音响系统与调音-音源设备

1、音响系统与调音音响系统与调音 - 音源设备音源设备两大类：两大类：l模拟音频设备模拟音频设备l数字音频设备数字音频设备4.1 模拟音频设备模拟音频设备1）磁带放（录）音机（卡座）磁带放（录）音机（卡座）l原理：电原理：电磁磁 磁磁电电l记录波长记录波长 v/fv/f 恒速恒速v v4.75cm/s 4.75cm/s 主导轴驱动系统主导轴驱动系统 速度与频率速度与频率 快速录音快速录音 l最佳偏磁电流最佳偏磁电流 录放音频率补偿录放音频率补偿l最佳录音电平最佳录音电平l降噪系统：动态互补型降噪系统：动态互补型 Dolby BDolby B、C C、D D 非互补型非互补型 2 2）电唱机）电唱机

2、l原理：电能原理：电能机械能机械能 机械能机械能电能电能l结构：拾音器（唱头）、音臂、唱盘、传动变速结构：拾音器（唱头）、音臂、唱盘、传动变速机构、电路、机箱机构、电路、机箱l分类：用途分类：用途 家用（普通）家用（普通） 机械摩盘机（机械摩盘机（DJDJ） 反复反复 耐磨耐磨 变调变调8 8 信号捡拾方式信号捡拾方式 幅度型幅度型信号电平信号电平 压电式压电式 （唱头类型）（唱头类型） 速度型速度型信号电平信号电平 电磁式电磁式l压电式（压电晶体、压电陶瓷）压电式（压电晶体、压电陶瓷） l电磁式（动磁式、动铁式可变磁阻、电磁式（动磁式、动铁式可变磁阻、 动圈式）动圈式） 类型类型频率特性频率

3、特性 灵敏度灵敏度优点优点 缺点缺点动磁式动磁式 202020kHz20kHz 3 310mV10mV 易换针、灵敏易换针、灵敏度高、失真较度高、失真较低低、音色丰满音色丰满 质量大、动态质量大、动态平衡不易做好、平衡不易做好、输出阻抗高输出阻抗高 动铁式动铁式 202020kHz20kHz1 15mV5mV 同上同上/ /结构简单结构简单中等灵敏度、中等灵敏度、中等阻抗中等阻抗 动圈式动圈式 202020kHz20kHz 0.050.050.02mV0.02mV 声道分离度好、声道分离度好、高透明度、顺高透明度、顺性、频响好、性、频响好、细节好、失真细节好、失真极小极小 换针较难换针较难 晶

4、体式晶体式 30308kHz8kHz 500mV500mV 高输出、无需高输出、无需均衡、结构简均衡、结构简单单 顺性差、温湿顺性差、温湿度影响、度影响、频响频响差、失真大、差、失真大、保真差、硬保真差、硬 陶瓷式陶瓷式 303010kHz10kHz 40mV40mV 同上同上l立体声唱机、唱立体声唱机、唱片：片： 4545/45/45 动铁式、动圈式动铁式、动圈式 l转速：转速：33.5r/min 45r/min33.5r/min 45r/minl循迹误差：内外侧针压平衡循迹误差：内外侧针压平衡 l针压针压 3 3）其它）其它l电子乐器电子乐器l话筒话筒l调谐器调谐器l 几种声源的比较几种声

5、源的比较4.2 4.2 数字音频设备数字音频设备 l构成原理：模拟音频信号构成原理：模拟音频信号A/D数据处理数据处理记录记录数据处理数据处理D/A模拟音频信号模拟音频信号 数字音频技术的优点：数字音频技术的优点：l频率响应宽且平直频率响应宽且平直l动态范围大、信噪比高动态范围大、信噪比高l失真小、保真度高失真小、保真度高l信号的数字化可避免受到噪声和抗干扰地影响信号的数字化可避免受到噪声和抗干扰地影响l可无限次复制亦保持原信号的信息可无限次复制亦保持原信号的信息l可利用计算机进行各种数据处理，采如压缩技术可利用计算机进行各种数据处理，采如压缩技术等等 1. 数字音频技术基础数字音频技术基础

6、数字音频（信号）的关键技术：数字音频（信号）的关键技术：l取样取样时间的计量。从时间连续变为离散，时间的计量。从时间连续变为离散，一个个时间样点一个个时间样点l量化量化样值的计量。每个样点的值变为样值的计量。每个样点的值变为0/1为特征的二进制数值，其精度取决于二进为特征的二进制数值，其精度取决于二进制的位数制的位数2n，n即比特数（即比特数（bit） ln3l2000 3001 4010 5011 l6100 7101 8110 9111l取样频率取样频率:当取样频率当取样频率fs为被取样信号（音为被取样信号（音频信号）最高频率的两倍，则被取样频率频信号）最高频率的两倍，则被取样频率能够恢复

7、，此即取样定理，也叫能够恢复，此即取样定理，也叫奈奎斯特奈奎斯特（Nyquist）定理）定理。l量化存在者误差，此即量化存在者误差，此即量化噪声量化噪声，量化比，量化比特数越大，量化噪声越小，信噪比越高特数越大，量化噪声越小，信噪比越高 l取样频率决定了被处理信号的最高频率，取样频率决定了被处理信号的最高频率，亦即决定了其频率响应的频带宽度亦即决定了其频率响应的频带宽度 如：移动通信中，对电话语音的采样频率如：移动通信中，对电话语音的采样频率为为8KHz，因为其工作的频率范围为，因为其工作的频率范围为3003.4kHz。 l量化比特决定了被处理信号的信噪比（动量化比特决定了被处理信号的信噪比（

8、动态范围）和分辨率（精度）态范围）和分辨率（精度）l比特比特n与信噪比与信噪比S/N的关系为：的关系为： S/N6.02n1.76（dB） 当当n为为16，则，则S/N6.02161.76（dB）98（dB） 可以看出可以看出n加加1，则信噪比增加，则信噪比增加6.02即即6dB l1bit量化技术：量化技术： 虽然在虽然在A/D变换时加大比特数能够减小量化误差，变换时加大比特数能够减小量化误差，但增加比特数亦相应增加了处理中所需要的抗混但增加比特数亦相应增加了处理中所需要的抗混叠模拟低通滤波器的设计要求，采用加高取样频叠模拟低通滤波器的设计要求，采用加高取样频率的超（过）取样的方法，可降低比

9、特数，变成率的超（过）取样的方法，可降低比特数，变成低位或低位或1位，即位，即1bit量化，减小由于滤波器引起的量化，减小由于滤波器引起的音质劣化问题且低位音质劣化问题且低位A/D转换器在模数转换中不转换器在模数转换中不需要取样保持电路，没有过零失真的问题。需要取样保持电路，没有过零失真的问题。（D/A同）同） l编码：为适于计算机或数字设备之间进行编码：为适于计算机或数字设备之间进行信号交换或运算处理，二进制数码可有不信号交换或运算处理，二进制数码可有不同的表示方式，即编码方式。同时数字信同的表示方式，即编码方式。同时数字信号在传输和记录过程中会产生误码（包括号在传输和记录过程中会产生误码（

10、包括数码失落），为此，在编码中还要加上纠数码失落），为此，在编码中还要加上纠错信息（纠错码）。错信息（纠错码）。l码率（数据比特率）：单位时间（码率（数据比特率）：单位时间（s）内传）内传输的数据（输的数据（bit）量）量 2. 激光唱机（激光唱机（CD） 光学数字声频唱盘（光学数字声频唱盘（optical digital audio disc或或Compact Disc简称简称CD）l频率范围：频率范围：20Hz20kHZl信噪比、动态范围、立体声分离度：信噪比、动态范围、立体声分离度：90dBl失真率：失真率：0.05dB l取样频率：取样频率：44.1kHz l量化：量化：16bit l

11、纠错：纠错：CIRC（交错里德（交错里德所罗门码）所罗门码）l调制方式：调制方式：EFM l最高音频码率（净码传输率、码率）最高音频码率（净码传输率、码率）44.1k2161.4112Mbit1.4Mbitl总码率（最高传输码率）：净码传输率加总码率（最高传输码率）：净码传输率加纠错冗余度、同步、识别等纠错冗余度、同步、识别等码率码率l直径：直径：120mm（恒线速度）（恒线速度）l放唱时间：放唱时间：74min42s 3. 盒式数字磁带录音机盒式数字磁带录音机l小型盒式数字磁带录音机（小型盒式数字磁带录音机（Digital Audio Taperecorder，DAT）lR固定磁头固定磁头/

12、S旋转磁头旋转磁头 l取样频率：取样频率：32.kHz、44.1kHz、48.kHzl量化：量化：16bit l纠错：双重纠错：双重CIRC（双重里德（双重里德所罗门码）所罗门码）l调制方式：调制方式：8/10ETMl最高音频码率（净码传输率、码率）最高音频码率（净码传输率、码率）48k2161.536Mbit1.54Mbitl记录时间：记录时间：120min/240min4. 微型唱盘微型唱盘微型唱盘（微型唱盘（Mini Disc，MD）l取样频率：取样频率：44.1kHz l量化：量化：16bit l自适应变换听觉编码（自适应变换听觉编码（ATRAC）/5倍压倍压缩缩l纠错：纠错：ACIRC（改进交叉里德（改