调音台之信号处理设备之扩展器与噪声详解

调音台之信号处理设备之扩展器与噪声详解

1． 扩展器的基本概念与原理
扩展器是一种特殊放大器，它有一个扩展阈，对小于这个阈的输入信号，按一定的扩展比进行扩展，对大于这个阈的输入信号，则不扩展，按1：1输出。
（1） 扩展比：扩展器输入信号动态变化的dB数/扩展器输出售动态变化的dB数，例如：1：2，1：3，1：4，……当扩展比为1：∞时，扩展器便成为噪声门。
（2） 扩展器的启动时间（Attack
time）：小于扩展阈的输入信号进入扩展状态到规定的扩展比所经历的时间。
（3） 扩展器的恢复时间（Release time）：输入信号从扩展状态返回到原来的非扩展态所需的时间。
扩展器的工作原理与压缩器相反，它有一个检测器，称门阈检测器，对输入的声信号进行检测，若检测的输入信号比阈电平高，压控放大器对输入的信号不进行处理而进行1：1通过。若检测的输入信号比阈电平低，压控放大器的增益受控，其受控方式取决于门阈检测器，依照调定的比值变换串联阻抗，衰减输入信号，同时，扩展了信号的动态变化。所以，检测器实际是对于门阈值以下的信号起衰减作用，衰减的快慢取决于扩展比的调节。有些机器把扩展比刻成2：1，3：1，4：1，……这是输出信号的动态变化dB数/输入信号的动态变化dB数。此种表示，易于看出输出信号动态变化比例。无论何种表示方法，并不影响机器的操作使用和功能。

2． 扩展器的工作特性
扩展器依据扩展阈（门阈）的调节值、扩展比以及相关的启动时间、恢复时间进行工作。门阈值调节范围通常从—60dB～+20dB，扩展比为1：2，1：3，……，1：∞。

从扩展器的工作特性曲线可以看出，扩展器工作在两段曲线上，即扩展段和单位增益段，随着扩展比的增大，拐点愈加明显，处理声音信号突变性愈明显，为了使声音比较自然，有些扩展器采用了渐近法，清除明显拐点。此外，启动时间（ms为单位）和恢复时间越短，声音信号处理的突变性也愈明显，因此，一般环境下，启动时间和恢复时间应适当调长些。声音信号变化过程通常是由小到大，声音信号会变得短促。如果将扩展比调在1：∞处，扩展器变成为噪声门，对门阈以下的噪声急剧衰减，可达90dB以下。

3． 扩展器和噪声门的应用
（1）利用扩展器的边链电路，可以创作带颤音的音乐，其方法是：将4Hz～6Hz甚低频信号放大后送进边链电路的输入端（Side Chain In），控制扩展器的扩展时间，音乐信号从扩展器的输入端（input）进去，在扩展器输出端（Output）便出现带颤音音乐。
（2） 利用话筒拾取鼓声节奏，创作带鼓声的节奏音乐。将话筒拾取的鼓声信号给予放大，一方面控制扩展器，一方面输出信号与扩展器输出信号进行混合。当鼓声出现时，鼓声信号控制扩展器工作，鼓声停止，边链电路无输入，音乐信号不受扩展器控制，输出原来音乐。
（3） 将扩展器扩展比调在1: ∞成为噪声门，凡小于这个阈电平的噪声均被迅速衰减，扩展系统处于静音状态，大于这个阈的音乐信号均按1：1方式送出，起到了切除系统噪声的目的。阈值调节实际上决定了切除噪声的电平值。
（4） 利用扩展器可以排除两个相邻话筒的干扰，低于阈值的话筒声给予切除。
（5） 利用噪声门切除音乐外的机械噪声，例如：拨动弦的噪声，脚鼓的踏板噪声等。