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如何防止話筒拾音的聲學相位抵消

來源:音響聯(lián)盟        編輯:小月亮    2021-01-08 19:55:47     加入收藏

當兩支話筒的聲音混合在一起,等電平延時信號的中心頻率將抵消。從頻譜上看,在兩個信號頻率重合的地方會出現(xiàn)連續(xù)的凹陷,這里就是聲音抵消頻率。這種現(xiàn)象稱作“梳狀濾波器效應”,因為從頻譜上看象是朝下的梳齒。

  設(shè)想一下你以單聲道的模式為一個吉他歌手做擴聲,一支話筒拾取人聲,另一支話筒拾取箱琴。

  人 聲聽起來比較古怪,有點“空”,同時有濾波器之類的效果聲。為什么會這樣?主唱話筒拾取歌手的演唱,同時拾取箱琴的話筒也串入了歌手的聲音(見圖1)。吉他話筒離主唱話筒的距離大概有一英尺。因此,吉他話筒中拾取的人聲相對于主唱話筒有一定的延時。所以,有兩個“人聲”混合在一起,一個是直接聲,一個是含有延時的聲音。

  當兩支話筒的聲音混合在一起,等電平延時信號的中心頻率將抵消。從頻譜上看,在兩個信號頻率重合的地方會出現(xiàn)連續(xù)的凹陷,這里就是聲音抵消頻率。這種現(xiàn)象稱作“梳狀濾波器效應”,因為從頻譜上看象是朝下的梳齒。

  一般來說,如果兩支話筒以不同的距離拾取了同一個聲源,而且它們的信號被混合到一個通道,就可能出現(xiàn)相位抵消。頻譜上凹陷的位置,是聲波中心頻率反相的結(jié)果。聲音聽起來像是加了少量的柔軟的flanging效果。

  事實上,我們分析一下flanger效果的原理就知道其中的道理。Flanger效果是通過一個0到20毫秒之間自動掃描的數(shù)字延時產(chǎn)生的,flanger效果就是“梳狀濾波器效應”,在軟件的頻譜上看是一個上下滑動的濾波器。

  3:1原則

  為了減少兩支話筒之間的相位抵消,我們必須遵守話筒擺位的3:1原則:話筒之間的距離不少于單個話筒與聲源距離的3倍(見圖2)。例如,兩支話筒離聲源的距離都是4英寸,那么話筒之間的距離至少是12英寸才可以避免相位抵消。

圖2

  3:1原則是怎么被定義的?它是由下面這些事實決定的:

  當你將一個延時信號等電平的與直接聲混合,將會產(chǎn)生一個嚴重的梳狀濾波器效應。但是當你將直接聲和延時信號按不同的電平來混合,梳狀濾波器效應就會減小。

  一支話筒拾取的干凈的聲音,

  我對下面的通道加了5毫秒的延時,模擬兩支話筒不同距離拾音時產(chǎn)生的梳狀濾波器效應。

  一 般來說,當延時信號低于直接信號9dB的時候,梳狀濾波器效應大概在+/- 1 dB左右,幾乎聽不出來。(穿插我以前的研究成果:在一次錄音中,我突然發(fā)現(xiàn)了梳狀濾波器效應,于是開始檢查錄音系統(tǒng)。后來我發(fā)現(xiàn)數(shù)字錄像機的返回監(jiān)聽信 號,又被按送入錄像機。因為數(shù)字錄像機的帶后延時,就造成了梳狀濾波器效應。經(jīng)過研究,延時信號在低于直接信號12dB的情況下,梳狀濾波器效應就已經(jīng)不 太明顯。后來我在電視臺做嘉賓訪談類節(jié)目錄音的時候,就將這個研究成果應用到實踐中。當某人講話出現(xiàn)梳狀濾波器效應的時候,我利用調(diào)音臺上的Solo功能 分析出哪個話筒過多串入了這個人的語言信號,并努力將這個串入的電平維持在低于說話人電平的12dB以下。)

  對延時信號通道衰減9dB,梳妝濾波器效應變的不明顯。

  我們是如何確定那個遠處話筒拾取的延時信號,低于近距離拾音話筒9dB?只要兩支話筒符合3:1原則,根據(jù)反平方定律,當距離增加到三倍的時候電平衰減9.54 dB。(這里有個條件,兩支話筒的增益和靈敏度完全一樣。)

  所以3:1原則保證了遠處話筒的拾取的延時電平低于9 dB,因此混合信號的梳狀濾波在+/- 1 dB或更低,如果話筒的擺位按照4:1以上的比例聲音會更好。3:1原則只是避免容易被聽見的梳狀濾波器效應的最低標準。

  設(shè)想一下下面的這種情況,主唱話筒近距離拾音,歌手的聲音非常大,遠處話筒拾取吉他,但吉他的聲音很小。話筒雖然按照3:1原則擺放,但是你不得不增大吉他 話筒的增益,因為吉他的聲音太小。如果這樣,你可能就破壞了9 dB的電平標準,因為吉他話筒的增益太高,歌手演唱的聲音很大。

  這個時候就不光是3:1擺位原則可以解決的了。理想情況下,兩支話筒拾取同一樂器的電平低于9 dB可以得到不錯的音質(zhì)。但9 dB只是最低要求,不是正好達到9 dB就可以獲得好的效果。

  這里有一些避免兩支話筒之間相位抵消的技巧

  -近距離拾音,利用EQ衰減過度的低頻。

  -將樂器之間距離拉開。

  -利用拾音器代替話筒。

  -對主唱話筒做1毫秒的延時。主唱話筒和吉他話筒拾取的信號,在時間上就對位了。

  -使用指向性話筒,一支向上,一支向下。例如,主唱話筒從下往上,吉他話筒從上往下。-如果使用兩支心型指向話筒,方向相反,兩支話筒之間的距離在低于3:1原則的情況下,還是可以得到不錯的音質(zhì)。

  另外一些防止相位抵消的技巧:不要用兩支話筒拾取一個聲源。例如,只用一個話筒拾取演講者的語言。在某些情況下,如果你必須使用兩支話筒混合到一個通道,請將兩支話筒的話筒頭靠在一起。通過這樣的方法,兩支話筒之間沒有延時,也就自然不會出現(xiàn)梳狀濾波器效應。

  一些例外的情況

  什么情況下可以用兩支話筒以不同的距離拾取同一聲源?在立體聲錄音的時候。這時,你得到的不是相位抵消,是聲像。樂器在音箱中的位置取決于兩支話筒之間的延時,電平和你控制的聲相位置。

  設(shè)想將一支話筒的聲相放到極左,另外一支放到極右。如果兩支話筒之間的延時位0毫秒,兩支話筒的電平一樣,聲相將在兩只音箱中間。如果有0.5毫秒的延時,聲相將偏離中間一半的位置。如果延時達到1.5毫秒,聲相將完全偏到某一只音箱。

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