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声音进阶-声音的合成

ming8918
2023-11-01 / 0 评论 / 1 点赞 / 40 阅读 / 12292 字 / 正在检测是否收录...
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声音合成

各频率的合成

多个频率复合形成复合波

这是100Hz

这是200Hz

这是400Hz

这是800Hz

这是1600Hz

这是3200Hz

合成波一个周期就是这样的

这是所有频率100电平,0相位偏移的演示,实际上是电平不同、相位偏移不同的。

简单点,就100Hz与200Hz合成,一个周期信号就是这样子的

梳状滤波合成

当某些频率被原始音频信号的延迟版本叠加到自身上而被放大或衰减时,就会产生梳状滤波。梳状滤波器的频率响应曲线由一系列规则间隔的凹口组成,呈现梳状。

这种叠加导致音频频谱中的某些抵消和放大,进而产生金属声音。由于基本频率范围的很大一部分被抵消,声音听起来刺耳而尖锐。这种现象称为梳状滤波器。

同样的时间差,对于不同频率来说对应着不同的相位差,因此不同频率的干涉情况也不同。

我们知道频率计算为 1/t,其中 t 是周期。所以,1/0.001 = 1000 赫兹。

比如一个信号延时1ms,对应就是1000Hz,延时后就造成了360度的相移,这样1KHz的信号就是叠加的,将会增加6dB,2KHz 相移720度,2个周期,也会增加6dB,

但是500Hz就产生了半个周期的180度的相移,这样就抵消为零。1.5KHz就是1.5个周期,2.5KHz2.5个周期。这样就形成了峰和谷,就像梳子样。

角度偏移时间计算公式:ΔØ=(Δt*360*f/1000

经过计算就是第1个陷波f1=0.5*1/dtdt就是时间差)有最大衰减。

1 毫秒后的结果阶段:

  • 25赫兹=9°5.99dB

  • 50 赫兹 = 36°(5.91dB)

  • 100 赫兹 = 36°(5.58dB)

  • 200赫兹 = 72°(4.18dB)

  • 250赫兹 = 90°(3.01dB)

  • 500 赫兹 = 180°(-100dB)

  • 1,000 赫兹 = 360 °6.02dB

  • 1,500 赫兹 = 540 °-360°=180°(-100dB)

  • 2,000 赫兹 = 720 °-360°=360°6.02dB

  • 2,500 赫兹 = 900 °-360°-360=180°(-100dB)

  • 3,500 赫兹 = 1260 °-360°-360-360=180°(-100dB)

  • 4,500 赫兹 =1620 °-360°-360-360-360=180°(-100dB)

  • 5,500 赫兹 =1980 °-360°-360-360-360-360=180°(-100dB)

  • 10,000 赫兹 = 3,600 °6.02dB

最后就是这样一个图:

这个问题是时域引起的,如果这个时间参考RTA实时分析去调均衡是没有任何作用的,只会变得更糟。

换言之如果是由于反射引起的凹陷,每个听音位不同,这时如果一味的用均衡修补,是不能解决这个问题的。

通常解决这个问题从以下几个方面入手:

  • 相移,相移是防止梳状滤波的某些影响的好方法,而且它可以产生有趣的音调结果。

  • 级别调整:通过降低其中一个音频相对于另一个音频的大小,您可以将梳状过滤典型的尖锐凹口变成不那么明显的较浅凹陷。

  • 级别调整:通过降低其中一个副本相对于另一个副本的级别,您可以将梳状过滤典型的尖锐凹口变成不那么明显的较浅凹陷。

  • 单个音源上有多个麦克冈就一定注意,如鼓的拾音、合唱拾音等。

 

如果对其中一个信号进行反相,如话筒前置放大器,这样峰变成谷,谷变成峰,但能避免一些关键频率问题。

未反相

反相

增加信号强度差(-6dB),也会改善梳状的幅度。

因此在布局话筒时可以选择3:1的法则,这样可以保证同一声源到达两支话筒的时候在声音强度上至少有约10dB的差距,或者话筒靠近时降低某只的音量而不是同一声强,这样梳状就会得到很大的改善,根据反平方定律,当距离增加到三倍的时候电平衰减9.54 dB。所以一般来说,当延时信号低于直接信号9dB的时候,梳状滤波器效应大概在+/- 1 dB左右,几乎听不出来。

所以通常方法:

  • 近距离拾音,利用EQ衰减过度的低频。

  • 将乐器之间距离拉开。

  • 利用拾音器代替话筒。

  • 对主唱话筒做1毫秒的延时。主唱话筒和吉他话筒拾取的信号,在时间上就对位了。

  • 使用指向性话筒,一支向上,一支向下。例如,主唱话筒从下往上,吉他话筒从上往下。-如果使用两支心型指向话筒,方向相反,两支话筒之间的距离在低于3:1原则的情况下,还是可以得到不错的音质。

另外一些防止相位抵消的技巧:不要用两支话筒拾取一个声源。例如,只用一个话筒拾取演讲者的语言。在某些情况下,如果你必须使用两支话筒混合到一个通道,请将两支话筒的话筒头靠在一起。通过这样的方法,两支话筒之间没有延时,也就自然不会出现梳状滤波器效应。

flanger效果就是利用梳状滤波原理制造的效果器,使用0-35ms的延时。

其它无处不在的梳状滤波效应。

同理,音箱附近应采用强吸音材料,避免反射延时造成梳状滤波。

所以梳状滤波无法解决,但可以通过扬声器放置、声学处理进行改善。

 

驻波(standing wave

同样驻波也是干涉,其是由墙壁的反射引起的,当声音通过空气传递到墙壁时,会反射回来。某些频率的声音的反射声的声波正好与源声音是相同的相位,那么这个频率的声音就会被加强,于是这个频率的声音就变大了,也有些频率的反射声正好与源声音是相反的振动方向,于是这个频率的声音就减弱了。

墙壁相互平行、天花板和地板相互平行、   室内没有大型障碍物房间,通常都有严重的驻波。

长、宽、高比例如果成整数倍易产生驻波现像,因此需避免。

参考黄金比例,基于房间高度的比例关系:

Sepmeyer参考

比例

参考比例1

1

1.14

1.39

参考比例2

1

1.28

1.54

参考比例3(更大空间)

1

1.6

2.33

Louden参考

比例

参考比例1

1

1.4

1.9

参考比例2

1

1.3

1.9

参考比例3(更大空间)

1

1.5

2.5

1

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