。在先进的调音台上都采用4段均衡,即高频(HF)、中高频(MHF)、中低频(MLF)、低频(LF)。将中频分为两段,主要是因为大多数乐器的能量都集中在这一频段,同时人耳对这一频段信号的灵敏度较高,如图5-15所示。
图5-15 均衡器曲线图
c.可调频率和可调Q值均衡器
由中心频率选择旋钮、增益调节旋钮、Q值调节开关或旋钮组成。
d.均衡器开关(EQ)
按下开关,均衡器接入电路中,可进行频率补偿,否则不起作用,主要用于对比均衡前后的声音变化。
(3)信号输出、分配和辅助开关
a.混合母线
调音台中的信号混合电路基本上采用运算放大器的加法器电路,优点是不易感应干扰信号、电平损耗与信号混合路数无关,如图5-16所示。
图5-16 混合电路
为了保证信号分路输出不影响主路输出,调音台中多采用分配电路,如图5-17所示。
图5-17 分配电路
b.输出控制
输入通道信号的输出控制一般可分两种:一种是由每个输入通道的衰减器(FADER,推子)进行控制的,控制输送到主输出母线和编组母线的信号大小;另一路是由每个输入通道的辅助(AUX)旋钮进行控制的,控制输送到辅助母线的信号大小。
输送到辅助母线的信号又有两种:一种是衰减后输出(POST),另一种是衰减前输出(PRE),两种信号都受AUX旋钮控制。
c.声像设置(www.xing528.com)
声像旋钮又称全景电位器,实际上是一个同轴转动的双联电位器,一进二出,通过左右旋转可改变左右声道的信号大小,使声像偏向于左声道或右声道或居中,如图5-18所示。
图5-18 声像调节效果
调音台在立体声工作方式时母线的分配方式一般是:将主输出的左母线和编组的奇数母线设定为左母线组,将主输出的右母线和编组的偶数母线设定为右母线组。
声音信号经过推子衰减进入到声像控制旋钮的电路如图5-19所示,声像控制旋钮将左信号和右信号分别发送到立体声母线的L和R。这样就可以将多个输入通道的声音混合成为“立体声”了。
图5-19 声像控制电路
2.母线输出部分
调音台的输出单元从母线开始,一般包括主输出(MAIN OUT)、编组输出(GROUP OUT)、矩阵输出(MATRIX OUT)、辅助输出(AUX OUT)。前面已介绍主输出、编组输出和辅助输出,下面仅介绍矩阵输出。
各种声信号可以单独编入矩阵母线,从矩阵母线送出的声信号,经过混合放大,分成多组,每组信号大小可调,然后混合,混合后的信号通过矩阵输出进行大小调节,隔离放大,最后送出矩阵声信号。
各个输入通道,在其推子后都设置了进入矩阵母线的按键,在矩阵母线上载入不同类型的音乐信号,例如:某一输入通道输入鼓声信号,在矩阵母线上1载入鼓声,将该路上的M1按键按下。某一输入通道输入笛子声信号,在矩阵母线2载入笛子声,将该路上的M2按键按下。某一输入通道输入小提琴声信号,在矩阵母线3载入小提琴声,将该路上M3按键按下。某一输入通道输入小号声信号,在矩阵母线4载入小号声,将该路上M4按键按下。这样,调节矩阵输出前的16方阵的调节钮,便可以在矩阵输出端产生不同乐音为主体的演奏音乐。
3.主控部分
一般由辅助(AUX)主控、立体声(STEREO)主控组成。
辅助主控包括与输入组件上相同数量的辅助放大器,立体声主控包括振荡器(OSC)、对讲器(TALK ROCK)、演播室监听(STUDIO MONITOR)、调音控制室监听(CONTROL ROOM MONITOR)、监听源选择(SOURCE SELECTOR)、哑音电路(MUTE)、单独选听(SOLO,独奏)、立体声主推子(MASTER FADER)、耳机放大器(HEAD PHONE)等,前面已介绍。
4.信号监视部分
在调音台的输入部分和输出部分都有显示单元,以指示各路声音信号的大小。显示器件有LED(发光二极管)、VU表和PPM表三种,其中LED一般用于输入指示,VU表和PPM表一般用于输出指示。
VU表采用平均值检波(二极管桥式整流器),并按交流信号的有效值确定刻度,用对数和百分数表示,将0VU参考电平定在满刻度70%左右(满刻度下3dB处),如图5-20所示。
图5-20 VU表的两种刻度
标准音量表的0VU(100%)相当于被测信号电平为+4dB(以0.775V为0dB),相当于交流信号均方根值为1.228V,不过在使用时可插入衰减器,如图5-21所示。
图5-21 音量表插入衰减网络示意图
一般来说,VU表适用于瞬态较小的连续信号,对数字信号电平最好用PPM表指示。PPM表的种类很多,我国采用的是IEC承认的ANSI(美国)和DIN(德国)标准的PPM表,如图5-22所示。
图5-22 DIN标准PPM表
图5-22中,0刻度为满刻度的80%,此处灵敏度为+6dB(0dB为0.775V)。
在大型录音制作调音台上,各个声道的仪表都用光栅式电子柱状表,可减小占用空间。光栅式仪表使用光电器件进行指示,有发光二极管显示、液晶显示、等离子体显示。采用发光二极管显示,指示精度由二极管数目决定,一般用于较低档次的调音台;采用液晶显示和等离子体显示,能连续显示,没有LED的闪烁现象,适用于大型调音台。
某些仪表带有一个转换开关,可在峰值方式和音量方式间转换,如图5-23所示。
图5-23 光栅式音量表
随着立体声节目的普及,调音台上又安装了相位表或相关表,主要显示左、右立体声输出信号间的相位关系。相位表有指针式,也有光栅式,指针式相位表如图5-24所示。
图5-24 指针式相位表
在相位表或相关表中,通过信号的相关系数来表示信号间的瞬间相位差。当表头读数为+1时,表示信号间相位差为0°,两信号完全同相;当表头读数为-1时,表示信号间相位差为180°,两信号完全反相;当表头读数为0时,表示信号间相位差为90°,或者其中一路无信号;当表头读数在0与1之间时,表示信号间相位差在0°与90°之间;当表头读数在0与-1之间时,表示信号间相位差在90°与180°之间。
在实际使用中,还经常用相位表判断节目是单声道还是立体声的节目。
5.接口部分(跳线盘)
调音台每个模块的输入和输出都装在接口盘上,接口盘一般装在调音台的背部,通过接口盘可以进行各种声音信号的交换工作,接口盘的接口越全面、数量越多,可供连接的外部设备就越多,录音制作也就越灵活。
专业调音台的接口盘一般应包括所有通道的标准接口(MIC IN/LINE IN、插入送出/插入返回、LINE OUT)、所有辅助送出及辅助返回接口、主输出母线插入送出和插入返回(L、R)接口、OSC的送出接口、组输出的插入送出和插入返回及监听返回的接口、多轨机的磁带送出和返回的接口、一些并联的接口、外部设备的送出和返回的接口等。
INSERT接口原理如图5-25所示。
图5-25 INSERT接口
将上面插孔输出的信号通过簧片与下面的插孔连接,可以保证信号畅通。如果插头插入下面的插孔,簧片将弹开,由上面插孔送来的信号将被断开,下面插头送来的信号进入调音台。上面插孔的簧片是不用的,当插头插入时将不影响信号走向(有的调音台也会断开簧片),只是为外接设备提供一个激励信号(标称电平为线路电平)。
在一些小型调音台中,没有专门的跳线盘,INSERT接口就设在面板上。为了减少插接点所占的面板空间,一般只采用一个1/4英寸(6.35mm)立体声耳机插座就可以完成信号的发送和返回,如图5-26所示。
图5-26 INSERT接口连接线
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