充足的信噪比是專業擴聲系統的特征之一“動態范圍”與“信噪比”經常互換使用,但是深入了解,會發現其實它們所指的不是同一回事。音響系統的動態范圍,描述的是系統(或系統中的設備)能夠重現的信號峰值與本底噪聲最高波譜成分的振幅之間的電平差。每種電子設備都有一個動態范圍,它的值主要取決于電源限制和單元的殘余噪聲電平。如果設備的本底噪聲具有較強的窄頻帶分量,將限制系統的動態范圍。信噪比指的是平均信號電平與平均本底噪聲電平之間的差。一般來講,某一設備,由常見節目源信號平均輸出電平,信號峰值通常比平均輸出電平大10至20dB。因此,我們常在電平表“0”附近操作調音臺,將余下的可用電壓擺幅用于應對節目源峰值。“平均”電平非常重要,因為我們聽者(及測試工具)正是根據它來判斷節目信號的響度。
如果使用電壓計測量設備殘余噪聲的R. M. S.值,信噪比就是該值與標稱“零”輸出電平之差,這兩個值通常用dBV或dBu表示。這假定,設備被驅動至“電平表零讀數”處,通常在這個范圍內,我們可以得到最優化的增益結構,更好地操作調音臺。系統(或某個部件)的動態范圍不取決于出現的信號,它僅僅是可能的最大未失真電平與本底噪聲最高分量(通常為A計權)之間的差。而信噪比需要一個信號,所以它必須在系統或部件使用的時候測量得出。一個動態范圍大的系統,可能由于操作方式的問題,擁有糟糕的信噪比。動態范圍用于描述一個系統或設備可能達到的性能表現,而信噪比一般用以衡量事實操作時所能達到的水平。
實際應用
通過聲級計,可在特定聽音位置,測量現場演出的A計權聲壓級L。方法是將聲壓計舉在空中,選擇合適的計權方式,并讀取計數。通常選擇A計權,因為它對人耳最敏感的頻譜部分(1-4 kHz))最敏感。由于大部分聲級計都是平均值聲級計,因此我們可以得到演出的平均聲級。當然,節目源中會有超過這個平均值的信號峰值,聲級計無法快速反應進行讀取。這一“計量滯后”大約相差10 dB,可能更高(或略低),這取決于節目源。
現在,如果舞臺上所有音源都靜音(話筒打開),剩下的將是系統的本底噪聲,它可以通過同樣的聲級計,以同樣的方式測量得出。如果音響系統設計得當,本底噪聲就是話筒拾取的環境噪聲(而非電子部件的殘余噪聲)。在一個本底噪聲為40 dBA的禮堂中,一只典型的講臺話筒,在普通講話者(71 dBA @ 2 英尺)距離話筒1英尺處講話時,噪聲比將只有37 dB左右。如果有十只打開的話筒,而且它們的靈敏度和電平設置和講臺話筒一致,那么本底噪聲會增加10 dB,因為10 log(打開話筒數量) = 10 dB。很不幸,由于音響系統無法自動識別,只能同時放大所需的信號和房間噪聲,系統的信噪比無法滿足話筒打開時的最差條件。遠距離拾音的影響突顯,無法減少不需要的話筒在系統中的本底噪聲,這種現象也變得更加突出。
現在,如果一個能量大的歌手在同一個系統中,產生120 dBA的輸出到手持話筒中(對近距離拾音的歌手而言并不罕見),信噪比將達到更合理的80 dB,因為120 dBA-40 dBA = 80 dB。因此,我們經常強調,好的話筒擺放技巧對實現好的系統性能至關重要,因為它最終決定系統的信噪比。
在一個禮堂音響系統中,當系統擁有最大的所需打開話筒數量(NOM)時,我們使用的最低信噪比標準是25 dB。
在同一個系統中,我們假設在同一個聽音位置,系統能夠線性產出的最響亮瞬時聲音是110 dBA。
即便系統以90 dBA的平均電平操作,還是可以應付這種程度的峰值。最高的節目峰值取決于正在使用的音箱以及與音箱連接的可用功放。這是我們掌握該系統動態范圍的一個重要組成條件。
如果最大的本底噪聲分量是空調造成的窄頻帶“嗚嗚聲”,在實時分析器中測得是35 dBA,那么系統的動態范圍并不可觀(110 dBA - 35 dBA = 75 dB)。可通過調整空調,消除噪聲來提高動態范圍。
只有在錄音室或家庭影院中,設備的本底噪聲才成為影響特定聽音位的動態范圍和信噪比的因素。因此,有可能設計出一個具有非常大動態范圍的音響系統,但是由于房間等原因,總體的信噪比很不盡如人意。
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原文標題:動態范圍和信噪比的區別
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