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如何防止话筒拾音的声学相位抵消
更新时间:2017-7-11 15:31:50 编辑:鱼儿 文章来源:音响网 调整文字大小:【

设想一下你以单声道的模式为一个吉他歌手做扩声,一支话筒拾取人声,另一支话筒拾取箱琴。

人声听起来比较古怪,有点“空”,同时有滤波器之类的效果声。为什么会这样?主唱话筒拾取歌手的演唱,同时拾取箱琴的话筒也串入了歌手的声音(见图1)。吉他话筒离主唱话筒的距离大概有一英尺。因此,吉他话筒中拾取的人声相对于主唱话筒有一定的延时。所以,有两个“人声”混合在一起,一个是直接声,一个是含有延时的声音。


图1

当两支话筒的声音混合在一起,等电平延时信号的中心频率将抵消。从频谱上看,在两个信号频率重合的地方会出现连续的凹陷,这里就是声音抵消频率。这种现象称作“梳状滤波器效应”,因为从频谱上看象是朝下的梳齿。

一般来说,如果两支话筒以不同的距离拾取了同一个声源,而且它们的信号被混合到一个通道,就可能出现相位抵消。频谱上凹陷的位置,是声波中心频率反相的结果。声音听起来像是加了少量的柔软的flanging效果。

事实上,我们分析一下flanger效果的原理就知道其中的道理。Flanger效果是通过一个0到20毫秒之间自动扫描的数字延时产生的,flanger效果就是“梳状滤波器效应”,在软件的频谱上看是一个上下滑动的滤波器。

3:1原则

为了减少两支话筒之间的相位抵消,我们必须遵守话筒摆位的3:1原则:话筒之间的距离不少于单个话筒与声源距离的3倍(见图2)。例如,两支话筒离声源的距离都是4英寸,那么话筒之间的距离至少是12英寸才可以避免相位抵消。

图2

3:1原则是怎么被定义的?它是由下面这些事实决定的:

当你将一个延时信号等电平的与直接声混合,将会产生一个严重的梳状滤波器效应。但是当你将直接声和延时信号按不同的电平来混合,梳状滤波器效应就会减小。

一支话筒拾取的干净的声音,

我对下面的通道加了5毫秒的延时,模拟两支话筒不同距离拾音时产生的梳状滤波器效应。

一 般来说,当延时信号低于直接信号9dB的时候,梳状滤波器效应大概在+/- 1 dB左右,几乎听不出来。(穿插我以前的研究成果:在一次录音中,我突然发现了梳状滤波器效应,于是开始检查录音系统。后来我发现数字录像机的返回监听信 号,又被按送入录像机。因为数字录像机的带后延时,就造成了梳状滤波器效应。经过研究,延时信号在低于直接信号12dB的情况下,梳状滤波器效应就已经不 太明显。后来我在电视台做嘉宾访谈类节目录音的时候,就将这个研究成果应用到实践中。当某人讲话出现梳状滤波器效应的时候,我利用调音台上的Solo功能 分析出哪个话筒过多串入了这个人的语言信号,并努力将这个串入的电平维持在低于说话人电平的12dB以下。)

对延时信号通道衰减9dB,梳妆滤波器效应变的不明显。

我们是如何确定那个远处话筒拾取的延时信号,低于近距离拾音话筒9dB?只要两支话筒符合3:1原则,根据反平方定律,当距离增加到三倍的时候电平衰减9.54 dB。(这里有个条件,两支话筒的增益和灵敏度完全一样。)

所以3:1原则保证了远处话筒的拾取的延时电平低于9 dB,因此混合信号的梳状滤波在+/- 1 dB或更低,如果话筒的摆位按照4:1以上的比例声音会更好。3:1原则只是避免容易被听见的梳状滤波器效应的最低标准。

设想一下下面的这种情况,主唱话筒近距离拾音,歌手的声音非常大,远处话筒拾取吉他,但吉他的声音很小。话筒虽然按照3:1原则摆放,但是你不得不增大吉他 话筒的增益,因为吉他的声音太小。如果这样,你可能就破坏了9 dB的电平标准,因为吉他话筒的增益太高,歌手演唱的声音很大。

这个时候就不光是3:1摆位原则可以解决的了。理想情况下,两支话筒拾取同一乐器的电平低于9 dB可以得到不错的音质。但9 dB只是最低要求,不是正好达到9 dB就可以获得好的效果。

 这里有一些避免两支话筒之间相位抵消的技巧

-近距离拾音,利用EQ衰减过度的低频。

-将乐器之间距离拉开。

-利用拾音器代替话筒。

-对主唱话筒做1毫秒的延时。主唱话筒和吉他话筒拾取的信号,在时间上就对位了。

-使用指向性话筒,一支向上,一支向下。例如,主唱话筒从下往上,吉他话筒从上往下。-如果使用两支心型指向话筒,方向相反,两支话筒之间的距离在低于3:1原则的情况下,还是可以得到不错的音质。

另外一些防止相位抵消的技巧:不要用两支话筒拾取一个声源。例如,只用一个话筒拾取演讲者的语言。在某些情况下,如果你必须使用两支话筒混合到一个通道,请将两支话筒的话筒头靠在一起。通过这样的方法,两支话筒之间没有延时,也就自然不会出现梳状滤波器效应。

 一些例外的情况

什么情况下可以用两支话筒以不同的距离拾取同一声源?在立体声录音的时候。这时,你得到的不是相位抵消,是声像。乐器在音箱中的位置取决于两支话筒之间的延时,电平和你控制的声相位置。

设想将一支话筒的声相放到极左,另外一支放到极右。如果两支话筒之间的延时位0毫秒,两支话筒的电平一样,声相将在两只音箱中间。如果有0.5毫秒的延时,声相将偏离中间一半的位置。如果延时达到1.5毫秒,声相将完全偏到某一只音箱。

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