效果器是模擬各種聲學(xué)效果的音頻處理設(shè)備，他們可以彌補(bǔ)自然混響的不足以改變和美化音色，還可以產(chǎn)生各種特殊的音響效果，以增強(qiáng)音響藝術(shù)的感染力。效果器又分為延時(shí)效果器（以下簡(jiǎn)稱延時(shí)器）和混響效果器（以下簡(jiǎn)稱混響器），下面分別進(jìn)行介紹。

   延時(shí)器

   1.延時(shí)器的作用

   延時(shí)器的基本作用是將聲音信號(hào)延時(shí)一段時(shí)間后再傳送出去，被廣泛的應(yīng)用于廳堂擴(kuò)聲和電影電視節(jié)目制作中，其作用主要表現(xiàn)在：

   （1）利用哈斯效應(yīng)，解決了聲像一致性問(wèn)題。

   （2）在擴(kuò)聲系統(tǒng)中用來(lái)消除回聲，提高擴(kuò)聲系統(tǒng)的清晰度。

   （3）模擬建筑聲場(chǎng)中的進(jìn)次反射聲，改善廳堂的聽(tīng)音條件。

   （4）產(chǎn)生合唱效果。

   （5）對(duì)音頻信號(hào)加工潤(rùn)色，改善其厚度和力度，使聲音甜潤(rùn)悅耳。

   （6）與混響器結(jié)合組成立體混響系統(tǒng)，采用延時(shí)—混響方式模擬各種廳堂效果，并人為的制造一些特殊效果。

   2.延時(shí)器的工作原理及電路分析

   常見(jiàn)的延時(shí)器有彈簧延時(shí)器、BBD式延時(shí)器和數(shù)字式延時(shí)器三種。彈簧延時(shí)器屬于機(jī)械式，他依靠彈簧的扭動(dòng)傳遞來(lái)延時(shí)，延時(shí)時(shí)間與彈簧的長(zhǎng)度成正比，這種延時(shí)器的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單，廉價(jià)，但體積大，功能少，而后兩種屬于電子式，是利用電子技術(shù)產(chǎn)生延時(shí)的，其特點(diǎn)是音質(zhì)好，體積小，功能多，使用方便，下面將對(duì)后兩種的工作原理進(jìn)行具體分析。

1）模擬電子延時(shí)器（BBD） 

   模擬電子延時(shí)器主要采用BBD斗鏈延時(shí)器去實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)間延遲，主要由低通濾波器，BBD延時(shí)線，時(shí)鐘脈沖發(fā)生器和時(shí)鐘濾波器組成，其中延時(shí)線采用BBD集成電路。

   BBD是斗鏈?zhǔn)诫姾神詈掀骷鞘軙r(shí)鐘信號(hào)控制的多節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管和電容組成的一種模擬移位寄存器，當(dāng)聲音信號(hào)通過(guò)時(shí)就產(chǎn)生了一定的延時(shí)，延時(shí)時(shí)間t的長(zhǎng)短與的BBD的節(jié)數(shù)N成正比，與時(shí)鐘脈沖頻率fcp成反比，其值為t=N/2fcp（s），低通濾波器用于濾除高頻噪聲，保證音頻信號(hào)不失真?zhèn)鬟f，時(shí)鐘濾波器用于濾除時(shí)鐘信號(hào)，恢復(fù)原信號(hào)。

   BBD的位數(shù)目前有12-4096位，時(shí)鐘脈沖的頻率可達(dá)到10-100kHz，因此電子延時(shí)器的延遲時(shí)間可達(dá)30us-2000ms，BBD延時(shí)器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)范圍窄（約60db），延時(shí)時(shí)間及頻帶寬度互相矛盾，所以一般只用于家庭音響系統(tǒng)。

   2）數(shù)字延時(shí)器

   數(shù)字延時(shí)器是先把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再將其通過(guò)位移寄存器或隨機(jī)存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)和延時(shí)，直到獲得所需要的延時(shí)時(shí)間以后，再將其取出并轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出，延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短的選擇可以通過(guò)存儲(chǔ)器容量的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以獲得較大的延時(shí)量。

數(shù)字延時(shí)器原理框圖如圖7-6所示，進(jìn)入系統(tǒng)的音頻信號(hào)經(jīng)抗混疊低通濾波器后，頻帶受到限制的音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)取樣保持，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，被精確的轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)入延時(shí)電路進(jìn)行處理，延時(shí)原理是按每一個(gè)時(shí)鐘脈沖將編碼比特?cái)?shù)據(jù)存在移位存寄存器，通過(guò)調(diào)制時(shí)鐘頻率改變延時(shí)，比較先進(jìn)的延時(shí)裝置采用循環(huán)存儲(chǔ)器，它是將兩個(gè)新的取樣置于地址碼前一樣高的存儲(chǔ)器內(nèi)。達(dá)到最高存儲(chǔ)位置時(shí)，使用底部位置存儲(chǔ)器，使現(xiàn)存取樣位置形成一個(gè)貫穿存儲(chǔ)地址的圓環(huán)軌跡，經(jīng)數(shù)字延時(shí)后，再經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，輸出取樣保持及輸出低通濾波器，在系統(tǒng)的輸出端就得到經(jīng)過(guò)延時(shí)的、平滑的音頻信號(hào)。

   數(shù)字延時(shí)器的信噪比可由下式表示：

                   S/N=20lg2?

式中，n為二進(jìn)制的比特?cái)?shù)，即每增加一個(gè)比特，現(xiàn)在比變?cè)黾?db，目前量化比特為16bit，信噪比為96db，說(shuō)明在應(yīng)用數(shù)字延時(shí)時(shí)，并不影響整個(gè)系統(tǒng)通路的信噪比，數(shù)字延時(shí)器電聲指標(biāo)高，功能齊全，控制靈活，且體積小巧，效果佳，可以獲得多種延時(shí)效果，被廣泛應(yīng)用于節(jié)目制作和各種專業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)中。

  2. 延時(shí)器的操作

   對(duì)延時(shí)器的操作主要是調(diào)節(jié)其各功能參數(shù)，可以通過(guò)面板上各功能鍵或鈕來(lái)完成，根據(jù)各種效果所需的各參數(shù)的數(shù)值，在設(shè)備面板上調(diào)節(jié)好，該效果就會(huì)出現(xiàn)。

   下面將以ART-1500延時(shí)器為例，介紹延時(shí)器的使用，其功能鍵的作用如下：

   （1）HOLD：運(yùn)行開(kāi)關(guān)和指示燈。

   （2）SPEED：延時(shí)速度。

   （3）WIDTH延時(shí)寬度。

   （4）MANUAL總微調(diào)。

   （5）-（7）：參數(shù)選擇開(kāi)關(guān)。

   （8）MIX：混合調(diào)節(jié)。

   （9）REVERSE：倒相調(diào)節(jié)。

   （10）REGIN：反饋調(diào)節(jié)。

   （11）BY PASS：旁路開(kāi)關(guān)。

   （12）SIGNAL/CLIP：指示燈。當(dāng)SIGNAL指示燈亮?xí)r，表示有輸入信號(hào)，當(dāng)CKIP指示燈亮?xí)r，表示信號(hào)過(guò)強(qiáng)。

   下面為延時(shí)器的幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

   （1）利用哈斯效應(yīng)解決聲像一致的問(wèn)題。

   劇院擴(kuò)聲系統(tǒng)，位于樓上Q點(diǎn)座位區(qū)的觀眾明顯離頂棚音響系統(tǒng)比離舞臺(tái)音響系統(tǒng)近的多，如頂棚音箱系統(tǒng)中不加延器△t時(shí)，Q點(diǎn)的觀眾必然是先聽(tīng)到頂棚音箱系統(tǒng)所發(fā)出的聲音，在經(jīng)過(guò)（t1-t2）后，才能聽(tīng)到舞臺(tái)音箱系統(tǒng)發(fā)出的聲音，也就是說(shuō)在諸如Q點(diǎn)的地方，聲像不能一致，若在音箱系統(tǒng)中加入延時(shí)器△t，同時(shí)調(diào)整延時(shí)量使之滿足，0<（△t+t2-t1）<50ms，則Q點(diǎn)的觀眾先聽(tīng)到舞臺(tái)音箱系統(tǒng)發(fā)出的聲音，然后（<50ms）才聽(tīng)到頂棚音箱系統(tǒng)發(fā)出的聲音，根據(jù)哈斯效應(yīng)可知，Q點(diǎn)的觀眾感覺(jué)到聲像是在舞臺(tái)上，從而解決了Q點(diǎn)的聲像一致問(wèn)題。

   （2）用來(lái)消除回聲，提高擴(kuò)聲系統(tǒng)的清晰度。

如圖7-7所示，一個(gè)較大的擴(kuò)聲場(chǎng)所需要許多只音箱同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)聲，由于各個(gè)音箱與聽(tīng)眾的距離不同，所以各音箱發(fā)出的聲音到達(dá)某一聽(tīng)眾的時(shí)間不同，存在時(shí)間差，如果這種時(shí)間差大于50ms，還會(huì)形成回聲，在重放聲壓級(jí)較高時(shí)，將破壞聲音的清晰度，嚴(yán)重影響重放質(zhì)量，若加入延時(shí)器△t，只要精確調(diào)整延時(shí)量，就能使前排音箱和后排音箱發(fā)出的聲音同時(shí)到達(dá)后排聽(tīng)眾，從而提高擴(kuò)聲效果。

   （3）產(chǎn)生模擬立體聲效果。

如圖7-8所示，將單聲道信號(hào)和延時(shí)信號(hào)相加后作為L(zhǎng)聲道信號(hào)，相減后作為R聲道信號(hào)，利用調(diào)音臺(tái)的聲像調(diào)節(jié)旋鈕（PAN）將相加的兩路信號(hào)旋往“L”方向，將相減的兩路信號(hào)旋往“R”方向，可得到兩路信號(hào)，即模擬立體聲效果。延時(shí)量的調(diào)節(jié)可改變立體聲的聲像寬度。

   （4）產(chǎn)生合唱效果。

如圖7-9所示，運(yùn)用多個(gè)延時(shí)器，將各信號(hào)相加，可以實(shí)現(xiàn)合唱效果，應(yīng)注意各個(gè)延時(shí)器的延時(shí)時(shí)間為5-30ms。相互之間不要成簡(jiǎn)單的整數(shù)比，以免混合后產(chǎn)生頻率畸變。

   （5）對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行加工潤(rùn)色，改善其厚度和力度。

如圖7-10所示，將信號(hào)中的一部分經(jīng)過(guò)延時(shí)后與原信號(hào)進(jìn)行相加，增加了聲音的色彩，使其更加渾厚有力，需要指出的是，t的長(zhǎng)短與信號(hào)頻率高低和節(jié)奏快慢有關(guān)，頻率越低節(jié)奏越慢，對(duì)于語(yǔ)言信號(hào)，男聲取40ms，女聲取20-30ms為宜，低音樂(lè)器可適當(dāng)加長(zhǎng)。

   應(yīng)該指出，采用混響的方法也可以做到提高聲音的厚度感，但清晰度損失較大，力度感也有所降低，因此，若對(duì)清晰度和力度感要求較高，或信號(hào)本身不夠清晰時(shí)，用延時(shí)法較好。