一 : 浅谈音频延时器的五大用途

浅谈音频延时器的五大用途

来 源： 电子报

“音频延时器”（以下简称延时器）顾名思义是对声音信号进行延时处理的音频设备。［www.61k.com)在传统的使用观念上，还是在远距离扩声时简单的对声音信号进行延时处理，实际上延时器的作用不仅仅局限于此，具体的说可以把延时器的作用分为以下五类：

1.在远距离扩声时用于提高声音清晰度

2.修正多个扬声器多频带发生时的差别

3.用延时实现声像定位

4.避免广播电台直播中突发事件的发生

5.修正高清视频信号声画同步问题

下面我将逐一介绍它的强大功能。

一、在远距离扩声时用于提高声音清晰度

延时器在这方面的使用可以说是最为常用。通常室外扩声的环境不会随人们的意愿而改变。而往往会出现扩声面积比较大；扩声距离比较远的现象。如果仅仅简单的使用主扬声器来扩音，为使后排听众能够听清声音的话，前排的声压级会极大。如图1所示，假如在距离扬声器一米处的A点最大声压级是100dB，根据声压级与距离之间的公式SPL=SPLMAX-20lgR（SPLMAX＝100dB），可知扩声距离每增加一倍，声压级减少6dB，那么在距离扬声器32米（R=32m）远的B点声压级应该只有70dB。两者之间相差了30dB，但在实际的扩声环境当中，出现的声压级差会更大。为了避免这样的现象发生，通常会采取增加小功率补声音箱的办法来避免因前后排距离太远而引起的声压级过大现象。由于声音传播速度约为340m/s，声音传递到B点时已经经过了将近100ms的时间，B点的听众便会首先听到补声音箱的声音，之后听到主音箱的声音。为了避免这种现象的发生，就需要在补声音箱的功放之前添加音频延时器，将b路信号作相应的延时处理，从而达到提高声音清晰度的效果。这也就是音频延时器最为常见的一种用法。

二、修正多个扬声器多频带发生时的差别

在扩声设备当中，有很多大型音箱设备，这些音箱有一个共同的特点，就是大多采用多个扬声器共同发声的设计，这些扬声器的频率响应之间互为补偿，以追求频响曲线的平直。但是这样的设计有一定的弊端。如图2所示，三个扬声器分别是A、B、C，三个扬声器的震膜之间分别有一定的位置差，这样的位置差会导致不同频段的声音到达人耳的时间不同。因此由于人耳具有的时域掩蔽效应，人耳便不能正确的接收原有的声音信号，使得大脑不能正确的分辨应有的声音信号。有些情况下会使声音听起来略显中高频率的不足。为了使多个频段的声音信号能够同时到达人耳，就需要对B、C两只扬声器作相应的延时处理，以便更加真实的还原声音。

三、用延时实现声像定位

众所周知人耳具有分辨声音方位的功能，尤其是水平方向的声音，人耳很容易辨别发声的方向。这是因为两耳之间的距离相差了十几厘米，在接收声音信号的时候有一定的时间差和强度差，正是这一点点的差别，使得人耳能够很容易的辨别出声音的方位。

德国的著名科学家哈斯Hass的研究结论充分解释了延时对于声像定位的影响，这也就是著名的“哈斯效应”，在音响界也有“先入为主”的说法。哈斯的试验证明：在两个声源发出完全相同的声音时，根据一个声源与另一个声源的延时量不同，双耳听音的感受是不同的，可以分成以下三种情况来说明。

1．两个声源发出完全相同的声音，一个声源与另一个声源的延时量在5ms－35ms时，人耳只能感觉到超前一个声源的存在，声像定位偏向于超前一个声源的位置，并且感觉不到

音频延时器 浅谈音频延时器的五大用途

滞后声源的存在。(www.61k.com)

2．两个声源发出完全相同的声音，一个声源与另一个声源的延时量在30ms－50ms时，人耳能够分辨出两个声源的存在，但声像仍然定位于超前的声源方向。

3．两个声源发出完全相同的声音，一个声源与另一个声源的延时量大于50ms时，人耳能够感觉到两个声源同时存在，声像分别定位于两个声源自身的位置。

这也就是说，如图3所示当两个相同的信号从两个扬声器传出，如果某个扬声器作了一定的延时处理，那么听觉上会感到声像在移动，通常会在立体声扩声系统当中，利用哈斯效应对某几个音箱进行延时的处理，来实现完美的立体声效果。

四、避免广播电台直播当中突发事件的发生

音频延时器在广播电台的使用也非常常见，尤其是在直播的过程当中最需一定的延时处理。由于直播的特殊性，经常会有一些突发事件的发声，例如信号中断、噪声信号等等。而这些事件又是不可预料的。但是使用了音频延时器之后，听众所听到的信号已经经过了及时的处理，使得节目的安全性与完整性得到了大幅度的提升。

五、修正高清视频信号声画同步问题

广播电视行业近几年发展极为迅速，高清电视的播出已经具备了一定的规模，然而伴随着高清电视的发展，对于音频领域的制作也产生了一定的影响。由于高清视频信号的处理数据量极大，在某些环节上是普通标清设备的几倍甚至十几倍，因此视频信号不可避免的会产生一定的滞后现象，然而音频信号依然是采用比较传统的制作和传输方式，滞后现象很少发声甚至可以忽略不计，这样一来，为了是画面和声音绝对匹配，就需要利用音频延时器音频信号作一定的延时处理，延时的时间大约几十毫秒，从而做到声音与画面的同步。

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二 : 浅谈音频延时器的五大用途

浅谈音频延时器的五大用途

来 源： 电子报

“音频延时器”（以下简称延时器）顾名思义是对声音信号进行延时处理的音频设备。在传统的使用观念上，还是在远距离扩声时简单的对声音信号进行延时处理，实际上延时器的作用不仅仅局限于此，具体的说可以把延时器的作用分为以下五类：

1.在远距离扩声时用于提高声音清晰度

2.修正多个扬声器多频带发生时的差别

3.用延时实现声像定位

4.避免广播电台直播中突发事件的发生

5.修正高清视频信号声画同步问题

下面我将逐一介绍它的强大功能。

一、在远距离扩声时用于提高声音清晰度

延时器在这方面的使用可以说是最为常用。通常室外扩声的环境不会随人们的意愿而改变。而往往会出现扩声面积比较大；扩声距离比较远的现象。如果仅仅简单的使用主扬声器来扩音，为使后排听众能够听清声音的话，前排的声压级会极大。如图1所示，假如在距离扬声器一米处的A点最大声压级是100dB，根据声压级与距离之间的公式SPL=SPLMAX-20lgR（SPLMAX＝100dB），可知扩声距离每增加一倍，声压级减少6dB，那么在距离扬声器32米（R=32m）远的B点声压级应该只有70dB。两者之间相差了30dB，但在实际的扩声环境当中，出现的声压级差会更大。为了避免这样的现象发生，通常会采取增加小功率补声音箱的办法来避免因前后排距离太远而引起的声压级过大现象。由于声音传播速度约为340m/s，声音传递到B点时已经经过了将近100ms的时间，B点的听众便会首先听到补声音箱的声音，之后听到主音箱的声音。为了避免这种现象的发生，就需要在补声音箱的功放之前添加音频延时器，将b路信号作相应的延时处理，从而达到提高声音清晰度的效果。这也就是音频延时器最为常见的一种用法。

二、修正多个扬声器多频带发生时的差别

在扩声设备当中，有很多大型音箱设备，这些音箱有一个共同的特点，就是大多采用多个扬声器共同发声的设计，这些扬声器的频率响应之间互为补偿，以追求频响曲线的平直。但是这样的设计有一定的弊端。如图2所示，三个扬声器分别是A、B、C，三个扬声器的震膜之间分别有一定的位置差，这样的位置差会导致不同频段的声音到达人耳的时间不同。因此由于人耳具有的时域掩蔽效应，人耳便不能正确的接收原有的声音信号，使得大脑不能正确的分辨应有的声音信号。有些情况下会使声音听起来略显中高频率的不足。为了使多个频段的声音信号能够同时到达人耳，就需要对B、C两只扬声器作相应的延时处理，以便更加真实的还原声音。

三、用延时实现声像定位

众所周知人耳具有分辨声音方位的功能，尤其是水平方向的声音，人耳很容易辨别发声的方向。这是因为两耳之间的距离相差了十几厘米，在接收声音信号的时候有一定的时间差和强度差，正是这一点点的差别，使得人耳能够很容易的辨别出声音的方位。

德国的著名科学家哈斯Hass的研究结论充分解释了延时对于声像定位的影响，这也就是著名的“哈斯效应”，在音响界也有“先入为主”的说法。哈斯的试验证明：在两个声源发出完全相同的声音时，根据一个声源与另一个声源的延时量不同，双耳听音的感受是不同的，可以分成以下三种情况来说明。

1．两个声源发出完全相同的声音，一个声源与另一个声源的延时量在5ms－35ms时，人耳只能感觉到超前一个声源的存在，声像定位偏向于超前一个声源的位置，并且感觉不到

滞后声源的存在。

2．两个声源发出完全相同的声音，一个声源与另一个声源的延时量在30ms－50ms时，人耳能够分辨出两个声源的存在，但声像仍然定位于超前的声源方向。

3．两个声源发出完全相同的声音，一个声源与另一个声源的延时量大于50ms时，人耳能够感觉到两个声源同时存在，声像分别定位于两个声源自身的位置。

这也就是说，如图3所示当两个相同的信号从两个扬声器传出，如果某个扬声器作了一定的延时处理，那么听觉上会感到声像在移动，通常会在立体声扩声系统当中，利用哈斯效应对某几个音箱进行延时的处理，来实现完美的立体声效果。

四、避免广播电台直播当中突发事件的发生

音频延时器在广播电台的使用也非常常见，尤其是在直播的过程当中最需一定的延时处理。由于直播的特殊性，经常会有一些突发事件的发声，例如信号中断、噪声信号等等。而这些事件又是不可预料的。但是使用了音频延时器之后，听众所听到的信号已经经过了及时的处理，使得节目的安全性与完整性得到了大幅度的提升。

五、修正高清视频信号声画同步问题

广播电视行业近几年发展极为迅速，高清电视的播出已经具备了一定的规模，然而伴随着高清电视的发展，对于音频领域的制作也产生了一定的影响。由于高清视频信号的处理数据量极大，在某些环节上是普通标清设备的几倍甚至十几倍，因此视频信号不可避免的会产生一定的滞后现象，然而音频信号依然是采用比较传统的制作和传输方式，滞后现象很少发声甚至可以忽略不计，这样一来，为了是画面和声音绝对匹配，就需要利用音频延时器音频信号作一定的延时处理，延时的时间大约几十毫秒，从而做到声音与画面的同步。

三 : 音频系统延时器的多种使用功能

音频系统延时器的多种使用功能 音频延时器是对声音信号进行处理的效果器，可分为固态延时器和硬盘延时器。[www.61k.com］固态延时器由于存储器件容量有限，故延时时间一般在0—2分钟之内。固态延时器操作简单，单台硬件设备即可，设备量小，应急切换快捷直观，稳定可靠，不必担心死机，*等问题，可免除安装调用系统软件等繁琐事项。硬盘延时器由于是先录入硬盘，然后再从硬盘读取，故延时时间可以很长，理论上可以无限延长。硬盘延时系统操作复杂，不仅有硬件，还有复杂的软件系统，设备量和维护任务都大得多。固态音频延时器又分为数字延时器与模拟延时器，在功能、控制、音质以及安全保障系数等各方面数字延时器有着更大的优越性。下面介绍在工作中使用延时器的一些体会。

1、延时器的作用

延时器按照其输入输出信号的性质分为模拟播出系统用和数字播出系统用，但其内部处理的信号均为数字信号。由于音频广播的信号量小，在现场直播节目中一般不采用较为复杂的硬盘延时系统，而采用操作简捷的使用固态延时器的延时播出系统。延时技术对于保障广播播出的严肃性、完整性，维护广播宣传机构的形象起着极其重要的作用。 固态延时器在模拟和数字播出系统中的工作原理如图1、图2所示。

广播系统的安全问题已经引起更高程度的重视，根据直播的特殊性，延时器对系统信号的延时一般设定在8—30 s之间，平时的直播节目延时设定为8s，两会期间在人民大会堂的现场直播节目延时则设定为30s。但有时为了抢播新闻也做零秒延时，即不做延时处理。为了保证广播的安全播出，将直播节目信号做一定的延时处理，是现场直播和同步转播中常用的重要手段之一。

音频延时器通常的基本工作模式有直通状态(BYPASS)、紧急状态(DUMP)、删除(DELETE)功能和咳嗽模式(COUGH)等多种实用功能。例如，当主持人打喷嚏、咳嗽或作短暂停顿时，可即时按住咳嗽按钮，删除该键输入的音频数据，避免被听众听到。同样还可以消除直播现场有人打呵欠的声音。使用这些功能时，要求操作者的操作快捷、准确、果断，从而保障直播节目的播出质量。直播时通过按键选择延时器的工作模式，主要是控制音频输出处于静音或正常输出状态。

延时有时加在直播现场有时加在直播机房。在直播前方（即直播现场）加延时器将音频信号延时一段时间后播出，可避免出现政治错误造成不良社会影响，避免主持人因口误而读错的内容被播出，避免播出直播现场发生的突发事件，避免在互动节目时听众在热线电话中的一些不健康言论通过广播媒体广泛传播。在广播电台直播间均装有延时设备，在直播机房(即后方）加延时器可用来预防一些影响播出安全的突发事件，例如现场传回的节目信号中断、噪声信号等，避免造成播出事故和影响播出质量。

音频延时器 音频系统延时器的多种使用功能

延时器在访谈节目直播中经常使用。[www.61k.com)访谈直播节目一般邀请一位或两位嘉宾与电台主持人一起在直播间播出，嘉宾难免有口误或者与节目不相符的词语，导播*发现后可立即使用设在导播间的延时器进行补救，将口误或与节目不相符的词语删除，确保直播节目安全播出。

广播音频延时器是电台直播节目时不可缺少的设备，可使节目的安全性与完整性得到大幅度的提升。在广播播出系统中正确使用延时技术是非常必要的。

2、*广场扩声中的应用

在室外扩声时往往会出现扩声面积比较大、扩声距离比较远、背景噪声大、受周围建筑物体反射的现象。声音传播中包括三个成分：直达声、近期反射声和混响声。声音在空气中传播的速度是每秒340 m左右。温度会影响声音传送的速度，温度越高，声速就越快。另外，扩声距离每增加一倍，声压级将衰减6 dB。广场扩声中使用延时器将主声延迟一定时间后再送人声场，能够提高声音的清晰度和一致性。音频延时器一般用在一些声场空间较大、需要多组音箱扩声的系统中。

在中华人民共和国成立60周年庆典活动上，为了使*城楼、观礼台、游行队伍和参加广场背景表演的人员都能清楚地听到*涛主席讲话和军乐团演奏的音乐，广场扩声采用了一流的音响设备和扩声系统，有着相当高的技术要求，起着至关重要、主导程序的作用，对安全系数也有非常高的要求。游行指挥部的领导提出，国庆60周年庆典活动不能只是把声音扩出来，还要把音乐的表现力体现出来，要达到广场音乐会的效果。

*广场是目前世界上最大的城市广场，南北长880 m,东西宽500m，总面积44×l04m2，可同时容纳100万人*。*广场和东西长安街既长又空旷，如何同步传播声音是个大难题。不仅要有足够的扩声声压级还要满足语言清晰度，如果简单地使用集中式扩声方法，直接让主音箱的声音辐射到广场区域观众群，虽然后排听众能够听清声音，但前排的声压级会极大。为解决因前后排距离太远而引起的声压级不均匀的现象，在*广场地区的扩声系统设计中，采取了增加多个补声扬声器的办法。在*广场及周边地区共安装扩声用固定扬声器声柱157条，并根据庆典活动的音响需求，在广场的南边和*城楼下金水桥南的多个点位增设了临时补声扬声器，满足观礼解说和阅兵、群众游行、晚会以及集结、疏散点等不同场合的扩声需求。在这样的系统中，由不同位置的扬声器发出的声音，到达听众的耳朵时有先有后，此时音频延时器在保证声像的一致性、增加声音的可懂度、避免声音的浑浊感和拖尾声等方面的作用就显得尤为突出。

在以往*国庆庆典活动中，由于技术的限制，声音的延时问题都没有得到很好解决，造成多次回音现象，致使首长的讲话被多次重复听到。另外，声音的延迟在阅兵仪式上也会带来很大的问题。例如，当受阅*走到金水桥前时，能同时听到来自扬声器的扩声和军乐团吹奏的原声，使受阅*听到的曲调节拍不一致，脚步很难走齐。

国庆60周年庆典活动所使用的扩声系统经过全面升级改造，共改造完成9个数字机房，扩声系统覆盖东西方向从北京站口到西单、南北方向从*城楼到广场广阔区域。广场扩声任务包括领导讲话声、受阅*口令和脚步声、现场军乐队演奏声以及礼炮、飞机、游行等41个点的现场效果声，同时还为广播、电视、网络等新闻媒体提供现场声音信号。

庆典活动当天，*扩声系统*有11种信号音源，除扩声机房音源之外，还有10种通过话筒输入的音源，分别是：①*城楼*涛主席话筒；②*城楼主持人话筒；③*城楼男女播音员话筒；④从纪念碑到国旗杆国旗护卫队行进的脚步效果声；⑤现场1300人的联合军乐团奏乐；⑥*涛主席检阅车及北京军区跟车话筒；⑦受阅*应答话筒声；⑧游行队伍效果声；⑨天空飞机效果声；⑩礼炮声。

这11种信号音源来自多个方位，随着庆典活动的进行，声源的位置在不断发生变化，这是在广场扩声中遇到的声源最复杂的情况。由于主扩声扬声器一般不需要进行延时处理，所以在扩声系统中需要根据不同场景、不同要求、不同效果，选择不同位置的扬声器作主扩声扬声器，将其余扬声器经过延时处理作补声扬声器，使主扩声扬声器与补声扬声器的声音基本上同时到

音频延时器 音频系统延时器的多种使用功能

达听众耳朵，以消除声音重叠，提高声音清晰度，在同一个声场中感受到来自不同场景的声音。［www.61k.com）同一个扬声器在不同场景时的作用又是不相同的，既可作为主扩声扬声器又可作为补声扬声器。例如，当声源来自*涛主席话筒和城楼上主持人话筒时，这时将长安街北侧扬声器设为零点，将广场及长安街以南覆盖区域扬声器作延时；当军乐团奏乐时，将军乐团所对应的扬声器设为零点，其他扬声器作延时处理。更难解决的问题是*涛主席乘车阅兵时声音的延时，如果解决不好，首长的同一句问候，受阅*可能会听见多次，影响检阅气氛。对此有关部门进行了专门处理，借助数字化音频延时处理设备，实现了动态音效传输，使首长的问候语和受阅官兵的答语均清晰洪亮，绝无延宕，这在以往庆典中是从未有过的。这次国庆音响系统与以往不同的是采用了两套系统，一套数字系统，一套模拟系统，很好地解决了延时问题，能够基本达到广场音乐会的水平。

*广场主扩音系统中选用了200余台世界顶级数字功放设备，通过其内置的处理器高速转换，对广场声柱分别进行延时处理，并通过优质的扬声器、数字产品和网络技术，首次在广场上实现了无论在哪个角落都能听见一致性声音的效果，实现了零音差，并且音质清晰。原声通过延时器处理后，依然丰富、饱满、富有空间感，创建了一个完美的覆盖声场，成功解决了声音的延时问题。

国庆60周年庆典的扩声系统，受到了党和国家领导人的高度*价。*扩声系统在室外扩声系统中堪称扩声面积最大，声源最多，声源位置多变，线路分配最复杂，但音响效果最好，达到“广场音乐会的效果”，实现了中央国庆60周年庆祝活动领导小组提出的扩声工作目标。国庆盛典是视觉“盛宴”，也是听觉“盛宴”。

3、结束语

延时器不仅可以在远距离扩声时对声音信号进行延时处理，保障广播电台现场直播节目的连续性和无差错，它的许多功能还可以应用到其他领域，比如修正大型音箱设备中多个扬声器多频带发生时的差别；用延时技术实现声像定位；修正高清视频信号声画同步；起到低通滤波器的作用，使音色变得平滑

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