熊 坚（扬州明德科技有限公司 ，江苏 扬州 225001）

数字声频处理器在扩声系统的使用愈来愈广泛，笔者在此介绍处理器及其使用方面的一些问题。

1 数字声频处理器的特点

传统扩声系统的声源设备（传声器或播放器）输出的模拟声频信号经调音台和各种周边设备（均衡、压限、分频和延时等）进入功率放大器，推动扬声器扩声。而数字声频处理器是把声频信号转换成数字信号，然后用软件对数字信号进行各种处理，最后再还原成模拟声频信号。它集中了上述所有模拟周边设备甚至包括调音台的功能，因此系统有时只需要声源、数字声频处理器、功率放大器和扬声器，而原来模拟设备所有的控制和调整都由数字声频处理器通过面板或外接计算机用软件调试。这样不仅使系统显得十分简洁，而且数字声频处理器还有以下几大特点。

首先是场景存储功能。一个扩声系统常常需要有不同使用功能，例如会议、演出和影视播放等，甚至同一功能也可能有多种不同要求，这就需要系统对不同功能有不同的连接和特性。如果使用传统的模拟设备势必要切换连接和更改设置，这是比较麻烦的。而数字声频处理器可以设置多种使用场景并加以储存，使用时只要根据需要直接调用某个场景就可以了。

其次是锁定功能。数字声频处理器调试结果可以加密码锁定，这样就避免了调试好的系统被其他人调乱。

最后是储存备份功能。能和计算机连接调试的数字声频处理器，其调试结果一般都可以在计算机上备份储存。一旦处理器忘记锁定被调乱或设备本身故障维修、更换后，都可以迅速恢复原来的调试结果。

2 数字声频处理器的基本结构

数字声频处理器包括输入和输出两大部分。

输入部分一般有2~8通道或更多，每个通道的功能包括增益、相位（极性）、均衡（参量均衡和图示均衡，有些产品没有图示均衡）、压限、延时等。

输出部分一般也有2~8通道或更多，每个通道的功能包括路由，增益、相位（极性）、均衡（通常只有参量均衡）、压限、延时、分频等。

有些处理器采用功能模块自由编排的方式，各功能模块可以根据需要随意设置在输入或输出通道。

基本的数字声频处理器输入、输出通道都是线路电平，接在调音台后面代替各种模拟周边设备；有的处理器输入通道可以是传声器电平并带有幻象电源，甚至有智能混音，这样在小型扩声系统中可省去调音台；有些处理器还带有网络接口，可以用计算机通过网络进行远程调试和控制；还有些处理器有数字声频接口，可直接接入数字声频系统，并通过网络进行声频传输和控制，实现多场所集中控制。

3 数字声频处理器的功能

（1）增益（GAIN）：输入和输出通道一般都设有增益控制。

（2）相位（PHASE，或用极性POLARITY）：可以使处理器通道相位在＋、－极性之间转换，一般使用得比较少。

（3）均衡（EQ）：输入和输出通道有4～8段参量均衡，许多处理器在输入通道还有28～31段图示均衡，输出通道通常不设置图示均衡。

（4）压缩（COMP）：输入通道一般有压缩器，它有启动电平、压缩比、启动时间和恢复时间等几个参数。

（5）限幅（LIMIT）：输出通道通常只有限幅器而没有压缩器，限幅器有启动电平、启动时间和恢复时间这几个参数。

（6）延时（DELAY）：一般输入和输出通道都有延时，但输入延时使用得比较少，除非这个输入通道对应的所有输出通道都要延时，而这种情况并不多见。

（7）路由（ROUTING，或用混合MIXER）：可以看成信号矩阵，就是将任意一路输入通道信号接到任意一路（或多路）的输出通道上，因此每个输出通道可以各自接不同的输入通道，也可以接到同一个输入通道。有些处理器的路由部分可以控制信号比例，也就是输出通道不仅可选择接哪个输入通道，而且接入这个通道的信号电平也可以调整。

（8）分频（X-OVER）：分频滤波器一般有巴特沃斯（Butterworth）、林克威治-瑞利（Linkwitz-Riley）和贝塞尔（Bessel）等几种形式，它们各有特点，以巴特沃斯最为常用。

滤波器的斜率有每倍频程衰减6 dB、12 dB、18 dB、24 dB、48 dB等几种，滤波器斜率越大，分频越彻底。

4 数字声频处理器的性能指标

数字声频处理器性能指标很多，包括模拟参数、数字参数和系统参数等。笔者只选择一些对选用处理器比较有参考意义的性能指标加以说明，这些参数实际上是声频设备通用性能指标的一部分。

（1）频率响应：这里只是指幅频特性。通常以中频为基准，在额定的频率范围内输出幅度的最大值和最小值与中频之比的对数，单位dB。

（2）动态范围：最大不失真电平和噪声电平之比的对数，单位dB。因此，动态范围和最大输出电平dB数之差也就表明了设备的噪声电平大小。

（3）失真：实际上只是指波形的非线性失真（谐波失真）百分比。

（4）共模抑制比：平衡输入端对差模信号的放大倍数与对共模信号的放大倍数之比的对数，单位dB。也就是抑制共模信号的能力。如果平衡输入端接线比较长而又可能靠近电磁干扰源，那么共模抑制比高就能够更好地抗干扰。

5 数字声频处理器的选用

目前数字声频处理器产品结构和品牌都很多，怎样选用最适合的产品是十分重要的。

（1）通道数

对于小型扩声系统，如果仅使用全频扬声器，只需要输入、输出各两个通道，即2×2的处理器。实际上，单声道扩声1×1的处理器就可以了，但没有这样的产品，即使2×2的处理器也很少。因此，通常可使用2×4的处理器，这样如果有低音扬声器，正好可分频输出低音通道。

如果系统设置了返听扬声器，通常返听信号取自调音台各通道的AUX辅助输出，返听信号需要一个独立通道，这时可选用有3个输入通道的产品，一般是3×6的处理器，其中返听通道信号可分配给两路输出接功率放大器两个声道，驱动两路返听扬声器。

对于多功能场所就常常需要用到较多输入、输出通道的处理器。例如，一个有报告式和讨论式两种会议形式的会议厅对扬声器布置的要求不同，因此调音台主输出和编组输出都要将输出信号进处理器处理后分别到两组扬声器；同时，还要将不同的使用场景存储以便调用。

如果多功能场所还有多声道影视功能，或者系统不使用调音台，就需要有更多输入、输出通道的处理器。

（2）功能

数字声频处理器基本都具备前面功能参数里提到的各项功能。

部分处理器没有图示均衡。1/3倍频程图示均衡的频点和频谱仪一一对应，对于调整系统均衡比较方便。但因为它的频率和带宽是固定的，而且带宽较宽，容易影响附近的频带，使得某些频点不容易均衡好；而参量均衡频率和带宽都是可变的，往往更容易均衡好，只是调试要有一定的经验。同时，参量均衡的段数也不能太少，输入、输出通道应各不少于6段，最好能有8段或更多。有些处理器只有4段，最好不要选用，以免系统不能很好地均衡。

少数处理器（例如dbx PA）没有路由功能，输入、输出的连接路径是固定的，不能改变，可能无法满足一些多功能场合的应用。

如果打算不使用调音台，就要选用带传声器输入和幻象电源的处理器，此时现场调控可在计算机界面或外接面板上进行。最好选择传声器输入带智能混音的处理器，这样就有可能做到现场免调控了。

如果希望能够远程调试或控制，就要选择带网络接口的处理器，这样当系统出现某些问题时，不去现场也有可能将问题解决。

如果使用了数字调音台等数字设备，可选择有AES/EBU等数字声频接口的处理器，以便直接用数字传输。

还有，如果想用外接面板进行现场调控，要选有外接面板功能的处理器。

（3）性能

①频率响应：20 Hz~20 kHz在±0.5 dB以内就可以了，一般处理器应该都没问题。

②动态范围：前面说过，它表明了噪声大小，因此这项指标显得比较重要。扬声器只要有几毫瓦功率的噪声在安静的环境下就能明显听到，所以动态范围至少达到100 dB，最好在110 dB以上。

③失真：原则上当然越低越好，但实际上在0.01%以下就可以了。

④共模抑制比：如果输入接线不长并远离电源线等，有40 dB就够了。但如果接线长而又离电源线比较近，最好能在80 dB以上。

（4）品牌

国外数字声频处理器比较知名的品牌有dbx、XTA、Symetrix、ASHLY、BIAMP、XILICA等，还有一些综合扩声产品制造商如EV、Peavey等也有通用型数字声频处理器。其中ASHLY和Peavey的产品没有图示均衡。

dbx的PA处理器（见图1）在小型工程中一直用得比较多，但它的中文说明书翻译得很糟糕。为此笔者几年前曾写了一篇《dbx PA简明使用方法》发表在CA001网站论坛上，很受欢迎，该文在百度文库和豆丁网等也有收录，帖子至今还常常有人回复，这也说明PA应用之广。该产品价格虽然比较便宜，但却是2×6的，而且还有图示均衡。遗憾的是，前面提到过它没有路由，而且只能用面板调试，不能连接计算机，因此也不可能把调试结果备份在计算机上。dbx其他型号的处理器还很多。

XILICA处理器（见图2）近几年应用日渐增多，其产品有XA、XP和XD共3个系列，性价比较高，笔者曾有介绍的专文《Xilica数字声频处理器及其使用》发表在《音响技术》2013年第5期上。

Symetrix处理器（见图3）是很不错的产品，它的Jupiter系列有4×4、8×8和12×4共3种，输入不仅可选线路或传声器电平，而且带幻象电源，还有自动混音和自动增益控制，尤其适合应用在中小型会议场所和法庭等现场免调控的扩声系统中，性价比很高，具体也留待今后专门介绍。

现在国内数字声频处理器品牌很多，实际上许多品牌产品都是由少数有开发能力的企业代工贴牌的。由于国内的数字声频处理器上市时间不很长，性能指标和国外品牌产品还有一定差距，而且大多数产品没有图示均衡，而参量均衡段数也较少，价格相对较低，但有个别品牌甚至比国外品牌同等功能和性能的产品还高。因此，国内品牌的数字声频处理器还不像国产功率放大器、扬声器等产品有一定市场优势。

笔者从诸多国产数字声频处理器中选用过力瑞声产品，有2进4出到8进8出等6个品种，输入通道有31段图示均衡或15段参量均衡，输出通道有15段参量均衡；联机界面设计比较人性化，而且有中英文可选；同时有自动存储功能，可避免忘记存储断电使调试结果丢失。相对而言，功能比较完善，技术指标也较高，性价比不错。

6 数字声频处理器的使用

数字声频处理器在扩声系统主要有两种使用方法。

当扩声系统有调音台时，通常是接在调音台和功率放大器之间代替传统的周边设备，只要按传统周边设备的要求设置和调试即可。

另一种是扩声系统不使用调音台，就利用数字声频处理器的混音功能代替调音台。由于数字声频处理器的输入通道一般最多16路，而且各输入通道增益和均衡的调节都不像调音台那样直观、方便，因此通常只适用于会议扩声系统，而且便于会议扩声系统打开电源就能以最适宜的音量发言，不需要现场调控；而媒体播放音量直接由笔记本计算机播放器控制。

要做到这种“易控”方式，最方便简洁的是使用带自动混音功能的数字声频处理器，例如前面提到的Symetrix的Jupiter系列。但由于数字声频处理器输入通道越多价格也越高，而通常多只发言传声器型号相同，并不需要个别均衡，因此更合理的方法是另外使用智能混音器作为传声器自动混音，从而大大减少数字声频处理器输入通道数量，以降低系统造价。

对于不使用调音台的数字声频处理器使用方式，有个问题要特别注意。如果扩声现场需要将声频信号录音、送至分会场；或者是视频会议会场需要把本会场的声频信号接入视频会议终端以便送至远端会场，这些声频信号都要取自数字声频处理器单独的输出通道，而它是在处理器内部路由到输入通道的。因此，扩声现场的系统频率均衡就不能在数字声频处理器的输入通道进行，只能在数字声频处理器的本地扬声器输出通道上均衡，否则上面需要的那些声频信号就包含了对所在扩声现场声学环境和扬声器特性的系统频率均衡结果，频率特性就不正常了。特别是系统均衡量较大时更为明显。

最后提一下“媒体矩阵”，它除了数字声频处理器的上述功能外，还提供了更多类型的智能处理。不过随着数字技术的发展，现在数字声频处理器也愈来愈完善，往往已涵盖了媒体矩阵绝大多数功能，有时两者已经很难截然区分。因此，除了特别大型的系统外，一般用数字声频处理器就能很好地满足要求。