[转]EQ均衡器

EQ是Equalizer的缩写,中国大陆地区称呼为均衡器,港台地区称呼为等化器。它的作用就是调整各频段信号的增益值。普通百姓最初接触均衡器是在80年代的高级录放机上,当年的高档录放机都带有N段均衡调节,那个调节器就是均衡器。这个均衡器是基于模拟信号的,后来在PC上逐渐发展出了数字均衡器。对于大部分电脑用户,他们接触得最多的数字均衡器来自播放软件。

EQ均衡器-定义

    

EQ通过将声音中各频率的组成泛音等级加以修改,专为某一类音乐进行优化,增强人们的感觉。常见包括:正常、摇滚、流行、舞曲、古典、柔和、爵士、金属、重低音和自定义。自定义就是自己调节,没有套用固定的模式,按个人喜好而定的真正EQ能够满足了不同的个人听音喜好。

EQ均衡器-分类

    

现在市面上的EQ有分为两种,一种是主机内置的,例如先锋的旗舰主机ODR和P9系列主机就是内置31段的EQ,31段EQ是目前汽车上拥有最多段数的EQ,歌乐的D2内置了5段,阿尔派的9887内置了5段等等,另外一种是外置的独立均衡器,例如美国K牌的KQ30, 美国的AudioControl(奥迪欧)等,EQ一般分为3段,5段,7段,13段,16段,27段,30段,31段等等,段数越高价格也就越贵!  

EQ均衡器-模拟EQ和数字EQ

    

 

[转]EQ均衡器_第1张图片 EQ均衡器
最原始的EQ,是利用电容器的所谓“ 容抗”现象来调整声音的音色,所谓“容抗”,既是说电容器有这样一种物理现象。对于不同规格的电容,其对不同频率交流电信号有减弱或提升的现象。声音从mic转化后会变成交流电信号,电流I会正比于声音振幅(其实只能近似正比)。I通过导线进入EQ,用一个3段EQ的理论电路来举例:3个不同规格的电容器分别负责调整 高频, 中频和 低频。由于三个电容分别对高,中,低频率的敏感程度不一样,人们便可以通过调整各个电容的电流传输效率来产生EQ效果。这种利用物理现象的方法是明智又省力的,而且相当精确!但是随着数码录音技术的发展,录音师们开始喜欢在后期加入EQ,传统EQ便不能满足需要了。于是越来越多的数字EQ出现在了人们眼前。在声音信号已经量化的数字信号中调整EQ,就必须利用数学算法来解决。大家一定都听说过“ 采样率”这个概念。在数字音频信号中,波形的变化不能是连续的,而是由一个一个采样点串起来的。

 

这种设计产生了一个麻烦——我们在分析采样点频率时很难找到另一个采样点刚好与这个点振幅状态一致:所以,数码EQ必须像穿线一样将各个采样点连起来,才能近似找到两个状态一致的点。说起来容易作起来难,电脑不是人脑,只能以数学方法来“穿线”。最古老的方法,称作“直线路径”即用直线连接各个采样点。这种做法很简单,但是谁都知道采样点与采样点之间不可能是直线连接,这样会产生很大误差!后来人们根据高数算式,用最接近原始波形的曲线连接了采样点,称作“模拟路径”。这种方法误差依然存在,毕竟那是理论算出来的不是真正的波形。但是已经与原始波形相差很少很少了。现今流行的数字EQ,大都采用这种设计。

EQ均衡器-数字EQ的原理

    

 

[转]EQ均衡器_第2张图片 EQ均衡器
数字EQ虽然种类繁多,其实原理都是一样的,即:将输入信号“x”建立对应输出信号“Y”,Y=f(X),其中f()这个作用式中又包括了一个与“x”对应频率“k”的函数。将对应“X”的函数表达式展开也就是:Y=g(k)*X。其中g()随EQ参数调节而变化。

 

举例:古老数字EQ的原理。
这是一个古老的3段EQ,使用“直线路径”。我们把中频提升到2倍,高频提升3倍。这时,函数的作用式就变成了:
  Y=1*X(k属于0hz到400hz)
  Y=2*X(k属于400hz到2500hz)
  Y=3*X(k属于2500hz到无穷)
可以看出,这种EQ调节“有塄有角”,399.9hz振幅还一点不变,到401hz就突然增加2倍。我和朋友写过一个小播放器,就加入了这EQ,产生了魔鬼的声音…………现今的EQ不但拥有“模拟路径”,还拥有渐变的函数作用式。同样的3段EQ,把中频提升到2倍,高频提升3倍,函数图像会变的很圆滑,虽然中频从400hz开始算起,但是从350hz左右就已经开始增加振幅产生渐变的效果。即便把EQ的高频降低到0,依然可以听到一点高频。而且由于采用了“模拟路径”,使频率的分析更准确!更加容易调节。但这两种优化算法比古老EQ更费系统资源。

要讲到已经没有用的古老EQ,是因为它更方便人们理解EQ。古老EQ的公式:Y=r*X(k属于ahz到bhz)。声音的音高只与“乐音频率”有关。也就是说,想证明EQ效果器能改变声音的频率而不改变音高,只需证明EQ效果器能改变声音频率而不改变乐音频率。

根据乐音频率的定义,它必然是两个同样状态的0点之间时间长度的倒数(第1零点,第3零点)。我们设1点的时刻为t1,3点的时刻为t2。乐音频率f=1/(t2-t1)。我们来证明t1时刻或者t2时刻不发生变化:对于任意一个输入信号“x”有输出信号Y=r*X(k属于ahz到bhz)。在任意t时刻,经过EQ处理的信号可以改变为任意值。但是由于1,3点的X值为0,所以无论我们如何调整EQ参数,Y=r*0=0,所以在1,3点,X值永远等于Y值为0。即所有振幅为0的时刻点经过EQ处理,振幅依然为0,所以第1零点,第3零点之间的时间间隔不随参数变化而变化。

这就是EQ效果器能改变声音频率而不改变音高的原因,所以大家(尤其是初学者)大可放心地使用EQ。其实随着技术的进步,数字EQ的算法也开始变得多种多样。又有通过任意频点的前后两点前后两点计算斜率(就是该点的速度)来确定频率的新奇高招,但EQ的宗旨不变——只改变千篇一律的音色。声音频率和音乐中440hz等等乐音频率不是一个概念,调低高频音乐不可能没了高声部,bass也不会因为降低低频而消失。

EQ均衡器-分段作用

    

 

[转]EQ均衡器_第3张图片 EQ均衡器
在音响器材中,均衡器是一种可以分别调节各种频率成分 电信号放大量的电子设备,通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及其它特殊作用,一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。

 

严格地说应先要根据音响的频响曲线用均衡器来校正成平直的,就是说音响的频率响应曲线本来不是水平的直线,但是为了真实还原声音,我们可以通过均衡器的调节把原来的曲线变成直线。但大多数朋友都没这个条件,不知道耳机或者耳塞的频响曲线,所以我们只能根据自己的听觉来进行调节。
首先来看看均衡器分段后的每个部分的作用:
1. 20Hz--60Hz部分
这一段提升能给音乐强有力的感觉,给人很响的感觉,如雷声。是音乐中强劲有力的感觉。如果提升过高,则又会混浊不清,造成清晰度不佳,特别是低频响应差和低频过重的音响设备。
2. 60Hz--250Hz部分
这段是音乐的低频结构,它们包含了节奏部分的基础音,包括基音、节奏音的主音。它和高中音的比例构成了音色结构的平衡特性。提升这一段可使声音丰满,过度提升会发出隆隆声。衰减这两段会使声音单薄。
3. 250Hz--2KHz部分
这段包含了大多数乐器的低频谐波,如果提升过多会使声音像电话里的声音。如把600Hz和1kHz过度提升会使声音像喇叭的声音。如把3kHz提升过多会掩蔽说话的识别音,即口齿不清,并使唇音“mbv”难以分辨。如把1kHz和3kHz过分提升会使声音具有金属感。由于人耳对这一频段比较敏感,通常不调节这一段,过分提升这一段会使听觉疲劳。
4. 2KHz--4kHz部分
这段频率属中频,如果提升得过高会掩盖说话的识别音,尤其是3kHz提升过高,会引起听觉疲劳。
5. 4kHz--5KHz部分
这是具有临场感的频段,它影响语言和乐器等声音的清晰度。提升这一频段,使人感觉声源与听者的距离显得稍近了一些;衰减5kHz,就会使声音的距离感变远;如果在5kHz左右提出升6dB,则会使整个混合声音的声功率提升3dB。
6. 6kHz--16kHz部分
这一频段控制着音色的明亮度,宏亮度和清晰度。一般来说提升这几段使声音宏亮,但不清晰,不可能会引起齿音过重,衰减时声音变得清晰,但声音不宏亮。

均衡器上也可以按照听门极限的曲线图来设置,这样让耳朵能最容易的感觉到声音,这样最自然最好! 如下图,我们提升低频和高频的DB数。这样让低频和高频能够很自然的被耳朵感受到,也就是说最佳的EQ设置应该和该曲线图吻合。 CD在录制的时候是很好的记录了经过编辑的音源信号的,在CD制作的时候就已经调整好了音效的,所以我们可以认为不需要补偿。mp3就不一样,在压缩的时候,高中低频三个部分会有损失,一般来说损失的是高低两端,而中频部分很大程度上保留了下来。所以我采取的办法是通过对CD和mp3文件播放进行比较的方法调整。

EQ均衡器-参数调整

    

 

[转]EQ均衡器_第4张图片 EQ均衡器
无论人声、歌声还需要是乐器的声音,它们都不是一个单音,而是个复合音,也就是由声音的基音和。一系列的泛音所构成。下面例出几个表格,仅供参考:
四段均衡对人声特性的影响:
频段 听觉感受
过低 半满 过高
6K-20KHz 韵味失落,失去个性 色彩鲜明,富有表现力 尖噪,嘶哑刺耳
600-6KHz 暗淡,朦胧 明亮,清晰 呆板,楞
200-600Hz 空虚,无力 圆润,有力度 生硬,不自然
20-200Hz 苍白,单薄 丰满,混厚有空间 浑浊不清
人声各段落不同频率的声音特性:
频率 过低 丰满 过高
16-20KHz 韵味失落,色彩失落缺乏音色表现力 靠人体颅骨传导感受声音的韵味,色彩富于音色表现力。 宇宙声感和不稳定感
12-16 KHz 失掉光彩 金光四溅 刺耳
10-12 KHz 乏味失去光泽 金属声强烈 尖噪
8-10 KHz 平淡 S音明显,通透 尖锐
6-8 KHz 暗淡 透明 齿音重
5-6 KHz 含糊 清晰度强 尖利
4-5 KHz 音源变远 响度感强 声音变近
4KHz 模糊 穿透力强 咳音量
2-3 KHz 朦胧 明亮度增强 呆板
1-2 KHz 松散,使音色脱节 通透感强 跳跃感
800 KHz 松驰感 强劲感 喉音重
500 KHz--1 KHz 收缩感 声音的轮廓明朗 声音向前凸出
300 KHz-500 KHz 空洞 语音有力度 电话声音色
150 KHz-300 KHz 软绵绵 声音力度强 生硬
100 KHz-150 KHz 单薄 丰满度增强 浑浊显现"哼"声
60Hz-100Hz 无力 混厚感强 低频共振声显现"轰"的声
20 Hz-60 Hz 空虚 空间感良好 低频共振声显现"嗡"的声
常用音源频率对音色的影响:

 

音源 明显影响音色的频率
小提琴 200-440Hz影响音色的丰满度;1-2KHz是拨弦声频带;6-10 KHz影响音色明亮度
中提琴 150-300 Hz 影响音色的力度;3-6 KHz影响音色表现力
大提琴 100-25 Hz影响音色的丰满度;3 KHz是影响音色明亮度频率
贝斯提琴 50-150 Hz影响音色的丰满度;1-2 KHz是响音色明亮度
长笛 250 Hz~1KHz影响音色的丰满度;5-6 KHz是响音色明亮度
黑管 150-600 Hz音色的丰满度;3 KHz是响音色明亮度
双簧管 300 Hz-1 KHz音色的丰满度;5-6 KHz影响音色明亮度;1-5 KHz提升使音色明亮华丽
大管 100-200 Hz音色丰满、深沉感强,2-5KHz影响音色明亮度;
小号 150-250 Hz影响音色的丰满度;5-7.5 KHz是明亮度清脆感受频带
圆号 60-600 Hz提升会使音色圆润和谐自然;强吹音色辉煌,1-2 KHz明显增强
长号 100-240 Hz提升音色的丰满度;500 Hz-2 KHz提升使音色变得辉煌
大号 30-200 Hz影响音色的丰满度;100-500 Hz提升使音色深沉、厚实
钢琴 27.5Hz-4.86KHz是音域频段.音色随频率增加而变得单薄;20-50 Hz是共振峰频率
竖琴 32.7-3136 Hz是音域频率,小力度拨弹音色柔和;大力度拨弹音色泛音丰满
萨克斯管 600Hz-2KHz影响明亮度,提升此频率可使音色华彩清透
萨克斯管bB 100-300Hz影响音色的淳厚感,提升此频率可使音色的始振特性更加细腻,增强音色的表现力
吉它 100-300Hz提升增加音色的丰满度;2-5KH z 提升增强音色的表现力
低音吉它 60-100Hz低音丰满;60Hz-1KH z 影响音色的力度;2.5KHz 是拨弦声频
电吉它 240Hz是丰满度频率;2.5 KH z是明亮度频率;3-4 KH z拨弹乐器的性格表现更充分
电贝司 80-240 Hz是丰满度频率;600 Hz-1 KH z影响音色的力度;2.5 KH z是拨弦声频
手鼓 200-240 Hz是影响饱满度;2KHz 是响弦音频
小军鼓(响弦鼓 ) 240Hz影响饱满度;2KHz影响力度(响度);5KHz是响弦音频
通通鼓 360 Hz影响丰满度;8 KHz为硬度频率;泛音可达15KHz
低音鼓 60-100Hz为低音力度频率;2.5 KHz是击声频率;8KHz 是鼓皮泛音声频
地鼓(大鼓) 60-150Hz 是力度音频,影响音色的丰满度;5-6KHz 泛音频率
钹 200Hz铿锵有力度;7.5-10KHz音色的尖利
镲 250Hz强劲铿锵锐利;7.5-10KHz 镲边泛音金光四溅
歌声(女) 1.6-3.6 Hz影响音色的明亮度,提出升此段频率可以使用权音色鲜明通透
歌声(男) 150-600 Hz影响歌声力度,提升此段频率可以使歌声共鸣感强,增强力度
语音 800 Hz是危险频率,过于提升会使音色发硬,发楞
沙哑声 提升64-261 Hz会使音色得到改善
女声带噪音 提升64-315 Hz衰减1-4KHz可以消除女声带杂音(声带窄的音质)
喉音重 衰减600-800 Hz会使音色得到改善
鼻音重 衰减60-260 Hz提升-2.4KHz可以改善音色
齿音重 6 KHz过高公产生严重齿音 4 KHz过高会产生咳音严重现象(电台频率偏离时的音色)

 

参考 http://www.hudong.com/wiki/eq%E5%9D%87%E8%A1%A1%E5%99%A8

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