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关于动态余量的那些事

2019-01-14 04:15 来源: 米饭星

关于动态余量的那些事

动态余量对于现场扩声、录音甚至对于买辆舒服的车来说,都是一个非常重要的概念(headroom,在汽车上则翻译为头上空间)。我们可以忽略掉买车的部分,但是音频相关的“headroom(动态余量)”是绝对不容忽视的。由于对于数字音频和模拟音频来说,“动态余量”有着不同的含义,因此在接下来的文章中,我会分两方面来讲。

模拟音频中的动态余量

关于动态余量的那些事

从技术层面来讲,动态余量(单位是dB)指的是一个系统内不失真信号的最大电平值与系统设计的平均电平值的比。举个例子,假设你有一套家庭录音系统,平均电平值为-10dB。如果在保证信号不失真的情况下,还能再在平均值的基础上将声音提高8dB的话,那么这个时候的动态余量,便是18dB。

注意这里的关键词是“不失真”,也就是说,当动态余量消耗完毕之后,便会发生失真。退一步说,在一个Marshall堆叠系统中,动态余量用尽反而是件好事。但是对于PA系统或者混音系统来说,这绝对不是一件好事。

在一个平均信号电平值为4dB的模拟调音台上,它的VU仪表通常都是经过校准的,也就是说,它的0VU的刻度其实表示的是+4dB。不过,平均电平值为+4dB的专业设备,通常来讲都能够提供+24dB的输出电平,因此在0VU的时候,你将会有20dB(24-4=0)的内置动态余量,来保证那些突发的电平增加(比如那些唱黑嗓的歌手)以及强烈的瞬态响应可以在不失真的前提下准确再现出来。(图1)

关于动态余量的那些事

图1:模拟调音台和专业音频设备,在0 VU以上都有着非常显著的动态余量。

不过,我们真的需要全部的动态余量吗?我们不是应该希望信号电平尽量大一些,这样才能提高信噪比吗?emmm…是这样,但是呢,重点在于,尽管VU表上表示的平均电平值(也叫RMS),但是由于波峰因素的影响,音乐是没办法用一个单纯的“平均值”来衡量。这也意味着音频信号的峰值数和平均值的比,会比平均值高10-20dB。尽管这个数值对于监听平均电平值来讲非常重要,因为它们与人的听觉感知密切相关,不过你还是需要留意监听的峰值电平,以防会有突然突破动态余量的信号出现。

很多人没有意识到,在音乐录音中,峰值瞬态变化可以达到平均电平值(RMS)瓦数的十倍之多。这也意味着在一个模拟音频系统中,如果一个音乐工程的RMS是40瓦特,那么它的峰值可能需要400瓦特才能做到准确再现。

动态余量,PA系统和混音

在PA系统或者模拟音频录音调音台中,为了最大限度地降低噪音,您可能需要充分利用所用能利用的动态余量。而为了获得最佳的增益分级,则需要将电平推到和输入电平最为接近的位置。而使用麦克风的时候,将话放的增益调整好之后,将整个调音台的其他部分的增益都设置在相应区域。使用诸如电吉他等等线路输入设备的时候,将乐器的输出设置为最大的安全电平,保证不失真,随后再适当调整混音器即可。

我已经尽力了,长官!

如果你看过《星际迷航》的话,那么你一定知道这句首席工程师Scotty最常说的台词。(编者注:《星际迷航》的粉丝们也应该知道,再原作中,James Doohan其实从来都没把这句话说出口过。)虽然这句话指的是无法达到足够快的速度来摆脱某种可怕的问题,但它也同样适用于动态余量——因为从根本上来讲,限制动态余量的主要因素,是电源。举例来说,如果系统的可用最大电压是15V,那么就没办法再现超过15V的峰值信号。

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