Equalizer 等化器/均衡器___

回答很多人在問的 Equalizer。 Equalizer ( 等化器、均衡器 )，這個電子產品是一個包含了大量的R、C、L電路的元件。大家都會使用它， 它的產生是因為早期兩端電話通訊時的頻率補償用。又被應用到電影工業去美化聲音，之後又被應用到 樂器擴大器上去調整喇叭放送出來的損耗，然後人們開始感覺這樣的高低音域電平增加或減少是無法修正 到真正的頻點，漸而一個樂理上8度音的對應調電路產生，能應用到頻率時間曲線的調整了， 針對一個音程裡的倍頻點，可以去補償與衰減，在聆聽上，馬上可以得到即時的修正，簡單的說就是在 調整聲音的感覺，這種過程大半的人是採用感覺的方式或藉由儀器來相互比對，如同你在調音台上調轉 那些參數EQ的數據與位置就是依你的聽覺與經驗去來得到滿意的結果，這樣的行為與認同都已行之多年 了，現在又有一些隨手的視覺儀器或軟體能幫你能清楚的調整行為倒底影響了你的聲音多少程度。 _

Equalizer 的介紹各位肯定看過很多了，Internet 上的 EQ 資料大半寫的都是…那麼一回事，也就是你 須要再深入時，就要給錢了，尤其是計算方面，求知這方面老外是很會坑錢的。在我的文章裡也都提過 一些有關 EQ 初入門的事，如今再寫上這一篇除了回答各方同好的來信，另外就是希望各位能再更清楚 的瞭解等化器的物理與樂理的關係，因為當你知道了，以後就不會再被誤導與大概了。 從我以前的文章介紹樂理與物理的對應上我們差不多可以知道這音程 ( Octave ) 就是在說聲音原始的 頻率或是第一泛音 ( Fundamental Frequency ) 與它的倍頻或是第二泛音或是和諧音高 ( Second Harmonic ) 之間的一個比例，在電氣物理上，我們可以定義它是任兩頻率間的一個比例。40 是 20 的兩倍，20 Hz 到 40 Hz 在樂理上是一個 8 度音，一個音程，20Hz~20KHz 有 10 個音程之多。 一般的文章也是寫得讓初學者昏沉沉的不知方向，我們不用去逐一的解釋，再這樣的寫法又是同樣 了無生趣，各位想想，自你開始去工作音響的事件，你每次接觸 EQ，漸而久之，你背下來了， 你可以很熟悉的大膽的告訴人家 1/3 音程由 16 或 20 Hz 到 16 KHz 或 20 KHz 你都背得出來， 很不錯哦，是死背吧，那麼你能回答我一下，它是怎麼算出來的？1/3、2/3、1/6、1/12 oct，這下子 不就糗了！如果你站在台子上做事，你的晚輩突然問你這些是怎麼由來的，你怎麼辦？告訴他就是 這麼的調上調下使用，反正不就是 EQ 嘛！很難過哦，你會發現與你工作息息相關的東西，你怎麼突然 陌生了起來了！看完這篇吧。Oct = Octave ( 音程 )， 1個音程(八度音)，20 到 40 就是一個音程，20 到 80 就有兩個音程，繁雜的過程我們不用逐一的介紹， 就取大家常用的 EQ，1/3、2/3 OCT 的 Equalizer 來說明， 1/3Oct，1/3 之意就是把一個音程分成 3 等份，例如 20 與 40 之間等於必須有兩段頻率來區分這 3 等份，20~25、25~31.5、31.5~40。 那 25 與 31.5 是怎來的？由於泛音(諧頻)的原因，這些數據都是相似值，而不是精確值，你問為什麼， 那就是回到了樂理上，有一點樂理概念的人從 CDEFGAB / 1234567，這些全音裡， 3，4 ( EF ) 與 7，1 ( BC ) 之間都是半音，這些合諧的音高，我們的聲頻如何整除？ 從人耳可以辨別的頻寬 20 Hz~20 KHz，有 10 個音程區分成 30 格來調整一般我們想要的聲頻改變已是 足足有餘了。 _

圖 E-1 1/3Oct 頻段分配顯示

圖 E-1 就是1/3Oct 頻段的排列，求出它們之間的等差是利用開立方根來取得的，1/3 音程計算式子:

f = Frequency ( 頻率 )。f1 = 第一個頻率。f2 = 第二個頻率。從 20 Hz 算起時，

如此我們就可以得到在1/3Oct 格式下，20 Hz 的下一個頻段是 25 Hz，那麼 25 Hz 的下一個呢？ 依此法再繼續算下去:

f2 = 31.49 = 31.5 Hz，有時你會遇到標示的是 32 Hz，那是設計者採用 25.198 去求出電阻電容電感， 數值將會是 31.747…，4 捨 5 入成為 32 Hz的，這些差微就有不同的寫法，在此說明。

圖 E-2 2/3Oct 頻段分配顯示

另外你還會遇到所謂 15 段的 EQ，這種規格稱為 2/3Oct，就是兩個音程裡分成 3 等份，例如 20 與 80 之間等於必須有兩段頻率來區分這 3 等份，由於只要 15 段來調整。所以廠家會把那最低或最高的頻段 拿掉，有的會從 25 Hz 排起，有的會從 31.5 排起，這些的排列並不會影響我們去調整時的不足。 剛才我們已經提到了兩個音程裡分成 3 等份，如 25~100 Hz，是兩個音程，那麼 100 是 25 的 4 倍， 所以式子將會寫成:

以 25 Hz 排起，那麼結果將會 :

25 Hz 的下一個頻率是 40 Hz，然後以 40 Hz 再去帶出 63 Hz，最後將會是100 Hz 這兩音程間的頻段， 同樣的你不可能去標示那 101 Hz，你可以瞭解到的這近似值，廠家是會以最相近的數據來帶近去 計算的，因此 100 Hz 的結果肯定是以 63.4 來取得的，這樣的說明各位看倌應該瞭解吧。 還有，很多人會認為使用 2/3Oct 是很低階不夠水平的表現，在這裡有這種觀念的可能要更正哦， 1/3 與 2/3 的差別主要述說的主題不一樣，2/3 的變更一次就影響到兩個音程，可以更快速的達到想要 的感覺，它通常被配置在樂器擴大器上，有 Bass、Guitar、Keyboard amp 這方面的設備，你都看得到 2/3Oct 的架構，還有 Power Mixer 上也常常看到。經濟一點的就是配置 an Octave 一個音程， 這個式子就更簡單，各位自行運算即可。 f2 = 2f1，就這麼的簡單，廠家有時是配置 10 段或 12 給使用者，以前面的式子，你可以算出每一段都是 一個音程。再來就是 1/3Oct 以後的 EQ，有 1/6、1/12、1/24Oct 的調整，1/6 等於是 60 段的調整， 在一般類比的設備上是看不見的，這些多段數的 Equalizer 幾乎是在數位架構的 Equalizer 上面才接觸 得到，1/6 等於一個音程要分成 6 等份，因此你要開 6 的方根。 1/12Oct 就是開 12 的方根…….就是這麼簡單，解開一個疑問之後，其他的結自然就跟著解開了。 這些多頻段調整的 Equalizer 用在什麼地方？在數位處理上被利用來消弭突出的頻點，稱為 FBD， ( FeedBack Destroyer )。 一般的設備都是提供 1/6、1/12 的選擇，這樣高達 120 段的調整，可以讓一些衰減掉的頻段不會影響 其他的頻域，然後突出的頻率也消弭了，1/24Oct 用在儀測方面的使用最多，以頻譜分析設備最多， 現在的運用已經幾乎是電腦軟體的天下了，就用 SIA-Smaart Live 而言，它建立了 1/24Oct 的頻譜， 這些視覺觀察主要是在瞭解設備的諧波失真，這樣的量測可以在製作喇叭的被動分音網路 ( Network )， 避免掉網路交錯的諧頻干擾，1/24Oct 在視覺上已經趨近於線性了，再往上發展就成為 Line View， 或者是 Log 的觀察，這些運用在儀測上是比較多的。 _

圖 E-3 1/3Oct ( 橙色 ) 與 2/3Oct ( 藍色 ) 有效斜率影響值對照

圖 E-4 使用1/24Oct 可以來觀察系統組合或電路的諧波失真

圖 E-3 是 1/3Oct 與 2/3Oct 影響的斜率比，圖 E-4 是利用 1/24Oct 去觀察頻率的一些諧頻，在樂理上 我們稱為合音，在電器校準上，那是不允許的，一台標準的機器， 一套標準的系統是不允許這樣的狀況出現的。 看完上述到目前為止，你已經知道怎麼去計算 EQ 的頻段，也知道它們的意義。 那麼我們就繼續哦，接下來要談的是 Q 值，什麼是 Q 值？ Q = Quality Factor ( 質量系數 )，是一個音程調整的有效影響斜率是多少呢？它被人們統稱 Q 值， 這段文章，我就不再寫了，因為混音器第一篇已經有說到了，這裡要說的是計算 Q 值的一個簡單式子， 每一種格式的 EQ 它們的 Q 值影響斜率是固定的，如 1/3 與 2/3 ( 圖 E-3 )，這個斜率的計算是如此的， Q = fc ÷ B B = Bandwidth ( 頻寬 )，頻寬就是最低與最高所能通過的頻率，然後你去觀察它們的高低極端的截止 滾降位置，所能允許的誤差為正負 3 dB。 圖 5 是一個等化器的頻率響應，我們要知道它的頻寬就是觀看他的極頻在那邊截止，這結果是它的 _

圖 -5 頻率響應截止滾降位置示意圖.

20 Hz 與 20 KHz 都在 +-3 dB 的滾降範圍內，那麼這台 EQ 的頻寬就是 : B = f2-f1 B = 20000 Hz-20 Hz B = 19980 Hz B = 19 KHz，相當於20 KHz / +- 3 dB， 好，知道了計算 Q 值所須要的第一要素頻寬，第二要素就是中間頻率 ( fc )， fc = Center Frequency ( 中間頻率 ) fc = √ [ f1 ( f2 ) ] 所以在任兩頻率裡面你都可以去求出它們的中間頻率，就可以對應到它們的 Q 值斜率影響值。 1/3Oct 的 Q 值是多少？ Q = fc ÷ B B = Bandwidth ( 頻寬 ) B = f2-f1 我們以任一音程解釋，就以 20、25、31.5 Hz 之間的 Q 系數來驗算，在 Q 值的計算上，須要準確的 數據結果，你就必須把小數點儘量列出來，以 20 Hz 來求出的 25 Hz 實際的數據是 25.198421， 因此我們取小數兩位開始以下的驗算: B = 25.19 - 20 B = 5.19 fc = Center Frequency ( 中間頻率 ) fc = √ [ f1 ( f2 ) ], fc = √f1 x f2 fc = √20 x 25.19 fc = √503.8 fc = 22.44 Q = 22.4 ÷ 5.19 Q = 4.32 在一般的 Q 值它們會只寫 4. 3 小數點後 1位，我們繼續驗算 25 與 31. 5 之間的 Q 值否一樣。 B = 31.73 - 25.19 B = 6.54 fc = √25.19 x 31.73 fc = √799.27 fc = 28.27 Q = 28.27÷6.54 Q = 4.32 在 1/3Oct 一個音程內的驗算所可以知道調整任一頻段的 Q 值都是一樣的，這個數據的表現就是說明 調整任一頻段時的斜率影響值，原則上這些Q值的數據也是近似值。 然後以這個計算方式我們可以得到一個Q值明細表: _

在這個 Q 值表整理出來後，你會發現愈多的音程頻段調整，它們的 Q 值數值愈 高，也就是滾降的曲線愈陡直，影響到旁邊的頻率就愈少，在數位的調音台， 所使用的參數 EQ 以及類比的參數 EQ 設備，它們所設計的優點就是可以改變 Q 值來影響某一調整頻率的多寡。 在這方面數位的結構就勝過類比多多，它們幾乎都可以從 0.1~10.0 的 Q 值 調整，相當於 1Oct ~ 1/8Oct，範圍非常的細，Behringer DEQ-2496，或是迴授 抑制設備，它們甚至可以選擇到 1/10 或是 1/12Oct，這些都是拜賜科技的進步， 現在大家才可以享用得到，參數型 EQ 通常落得一些專家們手裡喜愛的工具， 因為調整的活化性，所以造價都不低，現今的 Equalizer 由於已經是一個定型的 設備，為了能夠在銷售上有比較好的機會，廠家現在都會在 EQ 上頭增加 Limiter、Comp、或是 Noise Gate，或是簡單的迴授抓取功能，這樣的行為， 為的就是增加賣點。 在最後這一段的結尾裡，我們再回想整理一下，Equalizer 的設計提供了使用者 可以方便的調整一個音程裡的均分頻段，樂理的一個音程等於是電器物理的 兩倍頻。 任何一種格式音程的 Equalizer 都有一個固定的 Q 值系數。 Q 值的數據意思，就是調整任一頻段增減值，它的滾降/升斜率的影響值。 計算 Q 值的條件有兩項，一為中間頻率 ( fc )，二為頻寬 ( BW ) 簡寫 B.。 使用 EQ 調整聲音是大家習慣的一件事情，就我個人的經驗，當你的聲音年齡 成長後，你將不太會再去調整 EQ 這個行為的，別誤會哦，並不是不調整 EQ 就是高水平的，這是因為現今的喇叭處理器內部已把勝過 EQ 太多的功能配置 在裡面，然後廠家都已經調整到一個相當的程度標準，真的與現場有出入， 那麼在處理器上修飾就可以補償回來，因此這現場的聲音條件在正常的條件下， 調音台通道上的 PEQ 隨著我們在整理樂器聲音時就已經適應音場一次了， 這個過程就已經足以讓我們離迴授因素很遠了，所以 Main EQ 我們就可以備而 不用，但是請不要拿掉它，因為這是系統建立的一個安全的基本環節。 這篇 Equalizer 的淺介入門，各位看完之後肯定對這個工具有進一步的認識， 在往後的使用上與購買 EQ 時，都能夠更清楚的瞭解要怎麼的使用它了。Soddy