混响音效调试

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TOC \o "1-2" \h \u  HYPERLINK \l _Toc26746 一、基础调试  PAGEREF _Toc26746 1
 HYPERLINK \l _Toc10671 1.1 MIC IN 测试  PAGEREF _Toc10671 2
 HYPERLINK \l _Toc10674 1.2 DAC OUT 测试  PAGEREF _Toc10674 5
 HYPERLINK \l _Toc17591 1.3 PA OUT测试  PAGEREF _Toc17591 6
 HYPERLINK \l _Toc12462 1.4 底噪测试  PAGEREF _Toc12462 6
 HYPERLINK \l _Toc19236 1.5 混响调试跟踪表  PAGEREF _Toc19236 7
 HYPERLINK \l _Toc24672 二、啸叫调试  PAGEREF _Toc24672 12
 HYPERLINK \l _Toc13257 三、如何正确加大音量  PAGEREF _Toc13257 16
 HYPERLINK \l _Toc32101 四、 Echo参数说明  PAGEREF _Toc32101 17
 HYPERLINK \l _Toc7546 五、 PlateReverb参数说明  PAGEREF _Toc7546 19
 HYPERLINK \l _Toc11566 六、 利用Audition工具辅助调试  PAGEREF _Toc11566 23
 HYPERLINK \l _Toc14890 七、 混响调试流程  PAGEREF _Toc14890 25


一、基础调试

在调试效果之前，需要先确认基础指标的正确性，至少需要先确保MIC IN、DAC OUT、PA OUT均不失真。按照 HYPERLINK "https://192.168.8.109/department6/files/%E9%9F%B3%E6%95%88%E8%B0%83%E8%AF%95" 混响调试跟踪表，仔细测试每个模块的指标，来确保基础指标的正确性。

1.1MIC IN 测试

不同系列，ADC输入范围有所差异，具体根据芯片使用手册进行调整。以下调试以AC695N/AC696N系列芯片为例。AC695N/AC696N系列 MIC使用的ADC输入幅度要求在0.68Vpp(峰值绝对值最高0.34V)以内，当峰值绝对值超过0.34V，ADC采集不到准确的数据。所以要保证喊麦最大信号的正负峰值，输入到芯片MIC脚均不超过0.34V，防止信号削顶失真，导致喊话破音。
可通过在芯片MIC脚前级预留串联电阻衰减输入信号，确保ADC输入信号在正常范围。
下图为麦克风输入电路参考原理图，左边为电容麦（需外部供电）、右边为动圈麦（无需供电）：

1.1.1确认MIC偏置电压

不同MIC的正常电压工作范围有差异，因此，需参考MIC的数据手册，可以通过软件调整MIC_BIAS偏置电阻大小，保证MIC工作在正常供电电压范围。如有对比参考样机，工作电压尽量调成和参考样机一致。动圈麦无需供电，可忽略本步骤。

1.1.2确定MIC的输入电压电阻

通过调整MIC的串联电阻，尽可能的在不失真的情况下采集到的大的MIC输入信号。

步骤1 准备一台样机，在分压电阻电阻为0Ω，ADC增益为0dB的条件下（建议整机状态下，非整机状态麦克风收到的声音可能会偏大）。用示波器连接样机的地和MICIN脚

步骤2 用正常使用的距离对着麦克风用最大力度喊话，观察示波器的波形范围，如果波形峰值在±0.34V（最好保留-3dB余量，即保证信号在±0.24V）范围以内则不需要分压电阻分压，否则需要进一步测试选定分压电阻。
示波器调整为边沿触发模式，斜率为上升，调整触发电平为0.34V左右，单次触发模式,时间调整为100ms。用正常使用的距离对着麦克风用最大力度喊话，观察示波器触发波形的峰值。
根据麦克风的最大输出幅度，确认衰减电阻阻值，保证麦克风最大信号输出时，进入到芯片ADC时正负峰值信号小于0.34V。
如下图，需要进一步调整分压电阻阻值：

如下图，峰值绝对值小于0.34V，不需要分压电阻分压：

步骤3 使用喊话的方式确定分压电阻阻值后，还需要使用AP（音配分析仪器），断开麦克风硬件连接，模拟输出1K正弦波信号，正弦波信号峰值幅度设为步骤2确定的MIC最大输出峰值，代替原麦克风信号。软件上开启MIC功能，ADC增益为0dB，音量等级调整到30，音效配置工具中只留一路原声通路，其他效果全部bypass。bypass的意思是不经过算法处理，数据原路通过。

观察芯片DAC输出是否出现失真，若出现失真，需要重复以上步骤继续调整电阻阻值。

注： 如果在已经装好整机情况下，硬件模块不能改动，且超过ADC的范围，这种情况是没有办法通过软件调整的，ADC没有负增益。如果是采集回来的MIC信号过下，可以通过ADC的增益进行方法，不过经过衰减又放大后，信号的信噪比会大一些。
1.1.3通过软件开启指示器查看数据是否饱和
在上述测试都完成后，可以使用程序内部的能量监视功能，通过串口打印观察，确保最大音量喊话时ADC采集到的数据没有饱和失真。

注：指示器同样可以监视是否某个模块经运算后数据处于饱和，例如各EQ节点总增益增大后，是否会出现饱和。

1.2DAC OUT 测试

例如下图：测量 MIC->DAC->PA 的频响曲线，可以看出对应100Hz以下，响应不太好，对于8K以上，响应过高。

1.3PA OUT测试

例如下图：可以看见该功放对于5K以上的频率失真率是比较严重的，需要调整功放EQ。

1.4 底噪测试

进行底噪测试，主要是需要知道噪声的主要来源，逐个定位解决问题。

定位底噪主要来源于芯片端还是功放端（1）断开芯片端和功放端的硬件连接，将功放输入电容接地，测试功放端的底噪水平，确认功放是否本体噪声偏大。（2）断开芯片端和功放端的硬件连接，按照常规音频测试方法，测试芯片端DAC OUT的NoiseFloor，确保底噪水平跟数据手册NoiseFloor指标一致

定位芯片端底噪来源与输入还是输出通过清0和不清0输入端MIC IN的数据，对比DAC OUT的NoiseFloor水平，参考芯片数据手册，可以得出输入端MIC IN引入的底噪，还是输出端DAC OUT引入底噪。

硬件方面优化：
（1）如果定位到芯片DAC OUT的底噪水平明显大于参考值，查看PCB硬件设计是否存在明显异常：
是否有分模拟数字地，尝试更改模拟数字地的短接点位置
芯片各电源纹波是否异常，各电源的退耦电容地回流到主控数字地回路是否完整
MIC输入和DAC输出是否受到其他高频数字信号干扰，设计时尽量避免靠近扫频推灯信号、功放升压电感等
2. 如果定位到功放底噪异常，请查看功放电路有无异常，严格参考功放数据手册的要求对器件及参数进行选型，特别是带升压的功放，为了EMI的效果，SW走线尽量粗短，并大面积包地，升压电感远离音频输入。 软件方面优化：
（1）参考1.1 MIC IN 测试章节，保证MIC输入到芯片端的信号，是最大不失真的。减少内部的PGA放大和数字放大带来的底噪抬升（2）输入端添加NoiseGate，优化没有有效信号时候的底噪（3）输出端添加AutoMute，没有有效信号的时候，Mute住后级功放，优化底噪（4）保证输出功率不变的前提下，适当调制DAC输出增益和功放增益，找到底噪最小的折中参数

1.5 混响调试跟踪表

章节1.2~1.4简洁描述了测试这些的意思，下面描述如何测试：

输入调试：
麦克风的供电电压：测量MIC_BIAS电压。
麦克风的最大输出幅度：这个是测量未经过电容电阻衰减后的信号。测量的时候要去掉电容电阻。

串联电阻阻值：最终确定的分压电阻阻值
MICIN输入脚最大输入幅度：确定分压电阻阻值后，测量MIC_IN 叫的最大电压幅度。
MIC增益：若输入脚最大输入幅度偏下，适当加大MIC增益
频响曲线：测量整个回路的频响曲线，如果扬声器无法表现低频，则可以在输入端进行合适的过滤，否则，则应该尽量还原低频信号。
如果不确定电容大小，默认优先选择大电容，比如106。
输出调试：

在测试的时候使用AP仪器 扫幅测试 和 扫频测试。

蓝牙模式下DAC端，断开功放：AP连接样机蓝牙，断开PA的输入，PA电源不断开。

喊话模式下MIC-DAC端，断开功放：AP输出正弦波信号到MIC，断开PA的输入，PA电源不断开，AP输入探头 单端接入DAC脚。

功放端：AP输出正弦波信号到PA的输入脚，AP输入探头 差分接入PA输出脚。

MIC-DAC-功放端：测量整个回路。

频响曲线，THD+N，放大倍数：

经过以上四项测试，通过扫幅和扫频测试可以确定功放的最大不失真幅度，配合前面输入调试的最大输入幅度会不会导致功放失真。同时通过频响曲线可以看出不同频率下的响应程度。
例如下图可以看出，在100Hz输出的就比较小，6k以上输出就变大了很多，说明对低频的响应不好，对高频响应较高。
信噪比 THD+N Ration 在10%以内都是属于正常范围。

底噪调试：

同样是使用AP测量，不需要灌入信号，输入探头接响应的输出端口，测量底噪范围，通过该项测试可以定位底噪主要的来源来自哪里。

输出级噪底幅值：

输出级噪底FFT频率分布范围：看FFT频率可以看出底噪的频率成分，可以通过压制该频率达到减少底噪。



二、啸叫调试

  移频和陷波 这两个模块处理的主要目标是处理明显的啸叫，两个模块处理过程需要启动时间，在启动时间内出现的嗡嗡高频尾音实际上也是啸叫的一种，这中尾音需要通过EQ来压制，调节两个模块无明显作用。
以下对两个模块的参数进行说明
移频：

注：需要勾选对应模块才会使能该模块功能
移频分为两种实现方式，一种是等比移频（pitch shift），一种是等距离移频（frequency shift）
pitch shift ratio：等比移频的参数，代表等比移频的比例，单位是万分之几。只有在use pitch shift勾上的时候有效，绝对值越大，防啸叫效果越好，不过移多了，会听出声音的变化。
线性移频是会将啸叫点的频点进行 加减 相应的数值，从而抑制啸叫。假设此时啸叫点是8K，frequency shift scale是-4，那么啸叫点会进行移频，最后会被移动到8K-4Hz频率。

frequency shift scale：线性移频的参数，代表线性移频移多少，单位是Hz。只有在use frequency shift勾上的时候有效。 绝对值越大，防啸叫效果越好。不过移多了，会听出声音的变化。
等比移频是会对啸叫点的频点按比例进行频移，例如啸叫点是8K，比例是-50，比例是-万分之50，就是-0.005，该点会被移动到8k-8k*0.005的位置。
3.use pitch shift 和 use frequency shift 分别代表 等比移频 跟 线性移频 的功能开关。 如果这2个开关一起开的话，pitch shift ratio跟frequency shift scale的符号要保持相反。 一般调试推荐用只用frequency shift模式，移频量加大可以进一步降低啸叫水平，但容易出现声音变调。 

注意：如K歌宝、扩音器等产品，因为被测试者自身声音掩盖，一般不容易察觉到声音变化，推荐一个人说，一个人听的方式评判 

陷波：
推荐默认参数为：
Q：2.0 //影响陷波器带宽
gain:-20 //影响陷波器压制程度
fade_time:10 //影响陷波器启动时间与释放时间的快慢
Threshold: 25 //影响啸叫频点的判定，越小越容易误检为啸叫频点参数含义：
Q：越小则防啸叫越好；但发生啸叫频点误检时Q值越小音质越差。
gain：压制程度越大，则防啸叫越好；但发生啸叫频点误检时压制程度越大音质越差。
fade_time: 越大，陷波器启动与释放越慢；越小则启动与释放越快，可能导致杂音出现并且音质变差
Threshold：啸叫频点判断阈值，越大越不容易检测为啸叫频点，导致防啸叫变差；越小越容易误检为啸叫频点，导致音质变差。 调试顺序先调压制程度，再调Q值，最后调阈值

陷波可以理解为自适应的EQ调节，它会检测到可能为啸叫的点，对该点的频段进行衰减，从而达到抑制啸叫的效果。（各参数意义参考EQ）
注意：啸叫抑制模块的gain压制越多，Q越小会容易出现说话过程中声音断续的问题

EQ压制啸叫：

以上两个模块处理过程需要启动时间，在启动时间内出现的嗡嗡高频尾音实际上也是啸叫的一种，这中尾音需要通过EQ来压制，调节两个模块无明显作用。
因为移频和陷波都是为了处理明显的啸叫情况，声音趋于单频的状态。一般轻微的反馈震荡，俗称尾音，推荐使用mic通路第一个EQ模块处理。推荐使用Band Pass类型的滤波器进行压制。为了不影响音质，推荐压制的增益不要过大，同时Q值减小扩大压制范围。调试过程中要在声音大小，质量和尾音程度之间折中，需要一边调一边听。
调试小提示:考虑到最终产品整机装配过程不同程度的差异性，从而啸叫的强度也会有所差异。所以调试过程，在不影响最终声音效果的情况下，使用EQ进行频点啸叫压制时，建议加多1到2dB的压制，Q值也稍微宽一点，使得最终产品的啸叫抑制效果一致性更加理想。
使用工具（Spectroid，安卓端APP，苹果端的还没有试过是否有这个程序）

适当增大任意一路EQ的总增益，目的是让啸叫发生。

打开软件，监测声音，发现啸叫点在400左右。

使用EQ压制400Hz频点，可以抑制啸叫。

三、如何正确加大音量

首先，对于声音大小需要排除一个误区：音量的大小正比于声音信号到峰值。 正确的来说声音的音量时正比于声音的平均能量而不是峰值。
所以当我们需要加大音量的时候不应该一味去加大一切可以加大的增益，例如ADC增益，数字增益，DAC增益。这样做的后果除了让信号失真更严重以外，并不会让声音大太多。 那么既然声音的音量时正比于声音的平均能量，而同时又为了不让信号在有限的数字范围内失真。我们就应该“削峰填谷”，也就是把信号的低水平部分放大，缩小信号的高水平部分，让信号的峰值平均化，再对信号进行整体放大才可以达到更加响亮且不是失真的效果。 这个“削峰填谷”的效果就是MIC通路最前面的DRC模块所实现的。具体的调试方法如下：
1 把DRC调成限幅器模式
 通过限幅器实现“削峰”，把超过-10dB的信号限制住，为后续放大留出余量。 注意：DRC里面的横轴是输入幅度，纵轴是输出幅度，他们的单位是dB。为了能表达更宽的dB范围，没有采用归一化的dB表示。转换到归一化的dB公式为： dBnormalize≈dBunnormalizae−90
2 调整DRC的输出增益（output_gain）为了不失真，一般输出增益不应该超过限幅器的限制幅度，例如上面把信号限制在-10dB，那么输出增益不应当超出10dB。同时信号是动态的，限幅器也有启动时间的延时，如果输出增益加上限制幅度非常接近0dB就会使得输出有可能部分失真。注意：DRC这种放大方法是通过加大低水平信号的方式加大整体音量，同时也会放大ADC底噪，所以必须按照 HYPERLINK "https://192.168.8.109/department6/html/Audio_Effect/MicEffect_UserManual.html" \l "11-%E8%BE%93%E5%85%A5%E8%B0%83%E8%AF%95" 输入调试的方法让输入信号处于最佳的幅度范围，让ADC的输入信噪比达到最高

四、 Echo参数说明

drygain: 干声增益，也成为原音增益，值得注意的是新音效调试工具的一路EQ也可以看作是一路原音，该路数据经过了EQ，而ECHO的drygain没有EQ，所以调节原音的时候最好调节带EQ的一路原音。
以下参数主要针对效果音：
decayval： 回声衰减系数，值越大，衰减越慢，回声持续实际越长。
delay: 回声反射间隔，实际有效最大值跟样机中申请的最大buf有关，如果超出了最大buf，那就保持buf支持的最大延时。
filt_enable： 回声是否低通，这个决定lpf_cutoff是否使能。
lpf_cutoff: 回声低通截止频率，频率越低，回声部分高频成分越少，回声整体能量也相应减小。
lpf_cutoff类似于EQ的低通滤波器，不过是衰减没有那么快，主要处理效果音那一块。

wetgain： 湿声增益

参数处理流程大致如下：

五、 PlateReverb参数说明

平板混响主要用于润色，丰富声音，使声音听起来好听。

dry_gain：原声（干声）增益，这里比较大，整体声音会比较有力
（0~200%） ，原音*dry_gain 系数 = dry数据
除plateReverb外，还有一路原音通路需要注意。

以下参数主要针对效果音：
wet_gain： 湿声增益，这里比较大，整体声音听起来会空间感会比较强。
（0~300%）经混响处理后效果声 * wet_gain系数 = wet数据

decayfactor: 衰减参数，越大保留越多，衰减越慢，持续时间越长
效果声 * decayfactor = decay数据。可以认为是效果声的衰减。

highfrequecydamping: 高频衰减系数， 越大高频衰减越快，越小，高频保留越多。这个值比较大的话，会减弱尾音中的高频部分，所以这个值变大听起来尾音衰减也会变快。增加damping会产生更"柔和"的效果。混响不会积聚太多，高频衰减速度比低频快。模拟混响中高频的吸收。
（0~100%）。假设此时MIC采样率44.1K，有效采用信息在22K内，那么衰减的位置会选择在 22K -（1-系数 ）* 22K，衰减的速度较缓。

highcutoff: 湿声部分的初始低通滤波。这个值比较大，效果音听起来会比较明亮。

predelay： 干声跟湿声之间的延时。 如果希望干声跟湿声发声间隔紧密的话，
predelay就设小些。predalay指的是两个原音和湿声叠在之间的时间间隔，时间间隔短一些，原音和后续效果音叠加的概率就少一些，听起来效果会明亮一些，如果堆叠多了，声音会浑浊不清，会有增加空间感的效果。

modulate: 要不要抖动feedback，用途是打断相位。效果上听起来不明显。模仿人走动，回声路径的改变。

diffusion ：尾音的密集程度【比较小的时候，会听到尾音是比较分散，分明的， 然后 大点的话，尾音越密集，越不像echo那样尾音分明， 但是 太大的时候【例如90+】，尾音会有些类似金属敲击声】
可以描述为四面八方传过来很均匀或很散，例如房间是正方型，你站在正中间大叫一声，那传到四面墙回射的早反射应会都一样大声而且传回来的时间一样，是比较均一的回响diffusion，如果你站在靠边，这房间又是不规则形，那四面八方传回来的早反射就会有大声有小声，有的比较慢到，那就Diffusion很松散很乱，均匀的Diffusion会让回响音色比较厚，但也有时会回响音凸显，压到一些原始音，变有点喧宾夺主，所以像唱歌的声音我可能就不喜欢原始音被回音喧宾夺主，把Diffusion调散一点，但要注意Diffusion太散的话会浊，影响到歌声变好像咬字不清也是不好，所以要注意调。

roomsize ：减小的话会让整体空间感变小。 但是 plate reverb主要是润色用的混响，它没有明确空间感的那种感觉。做一些模式的时候，也可以通过它来调效果的差别，调整空间大小。

参数处理流程大致如下：

六、 利用Audition工具辅助调试

1、判断效果中是否有ECHO，同样的可以从两声之间判断出delay的时间大小

2. 粗略估计platereverb的混响持续时间、wet_gain大小、高频衰减速度

七、 混响调试流程

首先要确保硬件条件处于正常情况，底噪正常，MIC IN输入在允许范围内等，在进啸叫，音量大小，效果调试 这些调试相辅相成，每次调节这些参数都需要测试是否会出现啸叫，音量大小的变化，效果的感受等。测试过程最好要另外一个人听，客观感受是否有变化等，相差哪里，再根据反馈进一步调整参数。