5.2.6 重放均衡

5.2.6.1 出现电气录音技术后, 均衡不仅成为可能, 也成为必需。录音中 的均衡处理要在录音之前提升或衰减信号的某个频率, 重放时再 反向衰减或提升。这在电气录音上成为可能是因为录音和重放系 统如今引入了电路技术, 而电路技术实现了一个在声学的录音过 程中无法实现的过程。均衡成为必需是因为声音在唱片中展现的 方式无法实现电子技术达到的动态范围或频率响应。

5.2.6.2 声音录制到唱片上的方式有两种: “恒定速度” 或“恒定振幅”。 唱片的恒定速度是指不管频率如何, 唱针的横向速度保持不变。 理想的声学唱片录音会在其整个可录范围内展现恒定速度的特 性。恒定速度表明信号的振幅峰值与频率成反比, 这意味着高频 率记录为低振幅, 低频率记录为相对高的振幅。振幅之间的差异 可以非常显著。以跨8 个八度为例, 最低频率和最高频率的振幅 比为 256 ∶ 1。对低频率并不适宜采用恒定速度, 因为声槽的偏 移会过大, 由此会减少可用的录制空间, 或造成音轨间出现串轨 现象。

5.2.6.3 恒定振幅则是指不论频率如何, 振幅保持不变。恒定振幅主要适 合低频率而不适合较高的频率, 因为录制唱针或重放唱针的横向 速度会因为太快而造成变调。为了克服这两种方法造成的困境, 唱片制造商录制电子唱片时, 对低频采用或多或少的恒定振幅, 对高频则采用恒定速度。两者之间的切换点称为低频分频点(见 表1)。

5.2.6.4 随着录音技术的进步, 以及越来越高的频率能够得以捕获, 这些 更高的频率在唱片上形成了相应较小的振幅。由于这些高频部分 的振幅极小, 因此这些高频信号与盘面不规则度的比例近乎相 等。这意味着极高频从振幅上相当于有害的表面噪声, 也被称为 弱信噪比。为了克服这一问题, 唱片制造商开始提升高频信号, 因此这些极高频即便不能完全达到恒定振幅录音但起码也能够基 本达到。高频从恒定速度切换到恒定振幅的点被称为高频滚降分 频点(见表1)。这种高频均衡的功能是改进信噪比, 通常在录 音中被称为预加重, 在重放中被称为去加重。

5.2.6.5 常用的动圈式唱头或动磁式唱头都是速度传感器, 如若需要, 它 们的输出可以直接输入标准的前置放大器中。压电重放系统和光 学重放系统都是振幅传感器。在这些情况下, 应当采用常见的斜 率为每倍频程 6 dB 的均衡处理, 因为恒定速度和恒定振幅录音 之间的差别为每倍频程 6 dB。

5.2.6.6 所谓“声学的” (纯机械刻纹) 唱片在录制时没有刻意而为的均 衡处理(尽管确有工程师会调整部分录音路径), 因此, 声学录 音唱片的频谱会展现出共振波峰和相应的波谷。不可能运用标准 均衡来补偿声学录制过程, 因为在不同录音之间, 甚至同一录制 过程中的录音之间, 录音喇叭和唱针振膜的共振都不同, 更不用 说其他机械阻尼效应。这种情况下, 应以“平直” 的形式重放 录音(即不作均衡处理), 转录完成后再进行均衡。

5.2.6.7 对于“电气的” (电驱动刻纹) 录音来说, 有必要决定是重放时 就使用均衡曲线还是以平直的方式转录。若知道准确的曲线, 可 以在制作录音副本前在前置放大器处进行均衡处理, 或在制作平 直录音副本后进行数字均衡处理。若对恰当的均衡曲线仍存疑, 则应平直转录。只要过程被完整地记录下来, 而且平直转录录音 保留为存档母版文件, 那么后续制作的数字版本可以采用任何听 起来合适的曲线。无论均衡处理是否在初期转录期间进行, 模拟 信号链(从唱针到模数转换器) 中的噪声和失真都控制在最小 才是关键。

5.2.6.8 值得指出的是, 平直转录的录音所需的动态余量比采用了均衡曲 线的转录录音多 20 dB 左右。然而, 由于 24 bit 的数模转换器所 具备的动态范围大于原始录音的动态范围, 多出的 20 dB 的余量 就可以被容纳了。

5.2.6.9 除了上文所述动态范围的局限, 转录电气录制的唱片时不进行去 加重的一个缺点是, 对唱针的选择最初是通过人耳聆听来评估每 个唱针的有效性的, 而在聆听未经过均衡处理的音频的同时理性 地评估不同唱针的效果, 虽并非不可能, 却更为困难。有些档案 馆采取的方式是对某一特定类型的所有录音都采用一个标准曲线 或本馆专有的曲线, 以此选择唱针和进行其他调整, 继而同时产 生平直的和均衡处理的音频数字副本。鉴于并不总能知道准确的 均衡, 平直的副本因具有能让未来使用人员按要求进行均衡处 理的优势, 是人们更愿选用的方式。

5.2.6.10 用于去除可闻喀啦声、咝咝声等声音的降噪工具, 在采用均衡 曲线处理前使用是否比在处理后使用更为有效这一问题上有些 争议。答案很可能根据工具的具体选择和所应用工作的性质而 有所不同, 而且由于工具在不断改良, 因此无论如何都会受到 变化的影响。这个问题最重要的一点是, 降噪设备, 甚至无用 户设定参数的全自动工具, 最终都会用到主观和不可逆的处理 方法, 因此不应用于创建存档母版文件。

5.2.6.11 必须对所有做出的决策进行完整记录, 包括设备、唱针、唱臂 和均衡曲线(或不采用均衡曲线) 的选择, 并以元数据的形式 加以维护。

5.2.6.12 下面列出主要的重放均衡曲线。

分类 低频分频点 高频滚降分频点
(每倍频程-6 dB,
除有标记处)
滚降@10 kHz
声学录音 0   0 dB
Brunswick 唱片 500 Hz (NAB)   0 dB
凯必多唱片 (1942) 400 Hz (AES) 2500 Hz -12 dB
哥伦比亚唱片 (1925) 200 Hz (250) †5500 Hz (5200) -7 dB (-8.5)
哥伦比亚唱片 (1938) 300 Hz (250) 1590 Hz -16 dB
哥伦比亚唱片 (Eng.) 250 Hz   0 dB
迪卡唱片 (1934) 400 Hz (AES) 2500 Hz -12 dB
迪卡唱片全频带录音 (1949) 250 Hz 3000 Hz* -5 dB
早期78 转唱片(20 世纪30 年代
中期)
500 Hz (NAB)   0 dB
百代唱片 (1931) 250 Hz   0 dB
HMV 唱片 (1931) 250 Hz   0 dB
伦敦唱片全频带录音 (1949) 250 Hz 3000 Hz* -5 dB
水星唱片 400 Hz (AES) 2500 Hz -12 dB
米高梅唱片 500 Hz (RIAA) 2500 Hz -12 dB
Parlophone 唱片 500 Hz (NAB)   0 dB
胜利唱片 (1925) 200–500 Hz †5500 Hz (5200) -7 dB (-8.5)
胜利唱片 (1938–47) 500 Hz (NAB) †5500 Hz (5200) -7 dB (-8.5)
胜利唱片 (1947–52) 500 Hz (NAB) 2120 Hz -12 dB

注: ∗ 斜率为每倍频程3dB。不宜在这些有标注的频率上采用每倍频程6 bB 的斜率, 因为即 使可以在10 kHz 处调整出正确的读数, 滚降也会发生在错误的频率处(如6800Hz), 并且在所有 其他频率处也都不正确。
† 这仅是获得更自然的声音所推荐的滚降分频点。过于显著的高频成分很可能是由于麦克风的 共振峰导致, 而非录音特性导致。

表1 电子录制粗纹 (78rpm) 唱片均衡表

 


① “平直的” 通常用于指速度型唱头未做均衡处理的输出。

② 参考文献: Heinz O. Graumann, Schallplatten - Schneidkennlinien und ihre Entzerrung,(Gramophone Disc-Recording Characteristics and their Equalizations) Funkschau 1958/Heft 15/705-707. 此表并未包含所有曾使用的曲线, 其他一些有争议的文献来源对所列的部分曲
线在描述上有些许不同。此领域的研究仍在继续, 读者可以再与其他成果对比, 如Powell & Stehle, 1993 或Copeland, 2008 等。
③ “分频点” 和“滚降” 定义见5.3 节表2、表3。