扩声系统培训

扩声系统 Sound Reinfocement 系统连接图 机柜图 传声器（传声器（Microphone) 传声器(俗称话筒):是一种把声能转换为电信 号的换能元件。广泛用于现场扩声、录音 棚、演播室等场合,是各类声系统中必不可 少的拾音器件。 换能器基本原理换能器基本原理 按照换能器原理换能器原理分类: 电容电容(Condenser ) 动圈动圈(Dynamic ) 带式带式(Ribbon) 现今使用最多的是电容传声器和动圈传声器两种基本类型 电容传声器电容传声器 电容传声器原理： 电容器由两块间隔的金属板组成，在两块金属电极板之间施加一个电势E，电 容器将充以电荷Q，储存在电容器中， E=Q/C 式中：Q是充电量，单位库伦；C是电容量，单位法拉。 (a)电容器充电 (b)极板距离变化改变极板间电位 (c)具有一个振膜和一个固定后极板的电容传声器 如果我们保持电量恒定，变更电极板的间距, 电势将与电容的改变成反比。 如果把一个极板固定，另一块极板可变，像一块振膜那样，随着声压的变化 改变距离，那么就可组成如图所示的传声器。 传声器输出的功率极其微小，因此通常都在电容传声器的内部就进行放 大。习惯上都用一个极化电源或偏压电源来保持电容器充电。 驻极体电容传声器(ECM) 驻极体电容传声器（Electret condenser Microphone）的原理： 通过加到后极板上的一种特殊材料的作用，使这个电容器永久保持充 电电荷，这种传声器只要求不大于68伏的电压就可工作；而一般的 电容传声器要求具有48伏的极化电压。 动圈传声器动圈传声器 动圈传声器的音圈粘牢在振膜上，同时又处在磁场中。根 据磁感应原理，振膜运动时，将会在音圈两端产生一个电 位差输出： E=BLv 式中： E是输出电位差，单位为V； B是磁路中的磁场密度，单位为T(Tesla )； L是音圈的长度，单位为m； v是音圈运动的速度，单位为m/s。 動圈式與電容式麥克風的比較動圈式與電容式麥克風的比較 曾有一段时间，认为电容传声器的频带宽 度和质量优于动圈传声器。 但是近几年来，质量的差距已有明显缩小。 无线传声器（Wireless) 利用无线发射和接收的各类无线传声器，使用户获得了不受连接电缆 牵制的限制。在舞台演出和各种娱乐活动中获得了广泛的应用。 无线传声器的高频传输频率为两个频段： 一种为VHF（Very high freguency）甚高频波段，频率范围为 160MHZ250 MHZ。 另一种为UHF（Ultra high freguency）超高频波段，频率范围为 730MHZ950 MHZ。 VHF频段的频率较低，制造成本便宜。 不管那个频段的无线传输，都会受到电波传播衰减变化的影响，经常 会发生信号瞬间中断而导致声音的不连续性。优质无线传声器现在都 已采用双天线接收的分集接收技术，可有效的解决此问题。 如果要同时使用多个无线传声器，当传输频率选择不当时，各传声器 会产生信号干扰。为此每种型号的无线传声器都设有优选频率配置表 和同时使用的最高数量限制。 无线传声器发射机有手持式、领夹式(俗称小蜜蜂)、头戴式和乐器类 等多种类型。 指向性（Directionality） 全指向全指向心型指向心型指向 超心性指向超心性指向 针对会议话筒常用有如下指向： 扬声器(Loudspeaker) 音箱音箱 音箱指标 频率响应频率响应 灵敏度灵敏度 阻抗阻抗 功率功率 指向性指向性 扬声器主要指标参数 频率响应(Frequency Response ) 承受功率(Power Handling ) 灵敏度(Sensitivity Ratings) 阻抗(Impedance) 指向特性(Directivity ) 频率响应 承受功率 扬声器功率指标类型扬声器功率指标类型 a. 平均功率（平均功率（Average power）. Often wrongly referred to as “RMS“ power, since it is derived from RMS voltage readings. RMS (root-mean-square) only makes sense on variables that have negative as well as positive values. Power is only positive (goes from the amplifier to the speaker, not the other way round), so does not need the “root“ and the “square“ of the RMS process (which just extract the sign out of a number), just the “mean“ (average). Average power is therefore that which uses RMS voltage for its calculation. b. 节目功率（节目功率（Programme power）. It is an archaic term that derives from old swept sinewave power tests. Nowadays, it does hold no real meaning. For most manufacturers, it is simply twice the average power, although other manufacturers may use ratios other than 2:1. It may be used as a guideline to the selection of amplifier power. For instance, a speaker with 300W average power and 600W programme power (2x300W) might use an amplifier with 600W output. This is for carefully controlled conditions; for more usual applications with some degree of abuse that amplifier would be too large. c. 峰值功率（峰值功率（Peak power）. Corresponds to the calculation of power based upon peak voltages. For a 6 dB crest factor signal, peak power is four times the average power. From all the above, it can be concluded that, for power test signals with 6 dB crest factor, the ratios of the three types of power would be as follows: PowerRatioExampleAverage1300WProgramme2600WPeak4 (not always!)1200W d. 持续功率（持续功率（Continuous）. Simply specifies that the power signal is applied all the time, since there are some standards that specify intermittent signals. 灵敏度 阻抗 指向特性 按应用方式分 固定安装: 流动演出: 按服务区域分 主扩声(Main):为主要听众区服务 辅助(FiLL/Delay)：主扩声不能有效覆盖到的区域，例如 剧场楼座下部 监听(Monitor): 1.舞台返听(Stage Monitor) 2.控制室监听(Control Room Monitor) 典型应用 主动(Active)/被动(Passive) 有源-发展趋势 按使用场所 室外（室外（Outdoor) 全天候（全天候（Wear resistant ）：日晒雨淋）：日晒雨淋 室内（室内（Indoor) 按分频方式 两分频三分频 内置分频（被动无源） 外置分频（主动有源） Vieta DoRe Mi So 多用途-EAW JFX 可作主扩声，辅助补声，返听 可有源分频/可无源分频 可固定安装/可流动使用 可单独使用/可水平阵列方式 RH特色专利技术 COMPLEX CONIC Wave Guide TECHNOLOGY CoEntrant波导技术波导技术 Wave Guide Topology 真实阵列法则（TRue Array Principle ） 参考点阵列（参考点阵列（REFERENCE POINT ARRAYS ） 耳机（Headphone） 录音/混音监听（Studio Monitor) DJ/Remix监听 调音台（调音台（MIXING CONSOLE） 是对各种输入声源信号进行匹配放大、混合、调音和分配控制等，是专业音 响系统的中心控制设备。60年代以前，调音台主要用于录音和音乐节目制作， 以后由于音频节目源的品种和数量越来越多，在现场扩声系统、电台电视台 和各种娱乐中心使用越来越广泛，功能也越来越多。 调音台的基本功能调音台的基本功能 （1）放大、匹配、均衡各节目源的电平和阻抗。例如，低阻抗传声器的信号 电平一般都在-70dB（0.25mv）/200,CD唱机的输出电平可达到-10dB +4dB（245mv1.58v）/10K。各种声源的输出电平和输出阻抗的差异可达 到数万倍以上，通过调音台的匹配放大，可使它们达到相同的输出电平，混 合后去驱动功率放大器和扬声器系统。 （2）对各通道的输入信号进行频率补偿（EQ）、效果配置和声像定位等处 理。 （3）把处理后的通道信号进行混合、编组和分配切换，满足各种使用要求。 （4）提供其他特殊服务功能，例如向电容传声器提供48V直流幻像电源、与 舞台对讲、提供1KHZ测试信号、调音师的调音监听、现场录音和录音信号回 放、插入信号处理装置（如效果器、反馈抑制器、压缩/限幅器、扩展器和噪 声门等）、提供各种用途的AUX辅助输入/输出、声像位置的调整（PAN）和 哑音等功能。 按用途分类 录音（录音（Studio） 现场扩声（现场扩声（Live Sound): FOH,Monitor,Recording,OB 代表品牌：代表品牌：Midas（英国）（英国）,Yamaha（日本）（日本） 广播（广播（Broadcast): 电台（电台（Radio)，电视台，电视台(TV) 代表品牌：代表品牌：Studer(Swiss),Euphonix(USA) 后期制作（后期制作（PostProduction):影视影视 环绕声环绕声-5.1 信号处理方式 模拟(Analog) 数字(Digital) 代表品牌：Yamaha - 数字化是发展趋势 集成化程度高 带功放，带处理器（均衡，压缩，效果） 决定品质（价格）的主要因素 1.话放-前级放大（等效输入躁声） 2.控制元件(精确度，耐用性，操作性） 推子（Fader)，旋纽（Knob) 3.接插件（Neutrik) Mackie ONYX为什么贵？ 专业音响周边设备的原理与应用 三维空间 均衡器（Equalizer） 图示均衡器（图示均衡器（Graphic Equalizer, GEQ） 参数均衡器（参数均衡器（Parametric Equalizer, PEQ ） 混响效果器(Reverb) 室内声场的组成： 直达声（Direct Sound），早期反射声（Early Refection Sound），混响声 （Reverberation） 混响效果器的基本原理 效果声的两种基本类型：声场效果（混响效果），特殊效果（声源效果） 效果器混响时间的调节 预延时（Pre Delay）的调整 效果器在系统应用中的连接方法 丹麦T.C效果器主要竞争对手： 日本YAMAHA: 数字调音台内置，独立产品目前还有2个型号-SPX2000数字多重效果器 (2003).REV100数字混响(1995) 美国Lexicon，Harman集团旗下,1971年第一台数字混响 MX200,MPX550(2002),PCM81,PCM91(1998) 延时器（Delay ） 信号动态处理器（信号动态处理器（Signal Dynamic Processor） 扩声系统为什么要使用压缩/ 限幅器 信号动态处理器的工作原理 如何调节信号动态处理装置 压缩器和限幅器的调节 扩展器的调节 噪声门的调节 信号动态处理装置的应用 反馈抑制器（Feedback Exterminator） 解决办法的途径 FBX自动反馈抑制器的优点 特殊类型 声音激励器（Spectral Enhancer） 数字音响技术基础 音频信号为什么要数字化 如何把模拟类信号变换为数字化音 频信号 数字化音频信号具备的优点 系统电子控制器 系统电子控制器的功能 数字系统控制器 可编程的网络数字音频系统 数字音箱管理器 XO24数字音箱管理器是一台基于紧凑且功能强大DSP基础的音频信号处理单元，可以 改善音频信号的质量。使用非常简单，可以被瞬间启动并且对音频信号进行处理，有 了它，你讲永远非常清楚你在哪里它是您音频信号的导航系统。非常适合固定安 装和现场演出扩声的应用，XO24拥有为优化扬声器系统特别设计的一些特性，所有的 调用都通过前面办的“一键式”结构。结合独立的路径分配引擎，XO24可以被配置为 2分频、3分频、4分频的扬声器管理器系统。 每个输入通道都提供了一个4段式参量均衡，它可以用来补偿不良的效果和房间声学环 境。均衡器的第1段和第4段可以被设置成LF和HF大陆架响应。在每个输出通道，你同 样可以找到另外一个4段式参量均衡，为最后的音箱校准提供了精确的工具。限制器、 独立的延时线以及在每个通道单元内无限可调的分频点是XO24的主要特征，在这些特 征的背后是卓越的TC Electronic品质。无论是通道分配、房间均衡或者是音箱管理， 都综合在XO24的1RU结构中。 产品特性： 基于信号流程图的人性化用户操作界面 用于房间特性补偿的输入输出4段式参 量均衡 将任意输入信号分配到任意输出通道 2入4出 所有输出信号都可进行2、3&4路分频 （Butterworth, Bessel和Linkwitz-Riley 类型的滤波器） 用于音箱校准的输出信号4段式参量均 衡 所有输出通道拥有独立的音箱校准延时 （每通道200ms） 所有输出通道拥有独立的数字压限器 工厂和用户预置 （音频）功率放大器 音频功率放大器简称“功放”，它的作用是放大调音台或周边设备 （信号处理设备）送来的低电平音频信号，使它的输出功率足以驱动 配接的扬声器。 现有的音频功率放大器都是以线性放大为基础的模拟类功放，即把连 续变化的音频信号（称为模拟信号）直接进行线性放大。 所用的放大器件为电子管和双极晶体管（即NPN和PNP型半导体晶体 管，简称晶体管）两类。 按功放静态工作点的设置又可分为：A类放大、A/B类放大和C类放大 三种。 A类放大的失真最小，音质好，但电源的转换效率最低，器件的发热 量大，生产成本高，一般用于输出功率较小的Hi-Fi发烧级功放。 C类放大的失真比A类大些，尤其是在小信号输出时（1/100输出功率） 音质失真更明显，但电源转换效率高、器件发热量小、性能/价格比高， 一般用于输出功率大的专业功放。 A/B类功放的特点介于A类和C类之间，多用于家庭影院的AV功放。 电子管功放已有数十年历史，一直沿用至今，是功放的元老。由于它的转换 速率高，工作可靠，偶次谐波失真小（听觉对偶次谐波失真特别敏感），音 质上好，一直被人们宠爱。但它的最大缺点是电源利用效率很低，电子管A类 放大的效率不到10%，C类约为1517%，大部分电能变为热量耗散掉。由 于耗电大、发热高、体积大、成本高等缺点，在专业音响系统中已被晶体管 功放所替代。 晶体管功放是近20多年发展起来的新秀。它的最大优点是电源转换效率高 （C类功放最高可达60%左右），体积小、重量轻、发热量不大、生产成本 低；缺点是转换速率低、偶次谐波失真较大、音质和可靠性都略逊于电子管 功放。 随着晶体管制造技术的不断提高和高新技术的应用，各项电性能指标和可靠 性指标都已得到很好的解决，并还在不断向更大输出功率、更小的体积和多 功能、智能化方向发展。例如美国CROWN公司的MA-5000VZ功放，它的最 大输出功率可达22000W/4或桥接4000W/8；完善的可靠性设计使它可在 苛刻的环境中三年免维护工作；VZ电源技术的应用使它的工作效率进一步的 提高；还有可编程的输入处理器模块P.I.P（Program Input Processor）， P.I.P功能模块包括：可变门限压缩器，遥控话筒/线路混合优先权混音器，可 对话筒或线路电平信号进行遥控调节，可对12000台功放的工作状态进行 遥控和检测等等。P.I.P模块增加了功放许多先进功能，发挥了新技术的优势。 为进一步提高效率，减小重量，已开发研制使用开关电源的功放。 音频功率放大器的技术参数、 可靠性指标和保护措施、 功放与扬声器的功率配接、 功放的选用等问题进行分析讨论 可插模块 决定功放价格的因素 - 功率大小（Power）：架构-效率 - 设计制造成本（ Cost ）：元件品质 - 音质优劣（Sound）：失真 - 尺寸重量（Lightweight Construction ） 按工作方式分 Class A: A small signal modulates a larger current. This larger current is present when the small signal is not present. Efficiency up to about 26 percent. Excellent quality sound. Class B: Uses a push-pull arrangement where one amplification device operates on the positive side of the waveform and another operates on the negative side. Efficiency up to 75%. Sounds bad because of distortion caused by switching from one device to another. Class C: A small signal turns a larger signal on or off. There is no in-between state. Efficiency up to 90 percent. Not usable for audio. Audio requires accurate reproduction of all levelsnot just no power and full power levels. Class D: A variation of Class C. Class D is a way of modulating a Class C amplifier to allow it to carry audio information. Sounds very good with latest technology. Efficiency up to 90 percent. Produces Electromagnetic Interference (EMI) Class AB: A variation of Class B. Always has a small current flowing (class A operating region) and this eliminates the switching distortion inherent in Class B. Efficiency up to 65 percent. Sounds excellentif well-designed Class H: A variation of Class AB. Changes the power supply voltage to the amplifier depending on the signal level. Improved dynamic efficiency. Requires complex power supply. Single tone efficiency up to 65 percent Sounds excellentif well-designed 按供电方式分 Type 1: Standard (Analog) Power Supply: Efficiency to 80 percent. Heavy, for large amounts of power. Components are large Type 2: Switching Power Supplies: Efficiency to 90 percent. Lightweighteven for large amounts of power.