調音臺之信號處理設備之擴展器與噪聲詳解

1． 擴展器的基本概念與原理
擴展器是一種特殊放大器，它有一個擴展閾，對小于這個閾的輸入信號，按一定的擴展比進行擴展，對大于這個閾的輸入信號，則不擴展，按1：1輸出。
（1） 擴展比：擴展器輸入信號動態變化的dB數/擴展器輸出售動態變化的dB數，例如：1：2，1：3，1：4，……當擴展比為1：∞時，擴展器便成為噪聲門。
（2） 擴展器的啟動時間（Attack
time）：小于擴展閾的輸入信號進入擴展狀態到規定的擴展比所經歷的時間。
（3） 擴展器的恢復時間（Release time）：輸入信號從擴展狀態返回到原來的非擴展態所需的時間。
擴展器的工作原理與壓縮器相反，它有一個檢測器，稱門閾檢測器，對輸入的聲信號進行檢測，若檢測的輸入信號比閾電平高，壓控放大器對輸入的信號不進行處理而進行1：1通過。若檢測的輸入信號比閾電平低，壓控放大器的增益受控，其受控方式取決于門閾檢測器，依照調定的比值變換串聯阻抗，衰減輸入信號，同時，擴展了信號的動態變化。所以，檢測器實際是對于門閾值以下的信號起衰減作用，衰減的快慢取決于擴展比的調節。有些機器把擴展比刻成2：1，3：1，4：1，……這是輸出信號的動態變化dB數/輸入信號的動態變化dB數。此種表示，易于看出輸出信號動態變化比例。無論何種表示方法，并不影響機器的操作使用和功能。

2． 擴展器的工作特性
擴展器依據擴展閾（門閾）的調節值、擴展比以及相關的啟動時間、恢復時間進行工作。門閾值調節范圍通常從—60dB～+20dB，擴展比為1：2，1：3，……，1：∞。

從擴展器的工作特性曲線可以看出，擴展器工作在兩段曲線上，即擴展段和單位增益段，隨著擴展比的增大，拐點愈加明顯，處理聲音信號突變性愈明顯，為了使聲音比較自然，有些擴展器采用了漸近法，清除明顯拐點。此外，啟動時間（ms為單位）和恢復時間越短，聲音信號處理的突變性也愈明顯，因此，一般環境下，啟動時間和恢復時間應適當調長些。聲音信號變化過程通常是由小到大，聲音信號會變得短促。如果將擴展比調在1：∞處，擴展器變成為噪聲門，對門閾以下的噪聲急劇衰減，可達90dB以下。

3． 擴展器和噪聲門的應用
（1）利用擴展器的邊鏈電路，可以創作帶顫音的音樂，其方法是：將4Hz～6Hz甚低頻信號放大后送進邊鏈電路的輸入端（Side Chain In），控制擴展器的擴展時間，音樂信號從擴展器的輸入端（input）進去，在擴展器輸出端（Output）便出現帶顫音音樂。
（2） 利用話筒拾取鼓聲節奏，創作帶鼓聲的節奏音樂。將話筒拾取的鼓聲信號給予放大，一方面控制擴展器，一方面輸出信號與擴展器輸出信號進行混合。當鼓聲出現時，鼓聲信號控制擴展器工作，鼓聲停止，邊鏈電路無輸入，音樂信號不受擴展器控制，輸出原來音樂。
（3） 將擴展器擴展比調在1: ∞成為噪聲門，凡小于這個閾電平的噪聲均被迅速衰減，擴展系統處于靜音狀態，大于這個閾的音樂信號均按1：1方式送出，起到了切除系統噪聲的目的。閾值調節實際上決定了切除噪聲的電平值。
（4） 利用擴展器可以排除兩個相鄰話筒的干擾，低于閾值的話筒聲給予切除。
（5） 利用噪聲門切除音樂外的機械噪聲，例如：撥動弦的噪聲，腳鼓的踏板噪聲等。