كثيرا ما نسمع كلمة ايكولايزر Equalizer عندما يتم الحديث عن أنظمة الصوت. وعن ضرورة ادخال ايكولايزر لمعايرة الصوت أو لضبط وزنية الصوت, أو لمعالجة العيوب في النظام. اذا هو جهاز (موازنة الصوت). لكن كيف يعمل هذا الجهاز وكيف يتم ضيطه؟

هذا ما سنحاول الاجابة عنه في هذه المقالة..

ما هو الايكولايزر Equalizer؟

كما نعلم فإن الصوت (المسموع من الاذن البشرية) هو عن مجموعة من الترددات التي تقع في المجال ما بين 20 هرتز الى 20000 هرتز. أي (20 Hz- 20 KHz).

كلما ارتفع التردد أصبح الصوت حاداً وكلما انخفض أصبح غليظأ.

هذا المجال الترددي الذي تسمعه الأذن البشرية تم تحديده عبر اجراء تجارب على عديد من الاشخاص ولمختلف الاعمار. وتبين أن هذا المجال هو فقط للأشخاص الذين هم في سن الشباب الذين يتمتعون بحالة سمع جيدة وصحية بينما هذا المجال هو اقل من ذلك للأشخاص في الاعمار الصغيرة والكبيرة. حيث تبين أنه كلما تقدم الانسان بالعمر انخفض هذا المجال وخاصة بالنسبة للترددات العالية.

ان أقضل أنواع الانظمة الصوتية هي التي تعطي صوت مقارب للصوت الطبيعي. بمعنى أن الصوت الذي تسمعه من السماعه Speaker يجب ان يقارب او يشبه الى حد كبير الصوت بدون سماعة. اذا لم نستطع التفريق بين الصوت الاصلي والصوت الصادر من السماعة يعني ان النظام الصوتي مثالي. وهذا عمليا هذا غيرموجود ولكن دائما هناك محاولات للوصول الى هذه النتيجة المثالية. صعوبة الوصول الى هذا الامر يكمن بسبب أن عمليات تحويل الصوت الى اشارة كهربائية ومعالجتها ثم اعادة اصدارها تخضع لكثير من عمليات (التلون) او التشويه. حيث أن المكرفون يستجيب لبعض الترددات أكثر من ترددات اخرى وهذا يغير من طبيعة الصوت الاصلي. ونغس الامر ينطبق على كافة الاجهزة مثل السماعة والمكبر الصوتي وكل الاجهزة الاخرى التي قد تكون موجودة اثناء اعادة انتاج الصوت.

من أحد أهم مهام الايكولايزر هي تصحيح هذه التشوهات التي تقوم بها الاجهزة الصوتية, اضافة الى قيام الايكولايزر بتصحيح صوت المؤدي الذي قد يحوي بعض العيوب مثل أن تكون لديه زيادة كبيرة في شدة صوت بعض الاحرف مثل السين مثلاً.  كما يقوم الايكولايزر بتحسين نوعية الصوت في القاعة أو الغرفة أو المسرح عبر تحسين الاستجابة الترددية للقاعة و السيطرة على الصدى او الريفيرب. اضافة الى كثير من الاستخدامات التي يقوم مهندس الصوت باستخدام الايكولايزر فيها من أجل الحصول على صوت نهائي واضح مقارب للمثالي.

كلما تم اختيار نوعية ذات جودة عالية من أجهزة الصوت قلما قلت الحاجة الى استخدام الايكولايزر, دون ان يتم الغائه من النظام الصوتي حيث أن هذا الجهاز من العناصر الاساسية لأي نظام صوتي.

وحتى نفهم كيف يعمل الايكولايزر يجب أن نعرف أولا ماهي مكوناته و مبدأ عملها حتى نستطيع ان نتعامل مع هذا الجهاز بشكل صحيح. حيث أن اساءة استخدام هذا الجهاز قد تعطي نتيجة عكسية أي تشويه الصوت بدل من تحسينه.

ما هو الفلتر او المرشح Filter؟

الان لنأخذ فكرة عن الى الفلاتر  Filters , التي هي المكون الرئيسي للايكولايزر, لنقول أنها عبارة عن أدوات تقوم بزيادة أو انقاص مطال بعض الترددات دون عن غيرها. فلو أخذنا مثلا مفتاح علو الصوت  Gain في أي جهاز فإننا نعلم أن هذا المفتاح يقوم برفع أو خفض الصوت بشكل كامل ولكل الترددات. بينما في الفلتر تكون العملية انتقائية, بمعنى أنك تقوم بتحديد تردد معين أو تحديد مجال ترددي معين للتحكم بمطال الاشارة فيه.

يوجد عديد من الفلاتر والتي سوف نفصلها فيما يلي:

1- فلتر تمرير عالي High pass filter:

و يختصر الى HPF في هذا الفلتر نقوم بتحديد تردد معين ولتفرض مثلا 200 Hz. حيث يقوم هذا الفلتر بتمرير الترددات اعتباراً من هذا التردد بينما يحجز ويمنع مرور الترددات التي أقل منه كما هو موضح بالشكل التالي:

حيث نلاحظ أن الترددات العالية تمر كما هي بينما يتم اخماد الترددات المنخفضة.

2- فلتر تمرير منخفض Low pass filter:

ويختصر الى LPF وهوعلى عكس الفلتر السابق يقوم هذا الفلتر بتمرير كافة الترددات المنخفضة بينما يمنع أو يخمد الترددات العالية التي تتجاوز التردد الذي تم معايرة الفلتر عليه وليكن مثلا 16 KHz, حيث يمرر هذا الفلتر الترردات حتى هذا التردد ويقوم بمنع مرور الترددات التي هي أغلى من 16 KHz وكما هو موضح بالشكل التالي:

لاحظ كيف أن الترددات العالية قد تم اخمادها بشكل كبير.

3- فلتر تمرير حزمة Band pass filter:

و يختصر الى BFL ولهذا الفلتر نقطتين للمعايرة لنفرض أنها 1KHz و 5 KHz , يقوم هذا الفلتر بتمرير الترددات التي تقع ضمن هذا المجال ويمنع مرور الترددات خارج هذا المجال, كما هو مبين بالشكل:

4- فلتر منع حزمة Band stop filter:

و يختصر الى BSF وهوعلى عكس الفلتر السابق يقوم هذا الفلتر بتمرير كل الترددات ما عدا حزمة من الترددات والتي هي واقعة بين الترددين f1  و f2 .

يسمى هذا الفلتر احيانا  Band reject filter

ما هو الاكولايزرEqualizer؟

الاكولايزر ويتم اختصاره الى EQ, هو عبارة عن مجموعة من الفلاتر المذكورة اعلاه والتي مهمتها الاساسية تحسين نوعية الاشارة الصوتية التي تمر عبرها, وذلك عن طريق زيادة أو اتقاص مطال بعض الترددات.

يوجد نوعين رئيسيين من اكولايزر

1. باراميتريك The Parametric EQ

وهو النوع الذي نجده في عدد من الاجهزة الصوتية المنزلية أو نجده على مدخل المكسر. والذي يكون عبارة عن مجموعة من فلاتر HPF و LPF و BPF.حيث تجدها مرتبة من بحيث تأخذ كامل المجال الترددي من الاصغر للأكبر اوبالعكس.

فيكون لدينا أولا

فلتر تمرير عالي HPF:

وفي هذا الفلتر يكون لدينا عدد من المفاتيح والتي قد تختلف من جهاز لآخر

• مفتاح التردد والذي يحدد التردد الذي سيبدأ به الفلتر بالتأثير.
• مفتاح gain والذي يحدد الدرجة التي سيقوم بها الفلتر بإخماد أو اضعاف الترددات الغير مرغوبة. أو زيادة هذه الترددات.ويكون هذا المفتاح على وضع المنتصف ما بين -15 و +15 فلو كان هذا المفتاح على الوضع صفر لن يكون هنلك تأثير لهذا الفلتر اطلاقاً غلى الاشارة التي تمر به وبغض النظز عن مفتاح التردد, اما لو تم ادارة هذا المفتاح الى اليسار أي باتجاه 15- فإن كل الترددات التي قبل التردد الموضوع عليه مفتاح التردد سوف تقل قيمتها بدرجة يحددها مفتاح gain والتي قد تصل الى 15dB-. أما لو تم ادارة هذا المفتاح الى اليمين اي باتجاه +15 فإن هذه الترددات سوف تزداد قيمتها عن القيمة الاصلية طبعا حسب القيمة الموضوع عليها مفتاح Gain.

فلتر تمرير حزمة BPF

وهنا يكون لدينا اثنان أو ثلاثة من هذا النوع على حسب الجهاز. وفيه يتم تقسيم الترددات المتوسطة في المجال الترددي الى اثنان أو ثلاثة مجالات كل فلتر يكون مسؤول عن مجال معين. فلو كان لدينا ثلات فلاتر يتم تقسيم المجال الترددي الى ثلاثة كما يلي:

• LMF المجال المنخفض من الترددات الوسطى.
• MF الترددات الوسطى.
• HMF المجال العالي من الترددات المتوسطة.

ويكون هناك مفتاح للتردد الاوسط fm  الذي هو في منتصف المجال والذي سيقوم الفلتر بالتأثير غلى الترددات التي على جانبيه.

هناك مفتاح Gain يحدد درجة انقاص او زيادة مطال الترددات التي تقع في  المجال الترددي حول التردد fm  .

وقد يكون هناك مفتاح يقوم بالتحكم بعرض المجال الترددي. اي زيادة عدد الترددات حول fm أو انقاص هذا العدد.

 

فلتر تمرير منخفض LPF

وهنا ايضا هناك مفتاح لتحديد التردد الذي عنده سيقوم الفلتر بالتأثير على الترددات التي بعده بالزيادة أو النقصان حسبما يحدده المفتاح الثاني الذي هو مفتاح Gain.

 

هذا النوع من الاكولايزر يوجد له عدة أنواع منها قد يكون مدمجاً مع بعض الأجهزة مثل المكسر أو قد يكون مستقلاُ بحد ذاته وقد يكون عبارة عن برنامج.

 

 

 

2- أكولايزر جرافيك  Graphic Equalizer

هو عبارة عن مجموعة من الفلاتر من نوع تمرير حزمة, و منع حزمة كل فلتر يقوم بعملية زيادة Boost او انقاص Cut الحزمة. عندما يكون الفلتر على خط (0) فهو لا يعمل اي شيئ للاشارة. بينما عندما نرفع المفتاح المنزلق الى الاعلى او الى الاسفل فإننا نقوم بعملية الزيادة او النقصان.

غالباً تكون 30 فلتر وتغطي كامل المجال الترددي و المسافة بين تردد وآخر هي 1/3 أوكتاف. يعطي هذا النوع من الاكولايزر ميزة كبيرة في التحكم بالترددات أكثر من النوع السابق Parametric وغالباً ما يضاف اليه أيضاً فلترين تمرير عالي و تمرير منخفص. أي HPF و LPF.

الشكل التالي يبن كيف تكون مجموعة الفلاتر

بعض أنواع من هذا الاكولايزر تحوي 15 فلتر, فقط ولكنها لا تعطي مجال للتحكم بالاشارة مثل النوع ذو 30 فلتر أو باند.

كما تلاحظ فإن كل فلتر هو عبارة مقاومة منزلقة مثل Fader, تكون بالحالة الطبيعية في المنتصف على درجة الصفر وفي هذه الحالة لايكون للفلتر أي تأثير. اذا تم رفع المقاومة فإن مستوى الاشارة للتردد الموازي له يزداد وبالعكس اذا تم انقاص المقاومة تحت الصفر فيتم انقاص مسوى اشارة هذا التردد. عملية الانقاص أو الزيادة تكون لغاية 12dB. وفي بعض الانواع لغاية 15dB.

لاحظ من الشكل التالي كيف الاشارة عند رفع الى 12dB لترددين متجاورين:

 

للأكولايزر أهمية كبيرة في الانظمة الصوتية وخاصة من أجل تحسين نوعية الصوت في الاماكن التي فيها مشاكل بدرجة وضوح الصوت او التي تعاني من مشاكل التغذية العكسية او الفيدباك. اضافة الى تحسين نوعية الصوت بشكل عام ولكن عيار هذا الجهاز يعتمد بشكل كبير على خبرة مهندس الصوت.