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數字音頻處理器的分類

時間:2020-09-29 12:45:54   瀏覽數:
音響工程中已經應用非常廣泛了,在音響係統進入第二代技術的象征,就是出現了數字化的音頻處理器。從廣義上來講,隻要是數字化架構,具有音頻處理能力的產品都可以叫做數字音頻處理器。然而市場上類似產品種類很多,所引用的名稱也有些差異,比如:音頻處理器、音箱處理器、係統處理器、音頻矩陣、媒體矩陣等等。它們之間有很多共同點,同時也有著非常大的差異。從價格上判斷就是一個巨大的區別,可以從價值人民幣一兩千元一台到十幾二十萬一台(套),相差數十上百倍。從音頻係統第一代到第五代的發展曆程中,我們可以知道,第一代的音頻技術就是中的周邊設備太複雜,並且調整數據難以保存,容易存在“牽一發而動全身”的現象。因此,市場需求和技術進步催生出了第一代的音頻處理器。然後隨著時代的發展,第三代、第四代、第五代音頻技術逐漸推出,音頻處理器的功能越來越強大,今天,我們就專門來聊一下數字音頻處理器。

在展開討論應用之前,(已知我們要討論的是數字化產品),我們先要知道什麼是什麼是矩陣、處理器、音箱處理器又是什麼?然後才好比較完整的知道大型媒體矩陣與普通音頻處理器的差異。

什麼是矩陣

矩陣本身是一個數學上的名詞。在數學中,矩陣(Matrix)是一個按照長方陣列排列的複數或實數集合。在音頻技術中,就是輸入和輸出信號節點管理功能的意思。在數字模型上,就是m×n的格式。通常,m代表輸入端,n代表輸出端。

8進8出普通矩陣,節點關係是on與off

常見的矩陣有三種,普通型矩陣的節點僅有“on”和“off”的功能;表示輸入和輸出端的信號分配關係。

8進8出參量型矩陣節點除了開關,還可以調整音頻輸出的參量

參量型矩陣的節點,除了“on”與“off”的功能外,還可以進行對該節點的輸出音量值調整。調整單位通常為“dB”(分貝)。即可以調整每個輸入信號分配到指定輸出端口的數值。

8進8出帶延時參量型矩陣在節點音量調整同時還具有延時參數調整

帶延時的參量型矩陣,除了完成參量型矩陣的功能外,還可以對每個節點進行延時量的調整。調整單位通常為秒“ms”(毫秒)。延時模組的關閉即無延時輸出,不影響信號電平的輸出。

在專業音頻應用領域,單純的數字矩陣設備是沒有的。隻有在視頻矩陣廠家產品中,在與視頻配套的設備中,有僅帶有矩陣功能的產品。

什麼音頻處理器

簡而言之,所謂音頻處理器,就是具有音頻處理器能力的產品。一般擁有多個輸入輸出端口。不同廠家的不同應用的產品端口上存在不同。對應功能模組的不同,還可以細分為音箱處理器和係統處理器。

係統處理器

左圖所示為美國dbx PA 音頻處理器。輸入端口額定值為0dB。廠家推薦的應用包括2*3到2*6等不同的方案。其接口形式和額定值決定了它是一台用於調音台和功分器之間的音頻處理器。不具備取代調音台的接入和處理能力。同時由於他的接口m和n≥2,並且可以指定輸入到輸出的關係,因此,也可以認為它有矩陣分配的能力。

dbx PA :2進6出數字音頻處理器

在這個產品的功能中,我們還可以看到,矩陣之後針對每一路輸出有獨立的品質調整,包括三段參量均衡器、壓限器和延時器,同時,在矩陣之前,它還有針對全局的圖示均衡器和壓限器噪聲門等電路,具有對整體係統進行調整的能力。同時,它的模擬卡隆接口的屬性決定了它無法進行數字分配,即無法擴展成更大規模的用途。

信號流程及模組說明

因此,我們可以認為它屬於係統處理器。

音箱處理器

音箱處理器就是在係統處理器基礎上去除了針對係統全局進行處理的產品,其核心功能僅針對輸出端完成。

音箱處理器和大型係統處理器之間的核心區別不僅僅是是否少了一組輸入端的圖示均衡或壓縮器。這在電子產品架構製造中是非常簡單的。真正的區別核心是:是否具有對全局係統進行處理的能力。

全局係統的處理關鍵,是輸出的音箱之間的分布關係。如果音箱分布的距離比較近,比如小型演出中,全頻音箱安放在超低音箱上,兩個單元相差的距離不過1~2米,它們之間需要調整的延時量不過10ms以下就夠了。但是如果是一個大型擴聲係統,主音箱可能存在分布式布置,音箱之間的差距可能在數十米以上,那麼音箱之間的延時量就需要非常大,有時甚至在100ms以上。(相對於均衡器壓縮器等,延時模塊製造成本高很多)。並且,每一個輸出端除了用於係統總體布局的大的延時模組,還需要一些高精度的用於揚聲器單元之間相位校正的ns級延時器。比如很多名牌音箱的處理器,除了參量均衡對揚聲器的品質校正,還有精確延時對揚聲器單元之間進行協調一致。有的還需要用到FIR濾波器進行調整。

因此,很明顯判斷,當一台處理設備,它具有非常多的輸入輸出端口,比如8×16、16×16等。同時,它的輸入端接入電平限幅為0dB,係統內部延時功能又不足以滿足係統的長延時指標,那麼它就隻能用於音箱處理。隻能稱之為音箱處理器。此類產品價格較低。

什麼是音頻矩陣

在專業音頻領域稱呼的音頻矩陣,不僅僅具有音頻係統處理器的能力,還需要更多的功能,至少,它的輸入電平可以從0dB至-60dB,有的甚至到-66dB。可以連接專業音頻信號(0dB)、民用級音頻信號(-10dB)、動圈話筒信號(-25dB~-55dB)、電容話筒信號(-30dB~-66dB)並且提供幻像電源供電。此類產品最初引入市場的是美國PEAVEY的產品。行業中為了區別音箱處理器或一般係統處理器,稱呼為音頻媒體矩陣。目前由於多媒體技術的長足發展,為了區別與視頻多媒體相關的矩陣產品,我們統稱為音頻矩陣或數字音頻矩陣。
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