效果器是模擬各種聲學效果的音頻處理設備，他們可以彌補自然混響的不足以改變和美化音色，還可以產(chǎn)生各種特殊的音響效果，以增強音響藝術的感染力。效果器又分為延時效果器（以下簡稱延時器）和混響效果器（以下簡稱混響器），下面分別進行介紹。

   延時器

   1.延時器的作用

   延時器的基本作用是將聲音信號延時一段時間后再傳送出去，被廣泛的應用于廳堂擴聲和電影電視節(jié)目制作中，其作用主要表現(xiàn)在：

   （1）利用哈斯效應，解決了聲像一致性問題。

   （2）在擴聲系統(tǒng)中用來消除回聲，提高擴聲系統(tǒng)的清晰度。

   （3）模擬建筑聲場中的進次反射聲，改善廳堂的聽音條件。

   （4）產(chǎn)生合唱效果。

   （5）對音頻信號加工潤色，改善其厚度和力度，使聲音甜潤悅耳。

   （6）與混響器結合組成立體混響系統(tǒng)，采用延時—混響方式模擬各種廳堂效果，并人為的制造一些特殊效果。

   2.延時器的工作原理及電路分析

   常見的延時器有彈簧延時器、BBD式延時器和數(shù)字式延時器三種。彈簧延時器屬于機械式，他依靠彈簧的扭動傳遞來延時，延時時間與彈簧的長度成正比，這種延時器的特點是簡單，廉價，但體積大，功能少，而后兩種屬于電子式，是利用電子技術產(chǎn)生延時的，其特點是音質(zhì)好，體積小，功能多，使用方便，下面將對后兩種的工作原理進行具體分析。

1）模擬電子延時器（BBD） 

   模擬電子延時器主要采用BBD斗鏈延時器去實現(xiàn)系統(tǒng)的時間延遲，主要由低通濾波器，BBD延時線，時鐘脈沖發(fā)生器和時鐘濾波器組成，其中延時線采用BBD集成電路。

   BBD是斗鏈式電荷耦合器件，他是受時鐘信號控制的多節(jié)場效應管和電容組成的一種模擬移位寄存器，當聲音信號通過時就產(chǎn)生了一定的延時，延時時間t的長短與的BBD的節(jié)數(shù)N成正比，與時鐘脈沖頻率fcp成反比，其值為t=N/2fcp（s），低通濾波器用于濾除高頻噪聲，保證音頻信號不失真?zhèn)鬟f，時鐘濾波器用于濾除時鐘信號，恢復原信號。

   BBD的位數(shù)目前有12-4096位，時鐘脈沖的頻率可達到10-100kHz，因此電子延時器的延遲時間可達30us-2000ms，BBD延時器的優(yōu)點是結構簡單，價格便宜，缺點是動態(tài)范圍窄（約60db），延時時間及頻帶寬度互相矛盾，所以一般只用于家庭音響系統(tǒng)。

   2）數(shù)字延時器

   數(shù)字延時器是先把音頻信號轉換成數(shù)字信號，再將其通過位移寄存器或隨機存儲器進行存儲和延時，直到獲得所需要的延時時間以后，再將其取出并轉換成模擬信號輸出，延時時間長短的選擇可以通過存儲器容量的變化來實現(xiàn)，可以獲得較大的延時量。

數(shù)字延時器原理框圖如圖7-6所示，進入系統(tǒng)的音頻信號經(jīng)抗混疊低通濾波器后，頻帶受到限制的音頻信號經(jīng)過取樣保持，再經(jīng)A/D轉換器，被精確的轉換成數(shù)字信號，然后進入延時電路進行處理，延時原理是按每一個時鐘脈沖將編碼比特數(shù)據(jù)存在移位存寄存器，通過調(diào)制時鐘頻率改變延時，比較先進的延時裝置采用循環(huán)存儲器，它是將兩個新的取樣置于地址碼前一樣高的存儲器內(nèi)。達到最高存儲位置時，使用底部位置存儲器，使現(xiàn)存取樣位置形成一個貫穿存儲地址的圓環(huán)軌跡，經(jīng)數(shù)字延時后，再經(jīng)過D/A轉換，輸出取樣保持及輸出低通濾波器，在系統(tǒng)的輸出端就得到經(jīng)過延時的、平滑的音頻信號。

   數(shù)字延時器的信噪比可由下式表示：

                   S/N=20lg2?

式中，n為二進制的比特數(shù)，即每增加一個比特，現(xiàn)在比變增加6db，目前量化比特為16bit，信噪比為96db，說明在應用數(shù)字延時時，并不影響整個系統(tǒng)通路的信噪比，數(shù)字延時器電聲指標高，功能齊全，控制靈活，且體積小巧，效果佳，可以獲得多種延時效果，被廣泛應用于節(jié)目制作和各種專業(yè)擴聲系統(tǒng)中。

  2. 延時器的操作

   對延時器的操作主要是調(diào)節(jié)其各功能參數(shù)，可以通過面板上各功能鍵或鈕來完成，根據(jù)各種效果所需的各參數(shù)的數(shù)值，在設備面板上調(diào)節(jié)好，該效果就會出現(xiàn)。

   下面將以ART-1500延時器為例，介紹延時器的使用，其功能鍵的作用如下：

   （1）HOLD：運行開關和指示燈。

   （2）SPEED：延時速度。

   （3）WIDTH延時寬度。

   （4）MANUAL總微調(diào)。

   （5）-（7）：參數(shù)選擇開關。

   （8）MIX：混合調(diào)節(jié)。

   （9）REVERSE：倒相調(diào)節(jié)。

   （10）REGIN：反饋調(diào)節(jié)。

   （11）BY PASS：旁路開關。

   （12）SIGNAL/CLIP：指示燈。當SIGNAL指示燈亮時，表示有輸入信號，當CKIP指示燈亮時，表示信號過強。

   下面為延時器的幾個應用實例。

   （1）利用哈斯效應解決聲像一致的問題。

   劇院擴聲系統(tǒng)，位于樓上Q點座位區(qū)的觀眾明顯離頂棚音響系統(tǒng)比離舞臺音響系統(tǒng)近的多，如頂棚音箱系統(tǒng)中不加延器△t時，Q點的觀眾必然是先聽到頂棚音箱系統(tǒng)所發(fā)出的聲音，在經(jīng)過（t1-t2）后，才能聽到舞臺音箱系統(tǒng)發(fā)出的聲音，也就是說在諸如Q點的地方，聲像不能一致，若在音箱系統(tǒng)中加入延時器△t，同時調(diào)整延時量使之滿足，0<（△t+t2-t1）<50ms，則Q點的觀眾先聽到舞臺音箱系統(tǒng)發(fā)出的聲音，然后（<50ms）才聽到頂棚音箱系統(tǒng)發(fā)出的聲音，根據(jù)哈斯效應可知，Q點的觀眾感覺到聲像是在舞臺上，從而解決了Q點的聲像一致問題。

   （2）用來消除回聲，提高擴聲系統(tǒng)的清晰度。

如圖7-7所示，一個較大的擴聲場所需要許多只音箱同時進行擴聲，由于各個音箱與聽眾的距離不同，所以各音箱發(fā)出的聲音到達某一聽眾的時間不同，存在時間差，如果這種時間差大于50ms，還會形成回聲，在重放聲壓級較高時，將破壞聲音的清晰度，嚴重影響重放質(zhì)量，若加入延時器△t，只要精確調(diào)整延時量，就能使前排音箱和后排音箱發(fā)出的聲音同時到達后排聽眾，從而提高擴聲效果。

   （3）產(chǎn)生模擬立體聲效果。

如圖7-8所示，將單聲道信號和延時信號相加后作為L聲道信號，相減后作為R聲道信號，利用調(diào)音臺的聲像調(diào)節(jié)旋鈕（PAN）將相加的兩路信號旋往“L”方向，將相減的兩路信號旋往“R”方向，可得到兩路信號，即模擬立體聲效果。延時量的調(diào)節(jié)可改變立體聲的聲像寬度。

   （4）產(chǎn)生合唱效果。

如圖7-9所示，運用多個延時器，將各信號相加，可以實現(xiàn)合唱效果，應注意各個延時器的延時時間為5-30ms。相互之間不要成簡單的整數(shù)比，以免混合后產(chǎn)生頻率畸變。

   （5）對音頻信號進行加工潤色，改善其厚度和力度。

如圖7-10所示，將信號中的一部分經(jīng)過延時后與原信號進行相加，增加了聲音的色彩，使其更加渾厚有力，需要指出的是，t的長短與信號頻率高低和節(jié)奏快慢有關，頻率越低節(jié)奏越慢，對于語言信號，男聲取40ms，女聲取20-30ms為宜，低音樂器可適當加長。

   應該指出，采用混響的方法也可以做到提高聲音的厚度感，但清晰度損失較大，力度感也有所降低，因此，若對清晰度和力度感要求較高，或信號本身不夠清晰時，用延時法較好。