关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 音像技术及应用教学课件 ppt 作者周遐 第二章 音响系统设备及仪器.ppt

音像技术及应用教学课件 ppt 作者周遐 第二章 音响系统设备及仪器.ppt.ppt

音像技术及应用教学课件 ppt 作者周遐 第二章 音响系统设备…

希望
2019-09-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《音像技术及应用教学课件 ppt 作者周遐 第二章 音响系统设备及仪器.pptppt》,可适用于高等教育领域

极速快3-极速快3技巧拥有大量关于音像技术及应用教学课件 ppt 作者周遐 第二章 音响系统设备及仪器.ppt.ppt的实用类文档资料,所有文档由知名合作机构以及专业作者提供,线上总资料超过两个亿,保证满足您的需求。

第二章音响系统设备及仪器第一节传声器传声器又称话筒或麦克风(Microphone简写为MTC)是一种将声信号转换成电信号的电声器件它通常是音响系统中的最前端一个电声器件其性能好坏与使用是否恰当将直接关系到声频系统的声音质量因此在音响系统中是一个非常关键的器件。一、传声器的分类常用的传声器见图mdash所示。这里所说的音响设备是指电声音响设备一个电声音响系统需要有各种音响电子设备合理组成才能工作也才能达到所需的良好效果。音响设备一般包括音源设备、扩音设备、放音设备三大类。三者的关系是:音源佳功放佳音箱佳=音色佳图mdash常用的各类传声器按是否带有传输电缆分可分为有线传声器和无线传声器两种。按能量来源分可分为有源传声器和无源传声器两类。按声场作用力分可分为压强式、压差式、复合式、抛物线反射镜式、线列式、压力区式。按指向性分可分为单向式、双指向式、全指向式(无指向)、可变指向式。以上各类传声器按结构和型号的不同一般又可分为动圈式、晶体式、炭粒式、铝带式和电容式等目前使用最广泛的是动圈式传声器和电容式传声器前者耐用、便宜后者娇嫩价高但特性优良。二、动圈式传声器动圈式传声器也叫电动式传声器(DynamicMicrophone)是根据电磁原理制成的当传声器接收到声波时处在磁场中的线圈运动而产生电动势从而把声音信号变为电信号。动圈式传声器广泛用于家庭和歌舞厅等场所既适于人声演唱又适合于大多数的乐器扩声是目前使用最多的传声器。其主要特点是:使用简单方便与电容式传声器相比它不需要附加前置放大器没有极化电压因而不需要向它馈送电源牢固可靠寿命长性能稳定噪声电平较低价格便宜。但瞬态响应和高频特性不及电容式传声器。三、电容式传声器电容式传声器(CondenserMitrophone)通常有两种:一种是直流极化式另一种是驻极体式。它们与动圈式传声器不同它的振膜本身就是换能机构的主要部分。由于振膜又薄又轻使电容式传声器具有优良的频率特性和瞬态特性而且振动噪声低。因此从质量指标上看电容式传声器是电声特性最好的一种传声器它在很宽的频率范围内具有平直的响应曲线输出高失真小瞬态响应好在广播电台、电视台、电视制片厂和要求高的厅堂扩声及专业录音中被广泛使用现在也正在向民用产品普及。电容式传声器是一种依靠电容量变化而起换能作用的传声器它主要由极头、前置放大器、极化电源等组成。电容传声器的极头实际上是一只平板电容器只不过其中的一个电极是固定的另一个是可动的。通常两个电极相隔很近可动电极就是极薄的振膜。当声波到来时振膜便会产生相应振动从而改变电容器两极板之间的距离因而使电容量发生变化。由于电容两极板间有电压当声波使其容量发生变化时电容上的电荷发生变化电荷量随时间的变化形成交变电流在负载电阻R上便产生了一个对应变化规律的交流输出电压但这个电路输出阻抗很高不能直接输出否则加到后接放大器的信号电压非常小且极易受到外界干扰。因此需要在传声器壳内装一个前置放大器(又叫预放大器)进行阻抗变换将高阻变换成低阻输出。四、传声器的主要技术特性.灵敏度M灵敏度表示传声器的声mdashmdash电转换效率。它规定在自由声场中在Hz的频率下Pa规定声压从正面主轴上输入时所测得的开路输出电压单位为mV/Pa。Pa(帕)=mubar(微巴)。mubar声压大致相当于人们按正常音量说话时在正前方lm远处测得的声压。动圈式传声器的灵敏度约为~mV/Pa。电容式传声器由于内装前置放大器故其灵敏度要提高倍左右典型的数值是mV/mubar。传声器的灵敏度有时也用分贝表示并规定V/Pa为dB因传声器输出为毫伏级所以灵敏度的分贝值始终为负值。.频响特性频响特性即频率响应特性是指传声器输出电压与频率的关系它是指传声器在一恒定声压下对应声源主轴上灵敏度随频率而变化的特性。要求有合适的频响范围且该范围内的特性曲线应尽量平滑以改善音质和抑制声反馈。同样的声压而频率不同的声音加在传声器上其灵敏度是不一样的频响特性通常用在通频带范围内灵敏度相差的分贝数来表示通频带范围越宽相差的分贝数越小表示传声器的频响特性越好也就是传声器的频率失真越小。通常动圈式传声器往往不取平坦的频响曲线而是在高频段(~kHz)稍有提升这样可增加拾音的明亮度和清晰度。一般传声器在离声源很近的距离使用时会出现低频提升的现象称为ldquo近距效应rdquo或ldquo近讲效应rdquo。.方向性传声器对于来自不同方向的声音其灵敏度是不同的这就是传声器的方向性(指向性)。方向性与声音的频率有关一般频率越高则指向性越强。为了保证音质要求传声器在频响范围内应有比较一致的方向性。方向性用传声器在某一特定频率下正面方向和背面方向上的灵敏度的差值来表示差值大于dB者称为强方向性传声器。传声器的产品说明书上常常给出主要频率的方向极座标响应曲线图案一般类型有动圈式传声器的单方向性ldquo心形rdquo图案铝带式传声器的双方向性ldquordquo字形图案动圈、电容式传声器的无方向性ldquo圆形rdquo图案和电容式的ldquo超心形rdquo图案参见表mdash所示。无方向性传声器适用于室内一般扩声用录音双方向性传声器常用于立体声拾音比如MmdashS拾音单方向性传声器适用于剧场大厅、体育馆等场所扩声用也用于音乐、舞台、卡拉OK、座谈、新闻采访等拾音。因此不同的使用目的应选择不同指向性的传声器。.输出阻抗由引线两端看进去的传声器本身的阻抗称为输出阻抗(也叫源阻抗)。输出阻抗也就是传声器的交流内阻通常在频率为Hz声压约为Pa时测得。传声器有高阻抗和低阻抗之分。高阻抗的数值约为Omega~kOmega。它可直接和放大器相连而低阻抗约为~Omega要经过变压器匹配后才能和放大器相接。高阻抗传声器的输出电压略高灵敏度也较高但引线电容所起的旁路作用较大使高频下降同时也易受别的电磁干扰(感应交流声)所以传声器的引线不宜太长一般以~m为宜。低阻抗输出的传声器无此缺陷所以噪声水平较低引线可相应加长(有的扩音设备所带的低阻抗传声器引线可达m长)。舞台演出专业用高质量传声器基本上都采用Omega等低阻抗传声器。传声器按输出阻抗分一般有如下规格。高阻抗类的输出阻抗规格有:lkOmega、kOmega、kOmega、kOmega、kOmega等低阻抗类的输出阻抗规格有:Omega、Omega、Omega、Omega等。为了使传声器和后面设备的连接对整个系统的频率响应不产生影响一般要求后面设备的输入阻抗是传声器输出阻抗的~倍(称为传声器的推荐负荷阻抗)由于高质量低阻抗传声器的阻抗多为Omega于是推荐负荷阻抗多为lkOmega。所以专业音响系统中的调音台、录音机等设备的输入阻抗也为lkOmega。.等效噪声级假设有一声波作用在传声器上它所产生的输出电压的有效值和该传声器的输出端的固有噪声电压相等则该声波的声压级就是传声器的等效噪声级此值越小越好。最大容许声压级一般以传声器在谐波失真为%时的声压级作为最大容许声压级,高质量的传声器最大容许声压级已达dB。.动态范围动态范围是指传声器在谐波失真为某一规定值(一般规定%)时所承受的最大声压级与传声器的等效噪声级之差值。动态范围小会引起传输声音失真、音质变坏因此要求传声器有足够大的动态范围。高保真传声器的最大声压级在谐波失真%时动态范围可达dB。瞬态响应能力瞬态响应是指传声器对脉冲声波的跟踪能力常用一个矩形波信号来激励传声器用示波器来观测传声器输出信号的波形从而判断其瞬态跟踪能力一般电容式传声器的瞬态响应要优于动圈式传声器。传声器还有其它一些指标这里不再一一列举需要时可查有关手册。使用传声器时必须采用专用电缆馈送信号并注意防振因为传声器的损坏多数是振动引起的。同时用几只传声器拾音时必须使各传声器的极性相同(相位相同)以避免各传声器的信号在电路中相互抵消。近距离使用传声器时会产生ldquo近讲效应rdquo对低频有提升作用可增加声音的ldquo亲切感rdquo但会影响声音的清晰度。五、无线传声器.无线传声器的特点一般传声器带有电缆只能固定在某一小范围内使用对于走动的演员表演带来困难而且影响拾音效果。无线传声器省掉了电缆人们可手持或胸前佩带装有小型发射机的无线传声器自由行动(当然有一定的范围)而且方位不受限制因此它在广播电视、录音、音乐会、文艺演出、会议发言和课堂教学中得到广泛的应用。.无线传声器的基本原理无线传声器是由装有传声器的小型发射机和接收机两部分组成。传声器将声音信号变成电信号加到发射机去调制射频信号(载波)以电磁波的形式从天线发射出去然后由接收机接收并解调出原来的声频电信号。其基本原理见图mdash所示。一般具有同一型号话筒芯的有线传声器和无线传声器都具有基本相近的特性和音质水平但无线传声器声音信号经过高频发射、空间传输和接收等一系列变换处理带来不可避免的不稳定性和外部干扰因此音质和信噪比及稳定性等指标往往会略低于同一型号(指话筒芯)、同一档次的有线传声器。另外无线传声器还需要装配电池成本较高保密性也差对其它电子设备容易产生干扰。而它的优点就是可以让使用者脱离导线的束缚扩展其活动空间。.无线传声器的分类()按振荡回路方式分:有调谐振荡回路式(其电路简单、频率稳定性较差是普及型产品)石英晶体控制电路式(频率准确稳定但频道固定)锁相环频率合成式(频率精确稳定且有多频道)。()按载波频率分:有FM型(工作在调频波段~MHz)VHF型(低频VHF工作在~MHz高频VHF工作在~MHz)UHF型(低频UHF工作在~MHz高频UHF工作在~MHz)。()按接收方式分:有单接收机单频道接收型单接收机多频道接收型双接收机单频道接收型双接收机多频道接收型等。()按操作方式分:有手持式、夹式、头戴式等多种无线传声器分别适用于不同的场所。.无线传声器的使用要求()不同的场所、不同的使用要求应选择不同规格和型号适合的无线传声器。()发射机不应超出接收机的接收范围最好应保持能看到接收天线的位置。()发射和接收天线应全部伸展。()避免将接收天线靠近金属物体或导电的障碍物。()正式使用前应作一定的实地试验和调整。()如果发射机和接收机不在同一房间为保证无干扰接收机要采用远程天线。()为了克服信号失落现象往往需要使用多副无线传声器和多组分集接收的方式来保证信号的传输质量。()具有多频道并使用多个无线传声器同时作业时要应用多个互相不干扰的频率。六、数字传声器.ldquo准rdquo数字传声器由于数字音响设备的普及和广泛使用使很多音响系统的中间处理环节都使用了数字信号。所谓ldquo准rdquo数字传声器是指在系统中加入AD环节将模拟传声器得到的模拟声频信号通过AD转换以后得到数字声频信号信号送给后续的数字信号处理电路如图-所示。这种类型的电声器件并不是真正意义上的数字器件因此只能称为ldquo准rdquo数字传声器。.数字传声器(数字话筒)近年来对真正意义上的数字传声器有很多研究和探索。所谓真正意义上的数字传声器就是不经过AD环节直接将声音转化为数字信号。目前数字传声器还停留在研究和实验室阶段离实际的广泛应用尚有一定的时间但它是将来的发展趋势。其中光电式数字传声器是目前相对比较成熟的一种数字传声器其结构原理如图-所示。声波进入传声器引起振动模片发生相应的振动。由激光二极管发出的一束很细的激光束投射到振动模片上并经过由振动模片和反射镜构成的多重反射腔在反射腔内由振动模片引起的激光束位移经过多次放大将声波的振动信号转换城激光束的位移信号。接下来激光束进入扩束器使光束直径增大。扩束后的激光投射到光栅探测器上光栅探测器将激光束的位移变化转换成为对应的脉冲信号脉冲信号送入信号处理电路对脉冲进行计数这样最终输出的数字信号就成为了反映声波变化情况的数字声频信号。同时应考虑到振动模片的振动具有方向性因此在系统中加入了方向传感器其实质是一个电容传感器振动模片不同方向的振动会在电容上感应出不同极性的变化量该变化量控制信号处理电路中计数器的加或减就可在最终的数字声频输出信号中体现出振动模片的振动方向也就是声波的幅值变化方向。七、国产部分传声器的型号、规格和技术特性部分国产无线传声器的主要技术特性见表mdash。高保真传声器的最低性能要求见表mdash。第二节声源设备在音响系统中把提供节目材料的设备称为声源设备(SoundSource)或节目源设备(ProgramSource)。目前音响系统常用的声源设备有传声器、调谐器(收音头)、电唱机、CD唱机、磁光盘录音机(MD)、磁带录音机(DCC)等。目前新开发的数字声源设备还有HDR(硬盘录音机)和DAW(数字音频工作站)等。另外还有音视频信号源设备如磁带录像机、摄像机、LD、VCD、DVD以及数字录像机、数字电视机等都属于音像节目源我们将在后面专门讲述。目前记录声音的主要方法有:机械录音、磁性录音、光学录音等几种录音方法的主要技术指标参见表mdash。一、电唱机.唱片年爱迪生发明了留声机,结束了人类不能记录声音并重放声音的历史,从那以后人们就没有停止过对完美的听觉享受的追求,从最初的圆柱型锡箔蜡筒记录到立体声密纹唱片经历了年。唱片是以机械形变的方式模拟存储声音信息的一种载体一百多年来唱片为人类记录下了许多珍贵的历史性声音作品。各种唱片的代号见表mdash。.电唱机简介电唱机(Phono)的用途是放送各种转速的唱片并把唱片槽纹的机械振动转变成电信号输入至扩音机进行放大送到扬声器重放出声音。电唱机主要由电动机、传动系统、转盘、音臂、拾音器(拾音头和唱针)及附件等组成。.电唱机的选型()设计选型电唱机应满足实际需要一般电唱机应用时具有、、/三个转速。转速高的唱片音质较好但一张唱片的时间较短转速慢的唱片音质较差但一张唱片的时间较长。()电唱机的频率响应应适合扩音机通频带范围的要求否则将影响扩音机通频带范围的充分运用。()电唱机唱头的输出电压和输出阻抗应与扩音机唱机输入孔的输人阻抗相匹配()工作时振动越小越好。()机械结构要坚固耐用。()安装时要注意水平放置并要求平稳。.电唱机的特点虽然CD唱机有电声指标比较优异操作方便价格逐步下降等优势电唱机市场也面临着萎缩的局面但至今为止电唱机在音响世界中仍未被ldquo淘汰出局rdquo且顽强地生存着。这是因为它在音质方面仍保留着与CD的ldquo数码声rdquo有所不同的自己的特色另外它适合迪斯科舞厅的DJ师们直接用手工控制ldquo打碟rdquo所能达到的特殊效果。但能够固守ldquo阵地rdquo的电唱机都是高档次的石英锁相直驱式等类型的。此种电唱机是通过与石英晶体振荡产生的标准频率相比较从锁相电路反馈能随时精确地校正唱盘转速不受市电电压、转盘负载等因素影响(就像石英钟一样)。二、磁带录音机.磁带录音机简介磁带录音机是根据声、电转换和电、磁转换原理工作的。它能把声音信号变成音频电信号再产生磁场记录在磁带上并根据需要随时可以通过磁电声的转换把声音重新播放出来。录制在磁带上的声音可以比较长期地保存不需要时还可以抹掉重新录制新的声音信号可反复使用。模拟式磁带录音机诞生于世纪年代上世纪、年代风行全世界。但随着CD、LD、VCD等数字式记录的出现模拟式磁带录音机开始备受冷落这是由于它先天性弱点:一是和电唱机、CD、VCD等相比其综合电声指标较差特别是本底噪声大高频特性不佳二是操作不方便特别是选曲困难三是磁带难保存寿命短。但在相当长一段时间内录音机仍不会被淘汰这是因为它目前还具有一些尚不能替代的功能和优点:如可以极其方便地自行录制或复制节目并能重复使用所以不论是歌手的自备伴奏带还是演出播放的伴舞曲直到会议讲话录音记者采访录音等场合磁带录音机特别是优质的磁带录音卡座仍然是广播音响系统通常配备的基本节目源之一。至于专业级的开盘录音机在电台、电视台、电影厂、学校的电化教育中心等更有特殊的不可替代的位置。.磁带录音机的种类()盘式磁带录音机(开盘式)它是把磁带卷绕于两个金属盘或塑料盘上常用的有mm()mm()mm()等几种所用磁带宽度为mm带速有cm/s、cm/s、cm/s、cm/s等有单声道、双声道立体声和多声道立体声等在磁带录音机中它的指标最高主要用于专业级录音制作。()盒式磁带录音机它是目前最流行使用最多的机种带盒尺寸为mmtimesmmtimesmm带宽为mm带速为cm/s分为单声道、双声道、四声道立体声等几种还分为袖珍型、便携型、组合型、单卡型、双卡型等。()小(微)盒式微录机是指使用mmtimesmmtimesmm盒装磁带的录音机带宽为mm带速为cm/s和cm/s主要用于新闻采访等特殊场所。()录音座(CassetteDeck)是指只有前置放大器没有功率放大器和扬声器但可以用耳机监听的录音机这种机子同样使用盒式磁带但它的机械和电声性能指标都高于其他盒式录音机。它主要用于各种音响系统中作为节目源之一。这种录音机在音响工程中也叫卡座。()收录机它是一种把收音机与盒式磁带录音机组合为一体的机型。()随身听(Walkman)它是一种可携带在腰间用耳机收听的立体声录音机.卡座mdashmdash专业音响系统广泛使用的录音座一般的盒式磁带录音机通常由磁带驱动机构、磁头录放电路、控制电路、功放电路、偏磁振荡电路、扬声器等部分组成。卡座与普通录音机不同之处在于没有功率放大器和扬声器不能单独用于放音较好的卡座采用三磁头工作方式其电声技术指标比录音机高得多。卡座常与调谐器、电唱机、激光唱机、音频处理设备、功率放大器、音箱等组合使用成为音响系统。录音座(卡座)与普通录音机的差别除了在组成上有所不同外更重要的是在性能指标上要高于普通录音机而且功能上也比较齐全。()磁带选择卡座大都有磁带选择功能并且都是采用耐磨性好的磁头如铁铝硅合金磁头、非晶态磁头等以适合金属磁带和各种磁带。()杜比降噪系统卡座一般都装有杜比降噪系统如杜比B型、C型、SR型等能有效地降低噪声提高信噪比。()磁头自动反转机芯卡座一般设有微电脑控制的自动的反转装置可以不翻转磁带就能使磁带的A面和B面进行连续放音。()直接驱动方式卡座大都不采用电机通过皮带分别带动主导轴和卷带轴的传动方式。而采用直接驱动(DD)方式即直接用电机的旋转轴作为主导轴驱动磁带这样避免了中间传动结构带来的打滑、振动、转速不匀等引起的抖晃、不稳定对带速的影响因此显著提高了性能指标但对电机和伺服电路要求很高。()自动功能控制卡座不仅性能高而且功能完善功能的转换往往是自动控制的例如能自动选曲、连续放音、磁带性能自动检测、磁带余量自动显示、录音电平自动校准、轻触逻辑控制、快速搜索节目、随机复制、全自动定时及遥控等这些都是由机内微电脑来实现的。()三磁头、三电机高级卡座三磁头即录音、放音、抹音分别使用三个专用磁头机内放大器也分别使用专用的录音放大器和放音放大器所以录音系统和放音系统都能按各自的要求进行最佳的设计和调整从而实现高性能。三电机是指用三个电机分别直接驱动主轴及两个带盘可使录音和放音的速度误差低至千分之几抖晃率不超过%。.录音机的选用在选择录音机时应注意录音机本身的质量和其他设备的配合要求。录音机的频率响应要求要宽一些而且高低音输出对中音输出的比值要小一些录音机本身的失真度要小而信噪比要高一些输入和输出的电平及阻抗应能与音响系统的其他相关设备相适应。几种专业录音卡座的性能指标参见表mdash可供选择时参考。三、CD唱机.CD唱机简介CD唱机又称为激光唱机或镭射唱机它是最早进入市场的数字声源信号设备CD是CompactDisc的缩写意为小型唱片现在通指运用激光方式的小型数字音响播音设备。数字音响设备与模拟音响设备相比有如下特点。数字音响的主要优点是音质优良CD机的各项指标大都高于模拟式电唱机和磁带录音机尤其是信噪比、动态范围和立体声分离度三项指标都在dB以上常称为ldquo三个dBrdquo。而且CD盘经过多次重放或转录、其声音质量不会劣化。另外CD机放音时没有直接的机械接触只是光照形式理论上讲CD片是永不磨损的。再就是CD机采用数字化易于大规模集成电路使整机性能稳定便于调试可靠性高减小体积。数字音响设备的主要缺点是设备比模拟音响复杂而且价格较高但是由于大规模集成化和技术、工艺的进步设备的复杂性也将逐渐被简化价格也在逐渐降低这是发展的趋势。.CD唱机的基本工作原理CD机是一种光、机、电一体化的高科技精密产品其基本工作原理是通过声mdash电mdash光的转换方式将声音信号变成电信号再将电信号变成激光信号通过光刻而记录在CD唱片上。放声时则相反通过光mdash电转换方式由激光束照射CD唱片而反射出的数字信号再经过D/A(数字模拟)转换而还原成声音。CD唱片上的信号是数字信号是由一连串的ldquo坑rdquo、ldquo岛rdquo(相当于和)的轨迹组成的数字符号。当激光头射出的激光束聚焦于唱片镀膜的ldquo坑rdquo上时激光束的大部分被散射掉只有小部分能返回到光电二极管上此时光电二极管的输出信号为ldquordquo当激光束聚焦于ldquo岛rdquo上时激光束的大部分反射到光电二极管上此时光电二极管输出信号为ldquordquo。随着唱片旋转ldquo坑rdquo、ldquo岛rdquo不断地扫过激光束从而形成了连续的ldquordquo和ldquordquo信号流经过光电转换电流mdash电压转换、放大、整形后就获得了唱片上所记录的数字声音信号这种数字信号中还包含有调制、同步、纠错等编码信号故必须经过解码、数字滤波和D/A转换后才能获得原来的模拟声信号。.CD机的技术指标()频率响应CD机能轻易地达到频率响应在Hz~kHz范围。()信噪比在dB左右(已相当不错)此值越高声音就越清晰噪声越小。()动态范围一般机型都在dB以上。()失真度普通机型为%左右中、高档机在%甚至更小。()抖晃率拌晃率极低(%以下)。()取样频率量化位数和超取样频率CD唱片制作时要先将模拟信号转换成数字信号A/D转换包括取样和量化两个过程。取样是用离散的点来表示原始波形每秒钟取样的次数叫取样频率fs在CD标准中规定这一值为kHz取样之后再进行量化就是将取样值数字化即用二进制数来表示CD标准中规定其量化位数为比特(bit)。CD机要将CD唱片上记录的数字信号翻译成相应的模拟信号。为了改善音质现在都采用过取样(超取样)的办法那就是对量化的信息可以比原取样频率(fs=kHz)高整数倍的频率再取样有意把高次谐波成分向更高的频率区域搬迁同时在D/A转换之前插入数字滤波器。从而减弱了由于滤波器引起的音质恶化问题。低档CD机的超取样频率(或称取样比率)一般为fs或fs中高档机的超取样频率则高达fs、fs甚至fs等。()解码比特数:CD唱片上的数码信号是用bit计数如果用同样位数的D/A转换器来转换这些数字信号就会出现信噪比不够高。解决的办法是增加D/A转换的位数比如解码器比特数增加到bit、bit甚至bit等。总之解码时超取样频率越高数模转换的比特数越多其转换的精度就越高量化噪声也就越小信噪比自然也就高了。上述的()、()两条是CD机特有的指标也是比较重要的指标。表mdash和表mdash分别列出CD机的几个等级性能比较和CD唱片唱机系统技术性能数据。注:()指kHz时()指Hz~kHz时。.CD的发展CD唱片及唱机系统是现代数字电子技术、激光技术、大规模集成电路技术、高密度记录技术和精密机械伺服技术等高科技相互渗透和相互结合的结晶CD系统记录密度极高、容量达Mbit一张CD唱片的记录量相当于~张英寸计算机用的软盘容量。因此得到广泛的应用和快速的发展。()CDmdashROMCDmdashROM是以CD方式制成的只读存储器(ROM)光盘是为了记录只读信息数据而研制的一种存储媒介制式其外表和CD唱片一样信息面的物理结构也类似于CD唱片但其数据格式与CD不同因此CDmdashROM与CD不能兼容。必须使用CDmdashROM驱动器和接口电路才能使CDmdashROM工作。CDmdashROM不仅可作计算机的外存储器使用还是一种电子出版物的基础也可进行音乐的放音。一张CDmdashROM可存储个静止画面或张计算机图形或.万页英文字母和数字几十册大型书籍记录。可见其容量之大(一般大于MB)。()CDmdashICDmdashI是CompactDiscInteractive的缩写称为交互式CD唱片。它是CDmdashROM格式的一种发展是一种集音响(A)、图像(V)计算机数据(C)为一体的AVC系统。这种系统可将声音、图像、数据混合记录在碟片上因此它的应用很广。()CDmdashVCDmdashV(CDmdashVideo)称为影视CD碟片是CD和激光电视唱片(LasermdashVision)系统结合的产物。CDmdashV是同时具有图像及音乐功能的碟片。()CDmdashGCDmdashG(CDmdashGraphic)是CD图示系统称为图文CD(图形CD)碟片它可以在放送音乐的同时显示静止画面或文字、音乐符号等常用于卡拉OK等它的音频部分与CD一样并利用CD未占用的部分(子码区)来存储记录静止画面和字符等内容。()VideomdashCDVideomdashCD简称VCD俗称小影碟它是利用图像压缩技术(MPEG)的影视激光唱片能同时播放活动图像和伴音时间长达min。后来又发展了SVCD、DVD等影视光碟它们都需要专门的播放机一般DVD兼容SVCD和VCD而SVCD兼容VCD。()MDCD唱机在全部性能上都大大超过了传统的模拟唱机和磁带录音机但是CD唱机和磁带式录音机相比也有不足之处即不能进行自我录制。此外其抗振性能也较差MD(索尼公司研制)补救了上述缺憾。MD碟片直径为mm置于一个mmtimesmmtimesmm的塑料长盒中在长盒的一边设计了供激光读取用的窗口这种结构类似于计算机用的英寸软盘。这样能更好地保护光碟。MD实际上是对两种不同型式小型光碟的总称一种是专供放音用的光盘另一种是可录放的光盘它们都具有min的播放容量。录放型MD、又称MDmdashMO(MiniDiscmdashMagnetOptical)是具有垂直磁化膜层的光磁盘既可录音又可重放可重复写万次以上。目前MD与CD唱片、唱机不具有互换性。但MD的信息记录方式与非常CD相似因此MD可以认为是CD家族的发展。如今、MD被认为是替代模拟盒式磁带录音机的又一个产品。()CDmdashR这是一种可录式CD机在播出系统上与CD机原理和技术指标基本相同但CDmdashR机多了录音功能可写在CDmdashR和CDmdashRW两种碟片上既有数字信号输入和输出又有模拟信号输入和输出。以上介绍了几种目前常见的有代表性的CD媒体,虽然CD家族规模庞大不断出新,但只要了解其发展进程、基本性能、相互关系、兼容程度等要素就可很快掌握新的CD种类选择新的CD设备保证工程设计的先进性和实用性。第三节扬声器及音箱一个完善的音响工程(系统)中必须要有良好的扬声器系统(SpeakerSystem)。扬声器系统由扬声器(LoudSpeaRer或Speaker)与音箱(Cabinet)分频器三者组成。由于扬声器和分频器都装在音箱内所以就常用ldquo音箱rdquo一词代表一个最简单的扬声器系统。音箱是整个音响系统的终端其作用是把音频电能转换成相应的声能并把它辐射到一定的空间去供人门欣赏它是音响系统中极其重要的部分。因为它担负着把电信号转变成声信号供人的耳朵直接聆听的任务是直接与人的听觉打交道(而人的听觉是十分灵敏且对复杂声音的音色、方位具有很强的辨别能力)的关键器件。所有的音响设备不论有多么优秀、多么完善、多么高级如没有良好的扬声器系统和良好的配置那么其优越性是体现不出来的因此可以认为音箱的性能高低对一个音响系统的放音质量起着关键作用。当然各类音箱的正确摆放和布置对放音质量也很重要的(后面在工程设计中会讲)。但要注意由于音箱的功能涉及到把电能转换成声能这种不同性质能量的变换就使它成为音响系统中最薄弱的环节。所谓ldquo薄弱rdquo一是指它容易损坏特别是高频扬声器容易烧毁二是指它的各项技术指标如频率响应、失真度等都比其他音响设备要差些(难于做得很高)。一、扬声器.扬声器的类型扬声器(俗称喇叭)按工作原理可分为电动式、静电式、电磁式和离子式等数种。按其工作频段可分为低频(音)扬声器、中频(音)扬声器和高频(音)扬声器其中电动式扬声器应用最广。()纸盆式:发声振膜一般是纸质圆锥型通常作为音响系统放声的低频或中频单元。()球顶式:振膜呈球顶形重放频带宽、高频特性好但效率较低通常作为音响系统放声的高频或中频单元。()号筒式:通过号筒向空间介质辐射声波效率较高但重放频带较窄通常作为音响系统放声的高频单元。电动式扬声器又可分为纸盆扬声器(纸盆不一定是纸)和号筒扬声器。纸盆扬声器的口径约为phi~phimm不等有效频率范围约在Hz~kHz标称功率在~W之间频响较宽但发声效率低一般在%~%左右。号筒扬声器的常用功率在~W之间发声效率可达%~%。其中折叠式号筒扬声器的高频响应较差。高频号筒式扬声器的高频响应较好可达kHz以上但这种扬声器不适合于Hz以下的低频声音如输入低频信号时将因振幅过大而损坏扬声器(不损坏也输不出不失真的低音)因此高频号筒扬声器不能单独使用必须通过分频器才能与低频扬声器联用。.扬声器的结构这里我们只讲述专业音响普遍采用的电动式扬声器的结构及工作原理。()扬声器的工作原理在电工原理中我们学过:当在永久磁场中的导体内有电流通过时由于载流体产生的磁场和永久磁场之间相互作用载流导体将作垂直于电流方向的运动。当导体内电流数值及方向改变时推动导体运动的力的大小和方向也随之改变也就是说在磁隙的磁通密度和音圈导线长度不变的情况下只要改变音圈的输入电流就会改变音圈和永久磁铁之间的作用力。因为音圈是和纸盆粘联在一起的因而随着音频电流的变化音圈将带动纸盆作相应的振动而发出声音来。()电动或纸盆扬声器主要由电振动系统(纸盆、音圈和支架)、磁路系统(永久磁铁、导磁夹板和圆形芯柱)及各种辅助性零件组成。有些纸盆扬声器采用橡胶边、泡沫边和布边。这种扬声器的最大优点是自身的谐振频率较低能重放较低的频率而且失真也较小它的缺点是效率较低(就像人在沙上跑、跳一样)要有足够的输入功率。另外时间长了易老化。中、高频扬声器的结构除了部分仍用上述纸盆结构外还有球顶形和号筒式两种基本形式。()球顶型高音扬声器(Dome)其工作原理与纸盆扬声器相似只是振膜为近似半球形的球面其尺寸一般较小通常只有~mm按其振膜软硬的程度可以分为硬球顶(铝合金、钛合金等)扬声器和软球顶(化纤、橡胶等)扬声器。硬球顶音质清脆适合于重放现代音乐软球顶音质柔和适合于重放古典音乐。球顶扬声器的主要优点是重放频带较宽高频可达kHz指向性也较宽瞬态特性好失真小但效率低这种扬声器由于其音质好被广泛用于高保真扬声器系统中作高音扬声单元。但由于它的额定功率较小而不适用于歌舞厅、迪斯科厅等要求高声压级的场所。()号筒式高音扬声器目前在大功率专业音箱中用得最多这是因为其辐射效率高(达到直射式扬声器的数十倍)具有恒定指向性和辐射距离远的优点。电动式号筒扬声器又称号角喇叭它的工作原理与电动式纸盆扬声器一样但声音的辐射方式不同纸盆扬声器是依靠振膜(纸盆)将声音直接辐射出去而号筒扬声器则是依靠振膜振动后声音经过号筒再扩散出去属于间接辐射方式。号筒式扬声器包括驱动单元(简称音头Driver)和号筒(Horn)两部分驱动单元与球顶扬声器相似振膜的振动通过号筒与空气耦合而辐射声能号筒的形状有圆锥形、指数形、双曲线函数形等各种形状。当频率增高时其振膜各部分辐射声波的相位不一致会引起干涉使扬声器频响曲线出现峰谷起伏为此加入喉塞(又叫相位等化器)以消除干扰。号筒式扬声器的最大优点是电声转换效率较高非线性失真通常也小于纸盆扬声器。新型的液磁(磁流体)式号筒扬声器更可承受较大功率。它的缺点是重放频带较窄指向性也不宽但在某些场合这也是优点。()压电陶瓷式扬声器某些晶体和陶瓷具有加上电流会产生机械变形的压电效应如加上音频电流会产生与之相应的振动而发音。有些专业音箱也采用压电陶瓷式高音扬声器多数人觉得其重放高音效果似乎比不上号筒式扬声器但其体积较小价格较低仍受到较广泛使用。()组合式扬声器将频率响应范围不同的扬声器组合在一个扬声器的盆架上构成一只扬声器频率响应可获得明显扩展结构复杂、造价高国内产品尚不多见。.扬声器的主要技术指标()标称功率指扬声器长期工作时能够输入的最大电功率(W或VA)其短时过载能力可为标称功率的~倍。扬声器在标称功率下工作时不会过载而发热也不会产生明显的失真。()阻抗扬声器的输入端的测量阻抗它随输入信号的频率而变化。一般扬声器上标注的是Hz时的测定阻抗此值在小口径扬声器时为音圈直流电阻的~倍在大口径时则为~倍。扬声器的标称阻抗是厂家设计给出的是工程中计算馈给扬声器电功率的基准也用于匹配计算。()频率响应及有效频率范围扬声器输入不同频率的规定电压时所发出的声压或声强的变化称为扬声器的频响特性。在频响曲线上不均匀度在dB之间的频响宽度称为扬声器的有效频率范围它是扬声器重放工作时的主要频率范围。为了使重放声音的频率失真小有效频率范围应该宽一些其间曲线也应平滑则重放声音的声调和音色就越接近原音。()平均特性灵敏度扬声器在规定功率输入时在轴m处的声压值称为灵敏度EaEa与频率有关通常取有效频率范围内的算术平均值以平均声压(Pa)或平均声级(dB)表示即产品说明中给出的平均特性灵敏度Ea若用dB为单位表示则称平均特性灵敏度级。()失真度失真度一般指非线性谐波失真即扬声器输入一个频率的正弦信号时在它的输出信号中除了有输入信号的基波成分外还出现了基波的二次、三次等谐波成分。扬声器标注的失真度一般是指额定功率下的最大失真度因为扬声器对声音的各种频率谐波的失真程度是不同的。()瞬态失真瞬态失真是指由于扬声器的振动系统跟不上快速变化的电信号而产生的输出波形与输入波形之间的差别。为了改善扬声器的瞬态失真一般将扬声器的频率响应扩展到超声音频段这样可以改善信号的前沿特性并依靠扬声器的阻尼来减少信号的拖尾时间。()指向特性扬声器发声时空间各点声压级与声音辐射方向的关系特性称为辐射指向性它表征扬声器在不同方向上辐射声波的能力。指向特性是以辐射角的大小来标志的辐射角是指在指向性曲线中声压级比主轴降低dB时的角度即所谓dB辐射角。扬声器的指向特性与频率关系很大频率越高辐射角越小即指向性越强一般小于Hz时指向性就不明显了。在相同的频率时直径大的扬声器的指向性比直径小的扬声器的指向性更强。()寿命和可靠性在正常情况下扬声器能够连续工作的时间越长说明其使用寿命越高而长时间工作不出现故障则说明其可靠性越好。.数字扬声器()ldquo准rdquo数字扬声器ldquo准rdquo数字扬声器是在系统中DA环节如图-所示。同样这种类型的电声器件并不是真正意义上的数字器件因此只能称为ldquo准rdquo数字扬声器。()数字扬声器目前技术比较成熟的数字扬声器主要有DTA(数字换能器阵列)和MVCDL(多音圈数字扬声器)两种形式。由美国德克萨斯仪器公司开发的数字换能器阵列式数字扬声器如图-所示。图中的每个换能器就像一个微型扬声器它是由两片面对的导电层构成一个平行板电容器其中一片导电层上附有薄膜。当接收端接收数字音频信号后通过编码器转换为位驱动信号再通过脉冲成形电路补偿换能器的非线性失真后驱动换能器中的薄膜振动发声。整个扬声器完全是由数字信号驱动的各个换能器的声音信号叠加就可还原出所输入的声音信号。多音圈数字扬声器的结构如图-所示。这种扬声器是在普通扬声器的基础上安装了多个音频线圈每个线圈对应着一位输入数字音频信号受到数字信号的控制每个音圈都会产生一个作用力作用在振动膜上各个音圈的合力共同作用就能使振动膜振动还原出输入的声音信号。二、扬声器的组合.简介我们知道如果采用单只扬声器是很难达到高保真重放声音的这是因为采用大口径的纸盆扬声器虽然可以取得较好的低音效果但这种扬声器的高频重放效率很低。若采用小型的高频扬声器高音得到照顾又无法放出低音而且它的指向性很尖锐使稍微偏离扬声器轴向的听众就感到高频明显衰减。要解决这个问题最好是选择几个不同频率特性的扬声器装在一个扬声器箱内将整个音频信号分成几段由高、中、低频扬声器单元分别重放这就是扬声器的组合系统(也叫音箱)。它一般由扬声器单元、分频电路及衰减电路、箱体三部分组成。.分频电路的连接几种扬声器的组合是要用所谓分频电路来连接的。分频电路的作用就是把声频信号分解为低频、中频和高频信号分频电路有两种基本形式。()电子分频方法把分频电路插入在前置放大器和功率放大器中间然后由独立的功率放大器分别推动高、低频扬声器单元可有效降低功率放大器的互调失真。这种分频方式如图mdash所示高低频互相影响少所以音质较好但需要多个功率放大器成本较高因而在高要求高质量的放音系统中广泛使用。图-电子分频框图图-功率分频框图()功率分频方法也称为后级分频。虽然放音质量不如前者但使用起来很方便而且做得好效果也不错所以在家用音响及很多专业音响系统中仍得到广泛采用。所谓功率分频是功率放大器的输出信号通过分频电路后、分别馈送到各个扬声器单元功率分频电路的参数与扬声器的阻抗有密切的关系要根据阻抗来调整分频点如图mdash所示组成功率分频电路的电感、电容等元器件通常都与扬声器一起装在音箱内部。三、音箱这里所说的音箱是指装扬声器和分频器的箱子它除了保护扬声器外并有美观、装饰作用更主要的是音箱具有三大基本功能即防止声短路、提高声学功能和提高效率可大大改善了播音效果是音响系统中必不可少的装置。.声短路效应所有使用纸盆式辐射的电动式扬声器在有音频信号电流通过时因纸盆的振动使声波朝着前后两个方向传播。当纸盆向前振动的瞬间前面的空气被压缩形成密集的空气层而后面则形成稀疏的空气层。纸盆向后运动时的情况正好相反。纸盆振动的每一瞬间前后声波的相位总是相反的后面的声波绕过扬声器周边与前面的声波相遇就会发生干涉现象结果互相抵消使放出的声音变小这种现象就是ldquo声短路rdquo效应。这种效应与声音的频率有关频率越低声波绕射能力越强ldquo声短路rdquo现象越严重。为了消除声短路效应理论上可把扬声器安装在一块尽可能大的隔离板上把前后的声波隔开。但隔离板太小了没有多少效果太大了既占地方又不美观因此我们把隔离板折弯制成箱子形状这就是音箱为了提高声学性能。当然对音箱还有许多的重要的要求。.封闭式扬声器系统(也称气垫音箱)这种扬声器音箱除了扬声器纸盆的向外辐射孔外其他都是封闭的扬声器向内辐射的声波基本上被箱体内的吸音材料吸收不会造成声波干涉。这种音箱的最大优点是体积小、改善了低频效果是一种较理想的结构最大缺点是发音效率低。.倒相式扬声器系统封闭式扬声器箱效率低主要是扬声器向音箱内辐射的声波(声能)被吸音材料吸收了得不到充分利用。而倒相式扬声器箱在箱体面板上增加一个或两个倒相孔在倒相孔后面(箱内)接一短管。这样可使原来扬声器向内辐射的部分声波反相使倒相孔空气振动与纸盆前的空气振动相位一致从而同相地向前辐射提高了音箱的效率。另外倒相式扬声器系统可避免扬声器大振幅时所引起的低频失真因此目前在专业音响系统中广泛使用。.扬声器系统的分类()扬声器系统按分频方式可分为:单分频音箱、二分频音箱、三分频音箱、四分频音箱、多分频音箱和超重低音音箱等。()按用途可分为:主音箱(大功率、宽频带、高声压级是音响系统的核心)、返送音箱(功率较小、频带较宽用于演员、乐队自己监听声音效果)、监听音箱(功率较小、频带宽性能要求很高用于音响师监听节目的真实效果便于控制和调音)、中置音箱、环绕声音箱、天花音箱、防水音箱、迷你音箱等。()按基本结构可分为:背面敞开式音箱、封闭式音箱、倒相式音箱、对称驱动型音箱、前向号筒型音箱、背向号筒型音箱、组合号筒型音箱等。.声柱(音柱)()声柱的工作原理声柱是多只扬声器(一般~只)经排列组合并同相连接而成的由于纵向扬声器到达某点的相位差所引起的声波干涉效应使得声柱轴线(声轴)能量比较集中聚成主声束其他方向上较低能量的声束则称为副声束。声柱的指向特性在水平方向与单只扬声器差不多但在垂直方向上则有很大差别声束在水平方向上像扇子一样铺开但在垂直方向上出现较强的指向特性(高频尤为突出)形成近薄远厚状的立体辐射效果。将声柱安装在舞台镜框式台口的附近指向听众主声束以很强的声能辐射至观众厅后排前排则因扬声器的竖向距离不同引起的相位差而互相削弱这就使得音场的直射声分布趋于均匀。声柱的水平方向不应ldquo聚束rdquo应该有较大的水平辐射角以使得音场在左右方向能比较均匀。声柱特别适用在回音较大的建筑物内。()声柱的主要技术特性声柱的特点是在垂直方向上有很强的指向特性可以用主声束宽度phi角来表示:(mdash)式中lambdamdashmdash波长(m)Lmdashmdash声柱长度(m)。可见声柱越长声束越窄能量越集中指向性越强。当声柱长度固定时频率越高越小则声束越窄指向性越强。声柱按不同结构可以组成多种规格但其内部的各扬声器要相同连接相位要一致每只扬声器的间距要相等利用声柱并合理控制声柱的悬挂高度和俯角可以使得声场比较均匀、清晰。由于声柱总的额定功率是单只扬声器的好几倍同时由于声轴方向的聚焦作用使灵敏度成倍提高对远距离扩声很有效。.扬声器系统的设计原则()厅堂、剧场用扬声器系统要求有很大的声功率、极宽的频率响应、极高的灵敏度、较宽的指向特性和极小的失真度一般采用倒相式和号筒式低、中、高频的组合。()电影用扬声器系统要求声功率大、灵敏度高、动态范围大、失真小、指向性宽、而频率响应的高频端一般只要到kHz即可。()广播录音监听用扬声器系统要求是很高的具体是功率大、灵敏度高、动态范围大、失真小、指向性宽、频率范围达全声频(Hz~kHz)。()家庭音响用扬声器系统要求体积小、频率响应宽、失真小、灵敏度高、指向性宽、对称性好、成本不能太高。一般也是设计成倒相二分频式高频要求kHz以上。()高级唱机、专业录音机用扬声器系统要求更高。四、喊话器喊话器是一种自成一体的扩声系统它由话筒、放大电路、控制器、扬声器、电池等组成携带方便并具有较大的传声距离和较高的语言清晰度常用于运动场、露天会议、建设工程、摄影外景地、导游等场所。五、国内外音箱简介当前国内外较有名气的专业音箱厂家有美国的JBL(Bmiddot兰辛)、BOSE(博士)、EV(电声)和ALTEC(阿尔特克)等数家从我国市场上看前两个牌子的占有率较高。此外如美国的Peavey(百威)、Souandtech(声塔)、日本的YAMAHA(雅马哈)、英国的OHM(奥妙)、美国的BAGEND(伯利恒)、EAW、Community(C牌)等在国内也很有影响。这类音箱和扬声器系统都具有比较高超的性能指标音质优美但价格相当昂贵。国产专业扬声器厂家近年在追赶国际水平上很下功夫取得了相当成效如飞达、南鲸、国光、飞乐等三家和广东一些后起之秀厂家生产的专业扬声器和音箱的性能都已相当不错已能满足各类音响系统和工程的需要如没有很高很特殊的要求可尽量采用国产品牌。六、电子分频器.电子分频器的功能及分类目前的扬声器还不能做到在整个音频范围(Hz~kHz)内获得比较均匀的重放频响特性因此只能用两只扬声器(一只高音一只低音)或三只扬声器(高、中、低音)分别工作在不同频率段的办法来获得良好的音响效果。这样一来就需要设置一个专门的电路(称分频器或分音器)以便把音频全频带分成两个或多个频段分别送到不同的扬声器去放音。前面我们讲过分频器分为功率分频(后级分频)和电子分频(前级分频)两大类。功率分频是在音箱内部装设由电感、电容组成的分频网络进行分频后送入不同的扬声器因而结构简单连接方便通用性强在家用音响和小功率专业音箱中广泛应用。但是功率分频网络要用大电流的电感元件调整困难分频点不易准确功耗也较大各频段输出功率大小的比例难以调整。因此在功率较大要求较高的专业音响系统中普遍都不用或少用功率分频而采用电子分频(前级分频)。就是在家庭影院等一类家用音响中需要产生超重低音效果时也采用电子分频电路。电子分频系统的核心部分是电子分频电路它的任务是在功率放大器之前把音频信号按高、低两个频段(称为分频)或高、中、低三个频段(称为分频)分开分别输出送至各频段专用的功率放大器放大后驱动各频段的扬声器。.电子分频器的连接及调整()电子分频器的连接一般电子分频器的连接

类似资料

职业精品

精彩专题

初中地理复习资料,成绩提升法宝

中考地理成绩的提升是从打基础做起,无论是初一地理还是初二地理,亦或是初三地理总复习,只要认真对待,做好地理复习,地理学习效率高,地理成绩也自然提升。

用户评论

0/200
上传我的资料

热门资料排行换一换

  • 2009届江苏省苏中四市二区联考高…

  • 江苏省栟茶高级中学高二年级第一学期…

  • 2009届江苏省苏中四市二区联考高…

  • Chinadaily汉英词汇表

  • 江西省自主创新产品认定申请书

  • 常用会计分录大全

  • 2009年高考数学易失分

  • 长难句结构分析最新经典一百句

  • 新东方刘畅词汇笔记(完美版)2

  • 资料评价:

    / 158
    所需积分:0 立即下载

    VIP

    在线
    客服

    免费
    邮箱

    极速快3-极速快3技巧服务号

    扫描关注领取更多福利