延时器工作原理及应用

　　声音是由振动产生，然后通过媒质(空气、液体、固体)传播的，同一个声音来源在很大的空间中传播，人们会因为距离的远近听到声音的时间也不相同。在一些大型演唱会现场，四面八方都会布置很多音响，如果因为声音的传播速度不同导致声画不同步，对人的体验就会造成很大的影响，这时候就需要用到延时器了，那么延时器是如何工作的呢?今天我们就一起来了解一下。

　　延时器工作原理

　　延时器是指用在音响系统中的一种音频处理设备，延时器可以把通过它的音频信号进行延时处理，所以也有人叫它：延迟器。音响延时器一般用在一些声场空间较大、需多组音箱扩声的系统中。因为在这样的系统中声音由不同位置的音箱发出后，到达听者的耳朵时是有先后之分的，所以为了保证声像的一致性、增加声音的可读性、避免声音的浑浊感和拖尾声，我们有必要使用延时器进行相关处理。

　　要了解延时器的工作原理，首先我们要先了解一些声学原理。

　　1、声音的产生：

　　声音是由振动产生的，然后通过媒质(空气、液体、固体)传播的，人耳接收到声音信号后再通过大脑的处理，我们就听到了声音。

　　2、声音的速度

　　1)声音在空气中传播的速度是每秒340米左右。在空气中，温度会影响声音传送的速度，温度越高，声速就越快。温度每升高1℃，声速每秒就增快 0.6米。比如，在0℃时，声速是 331米/秒，而在 15℃时，声速=331+0.6 ×15=340米/秒。一般我们就是以 340米/秒作为声音在空气中的标准传播速度。

　　2)声音在液体中传播的速度比空气中快，不同的液体传播声音的速度也不同，声音在水中的传播速度是大约1450米/秒。当人走到河边，河边的鱼一听到人的脚步声就会立即游开，这也从侧面证明了水是能传播声音的。

　　3)声音在固体中传播的速度比空气中和液体中都要快，比如在钢铁中声音传播速度可高达5000米/秒。原因是音速与物体分子的密度有关系，密度大的物体，分子间的距离比较小，相互作用很强，因此传播的速度快，损耗小。密度小的物体，分子间距离大，相互作用弱，声音在其中传播的速度就较慢，而且损耗也大。

　　3、声音的掩蔽效应

　　1)声音响度大的掩蔽小的。一个声音比另一个声音大20dB时，就可以完全掩蔽它。

　　2)在同样响度时，中频声音掩蔽高频和低频，因为人耳对中频听觉较灵敏。

　　高音频率掩蔽低频声音，因为高音音色有突出感，容易掩蔽低音。同一个声场内，两只参数相同的音箱，在所使用的音源一致、声压级一致的情况下，离我们距离近的那只音箱的声音会掩蔽离我们距离远的那只音箱的声音。

　　延时器的应用

　　延时器的功能很强大，不仅仅局限于对声音信号进行延时处理，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

　　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。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。

　　2、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。