音响系统的组成和使用.docx

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音响系统的组成和使用

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组

成

与

维

护

电声系统的组成与维护

音响系统

音响系统的构成

⏹虽然根据不同的要求和任务以及不同的场合有不同的音响系统，并且对同一类型的音响系统根据所实现功能的多少和规模的大小也有较大的区别，但在音响系统的构成设计上也有共同的规律。

⏹对专业音响系统的构成，一般以调音台作为中心，并抓住声音信号的来龙去脉，所谓来龙即由节目源设备至调音台的连接，所谓去脉即由调音台的主输出至后级设备，根据系统的不同或至录音设备或至扩音设备，此外根据不同的需要环绕调音台配接音频处理设备。

⏹对家用音响系统，则抓住前级功放（前置放大器）这一中心进行配接。

一．传声器

是将声音信号转换为电信号的能量转换器件

传声器的类型

•换能原理：

电动式、静电式

•电动式（动圈）：

膜片受声波冲击带动线圈在磁场中运动产生电流输出。

优点：

结构简单、坚固耐用、噪声较小。

缺点：

灵敏度低、频响范围窄。

•静电式（电容）：

由膜片和在其后的固定极板构成一个电容器，膜片受振引起电容器的容量发生变化，产生输出电压。

优点：

灵敏度高、频响范围宽

缺点：

需外供电源。

*驻极体式

方向性：

无指向——全向式

指向——心形式、双向式、单向式

全向式（圆形）：

学生回答问题、乐队

心形式（超心形）：

教师讲课、舞台唱歌

双向式（8字形）：

师生对话

单向式（强指向、锐向）：

新闻采访

使用方式与外观：

有线——手持式、界面式、鹅颈式

无线——手持式、领夹式、头戴式

传声器的方向性（Directivity）

　　传声器的方向性又称指向性，是指声源的声波以不同的θ角（θ为声波与传声器振膜的法线间的夹角，向传声器的振膜入射时，由于振膜受到声压作用的大小是不同的然，声波在轴向，因此传声器输出的电压数值也不相同。

显θ=0°入射时，传声器以最大的输出电压输出信号，即具有最大的灵敏度E0；而声波以θ角入射时，传声器的灵敏度为E的比值，称为传θ（小于E0）。

Eθ相对于E0声器的方向性或指向性D。

　根据指向性不同，可以分为无指向性（全方向性）、双指向性（8字指向性）、心形指向性、锐心形指向性（超指向性）等。

（1）无指向性（全方向性）。

　　无指向性传声器对任何方向都具有同样的灵敏度，它的拾音范围是全方向性的，在以话筒为中心的球形范围内来自各个方向的声音均可被拾起，各方向的传声效果是一样的。

拾音的质量只与声源距离有关，而与声源方向无关。

一般用在不拾取特定方向音频信号的场合使用。

使用无指向性话筒进行工作时，为了使拾音具有较好的音质，应进行近距离拾音。

这是因为无方向性传声器距声源很近时，相对来说，直达声要比混响声或其他杂散干扰声强得多，可保证除声源外，其他各方向来的干扰声影响不会太大。

当声源距离加大时，由于混响声或杂散干扰声相对加大，会使传声器输出的声源的音质下降。

这种方向性仅适用于使用一个传声器来拾取可能来自各个方向的声音信号。

（2）双指向性。

　　双指向性传声器俗称8字形传声器，它对左右方向来的音频信号灵敏度低，对前后方向来的音频信号的灵敏度高，拾音范围是话筒的正前方和正后方（0°和180°）。

两侧方向（90°或270°）拾音最弱。

一般用在只需要拾取前后方向来的音频信号而不需要拾取左右方向来的音频信号的场合。

使用时一般将传声器位置固定不变。

例如，在录音棚内，乐队可以在传声器的两侧排列进行录音。

（3）心形指向性。

　　心形指向性传声器也称“单一指向性传声器”。

它对左右或后面方向的音频信号灵敏度极低，对前面来的音频信号来的灵敏度高，其拾音范围是单方向的，只拾取话筒正前方一个很宽角度范围内的声音，而话筒后面的声音几乎不能拾取。

它的拾音范围大约在140°~160°以内（130°时灵敏度下降约3dB）。

一般用在有选择地拾取某一特定方向音频信号的场合，是传声器使用最普遍的一种方向特性。

由于大多数传声器需要拾取的声音都来自传声器的正前方，对其他方向来的声音并不希望收录进来，因此它能获得较好音质的拾音。

（4）锐心形指向性。

　　锐心形指向性（俗称超指向性）传声器拾音范围比心形指向性话筒的指向性更强，对侧向入射声有较好的抑制性，正前方的拾音距离增加了。

　　对于心形和锐心形这两种方向性来说，心形方向性更适用于要求抑制来自传声器后面的声音。

例如，剧场、舞台上的传声器散干扰声被收录进来，这时应采用心，不希望观众席上杂形方向性。

对于各个方向强度相同的室内混响声或环境噪声，由于锐心形传声器主轴的正前方灵敏度最高，需要拾取的声源的直达声相对是加强的，因此就能使处在这种环境中的歌唱或乐器演奏声很好地从室内混响声或环境中区别开。

对于抑制侧向（方向性的90°或270°方向）来的声音，锐心形较心形为好。

另外，在多个传声器拾音时，对于心形方向性来说，只要将传声器尽量靠近声源进行近距离拾音，由于加大了直达声，可以有效地抑制各传声器之间的串音电平，因此这种特性也适用于多传声器和多声道录音。

传声器的技术特性（性能指标）

•灵敏度：

在一定强度的声音作用下输出电信号的大小。

由录制声源的强度与拾音距离的远近而定。

•输出阻抗：

低阻（几十~几百欧）、高阻（几万欧）

•传声器的输出阻抗=音响设备的输入阻抗

•动态范围：

在可以允许失真范围内，能够传输有用音量的范围。

•频率响应：

表征传声器对不同频率声波的灵敏度。

20Hz~20KHz

•方向性：

表征传声器对不同方向声波的灵敏度。

传声器的选用

传声器的使用与维护

1要与音响设备的特性相匹配

（1）接插头、配线

（2）传声器的输出阻抗=音响设备的输入阻抗

2注意声源的方向与距离

（1）拾取不同方向声源的声音选用不同方向性的传声器

（2）拾音性距离<=10cm

（3）高阻抗传声器馈送线不易过长

（4）使用音频屏蔽传输线

3防震/防风/防潮

•支架、立架、减震架

坚固、牢靠、灵活、抗震

•防风罩：

室外防水，室内近距离拾音时防止声源气流对振膜的瞬间强气流冲击

•防雨罩：

室外雨雪天使用

无线话筒

⏹用话筒音头将声音的声波转制成音频信号，以调频方式调制成一个超高频信号，并通过天线向空间发射出去。

接收时，采用一个调频收音机，用天线接收载波信号并经过解调、放大等处理，最后输出一个音频信号。

麦克风音头与领夹的使用

*麦克风搭配领夹一起使用。

*麦克风可依使用者的需要而调整成任何方向。

腰挂式发射器的使用

可将发射器放在口袋或腰带上

接收机

无线话筒使用注意事项：

⏹其间最好没有障碍物，尤其要避开灯架、通风管道等金属框架。

否则信号会被吸收掉或引起超短波的反射，使接收机上的天线感应场强下降，噪声增长。

⏹不使用时必须将发射机电源关闭，以延长电池使用时间。

⏹避开死点：

无线话筒在舞台上有时会听到“沙沙”声，拾音消失，这就要求在演出前找出死点，并记录。

调整天线的角度与方向，避开死点。

⏹同时使用不宜过多，一般不超过四只，以免相互扰频。

⏹不要敲打麦克音头或向其吹气，以免损坏。

二．效果器

效果器

效果器，给音色施加effect（效果、影响），许多乐器、合唱等都使用它。

而不经过加工的音乐就给人一种美中不足的感觉。

可以说效果器在音乐的构成中是必不可少的。

在此，就电吉他所使用的代表性的效果器作一解说。

吉他演奏如果只能弹奏的话，是不能称为合格的。

弹奏曲子、乐句时，必须能迅速定出与弹奏本人的个性相适合的音色来。

如果音色、音量错了，好好的乐句就成了毫无意义的东西，又破坏了它的协调性（统一性）。

　常用效果器

失真效果器（Distortion）

过载效果器（OverDrive）

压缩效果器（Compressor）

合唱效果器（Chorus）

移相效果器（Phaser）

镶边效果器（Flanger）

延迟效果器（Delay）

哇音效果器（WAH）

均衡效果器（Equalizer）

八度提升效果器（Octave）

音量踏板（VolumePadel）

降噪效果器（NOISE-Gate）

卡拉OK前级效果器

专业数码卡拉OK效果处理器

三．调音台

调音台

调音台分为三大部分：

输入部分、母线部分、输出部分。

母线部分把输入部分和输出部分联系起来，构成了整个调音台。

调音台种类

根据使用目的和使用场合的不同，调音台分为以下几种：

（1）立体声现场制作调音台（StereoFieldProductionConsole）

（2）录音调音台（RecordingConsole）

　　（3）音乐调音台（MusicConsole）

　　（4）数字选通调音台（DigitalRoutingMixingConsole）

　　（5）带功放的调音台（PoweredMixer）

　　（6）无线广播调音台（OnAirConsole）

　　（7）剧场调音台（TheatreConsole）

　　（8）扩声调音台（P.A.Console）

　　（9）有线广播调音台（WiredBroadcastMixer）

　　（10）便携式调音台（CompactMixer）

调音台的结构

调音台输入部分的功能键

　　1．监听按键PFL（Pre-FadeListen的缩定）：

衰减前的监听，按下它，用耳机插在调音台的耳机插孔便能听见该路推子前的声音信号。

　　2．接通按键On：

按下它，该路声音信号接入调音台进行混合。

　　3．L-R按键：

按下它，该路声音信号经推子、PAN之后送往左右声道母线。

　　4．1-2按键：

按下它，该路声音信号经推子和PAN之后送往编组母线1和2。

　　5．3-4按键：

按下它，该路声音信号经推子和PAN之后送往编组母线3和4。

　　调音台种类足很多，但主要的功能键都是相同的。

值得一提的是调音台每一路输入只能进一个声源，否则，会相互干扰，阻抗不配，声音造成失真。

调音台输出部分

　　调音台输出部分的安排有以下规律

（1）调音台有几根母线，肯定有相对应的输出插座。

（2）每个输出插座输出的声信号肯定在调音台上装有其相对应的调节键，可能是推拉键，也可能是旋钮。

　　（3）每种输出调节功能键旁边都装有监听按键，一般推拉键旁边的监听按键为推了前监听PEL，旋钮旁的监听按键为经过旋钮的监听（AFL）。

　　（4）从辅助返回（AUXRET）或效果返回（EffectRTN）的插孔进入调音台的信号，肯定安装有调节其大小的按钮和相应的声像调节钮PAN。

　　（5）凡左右输出或编辑输出的插座前，一般都有相应的INS（又出又进插孔），其目的是可以单独对输出信号在输出前进行特殊加工处理，但辅助输出不装INS插孔。

　　（6）如果输出部分装有耳机和对讲话筒T.B.Mic插孔，一般其旁路都有其音量大小调节钮。

如果掌握了以上6条规律，便对调音台的输出部分的功能键作用便了如指掌了。

调音台的剖析

这是一个16路调音台中一路的电路解剖图，信号从左边输入，然后被增益、均衡、音量推予、声像和辅助部分控制，最后从右边输出。

　　1．信号输入口

　　每一条通道都有一种或几种规格的信号输入口，用于连接系统中的录音机、音源、采样器或合成器等的音频输出口，或者插上动圈、电容、话筒等。

平衡式输入主要用于话筒输入，非平衡式输入则主要用于线路输入。

需要注意的是，在使用电容话筒的时候，48V的电容话筒电源开关必须打开。

　　2．增益钮（trim）

　　和输入口紧连的通常是一个调节旋钮，我们称之为增益钮（trim），是用来调整信号输入量的，即当信号太强时对其削减，太弱时则对其提升（有时，增益旋钮会被一个衰减按钮“pad”代替，当该按钮按下或抬起时，输入信号即被做一定幅度的衰减）。

增益旋钮是作为声音输入调音台的第一个关口，调整适当，即可保证调音台下一级的处理电路能接收到充分且“干净”的信号。

　　3．音量推子

　　当增益旋钮设置好以后，你就可以使用通道的音量推子（或者音量旋钮，通常位于调音台面板的最下端）来确定该通道信号发送给总线的音量大小。

音量推子实际上是一个衰减器，用于对该通道的输出信号进行衰减。

当推子位于最下端（或音量旋钮位于最左端）时，信号被无穷衰减，这时，该通道没有信号输出。

　　4．声像（PAN）旋钮

　　在音量推子的上方，可以发现一个声像（PAN）旋钮，它是用来调整该通道信号在左右音箱之间的立体声位置。

　　5．哑音（MUTE）和独奏（SOLO）监听按钮

　　有些台子在音量推子和声像旋钮之间还设计了两个按钮，即哑音（MUTE）和独奏（SOLO）监听按钮。

哑音按钮可以不用动音量推子，就将混音总线中该通道的信号关闭。

当该通道的输出音量已经被精确调整好、而不想再去碰它时，这个功能显然是很有用的。

当独奏监听按钮被按下时，可以通过监听耳机监听本通道的信号大小，即其他独奏监听按钮没被按下的通道信号不会被耳机监听。

　　6．均衡

　　绝大多数调音台都提供了一定的通道均衡功能。

很多并不是十分专业的调音台所提供的都是分段均衡功能，反映到调音台上即为标有“treble”和“bass”的两个旋钮，当调整这两个旋钮时高于和低于厂家预定频点的信号，即被提升或衰减。

以上也通常被称为两段均衡，而三段均衡则多了一个对中频段（mid）进行提升或衰减的旋钮。

另外一些调音台还增加了一个选择中频点的旋钮，我们称之为半参数中频均衡，而全参数中频均衡不但能选定中央频点，而且还能选择一段频率范围来实施提升或衰减。

　　7．辅助发送（SEND，也称效果发送）钮

　　一般调音台每个通道都设计了2~6个辅助发送钮。

这些旋钮可以控制该通道信号发送给各辅助输出口（AuxSEND）的信号量，几个通道的信号可以通过辅助旋钮同时辅出到一个辅助口。

当辅助输出口连接了效果器后，则由辅助口输出的信号通过效果器处理后，由效果器的输出口返回至调音台的辅助返回输入口（AuxRETURN），然后同总线信号进行混合。

　　控制辅助信号返回量的旋钮一般被安排在调音台右边的总线控部分。

在现场录音中，辅助口也可用于连接耳机放大器以供多个歌手对乐曲同时监听。

　　8．磁带/线路（Tape/Line）的切换开关

　　为多轨录音系统设计的大型调音台每一个通道都有一个磁带/线路（Tape/Line）的切换开关。

这个开关可以决定每一个通道的输入源是话筒/线路输入源还是多轨机的各轨独立输出。

当进行多轨录音时，这个开关应放置在线路输入状态；录音完成后，对多轨信号进行缩混时，这个开关应放置在磁带输入状态，这时，各通道推子实际上是调节多轨机各轨信号输出到立体声总线的信号量。

　　9．断点插入口（INSERT）

　　有的调音台其各通道除了具有上述所讲的输入口外，还有一个断点插入口（INSERT）,用于连接l/4英寸的立体声插头（分为头-Tip、环-Ring、套管-Sleeve三个部分）。

当该口没有插头接入时，该通道信号按上述流程经调音台各部分进行处理；当有插头接入时，该通道的输入信号被断开，由插头的Tip部分发送给外部效果器，经处理后的信号由Ring部分返回至该通道，然后再进行增益、均衡、声像、音量等调节最后输出至调音台的立体声总线。

像激励器、压限器等一般采用这种方式与调音台连接。

用这种方式可使效果器只对某一通道信号进行处理而不必使用效果发送及返回控制。

　　10．总线控制

　　最终，由各通道输出的信号混合在一起，然后进入立体声总线。

总线控制部分一般有控制左/右声道的两个（或一个）主音量推子、调整效果返回量的控制钮、耳机音量的输出控制钮、辅助输出口音量控制钮（辅助输出口输出的信号是部分或全部通道的混合信号）。

关于辅助输出的各种灵活运用，在此暂无篇幅做更多的讲解。

　　11．UV指示器

　　一个调音台一般会有两个或更多VU（VolumeUnit的缩写，意思为音量指示）指示器。

有的指示器是那种老式的指针表，有的则是LED（发光二极管）方式的电平表。

有的调音台可以通过切换用一对指示器显示不同总线及通道的电平；有的则设计成每个通道及总线都有自己的VU指示器。

调音台的使用

四．压限器

压限器

压限器是压缩与限制器的简称。

压缩器：

是一种随着输入信号电平增大而本身增益减少的放大器。

限制器：

是一种这样的放大器，输出电平到达一定值以后，不管输入电平怎样增加，其最大输出电平保持恒定的放大器。

该最大输出电平是可以根据需要调节的。

一般地来讲，压缩器与限制器多是结合在一起出现，有压缩功能的地方同时也就会有限制功能。

压限器主要功能

　　压限器一般分为两大主要功能，就是：

噪声门、压缩器和限幅器。

A、噪声门

　　1、阈值（THRESHOLD）

噪声门顾名思义是可以减少系统中正常噪声的，形象来说它就像一个水库里的水闸，但它拦截的是水底的淤泥。

如果水闸太低，水里的淤泥就会照样越过水

　　闸流向下流；如果水闸太高就不但拦住了无用的淤泥，还拦住了有用的清水。

因此噪声门的门限电平也就是阈值（THRESHOLD）要调到刚刚好，就像水库里

　　的水闸一样要调到合适的高度。

当然为了能完全的把淤泥给拦截掉，我们可以适当提高水闸的高度，这样虽然也拦截掉了一些清水，但也做到了万无一失，相比较来说还是值得的。

　　2、恢复时间（RELEASE）

　　较长的恢复时间有利于信号的平缓过度，否则恢复时间太短会有突兀感，声音会显得断断续续。

形象的来说：

假如我们张开口打个喷嚏，由于从张口到闭口时间很短，所以发出的声音就很突兀，这样的声音就容易让人觉察到；如果我们累了伸伸懒腰长舒一口气，这时你从张开口到闭上口之间的时间较长，如此发出的声音是比较平缓过度的，别人就相对不容易觉察到这种声音。

这也是为什么我们关音乐音量时要慢慢关小，不能一下关掉，因为一下关掉显得太突兀，让人觉得不舒服。

恢复时间（RELEASE）我要用电声原理来解释有些人就很难理解了，这样比喻就很好理解了吧。

　　B、压缩器和限幅器

　　1、阈值（THRESHOLD）

　　压缩器部分的THRESHOLD调节钮和噪声门部分的THRESHOLD是有区别的，还是以水闸来比喻吧：

噪声门里的THRESHOLD水闸是一个很低的水闸，它在水库入水口的底部，主要的作用是挡一下流入水库里的淤泥；压缩器里的THRESHOLD水闸是一个较高的水闸，它在水库入水口的顶部，如果这个水闸太高，水库进水量太大就可能会有崩溃的危险，如果太低，水库里的存水又不够，所以为了达到最大又安全的库存，这个水闸就要调整到合适的位置。

因此阈值（THRESHOLD）的调节是很重要的,它决定了压限器在多大电平时开始起作用。

　　2、压缩比（RATIO）

压缩比（RATIO）是与阈值（THRESHOLD）相配合工作的，还是用水闸来形容吧，6：

1的压缩比就好像是上游水流超出了一个水库安全范围6米高，但经过压限处理后最后流入到水库里的水才有1米高，这样水库还是安全的。

再例如，设置压缩率为4：

1，则每增加4dB的输入电平只会造成输出电平有1dB的变化。

当压缩比设定在6：

1以上时，实际上压缩器就变成限幅器了，当调整在∞:

1（无限大）时，此时不管增大多少输入电平，输出电平也不会变化，这就是限幅器的作用了。

　　3、启动时间（ATTACK）

　　启动时间就是指当信号电平超出我们所设置的阈值（THRESHOLD）电平时，压限器在多长时间内开始工作，就好像一个水闸在多长时间内可以打开。

如果启动时间速度太快，可能会稍微影响音乐音头的动态和力度；如果启动时间太慢，又会影响音乐的自然程度和瞬态，还会产生一定的延迟感和浑浊感。

因此两者相比我们还是要调到启动时间较短一点些好。

　　4、恢复时间（RELEASE）

　　这方面具体设定还要参考启动时间（ATTACK）和音乐特性进行合理的调整。

压限器的作用

1、起安全阀的作用

　　音响系统工作时，可能由于操作不当（设备的音量控制调得过大或开机、关机、转换等操作不当而出现强大电压冲击）、信号不稳（不同演唱者声音大小的差别或传声器与口部的距离远近变化）或意外情况（话筒摔落或出现强烈声反馈引起的啸叫）等原因出现过高的信号电平，会对系统造成严重的过载失真，甚至损坏扬声器或功率放大器。

接入压限器后，通过其压缩、限制功能，对整个系统起到保护作用，这就是剧场和歌舞厅广泛配置压限器的主要目的。

根据经验，把压缩比调在1.5-2之间比较合适，具体还要靠听觉来判断。

压缩比过低，起不到安全阀作用。

压缩比超过2，往往会使扬声器放声的层次感变差，高频部分感到不够“明亮”。

　　2、提高录音和扩音的响度

　　压缩和限制节目的动态范围，可以使强信号受到抑制，使弱信号获得提升。

在录音和扩音系统操作中，常用这个办法来提高录音和扩音的响度，其原理如下：

　　由于人的耳朵感觉到的声强是某一段时间的平均声级，因而在平均声级较低的节目中，偶尔出现的一些高声级峰值信号，听起来就比不上没有这种峰值、但平均声压级较高的节目响。

　　3、用压缩器制造特殊音响效果

　　使用很短的启动时间和较长的释放时间，可以制造一种类似于“反向声”的特殊音响效果，特别适用于一些打击乐器。

快速启动使信号电平立即被压缩，而在信号自然衰减时，释放时间的调节又提高其增益，以便减小自然衰减的程度。

这种效果对鼓一类打击乐器，特别对铙钹非常显着。

　　应当注意，如果释放时间调得太短，当信号很弱或无声时，增益会很快增高，使背景噪声变得很显着，但随着信号再次增强，噪声又被抑制下去，形成一种令人讨厌的所谓“喘息噪声。

”相反，也不应把释放时间调得太长，以免压缩器动作的变化速度跟不上节目的节奏变化。

　　4、齿音消除器

　　有些压缩器具有一种消除齿音的功能。

其办法是把提升高频的均衡电路插入到压缩器的控制增益衰减的线路中，使齿音中的高频分量受到比其他分量更多的压缩。

　　更有效的办法是把音频带划分成几个频段，逐段进行处理，然后再重新合成。

这样，可以把含有齿音的这一频段分离出来，使它受到比其他部分更大一些的坟缩。

当信号重新合成时，齿音的声级就被衰减，而不影响节目的其余部分。

　　5、自动门

　　在各类大型会议，文艺演出和多声道录音时，通常都是多个传声器同时接入扩声系统，但我们希望每当无人讲话或某些乐器暂停演奏时，能随时把这些无信号输入的传声器立即关闭，这样可以减少背景噪声，特别是可以减少产生声反馈啸叫的机会。

但要用人工去不断地又开又关一批传声器显然是不切合实际的。

利用噪声门就可以完成这个“自动门”的功能，关键是要恰当地设置门限电平，使无人发言或无乐器演奏的传声器自动“关门”，而有人发言或乐器开始演奏时即能自动“开门”，投入正常工作状态。

五．均衡器

均衡器概念

均衡器（Equalizer），是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备，通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷，补偿和修饰各种声源及其它特殊作用，一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。

在通信系统中，在系带系统中插入均衡器能够减小码间干扰的影响。

均衡器类型

在通信系统的基带或中频部分插入的，能够减少码间干扰，起到补偿作用的滤波器。

分为频域均衡器和时域均衡器。

频域均衡器

　　频域均衡器利用可调滤波器的频率特性来弥补实际信道的幅频特性和群延时特性，使包括均衡器在内的整个系统的总频率特性满足无码间干扰传输条件。

时域均衡器

　　时域均衡器是直接从时间响应角度考虑，使包括均衡器在内的整个传输系统的冲激响应满足无码间干扰条件。

频域均衡满足奈奎斯特整形定理的要求，仅在判决点满足无码间干扰的条件相对宽松一些。

所以，在数字通信中一般时域均衡器使用较多。