【技術分享】壓限器的前世今生-專業音視頻解決方案-華匯音響

2010年的刘若英演唱会

2018年林俊傑演唱會

這兩張明星演唱會的圖片，大家可以看到劉若英演唱會（圖一）上用的是兩張模擬調音臺外加一堆周邊設備，而林俊傑演唱會（圖二）則只剩下了一張數字調音臺和一臺筆記本電腦。

這就是一個明顯的從“模擬時代”到“數字時代”的變化對比圖，那麽從最初擁有諸多周邊設備的“模擬時代”到現在的“數字時代”到底經歷了些什麽？

現在我們就來給大家簡單介紹一下一些調音臺模擬周邊設備的發展歷程。

首先來看一下在周邊設備當中非常重要的一個設備種類---壓限器（準確的來說，應該分為壓縮器和限制器）

壓限器

從某個角度來看，壓縮器的壓縮比在增大到一定程度的時候就可以按照限制器來看待，而壓縮比無限大時，就是限制器了。

壓限器是一個放大器，其重要的作用是隨著其輸入信號增大，而本身增益減小。

這裏面就涉及到了一個非常重要的問題：壓縮器到底什麽時候工作，什麽時候不工作？而它工作或者不工作取決於誰？

答案就是：壓縮器工作時間受壓限器的設計和使用的人員影響，而是否工作則取決於閾值（Threshold）的設置。在壓縮器中，如果聲音信號的大小(聲音電平)超過了設定的閾值，則會被壓縮器處理，反之則不會被處理。

舉例來說，當你的閾值設置在-20dB的時候，任何能量低於-20dB的信號都不會被進行任何的處理，而高於-20dB能量的部分，將會被做壓縮處理。

而在上文中我們提到了壓縮器的比值，這一比值則說明了信號會被如何進行處理，舉例來說：

在壓縮器比值為1：1的時候，意味著並不會對信號做任何實質上的壓縮處理；

在壓縮器比值為2：1的時候，任何超過閾值部分的能量，都會被按照2：1的比例壓縮輸出（假設超過閾值部分的能量有2dB，那麽輸出將會是1dB）；

在壓縮器比值為8：1的時候，任何超過閾值部分的能量，都會被按照8：1的比例壓縮輸出（假設超過閾值部分的能量有8dB，那麽輸出將會是1dB）；

在閾值變為∞：1，則壓縮器表現為限制器。

所以，壓縮器本質上只要不到∞：1的壓縮比，在輸出上依舊會隨著輸入信號的增大而增大，只不過增大的量是被按照壓縮比減小了。

如果按照閾值設置為-20dB，壓縮比設置為4：1，一個輸入信號為-16dB的信號，輸出信號則為-19dB；如果閾值不變，壓縮比變為2：1，則輸出信號為-18dB。

在這裏，我們需要先停一下，來聊一聊為什麽會有壓縮器這個東西出現：

壓縮器最早出現在30-40年代，起初也只是為了在轉播體育賽事時防止信號過載失真的電子管限制器（限制器的最原始定義）。第一款用於音頻領域的壓縮器是西電公司生產的Western Electric110A program amplifer，緊接著該產品的Fairchild 660型號被發明出來。

上圖為Western Electric110A program amplifier

上圖為Fairchild 660

所以說，壓限器從一開始發明出來就是為了保護設備的。時至今日，保護設備仍舊是壓限器的一個非常重要的功能。

但大家要註意的是，壓縮器與限制器最大的區別。壓縮器超過閾值後，依然會增加輸出，而限制器的門限值將會讓輸出不再增加，如果我們用一個正弦波來做例子，壓縮器與限制器的對比為下圖：

原始波形

壓縮器

限制器

由此可見，由於壓縮器不能夠完全限制信號的最大輸出，所以依舊有可能在使用不當的時候對設備造成損害。而限制器則有可能在某些情況下將信號變為近似於方波的輸出（尤其是現代的某些電子樂），從而對設備造成不可避免的損傷。

因此，壓限器對於設備的保護也不是萬能的，並不是說有了壓限器就可以隨便輸入信號，隨意使用設備。而是需要在一定條件下，正確地使用壓限器。

專業音視頻解決方案-華匯音響