均衡器的工作原理分析

　　均衡器（equalizer） 通信系統(tǒng)中，校正傳輸信道幅度頻率特性和相位頻率特性的部件。將頻率為f的正弦波送入傳輸信道，輸出電壓與輸入電壓的幅度比隨f變化的特性稱為幅度頻率特性，簡稱幅頻特性；輸出電壓與輸入電壓間的相位差隨f變化的特性稱為相位頻率特性，簡稱相頻特性。各種傳輸信道所傳輸?shù)男盘?，一般由一些不同頻率的分量組成。在信號頻帶范圍內(nèi)，若①信道的幅頻特性是恒定值；②相位φ隨f變化的特性是直線，可寫成

　　¢（f）=2πft+θ，t為常數(shù)；③θ（稱為相截）等于nπ，n=0、±2、±4、……，則信號波形經(jīng)傳輸不產(chǎn)生畸變。條件①使不同頻率分量經(jīng)傳輸后有相同的輸出輸入幅度比，條件②、③使其有相同的時間延遲。但實際信道常不符合上述條件，因而信號產(chǎn)生畸變。若畸變超過允許量，則要用均衡器對信道特性進行校正。

　　均衡的要求與信號性質(zhì)有關(guān)。由于人耳對相位不敏感，所以在傳輸模擬電話信號時，只對信道的幅頻特性提出要求。在傳輸電視信號時，對信道的幅、相頻率特性都有要求，否則圖像就失真。數(shù)字信號基帶傳輸時，對幅、相頻率特性有要求，因為波形畸變會產(chǎn)生碼間干擾而使誤碼率增大。數(shù)字信號載波傳輸時，不對信道相頻特性中的相截提出要求，這是因為接收數(shù)字調(diào)頻信號時不需要相位參考，而接收數(shù)字調(diào)相信號時可以用載波恢復電路解決相位參考。這樣，載波傳輸時只對幅頻特性和時延頻率特性提出要求。

　　均衡器的作用就是調(diào)節(jié)不同頻率的信號的強度。

　　聲音作為一種波具有三個要素：幅度，頻率，相位。其中幅度決定了聲音的大小，頻率決定了聲音音調(diào)的高低。實際的聲音往往都不是單一頻率的波，而是有各種頻率的波疊加而成，從而形成了各具特色的聲音。

　　y = Asin（wt+fi）+A0 （單頻率聲波描述）

　　y = A1sin（w1t+fi1） + A2sin（w2t+fi2） + 。。。（實際的聲波描述）

　　聲音的不同就在于不同頻率的聲信號具有不同的強度。而均衡器就是根據(jù)這個原理來實現(xiàn)的。

　　均衡器能自動分離不同頻率的信號，并采取不同程度的放大或縮小，從而改變聲音的效果。目前均衡器既有硬件直接實現(xiàn)（如SAA7709的硬件Equalizer），也有軟件的實現(xiàn)方式（如千千靜音）。當然從原理上講既可以有處理模擬信號的均衡器，也可以有處理數(shù)字信號的均衡器。

　　均衡器一般把人能聽到的頻段范圍（20Hz-20KHz）分為多個頻段，對不同頻段的聲信號進行不同程度的放大或縮小（增益或負增益）。如千千靜音就分成了10個頻段。 SAA7709的硬件均衡器有20個硬件單元，采用2X10模式時，可以把聲音信號分成10個頻段（secTIon），而采取4x5模式時，可以分成5個頻段（secTIon）。

　　在音響器材中，均衡器是一種可以分別調(diào)節(jié)各種頻率成分電信號放大量的電子設(shè)備，通過對各種不同頻率的電信號的調(diào)節(jié)來補償揚聲器和聲場的缺陷，補償和修飾各種聲源及其它特殊作用，一般調(diào)音臺上的均衡器僅能對高頻、中頻、低頻三段頻率電信號分別進行調(diào)節(jié)。

　　嚴格地說應(yīng)先要根據(jù)音響的頻響曲線用均衡器來校正成平直的，就是說音響的頻率響應(yīng)曲線本來不是水平的直線，但是為了真實還原聲音，我們可以通過均衡器的調(diào)節(jié)把原來的曲線變成直線。但大多數(shù)朋友都沒這個條件，不知道耳機或者耳塞的頻響曲線，所以我們只能根據(jù)自己的聽覺來進行調(diào)節(jié)。

　　首先來看看均衡器分段后的每個部分的作用：

　　1. 20Hz--60Hz部分

　　這一段提升能給音樂強有力的感覺，給人很響的感覺，如雷聲。是音樂中強勁有力的感覺。如果提升過高，則又會混濁不清，造成清晰度不佳，特別是低頻響應(yīng)差和低頻過重的音響設(shè)備。

　　2. 60Hz--250Hz部分

　　這段是音樂的低頻結(jié)構(gòu)，它們包含了節(jié)奏部分的基礎(chǔ)音，包括基音、節(jié)奏音的主音。它和高中音的比例構(gòu)成了音色結(jié)構(gòu)的平衡特性。提升這一段可使聲音豐滿，過度提升會發(fā)出隆隆聲。衰減這兩段會使聲音單薄。

　　3. 250Hz--2KHz部分

　　這段包含了大多數(shù)樂器的低頻諧波，如果提升過多會使聲音像電話里的聲音。如把600Hz和1kHz過度提升會使聲音像喇叭的聲音。如把3kHz提升過多會掩蔽說話的識別音，即口齒不清，并使唇音“mbv”難以分辨。如把1kHz和3kHz過分提升會使聲音具有金屬感。由于人耳對這一頻段比較敏感，通常不調(diào)節(jié)這一段，過分提升這一段會使聽覺疲勞。

　　4. 2KHz--4kHz部分

　　這段頻率屬中頻，如果提升得過高會掩蓋說話的識別音，尤其是3kHz提升過高，會引起聽覺疲勞。

　　5. 4kHz--5KHz部分

　　這是具有臨場感的頻段，它影響語言和樂器等聲音的清晰度。提升這一頻段，使人感覺聲源與聽者的距離顯得稍近了一些；衰減5kHz，就會使聲音的距離感變遠；如果在5kHz左右提出升6dB，則會使整個混合聲音的聲功率提升3dB。

　　6. 6kHz--16kHz部分

　　這一頻段控制著音色的明亮度，宏亮度和清晰度。一般來說提升這幾段使聲音宏亮，但不清晰，不可能會引起齒音過重，衰減時聲音變得清晰，但聲音不宏亮。

　　均衡器上也可以按照聽門極限的曲線圖來設(shè)置，這樣讓耳朵能最容易的感覺到聲音，這樣最自然最好！ 如下圖，我們提升低頻和高頻的DB數(shù)。

　　這樣讓低頻和高頻能夠很自然的被耳朵感受到，也就是說最佳的EQ設(shè)置應(yīng)該和該曲線圖吻合。

　　CD在錄制的時候是很好的記錄了經(jīng)過編輯的音源信號的，在CD制作的時候就已經(jīng)調(diào)整好了音效的，所以我們可以認為不需要補償。mp3就不一樣，在壓縮的時候，高中低頻三個部分會有損失，一般來說損失的是高低兩端，而中頻部分很大程度上保留了下來。所以我采取的辦法是通過對CD和mp3文件播放進行比較的方法調(diào)整。