淺談音頻延時器的五大用途

　　“音頻延時器”(以下簡稱延時器)顧名思義是對聲音信號進行延時處理的音頻設備。在傳統(tǒng)的使用觀念上，還是在遠距離擴聲時簡單的對聲音信號進行延時處理，實際上延時器的作用不僅僅局限于此，具體的說可以把延時器的作用分為以下五類：

　　1.在遠距離擴聲時用于提高聲音清晰度

　　2.修正多個揚聲器多頻帶發(fā)生時的差別

　　3.用延時實現(xiàn)聲像定位

　　4.避免廣播電臺直播中突發(fā)事件的發(fā)生

　　5.修正高清視頻信號聲畫同步問題

　　下面我將逐一介紹它的強大功能。

　　PART  01

　　一、在遠距離擴聲時用于提高聲音清晰度

　　延時器在這方面的使用可以說是最為常用。通常室外擴聲的環(huán)境不會隨人們的意愿而改變。而往往會出現(xiàn)擴聲面積比較大;擴聲距離比較遠的現(xiàn)象。如果僅僅簡單的使用主揚聲器來擴音，為使后排聽眾能夠聽清聲音的話，前排的聲壓級會極大。如圖1所示，假如在距離揚聲器一米處的A點最大聲壓級是100dB，根據聲壓級與距離之間的公式SPL=SPLMAX-20lgR(SPLMAX=100dB)，可知擴聲距離每增加一倍，聲壓級減少6dB，那么在距離揚聲器32米(R=32m)遠的B點聲壓級應該只有70dB。兩者之間相差了30dB，但在實際的擴聲環(huán)境當中，出現(xiàn)的聲壓級差會更大。為了避免這樣的現(xiàn)象發(fā)生，通常會采取增加小功率補聲音箱的辦法來避免因前后排距離太遠而引起的聲壓級過大現(xiàn)象。由于聲音傳播速度約為340m/s，聲音傳遞到B點時已經經過了將近100ms的時間，B點的聽眾便會首先聽到補聲音箱的聲音，之后聽到主音箱的聲音。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就需要在補聲音箱的功放之前添加音頻延時器，將b路信號作相應的延時處理，從而達到提高聲音清晰度的效果。這也就是音頻延時器最為常見的一種用法。

　　PART  02

　　二、修正多個揚聲器多頻帶發(fā)生時的差別

　　在擴聲設備當中，有很多大型音箱設備，這些音箱有一個共同的特點，就是大多采用多個揚聲器共同發(fā)聲的設計，這些揚聲器的頻率響應之間互為補償，以追求頻響曲線的平直。但是這樣的設計有一定的弊端。如圖2所示，三個揚聲器分別是A、B、C，三個揚聲器的震膜之間分別有一定的位置差，這樣的位置差會導致不同頻段的聲音到達人耳的時間不同。因此由于人耳具有的時域掩蔽效應，人耳便不能正確的接收原有的聲音信號，使得大腦不能正確的分辨應有的聲音信號。有些情況下會使聲音聽起來略顯中高頻率的不足。為了使多個頻段的聲音信號能夠同時到達人耳，就需要對B、C兩只揚聲器作相應的延時處理，以便更加真實的還原聲音。

　　PART  3

　　三、用延時實現(xiàn)聲像定位

　　眾所周知人耳具有分辨聲音方位的功能，尤其是水平方向的聲音，人耳很容易辨別發(fā)聲的方向。這是因為兩耳之間的距離相差了十幾厘米，在接收聲音信號的時候有一定的時間差和強度差，正是這一點點的差別，使得人耳能夠很容易的辨別出聲音的方位。

　　德國的著名科學家哈斯Hass的研究結論充分解釋了延時對于聲像定位的影響，這也就是著名的“哈斯效應”，在音響界也有“先入為主”的說法。哈斯的試驗證明：在兩個聲源發(fā)出完全相同的聲音時，根據一個聲源與另一個聲源的延時量不同，雙耳聽音的感受是不同的，可以分成以下三種情況來說明。

　　1.兩個聲源發(fā)出完全相同的聲音，一個聲源與另一個聲源的延時量在5ms-35ms時，人耳只能感覺到超前一個聲源的存在，聲像定位偏向于超前一個聲源的位置，并且感覺不到滯后聲源的存在。

　　2.兩個聲源發(fā)出完全相同的聲音，一個聲源與另一個聲源的延時量在30ms-50ms時，人耳能夠分辨出兩個聲源的存在，但聲像仍然定位于超前的聲源方向。

　　3.兩個聲源發(fā)出完全相同的聲音，一個聲源與另一個聲源的延時量大于50ms時，人耳能夠感覺到兩個聲源同時存在，聲像分別定位于兩個聲源自身的位置。

　　這也就是說，如圖3所示當兩個相同的信號從兩個揚聲器傳出，如果某個揚聲器作了一定的延時處理，那么聽覺上會感到聲像在移動，通常會在立體聲擴聲系統(tǒng)當中，利用哈斯效應對某幾個音箱進行延時的處理，來實現(xiàn)完美的立體聲效果。

　　PART  4

　　四、避免廣播電臺直播當中突發(fā)事件的發(fā)生

　　音頻延時器在廣播電臺的使用也非常常見，尤其是在直播的過程當中最需一定的延時處理。由于直播的特殊性，經常會有一些突發(fā)事件的發(fā)聲，例如信號中斷、噪聲信號等等。而這些事件又是不可預料的。但是使用了音頻延時器之后，聽眾所聽到的信號已經經過了及時的處理，使得節(jié)目的安全性與完整性得到了大幅度的提升。

　　PART  5

　　五、修正高清視頻信號聲畫同步問題

　　廣播電視行業(yè)近幾年發(fā)展極為迅速，高清電視的播出已經具備了一定的規(guī)模，然而伴隨著高清電視的發(fā)展，對于音頻領域的制作也產生了一定的影響。由于高清視頻信號的處理數據量極大，在某些環(huán)節(jié)上是普通標清設備的幾倍甚至十幾倍，因此視頻信號不可避免的會產生一定的滯后現(xiàn)象，然而音頻信號依然是采用比較傳統(tǒng)的制作和傳輸方式，滯后現(xiàn)象很少發(fā)聲甚至可以忽略不計，這樣一來，為了是畫面和聲音絕對匹配，就需要利用音頻延時器音頻信號作一定的延時處理，延時的時間大約幾十毫秒，從而做到聲音與畫面的同步。

　　來源：北京昆光學校

　　作者：柳晗雪