如何防止話(huà)筒拾音的聲學(xué)相位抵消

　　設想一下你以單聲道的模式為一個(gè)吉他歌手做擴聲，一支話(huà)筒拾取人聲，另一支話(huà)筒拾取箱琴。

　　人 聲聽(tīng)起來(lái)比較古怪，有點(diǎn)“空”，同時(shí)有濾波器之類(lèi)的效果聲。為什么會(huì )這樣?主唱話(huà)筒拾取歌手的演唱，同時(shí)拾取箱琴的話(huà)筒也串入了歌手的聲音(見(jiàn)圖1)。吉他話(huà)筒離主唱話(huà)筒的距離大概有一英尺。因此，吉他話(huà)筒中拾取的人聲相對于主唱話(huà)筒有一定的延時(shí)。所以，有兩個(gè)“人聲”混合在一起，一個(gè)是直接聲，一個(gè)是含有延時(shí)的聲音。

　　當兩支話(huà)筒的聲音混合在一起，等電平延時(shí)信號的中心頻率將抵消。從頻譜上看，在兩個(gè)信號頻率重合的地方會(huì )出現連續的凹陷，這里就是聲音抵消頻率。這種現象稱(chēng)作“梳狀濾波器效應”，因為從頻譜上看象是朝下的梳齒。

　　一般來(lái)說(shuō)，如果兩支話(huà)筒以不同的距離拾取了同一個(gè)聲源，而且它們的信號被混合到一個(gè)通道，就可能出現相位抵消。頻譜上凹陷的位置，是聲波中心頻率反相的結果。聲音聽(tīng)起來(lái)像是加了少量的柔軟的flanging效果。

　　事實(shí)上，我們分析一下flanger效果的原理就知道其中的道理。Flanger效果是通過(guò)一個(gè)0到20毫秒之間自動(dòng)掃描的數字延時(shí)產(chǎn)生的，flanger效果就是“梳狀濾波器效應”，在軟件的頻譜上看是一個(gè)上下滑動(dòng)的濾波器。

　　3:1原則

　　為了減少兩支話(huà)筒之間的相位抵消，我們必須遵守話(huà)筒擺位的3:1原則：話(huà)筒之間的距離不少于單個(gè)話(huà)筒與聲源距離的3倍(見(jiàn)圖2)。例如，兩支話(huà)筒離聲源的距離都是4英寸，那么話(huà)筒之間的距離至少是12英寸才可以避免相位抵消。

圖2

　　3:1原則是怎么被定義的?它是由下面這些事實(shí)決定的：

　　當你將一個(gè)延時(shí)信號等電平的與直接聲混合，將會(huì )產(chǎn)生一個(gè)嚴重的梳狀濾波器效應。但是當你將直接聲和延時(shí)信號按不同的電平來(lái)混合，梳狀濾波器效應就會(huì )減小。

　　一支話(huà)筒拾取的干凈的聲音，

　　我對下面的通道加了5毫秒的延時(shí),模擬兩支話(huà)筒不同距離拾音時(shí)產(chǎn)生的梳狀濾波器效應。

　　一 般來(lái)說(shuō)，當延時(shí)信號低于直接信號9dB的時(shí)候，梳狀濾波器效應大概在+/- 1 dB左右，幾乎聽(tīng)不出來(lái)。(穿插我以前的研究成果：在一次錄音中，我突然發(fā)現了梳狀濾波器效應，于是開(kāi)始檢查錄音系統。后來(lái)我發(fā)現數字錄像機的返回監聽(tīng)信 號，又被按送入錄像機。因為數字錄像機的帶后延時(shí)，就造成了梳狀濾波器效應。經(jīng)過(guò)研究，延時(shí)信號在低于直接信號12dB的情況下，梳狀濾波器效應就已經(jīng)不 太明顯。后來(lái)我在電視臺做嘉賓訪(fǎng)談類(lèi)節目錄音的時(shí)候，就將這個(gè)研究成果應用到實(shí)踐中。當某人講話(huà)出現梳狀濾波器效應的時(shí)候，我利用調音臺上的Solo功能 分析出哪個(gè)話(huà)筒過(guò)多串入了這個(gè)人的語(yǔ)言信號，并努力將這個(gè)串入的電平維持在低于說(shuō)話(huà)人電平的12dB以下。)

　　對延時(shí)信號通道衰減9dB，梳妝濾波器效應變的不明顯。

　　我們是如何確定那個(gè)遠處話(huà)筒拾取的延時(shí)信號，低于近距離拾音話(huà)筒9dB?只要兩支話(huà)筒符合3:1原則，根據反平方定律，當距離增加到三倍的時(shí)候電平衰減9.54 dB。(這里有個(gè)條件，兩支話(huà)筒的增益和靈敏度完全一樣。)

　　所以3:1原則保證了遠處話(huà)筒的拾取的延時(shí)電平低于9 dB，因此混合信號的梳狀濾波在+/- 1 dB或更低，如果話(huà)筒的擺位按照4:1以上的比例聲音會(huì )更好。3:1原則只是避免容易被聽(tīng)見(jiàn)的梳狀濾波器效應的最低標準。

　　設想一下下面的這種情況，主唱話(huà)筒近距離拾音，歌手的聲音非常大，遠處話(huà)筒拾取吉他，但吉他的聲音很小。話(huà)筒雖然按照3:1原則擺放，但是你不得不增大吉他 話(huà)筒的增益，因為吉他的聲音太小。如果這樣，你可能就破壞了9 dB的電平標準，因為吉他話(huà)筒的增益太高，歌手演唱的聲音很大。

　　這個(gè)時(shí)候就不光是3:1擺位原則可以解決的了。理想情況下，兩支話(huà)筒拾取同一樂(lè )器的電平低于9 dB可以得到不錯的音質(zhì)。但9 dB只是最低要求，不是正好達到9 dB就可以獲得好的效果。

　　這里有一些避免兩支話(huà)筒之間相位抵消的技巧

　　-近距離拾音，利用EQ衰減過(guò)度的低頻。

　　-將樂(lè )器之間距離拉開(kāi)。

　　-利用拾音器代替話(huà)筒。

　　-對主唱話(huà)筒做1毫秒的延時(shí)。主唱話(huà)筒和吉他話(huà)筒拾取的信號，在時(shí)間上就對位了。

　　-使用指向性話(huà)筒，一支向上，一支向下。例如，主唱話(huà)筒從下往上，吉他話(huà)筒從上往下。-如果使用兩支心型指向話(huà)筒，方向相反，兩支話(huà)筒之間的距離在低于3:1原則的情況下，還是可以得到不錯的音質(zhì)。

　　另外一些防止相位抵消的技巧：不要用兩支話(huà)筒拾取一個(gè)聲源。例如，只用一個(gè)話(huà)筒拾取演講者的語(yǔ)言。在某些情況下，如果你必須使用兩支話(huà)筒混合到一個(gè)通道，請將兩支話(huà)筒的話(huà)筒頭靠在一起。通過(guò)這樣的方法，兩支話(huà)筒之間沒(méi)有延時(shí)，也就自然不會(huì )出現梳狀濾波器效應。

　　一些例外的情況

　　什么情況下可以用兩支話(huà)筒以不同的距離拾取同一聲源?在立體聲錄音的時(shí)候。這時(shí)，你得到的不是相位抵消，是聲像。樂(lè )器在音箱中的位置取決于兩支話(huà)筒之間的延時(shí)，電平和你控制的聲相位置。

　　設想將一支話(huà)筒的聲相放到極左，另外一支放到極右。如果兩支話(huà)筒之間的延時(shí)位0毫秒，兩支話(huà)筒的電平一樣，聲相將在兩只音箱中間。如果有0.5毫秒的延時(shí)，聲相將偏離中間一半的位置。如果延時(shí)達到1.5毫秒，聲相將完全偏到某一只音箱。