均衡器的原理

　　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(jiǎn)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(jiǎn)稱相頻特性。各種傳輸信道所傳輸?shù)?a target="_blank">信號(hào)，一般由一些不同頻率的分量組成。在信號(hào)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(xiě)成

　　￠（f）=2πft+θ，t為常數(shù)；③θ（稱為相截）等于nπ，n=0、±2、±4、……，則信號(hào)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(shí)間延遲。但實(shí)際信道常不符合上述條件，因而信號(hào)產(chǎn)生畸變。若畸變超過(guò)允許量，則要用均衡器對(duì)信道特性進(jìn)行校正。

　　均衡的要求與信號(hào)性質(zhì)有關(guān)。由于人耳對(duì)相位不敏感，所以在傳輸模擬電話信號(hào)時(shí)，只對(duì)信道的幅頻特性提出要求。在傳輸電視信號(hào)時(shí)，對(duì)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(hào)基帶傳輸時(shí)，對(duì)幅、相頻率特性有要求，因?yàn)椴ㄐ位儠?huì)產(chǎn)生碼間干擾而使誤碼率增大。數(shù)字信號(hào)載波傳輸時(shí)，不對(duì)信道相頻特性中的相截提出要求，這是因?yàn)榻邮諗?shù)字調(diào)頻信號(hào)時(shí)不需要相位參考，而接收數(shù)字調(diào)相信號(hào)時(shí)可以用載波恢復(fù)電路解決相位參考。這樣，載波傳輸時(shí)只對(duì)幅頻特性和時(shí)延頻率特性提出要求。

　　聲音處理中Equalizer（均衡器）的原理

　　均衡器的作用就是調(diào)節(jié)不同頻率的信號(hào)的強(qiáng)度。

　　聲音作為一種波具有三個(gè)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(shí)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(shí)際的聲波描述）

　　聲音的不同就在于不同頻率的聲信號(hào)具有不同的強(qiáng)度。而均衡器就是根據(jù)這個(gè)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　均衡器能自動(dòng)分離不同頻率的信號(hào)，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(shí)現(xiàn)（如SAA7709的硬件Equalizer），也有軟件的實(shí)現(xiàn)方式（如千千靜音）。當(dāng)然從原理上講既可以有處理模擬信號(hào)的均衡器，也可以有處理數(shù)字信號(hào)的均衡器。

　　均衡器一般把人能聽(tīng)到的頻段范圍（20Hz-20KHz）分為多個(gè)頻段，對(duì)不同頻段的聲信號(hào)進(jìn)行不同程度的放大或縮?。ㄔ鲆婊蜇?fù)增益）。如千千靜音就分成了10個(gè)頻段。 SAA7709的硬件均衡器有20個(gè)硬件單元，采用2X10模式時(shí)，可以把聲音信號(hào)分成10個(gè)頻段（section），而采取4x5模式時(shí)，可以分成5個(gè)頻段（section）。

　　音效均衡器EQ的原理

　　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(hào)放大量的電子設(shè)備，通過(guò)對(duì)各種不同頻率的電信號(hào)的調(diào)節(jié)來(lái)補(bǔ)償揚(yáng)聲器和聲場(chǎng)的缺陷，補(bǔ)償和修飾各種聲源及其它特殊作用，一般調(diào)音臺(tái)上的均衡器僅能對(duì)高頻、中頻、低頻三段頻率電信號(hào)分別進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)先要根據(jù)音響的頻響曲線用均衡器來(lái)校正成平直的，就是說(shuō)音響的頻率響應(yīng)曲線本來(lái)不是水平的直線，但是為了真實(shí)還原聲音，我們可以通過(guò)均衡器的調(diào)節(jié)把原來(lái)的曲線變成直線。但大多數(shù)朋友都沒(méi)這個(gè)條件，不知道耳機(jī)或者耳塞的頻響曲線，所以我們只能根據(jù)自己的聽(tīng)覺(jué)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　首先來(lái)看看均衡器分段后的每個(gè)部分的作用：

　　1. 20Hz--60Hz部分

　　這一段提升能給音樂(lè)強(qiáng)有力的感覺(jué)，給人很響的感覺(jué)，如雷聲。是音樂(lè)中強(qiáng)勁有力的感覺(jué)。如果提升過(guò)高，則又會(huì)混濁不清，造成清晰度不佳，特別是低頻響應(yīng)差和低頻過(guò)重的音響設(shè)備。

　　2. 60Hz--250Hz部分

　　這段是音樂(lè)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(guò)度提升會(huì)發(fā)出隆隆聲。衰減這兩段會(huì)使聲音單薄。

　　3. 250Hz--2KHz部分

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

　　4. 2KHz--4kHz部分

　　這段頻率屬中頻，如果提升得過(guò)高會(huì)掩蓋說(shuō)話的識(shí)別音，尤其是3kHz提升過(guò)高，會(huì)引起聽(tīng)覺(jué)疲勞。

　　5. 4kHz--5KHz部分

　　這是具有臨場(chǎng)感的頻段，它影響語(yǔ)言和樂(lè)器等聲音的清晰度。提升這一頻段，使人感覺(jué)聲源與聽(tīng)者的距離顯得稍近了一些；衰減5kHz，就會(huì)使聲音的距離感變遠(yuǎn)；如果在5kHz左右提出升6dB，則會(huì)使整個(gè)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(lái)說(shuō)提升這幾段使聲音宏亮，但不清晰，不可能會(huì)引起齒音過(guò)重，衰減時(shí)聲音變得清晰，但聲音不宏亮。

　　均衡器上也可以按照聽(tīng)門極限的曲線圖來(lái)設(shè)置，這樣讓耳朵能最容易的感覺(jué)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(shuō)最佳的EQ設(shè)置應(yīng)該和該曲線圖吻合。

　　CD在錄制的時(shí)候是很好的記錄了經(jīng)過(guò)編輯的音源信號(hào)的，在CD制作的時(shí)候就已經(jīng)調(diào)整好了音效的，所以我們可以認(rèn)為不需要補(bǔ)償。mp3就不一樣，在壓縮的時(shí)候，高中低頻三個(gè)部分會(huì)有損失，一般來(lái)說(shuō)損失的是高低兩端，而中頻部分很大程度上保留了下來(lái)。所以我采取的辦法是通過(guò)對(duì)CD和mp3文件播放進(jìn)行比較的方法調(diào)整。