教育电声系统

1、教育电声系统第一章 绪论第一节 教育电声系统与电声教育媒体第二节 教育电声系统的形成与发展第三节 教育电声系统的研究对象与学习方法第一节 教育电声系统与电声教育媒体广播系统1.有线广播2.无线广播节目制作系统1.主传声器方式2.多声道合成方式语言学习系统1.听音型2.听说型3.听说对比型4.视听型5.多媒体型第二节 教育电声系统的形成与发展电声技术的诞生与起步教育电声系统的沿革第三节 教育电声系统的研究对象与学习方法教育电声系统研究的范畴1.电声基础理论的研究2.声电转换、电声信号加工处理技术与系统的研究3.电声教材编制的研究4.电声教学研究教育电声系统课程的学习目标及学习方法1.本课程学习的

2、总目标2.学习方法第二章声波的基本性质第一节 声场与声波第二节 声场中的能量第三节 声波的传播声波机理声音是一种波动现象。当声源（机械振动源）振动时，振动体对周围相邻的媒质产生扰动，而被扰动的媒质又会对相邻媒质产生扰动，这种扰动的不断传递就是声波产生与传播的基本机理。第一节 声场与声波声场媒质及其参量媒质密度声压质点振速平面声波的基本性质声波的频率与波长声波的传播速度声阻抗率与媒质特性阻抗声场定义存在着声波的空间称为声场。声场媒质定义声场中能够传递扰动的媒质称为声场媒质。第一节 声场与声波球面声波的基本性质球面声波的波动频率、波长及波速求解声波的声压、媒质质点振速及声阻抗率第二节 声场中的能量

3、声能量与声能量密度声能组成声能量密度平面声波的声能与声能量密度声功率与声强声功率声强声功率定义我们将单位时间内通过垂直于声波传播方向、面积为S的截面的平均声能量称为平均声能量流或平均声功率。声强定义通过垂直于声波传播方向单位面积上的平均声功率（或平均声能量流）称为平均声能量流密度或声强。第三章 人耳听觉特性第一节 人类听感的基本特征第二节立体声的听觉机理第三节 听觉特性对电声技术的要求第一节 人类听感的基本特征响度音高音色可闻声的频域特征可闻声的时域特征人耳听觉的非线性掩蔽效应人耳听觉的延时效应与双耳效应响度声压级与声强级声压级声强级可闻声的频域范围等响度曲线响度定义人耳对声音强弱的主观感觉称

4、为响度。声压级声学中，为了适应人耳听感的响度特性，方便对人耳听觉响度的计量，采用对数来计算和划分声音强弱的等级。某点声压的有效值与零声级的参考声压值之比的常用对数，定义为声压级Lp，用分贝（Db）来表示： Lp20lgPrms/Pref (dB)式中：Prms某点声压的有效值 ，Pref零声级参考声压规定1kHz时人耳刚能听到的声音，声压为2105 Pa，作为声压级的0dB。声强级定义：某点声强值与零声级的参考声强值之比的常用对数，定义为声强级LI，用分贝（dB）来表示： L10lgI/Iref （dB）式中：I某点的声强值， Iref零声级的参考声强值。 规定 Iref 1012 W/m2。

5、可闻声频率范围20Hz20kHz闻曲线：将人耳刚能听到的各频率声音的最低声压级联成一条曲线，称作闻阈曲线。（在1kHz 时为0dB）。痛阈曲线：将人耳对响度过大以致难以忍受的各频率声音的声压级联成一条曲线，称作痛阈曲线。等响度曲线响度级定义：将某一频率的声音与1kHz的声音比较，当两者响度一样时，1kHz声音的声压级（以2105 Pa为0dB的相对分贝数）就是该声音的响度级。音高音高定义：人耳对声音调子高低的主观感觉称为音高或音调、音准。人耳对声音频率的主观感觉 音高Klg f式中：K为常数，f是音高的物理简谐频率。音律 12平均率响度对音高的影响音色音色定义：人耳在主观感觉上区别相同响度和音

6、高的两类不同声音的主观听觉特性称为音色。线状谱 声音谐波的产生机理连续谱可闻声的频域特征共振峰谱级分布 1、语声；2、音乐可闻声的时域特征起振段 10100毫秒稳态段 衰减段 高音衰减快，低音衰减慢人耳听觉的非线性掩蔽效应纯音的掩蔽噪声对纯音的掩蔽“鸡尾酒会效应”人耳听觉的延时效应与双耳效应人对声源方位的定位，对声音的立体感觉，主要是依赖于双耳，这就是双耳效应。声源到达左右耳的距离存在差异，将导致到达两耳的声音在声级、时间、相位上存在着差异。这种微小差异被人耳的听觉所感知，传导给大脑并与存储在大脑里的听觉经验进行比较、分析，得出声音方位的判别，这就是双耳效应。形成双耳效应的本质因素在于声音到达

7、两耳的声音在声级差、时间差和相位差。第二节 立体声的听觉机理立体声的特点听觉定位机理声象及声象定位立体声的特点具有声像的临场感具有较高的清晰度和信噪比听觉定位机理双耳效应声级差时间差相位差耳壳效应声频率1.7KHz,波长约20cm与人头大小相当。高频遮蔽区遮蔽效应（不同于掩蔽效应）基频、泛音（高次谐波）时间差比声级差更多的方向性信息。瞬态声有利于方向辨别。耳壳效应耳壳效应重复声延时量 长轴20-45s、短轴2-20 s。20 s的延时量其频率达50KHz。耳壳效应对4KHz20KHz频段的辨位能力最强。声像及声像定位听音者听感中所展现的各声部空间位置，并由此而形成的声画面，称为声像。现今的立体

8、声普遍采用声源为两声道系统。这类双声道立体声除了双耳定位基理外，还有赖于双声源的哈斯效应和德波埃效应。声像及声像定位哈斯效应 两个同声源的声波若到达听音者的时间差 t在535ms以内，人无法区分两个声源，给人以方位听感的只是前导声，滞后声好似并不存在；若延迟时间 t在3550ms是，人耳开始感知滞后声源的存在，但听感所辨别的方位仍是前导声源；若时间差 t在50ms以上时，人耳便能分辨出前导声与滞后声源的方位。声像及声像定位德.波埃效应 1、如果两声级相同，听者感到声音是从中间来的。 2、如果逐渐加大Y1的声级，听音者感到声象向Y1移动，声级差大于15dB时，听音者则感到声音完全来自Y1处。声级

9、差15dB、时间差3ms产生的效果一样现代调声技术中的声像移动器（P.P）（全景电位器）第三节 听觉特性对电声技术的要求频率域要求时间域要求非线性失真要求频率域要求频率失真相位失真时间域要求瞬态和稳态直流分量非线性失真要求设备系统的非线性听觉的非线性动态范围（阈）第四章 室内声场与音质第一节 室内声场第二节 室内音质评价第三节室内音质的改善第四节 吸音与隔声材料的结构与机理第一节 室内声场（1）1.室内声场的基本特征1.室内声场的组成2.简正方式和简正频率3.室内声场的基本特征2.混响和混响时间1.室内声场的建立稳定和衰减2.混响时间的计算1. 混响时间的定义2. 赛宾(W.C.Sabine)

10、公式3. 艾润(C.F.Eyring)公式4. 其它混响公式3.混响时间的频率特性第一节 室内声场（2）1.室内声场分布1.房间常数2.混响半径3.声源指向因子4.室内声场分布计算简正方式和简正频率驻波条件：L=n* /2 式中：（ n1，2，3，）， 相应波长按驻波条件形成的每一个驻波称为房间的一个简正方式，其相应的频率为简正频率。简正频率相同而简正方式不同的现象，称之为简正频率的“简并”。室内声场的基本特征1.室内声源辐射的连续稳定声波，室内各受音点接受到的声压值也是稳定的，声压随声源距衰减没有室外明显。2.由于室的周边对声的反射作用，室内声源停止发声后，室内声并不立即停止，而是继续持续以

11、段时间，这种声的残响现象通常称之为混响。3.由于室形状的复杂性，声波在室内传播时，还会产生回声、聚焦、蛙鸣以及声染色等特异声现象。混响和混响时间混响时间的定义：通常，我们定义Lp衰减60(dB)的时间为混响时间。记为T60。T60（Tb-Ta）60/（Lpa-Lpb）060abt（s）T60赛宾公式T=KV/A 或 T600.161V/S艾润公式0.161VS （1 ）T60脉冲声的时间序列第一反射声直达声前期反射声 混响声矩形房间的驻波状态室内声场分布房间常数混响半径声源指向因子室内声场分布的计算第二节 室内音质评价室内音质设计的基本要求主要评价量及评价标准室内噪声水平最佳混响时间混响时间的

12、频率特性混响感前期反射声的时间序列与方向序列声场扩散特性第二节 室内音质评价室内音质设计的基本要求1.无噪声干扰2.语言用房，应追求声音的清晰3.音乐用房，要求声音圆润、丰满和足够的力度4.立体声效果用房，追求立体感、空间感和临场感5.整个声场应充分扩散、分布均匀6.没有回声、颤音、蛙鸣、嗡声（低频声染色）以及声聚焦等明显特异声缺陷室内噪声水平“噪声评价指数”（N曲线）“N25线”、“N90线”Lp = a + bNA声级dB（A）N曲线用于噪声频谱比较特殊的场合，突出了噪声的烦恼度； A声级dB（A）计量较为方便，多用于一般噪声。最佳混响时间结论：混响时间是影响室内音质的最基本要素，也是最基

13、本评价量。音质主观评价术语：“清晰”、“平衡”、“丰满”、“力度”、“圆润”、“明亮”、“柔和”、“临场感”等都与混响时间相关。最佳混响时间：对于不同用途的声室，不同的音质设计，应有不同容积的室空间，在此容积下，有某一段混响时间范围，其间声效果最好。最佳混响时间通常取500Hz1000Hz作为标准。最佳混响时间现代演播室、录音室等声室，都要求有短而平直的混响时间，因为：1.短混响的节目可以通过电声手段任意加进人工混响，以模拟各种声现场的情景，而如果节目已据有长时间的混响则很难减短。2.短混响的房间由于吸音条件好，有利于降低背景噪声。3.在电视节目中，多数节目不希望在画面中出现传声器，这样现场拾

14、音距离较大，如混响时间长，就会影响讲话者的亲切感和实在感。混响时间的频率特性混响时间的频率特性是指：房间的混响时间随声信号的频率变化而变化的特性（T60频谱）混响感混响感是人对混响程度的主观感受。听觉比混响声声能密度（es） /直达声声能密度（ed）“混响感”比“最佳混响时间”更能反映听音者的听音音质。前期反射声的时间序列与方向序列1. 前期反射声的时间序列2. 前期反射声的方向序列声场扩散特性声波室内传播是靠界面反射进行的。如果这种传播完全处于无规状态，从统计观点来说可以认为声波通过室内任何位置的几率是相同的，通过的方向几率也是相同的，各反射声相遇时的位相也是无规的，由此造成的室内声场平均能

15、量密度分布是均匀的，我们就将这种统计平均均匀的声场称为扩散声场。实际声场扩散特性的评价方法：1.实测混响时间，并计算与理论值的偏差；或者根据实测混响曲线的不规则度来评价实际声场的扩散特性。2.实测室内声压级分布并与理想分布比较。3.测量实际声场的指向扩散度，并据此评价其扩散特性。声场扩散特性在“刺猬图”中，每根“针”的长度表示该方向传来的声能强度。 设各空间角测次样本总数为N，则针长平均值第三节 室内音质的改善常见声缺陷及其对音质的影响室内音质改善的建筑声学方法常见声缺陷及其对音质的影响外界噪声对室内声场的干扰1.通过门、窗、管道进入；2.透过墙壁等传入，二次声源。3.建筑物构建受机械撞击，振

16、动沿隔离物传播辐射干扰混响时间对音质的影响1.混响时间过长2.混响时间过短3.混响时间频率特性畸变房间大小及线度比例对简正频率分布的影响外界噪声对室内声场的干扰例：某电化教室室内总表面积S=800m2， 0.15，透声壁中，墙面积为20m2，透声率为 10.00001，窗面积为60m2，透声率为 20.001，当室外噪声声压级为75dB（A）时，求室内噪声声压级。室内音质改善的建筑声学方法控制噪声和振动干扰，提高声信噪比修正混响时间及其频率特性，以符合设计要求改善房间形体、结构，提高房间扩散性能1.长方体形房间长、宽、高比例尽量避免1:2、1:1等简单比例关系。2.房间容积应足够大，使间隔较大

17、的简正频率尽量推向很低频段使频率范围内频率分布均匀。3.对长宽高比例不当的房间，可通过空间分割尽量减少房间平行内壁。4.室内吸声材料和吸声结构的铺装以非对称为宜。合理设计反射面，改善前期反射声1.反射面的形体处理2.改变反射面或声源位置第四节 吸声与隔声材料的结构与机理吸声材料与吸声机理1.多孔吸声材料2.穿孔板吸声结构3.薄板、薄膜吸声结构4.挂帘吸声结构5.空间吸声体隔声材料与结构1.隔声的基本参量与常用计算公式2.常用隔声构件及隔声量穿孔板吸声结构F0 =（c/2）P/T ( t+) 式中：F0共振频率（Hz）；P穿孔率T腔深（cm）；t板厚（cm）；板厚修正；d穿孔的孔径（cm）隔声的

18、基本参量与常用计算公式1.透射系数 ：E/ E0 2.隔声量：R10lg 1/ （dB）3.隔声量频率特性：隔声量与入射声频率的关系。4.平均隔声量：各频带隔声量的算数平均值。5.质量定律： 当声波垂直入射时：R0 = 20 lg m20 lg f 43 (dB ) 当声波无规入射时：R = 20 lg m20 lg f 48 (dB)6.双层墙共振频率：f0600 /L 1/m1-1/m0 （Hz）7.双层墙的附加隔声量： R= 20 lg (m1m2) 20 lg f 48 （dB） R = R+R 常用隔声构件及隔声量1. 隔声门：3540 （dB）2. 隔声窗3. 隔声声闸 ： N =

19、 10lg 1/ scos / 2d2 +（1 ）/AN 为附加隔声量4. 隔声屏（声障）： N=2/称为夫累涅尔数 a b c第五章 电声器件第一节 电力声类比振荡电路系统力学振动系统声学振动系统第二节 电动式扬声器1.电动式扬声器的基本结构和工作原理1.纸（锥）盆式扬声器2.球顶形扬声器3.号筒式扬声器2.电动式扬声器特性1.功率2.阻抗3.灵敏度4.频率响应5.指向性6.非线性失真和互调失真7.瞬态失真第三节 扬声器系统1. 典型扬声器箱的声学原理2. 扬声器分频系统1. 功率分频2. 电子分频3. 声柱4. 扬声器系统技术的发展1. 扬声器技术的发展2. 扬声器箱体材料的发展3. 扬声

20、器箱体结构的改进第四节 耳机1. 耳机的放声方式1. 密闭式放声2. 半开放式放声3. 全开放式放声2. 几种常用耳机的结构、原理与性能1. 动圈式耳机2. 压电高聚物式耳机3. 等电动式耳机4. 组合耳机5. 立体声耳机耳机耳机的正确选用1. 用途2. 环境3. 整个设备系统的电声指标4. 还声设备的输出声道数5. 耳机附件的选用第五节 传声器的原理与特性动圈式传声器动圈式传声器的结构原理第七节传声器的选择与使用传声器的技术特性传声器的选用原则传声器的抗干扰问题传声器的技术特性灵敏度频率响应指向性输出阻抗等效噪声级非线性失真瞬态特性灵敏度定义：传声器在1kHz声波正向入射时测得的输出电压。用

21、灵敏度级表示：L=20lgE/E。其中 E。参考灵敏度级，E。=1V/Pa ； E为实际声压灵敏度。动圈式传声器灵敏度 （6080）dB，电容式传声器灵敏度（4070）dB。功率灵敏度表示：Lp =20LgE/Z1/2频率响应频率响应是灵敏度的频率特性，常用频响曲线表示，它表示传声器线性失真的情况。指向性指向性是灵敏度随入射声波方向改变的特性。输出阻抗输出阻抗通常指1kHz时传声器输出端呈现的阻抗，分高阻抗、低阻抗两类。等效噪声级等效噪声级是传声器输出端呈现的噪声电压，换算成1kHz的输入声压值，以dB表示。非线性失真非线性失真是在强声压作用下，声压与输出电压不成线性关系的程度。非线性失真限制

22、在0.5%以下瞬态特性瞬态失真是传声器振动系统跟随声压快速变化的性能。传声器的选用原则根据级别 1、普用级；2、准专业级； 3、专业级根据环境 1、室内； 2、室外传声器的抗干扰问题抗电磁干扰 1、屏蔽； 2、低阻抗传输； 3、平衡传输抗声干扰 1、反射声干涉； 2、多路拾声干涉第六章 音频录放技术 第一节 磁带录、放音音原理第二节 音频信号的均衡与降噪第三节 磁带录音机的转换部件与整机性能第四节 激光唱机第五节 数字录音机第一节 磁带录、放音原理磁记录原理音频信号的记录过程音频信号的重放过程录放过程中的损失音频信号的消除录、放音系统原理图磁记录原理磁性物质的磁化磁滞现象硬磁与软磁磁性物质的磁

23、化磁滞现象磁感应强度磁场强度剩磁感应强度磁滞回线矫顽力磁畴理论软磁与硬磁硬磁性材料（磁记录介质的剩磁感应强度、矫顽力都很大磁性材料）如：磁带具有较高的剩磁，以能存储较强的信号软磁性材料（剩磁、矫顽力都很小的材料）如：铁镍合金、硅钢片、坡莫合金等。音频记录过程偏磁记录原理电磁转换过程记录波长偏磁记录原理直流偏磁交流偏磁偏磁电流与偏磁频率直流偏磁优点：简便，线路简单。缺点：磁带被恒定磁化后的剩磁的大小不均匀在放声过程中呈现出不规则的噪声，通常称为本底噪声本底噪声直流偏磁电路偏磁电流音频电流交流偏磁优点：超音频偏磁能有效地克服信号畸变，因没有恒定磁场，不会产生直流偏磁那种本底噪声。 （40120 k

24、Hz ）缺点：电路略微复杂。偏磁电流与偏磁频率偏磁电流的大小必须满足工作在剩磁曲线线性区这一条件。最佳偏磁：输出信号最大；非线性失真最小；噪声最小；频率特性最好。不同的磁带最佳偏磁不同，如：金属带（METAL）、铬带（Cr）、普通带即铁带（NOR）。偏磁电流小时，信号输出的高频成分多，而低频成分少，重放低音不足。偏磁大电流时，信号高频成分损失大，重放没有层次感且沉闷。偏磁电流稍大为宜，可获得良好的失真度指标。电磁转换过程记录磁头电磁转换装置磁带微段工作缝隙可以认为t时间内通过录音磁头线圈中的电流基本不变记录波长若被记录的信号是简谐信号，磁带上的剩磁强度和方向沿着磁带运行的方向按正弦规律分布，剩

25、磁正弦变化的一个周期在磁带上所占的长度即信号一周期内磁带运行的距离，称为记录波长。公式： =v / 其中：为波长，v为走带速度，为信号频率。音频信号的重放磁电转换过程重放特性磁电转换过程被记录在磁带上的磁迹，可认为是由一连串磁极相对的小磁体组成，每个磁体为1/2记录波长。剩磁通过磁头铁芯，则铁芯中随磁迹变化的磁通将导致磁芯线圈中感应出相应的电动势，完成磁电转换。重放特性重放磁头线圈内的感应电势=-Nd/dt轮廓效应：记录波长与磁头的外形尺寸可以比拟时，磁头的非缝隙部分也会产生边缘耦合磁通而在线圈中感生电动势，并与原磁隙信号相迭加，结果形成起伏状频响。录放过程中的损失记录过程中的损失（1）自去磁

26、损失（2）录音去磁损失（3）磁性层厚度损失 重放过程中的损失（1）工作缝隙损失（2）间隙损失（3）方位损失音频信号的消除饱和消磁法交流消磁法1、交流消磁电流要足够大消磁场强度比记录磁场强度大35倍2、交流消磁的频率不宜太低3、交流信号波形的对称性要好录、放音系统原理图防音放大器录音放大器超音频振荡器压带轮防音磁头录音磁头消音磁头收带盘供带盘主导轴第二节 音频信号的均衡与降噪录、放过程的频率特性及预校正降噪系统录、放过程的频率特性及均衡记录过程的频率特性及预校正重放过程中的频率特性与补偿磁通标准曲线-6dB/oct-6dB/octfRCCZff降噪系统噪声的来源背景噪声调制噪声 调幅噪声 调频噪

27、声杜比降噪系统杜比-A杜比-B杜比降噪原理框图高通虑波器放大器放大器放大器放大器放大器放大器放大器高通虑波器倒相器放大器 待录信号从放信号已处理信号恢复信号DD第三章 磁带录音机的转换部件磁头的结构于性能磁带的构造于性能驱动机构录音机的整体指标磁头的结构于性能磁头的基本结构磁头的性能灵敏度磁头频响磁头阻抗串音磁带的构造于性能磁带的基本结构磁带的性能相对灵敏度频率特性信号偏磁噪声比最大输出电平复印比相对灵敏度定义:在最佳偏磁电流与线性录放条件下使磁带的录放输出电平相对于基准带录放电平的dB差值.频率特性磁通频响曲线1207031802020k5k801.25k3150-10-201020Br(d

28、B)铬带铁带信号偏磁噪声比指磁带的信号输出电平与磁带不录信号,但经过消音磁头和偏磁录音磁头作用后产生的噪声电平dB差值.要求大于53dB最大输出电平指磁带不超过规定谐波失真(3%)时重放输出电平与额定输出电平的dB差值.最大输出电平与噪声电平的差值就是信号的动态范围.复印比指已记录有剩磁通的磁带层对相邻层磁带的磁化效应大于50dB驱动机构磁带运行传动机构卷带机构制动机构压带轮压带力磁带走向主导轴卷带力抹音磁头录放磁头主导轴与压带轮驱动磁带运行磁带运行传动机构磁带稳速传动机构主导轴的驱动方式主导轴的驱动方式直接驱动靠轮驱动传动带驱动过桥轮驱动隔离环双压带轮驱动录音机的整体指标带速与带速误差频率响

29、应信噪比抖晃率谐波失真第四节 激光唱机密纹唱片与激光唱片的比较激光唱片与编码系统激光唱片的结构数字化结构CD编码系统激光 唱片与解码系统激光拾取部件信号处理部件信号控制部件密纹唱片与激光唱片的比较见121页激光唱片的结构见122页图6-31数字化格式脉码调制EFM变换CD编码交叉内调纠错码(CIRC)脉码调制取样定理:取样频率应不小于信号频率的2倍才有可能真实地将数字信号还原成模拟信号取样频率44.05kHz量化后的值用2进制,16位级65536个量化单位.脉码调制过程模拟输入数字输出01234567100101110111111111110101100011010001010量化取样编码低通

30、虑波EFM变换8/14调制:9种不通长度的坑点.分为高8位,低8位记录光盘不同位置,256种信号,14位级有16384种信号,取“1”和“1”之间的“0”连续有210个之间的组合,共267种作为单位信号. CD编码见124页交叉内调纠错码高密度记录25亿个坑点连续较长的信号跌落分散到各时间段,变成散乱的,较短的失落再加以插补CD编码系统A/D地通A/D取样时分多路EFM调制低通取样分时多路时分多路CRIC编码RL子码CD编码处理系统至CD 母版激光唱盘与解码系统激光拾取部件激光器光学系统光敏二极管拾取光信号的过程光检输出CD唱片物镜电平10CD唱片信号处理部件解调器纠错电路数模转换(D/A)C

31、D解码器定位检测锁存移魏寄存同步检测ERCO纠错EFM解码时序 控制D/ARAM插补静噪信号控制部件聚焦伺服循迹伺服激光拾音头光检测柱形透镜分光镜准直透镜激光器光栅CD片物镜聚焦循迹聚焦伺服误差信号焦点位置过近 准确过远误差信号+-+_-循迹伺服循迹控制VAVA-VcVcABC循迹接收循迹误差输出A三光束分布A2B2C2A1B1C1A3B3C3第七章 音频信号处理技术(序)音频信号处理技术分四类:1.幅度域处理(以信号幅度分布,线性与非线性为核心 .)2. 频率域处理(以信号的频率高低,频谱分布为核心)3. 时间域处理(对与信号的波形有关的参量进行处理)4. 空间域处理(以声音的空间定位及声像

32、导演为核心)第七章 音频信号处理技术第一节 幅度处理技术-电平压扩第二节 频域处理技术第三节 时域处理技术第四节 空间处理技术第五节 调音控制-系统处理技术第一节 幅度处理技术电平压扩 压扩器的特性 对音响节目的动态范围进行压缩或限幅,以防止引起削波失真.或过载损害器件. 产生特殊音响效果 降噪 电平压缩与限制器的应用 电平扩张与噪声门的应用 降噪电平压扩特性0-551025-20-15-102015-20-15 -10 -50510152025输出电平(dB)输入电平(dB)PODRNECBA压扩功能的类型控制元件控制回路控制回路输入输出输入输出前控型后控型控制元件前控型与后控型性能比较前控

33、型后控型适于扩张适于压缩稳定性好器件变动影响大设计易，动作时间与恢复易定设计繁，动作恢复难定易振铃器件变动小电平压缩与限制器的应用在扩音系统中在高频发射系统中在传声器演唱中创造多种效果中压缩比应用例020-20-40-60-800-20-40-60-80203/42/31/21/10输出电平输入电平(dB)(dB)电平扩张与噪声门的应用扩张:低电平增益低,高电平增益高.用于恢复压缩过的节目信号.可以对输入电平在全域或某一电平以下进行扩张处理,以有效地抑制噪声.噪声门:当输出电平小于一定值时使输出截止的扩张器.降噪原理示意磁带噪声原信号HLHLHL降噪录音(压缩)放音信号(扩张)不同降噪类型的压

34、扩特性DBX-200-40-60dB0-20-40-60-40Dolby-40-60dB0-200-60-20Teletunken0 dB-20-40-600-20-60-40Burwen-20-40-60dB0-20-400-60第二节 频域处理技术频带控制带通虑波分频器均衡器斜坡型单频型多频补偿型 声激励与移频声激励器移频器频带控制带通虑波分频器高通虑波与低通虑波高通虑波低通虑波输入输入输出输出功率分频器1二分频三分频功率分频器24kUf(Hz)二分频5005kUf(Hz)三分频电子分频器功放功放功放前置放大分频器高中低均衡器斜坡型单频补偿型多频补偿型斜坡型均衡器的特点在较宽的频率范围内对

35、高频或低频分量进行提升或衰减,特性变化较平缓(6dB/oct),对音色调节不细致.单频补偿型均衡器的特点具有谐振频率特性的频响,与斜坡型相反,频带较窄,可对音色进行细致的调节.多频补偿型均衡器的特点由1倍频程到1/3倍频程的带通虑波器组成,实际上是由多个单频补偿器组合起来实现对各频带的全域细调.由于邻接的频带间易产生干扰,难以得到完全平坦的频响特性.多频补偿电路常称为图示均衡器.Q=(1/R)* L/C多频补偿器特性曲线谐振式单频补偿器R输出输入R输出R输出声激励与移频声激励器移频器声激励器是利用原信号中的基波成分去激励一谐波增强电路,使原信号中的谐波成分得以加强,或使其另外产生丰富的可调式乐

36、音谐波.这些新生谐波成分再与原信号叠加起来形成新的乐音输出,弥补音响系统对高,中音信号的损失,或弥补某写声源过于单调的音色或增强乐音的穿透力.移频器移频就是将声信号的频率搬移,使其音高有所变化移频扩声方案载波发生调频调制波产生混合解调功放带通低通低通分频高通平衡调制输入输出第三节 时域处理技术人工延时与混响人工延迟混响原理延迟与混响的方法语音变速技术人工延迟与混响人工延迟混响原理延迟与混响的方法人工延迟混响原理室内声:是由直达声和反射声组成的.反射声包括前期反射声和混响声不同声场主要反映在反射声特别是混响声方面.控制好反射声与直达声的强度比例大小,可给出“声现场”的深度感.延迟取1535毫秒逐

37、级递增,幅度逐级递减人工延迟混响原理衰减衰减衰减混响器+延迟器输入输出延迟与混响的方法机械式空间式电子式数字式弹簧式钢板式金箔式音响管混响室磁性延迟器模拟延迟器件斗链器件(BBD)电荷耦合器件(CCD)数字式各种延迟方式的性能比较方式机械式空间式电子式数字模拟产生机理弹簧钢板,金箔音响管回声室磁带录音BBD,CCDCCD,RAM频率特性信噪比线性体积,成本等数字式音频延迟.混响器框图低通D/A低通低通低通A/D低通节目程序微处理机延迟存贮移位寄存时钟输入输出语音变速技术应用于:外语教学,整理讲稿,语言分析等.把音频信号进行时间域变换,使其恢复到原来的频率,虽语速起了变化,但听起来语调基本上保持

38、原来的语调.语音变换方案读写切换低通RAM零检测读写时钟A/DD/A语速变换波形原语音信号快放输出信号恢复的输出信号读写切换信号读写时钟TTT第四节 空间处理技术立体声的机理立体声拾音方式X-Y制M-S制A/B制仿人头制单传声器制立体声的机理立体声机理是建立在双声源试验的基础上.时间型立体声(效果差,不兼容)强度型立体声 :实践与;理论表明只要左右声源的信息接近,即具有充分的相关性,则声象的方位符合声象定位的正弦定律.声象定位的正弦定律: sin =(PL-PR)/(PL+PR)sinI Y双声道立体声示意图S声象I声源LRI Y s由正弦定律推出结论当左右扬声器发出同样强度的声音时,声压PL

39、=PR,则 =0,即声象在两扬声器中间位置.当馈入两扬声器的电压不同,即UL=UR时,声象将按正弦定律的规律处于两扬声器之间.声象的方位角与两扬声器信号强度的和差比值成正弦关系.当两扬声器反相激励时,则sin =(PL-(-PR)/(PL+(-PR)sin=(PL+PR)/(PL-PR)sin 这时 界外立体声I YYI I YX-Y制立体声的特点扬声器角度为60度时,声源角度在40度以内大致与声象角成线性关系,一致性好.符合声象正弦定律的强度型立体声.形式简单,应用方便灵活.X-Y制立体声拾音的指向性XYS45X-Y制的声象分布图I1020304010203040503060YI sYI M

40、-S制立体声的特点M-S 即中间 (Middle)与旁边(Side)两词;单声道(Mono)与立体声(Stereo).在立体声广播中可以实现兼容.M-S制立体声拾音指向性MM+SM-SSS sA-B制立体声的特点用两个特性完全相同的配对传声器结构简单,不需和差运算.中央空洞现象,后退现象.A-B制立体声拾音指向性DAB改善A-B制立体声缺点的方法LVVVCRVVLR传声器放大器扬声器仿人头制特点用立体声耳机聆听,临场感强,立体声声象分隔清楚.单传声器制又称:多传声器制;声象导演制适合现代流行音乐制作声象移动器或全景电位器(PanPot)左右两声道间的电平差达到20dB以上时,声象就基本上定位在

41、高电平的声道扬声器上.全景电位器的声级分配CLR衰减dB3102030第五节 调音控制-系统处理技术调音台的基本功能调音台的结构立体声调音调音台的基本功能主信号系统监测,监听系统控制系统信号加工系统 主信号系统信号放大(衰减)控制和混合.能适应各种信号源的多路输入接口。具有供不同用途的几路输出接口监测、监听系统能对输出电平进行监测对节目监听、对各路信号进行预听、具有专用监听监测信号等。录音室与导播室对讲系统。控制系统各通路互锁装置节目制作的各种提示、警告用的扳键和指示灯等。灯光控制。信号加工系统音色调节、多频补偿、频带限制等。延迟、混响等装置和接口。声象移动电位器进行立体声声象导演。调音台的结

42、构输入电路传声放大电平调节与音色控制信号混合总控单元效果插入输入电路防干扰，采用平衡方式传输（卡侬接口）线路输入0.775v或1v左右。JK插或针形插（RCA）采用跨接方式，输入阻抗1千欧5千欧。传声放大电平调节与音色控制电平调节称为分电平调节（简称分调）。电平调节采用推杆式结构，装在调音台的下方，操作方便，。音色控制采用斜坡型均衡器，有两段或三段式。不常用的部件人工接入或开关切换。信号混合混合矩阵（母线）电路进行混合。多路输入几路输出。比例放大器传输系数KR2/R1。 分调n调音台混合矩阵1432分调1R1R2节放混合矩阵（母线）总控单元节目总音量的控制，称为总调。输出用放大器的输出阻抗要足

43、够低。输出方式：平衡和非平衡方式两种。监测用的音量表：准平均值刻度的单位音量表（UV）；准峰值刻度的峰值节目表（PPM）。效果插入插入其它不常用的音响效果装备。调音台原理性框图多频放大或衰减分电平与音色控制混合矩阵监测电源平衡输出监听线路放大总电平控制节目放大不平衡输出混响放大或衰减分电平与音色控制平衡输入平衡输入1n输入单元输入单元总控单元总控单元延迟立体声调音成对处理声象导演成对处理两路立体声从拾音到扬声器放音，信号都是以左、右声道呈现为特征，调音台应有成对的输入输出接口。对M-S制信号应有和差变换电路。对分调和总调应有联动操作机构。立体声调音台原理性框图节放线放节放线放LR平衡/不平横放

44、大衰减方向宽度控制平衡/不平横放大衰减LR平衡/不平横放大衰减方向宽度控制平衡/不平横放大衰减平衡/不平横放大衰减PANPOT（MIC）LINE输出输出声象导演2-2-4制系统4-2-4制系统，立体声宽银幕电影。声源、贮存、还声第八章 电声系统第一节 有线广播系统第二节 无线广播系统第三节 音频节目制作系统第四节语言学习系统第一节有线广播系统有线广播系统的类型和组成扩音机与负载的配接室内扩声有线广播系统的类型和组成扩声系统放声系统有线广播 网扩声系统传声输入通道线路输入通道调谐器输入通道混合器信号放大级功率分配扩音系统框图调谐器前置放大器混合器电压放大 功率放大功率分配线路输入线路输出扬声器天

45、线传声器声源扩音机 放声系统各种放音设备，音响组合等。CD、LD、VCD。文字、资料、图片内容丰富信息量大，集学习、咨询、娱乐于一体交互式新型媒体，广泛应用于教育领域，发展前景看好 。有线广播网有线广播的工作流程农村有线广播网一级站传输制二级站传输制三级站传输制 有线广播站主要设备及工作流程示意图有线广播站主要设备及工作流程示意图直播编辑录制采访分配系统文艺演出实况录播来稿转播接收节目录制播出控制设备扩音设备传输线一级站传输制式以县广播站为中心，集中各节目源，放大、主馈线、分馈线及用户变压器直接带动用户扬声器。线路长、损耗大、效率低。一级站传输制式示意图县广播站输送变压器主馈线分馈线用户线（2

46、40v480v）（120v240v）（30v）二级站传输制式县广播站为中心，乡镇放大站为基础。县站集中节目源，经低电平送到乡镇广播站放大后，带动各用户变压器，推动用户扬声器工作。线路损耗小、节目质量和效率都提高。二级站传输制式示意图县广播站乡广播放大站信号双线(60v以下)用户线（30v）馈送单线120v240v用户变压器三级站传输制式县广播站为中心，以乡镇广播站为中继站，以村广播站为基础。全程低电平传送，安全可靠干扰很小，传输效率高。三级站传输制式示意图用户线（30v）县广播站中继站乡镇广播放大站村广播信号双线(30v60v)信号双线(30v60v)扩音机与负载的配接扩音机得主要技术指标扩音

47、机的配接原理定阻抗式扩音机的连接定电压式扩音机的连接扩音机得主要技术指标输出功率频率特性谐波失真信噪比灵敏度动态范围阻尼系数输出功率放大器向扬声器提供的功率。阻抗8欧姆、20Hz20kHz、输出谐波失真1%的最大功率为额定功率。1000Hz时要求：专业机0.1%；普及机5%。输出功率Prms=U2/Z音乐功率(MPO)；峰值音乐功率(PMPO)P0=10+0.02N（W）频率特性指音频频带内不同频率的输出电平相对于1kHz(400Hz)输出电平的增益差。语言10kHz、音乐20Hz20kHz带内平坦度：正负1dB或（0.5dB）之内.谐波失真谐波失真：输出信号中谐波电压有效值的总和与基波电压有

48、效值之比的百分数。普及型：510；高保真型：1以下；专业型：0.1以下互调失真、交调失真、瞬态失真等。信噪比S/N=10(额定输出功率)/(噪声功率) =20(额定输出电压/噪声电压)通用级的功率放大器,信噪比约50dB左右专业级功放,信噪比100dB以上.灵敏度灵敏度表示额定输出时所需输入信号的大小,有时也用输入电平表示.动态范围扩音机最大的不失真输入电平于额定输入电平之比,表示适应不同信号强弱的能力.阻尼系数阻尼系数DF=功放额定负载阻抗/输出内阻抗DF=30300之间.扩音机的配接原理定阻抗式扩音机的配接原理定电压式扩音机的配接原理定阻抗式扩音机的配接原理150瓦以下,输出端子阻抗值0、

49、4、8、16、250、500欧姆。轻载失配：负载阻抗大于扩音机输出阻抗。重载失配：负载阻抗小于扩音机输出阻抗。定阻式扩音机要求：负载阻抗扩音机输出阻抗阻抗差10%以内，轻载比重载略好。定电压式扩音机的配接原理150瓦以上，高电压；低电压两类。输出电压：120v或240v两种。较深的负反馈电路，可减小失真，改善频响。定阻抗式扩音机的连接配接条件扬声器额定功率扩音机输出功率每只扬声器获得功率小于额定功率负载总阻抗扩音机的输出总阻抗配接方法低阻配接高阻配接低阻配接判断扬声器的额定功率之和是否大于或等于扩音机额定输出功率匹配公式：P0Z0=PLZLs式中：P0、Z0分别是扩音机的额定输出功率和输出阻抗

50、；PL、ZL分别为扬声器的额定功率和阻抗。检验每只扬声器实际获得的功率与其额定功率是否相符。例1 50w定阻式扩音机一台，输出端子有0、4、8、16、32、250 ，需接25w、16 扬声器两只，问如何连接？定阻式扩音机的低阻配接例 048163225050瓦扩音机25w1625w1625w1625w16 048163225050瓦扩音机例225w定阻式扩音机一台，输出端子有0、4、8、16、250 ，需配接10w、4 扬声器一只，15w、8 扬声器一只，应如何配接？低阻配接例二 0481625025瓦扩音机10w415w8高阻配接输出阻抗100欧姆以上，扬声器阻抗都较小。输送变压器：（又称线

51、间变压器、用户变压器）分为：定阻式、定压式定阻抗式变压器的抽头以阻抗值来标注，起阻抗变换作用。常用功率有3w5w小型和20w大型。初级阻抗为数百数千欧姆。3k定阻抗输送变压器1234560346定阻式扩音机的高阻抗配接例1000/81000/81000/81000/810w,810w,810w,810w,840瓦瓦扩音机扩音机250840定电压式扩音机的连接定压式扩音机的输出电压基本上不随负载的改变而变化。一般通过定压式输送变压器与扩音机相配接。定压式输送变压器的初、次级常有两个或几个线圈组成，且线圈有几个抽头，以获得不同的输入、输出电压。初级输入电压：90v150v。次级输出电压：10v45

52、v。定电压式扩音机的连接输出电压基本上不随负载的改变而变化。匹配问题比定电阻式容易。配接时只要扬声器所得功率总和不超过扩音机的额定输出功率，就可以将扬声器一个个地并接在扩音机的输出端上。输送变压器初次级电压的变换120v初级次级90v0v120v120v90v0v0v0v45v30v45v30v20v20v例3100w扩音机一台，输出电压为240v，需连接25w、16 一只，10w、8两只，3w、4 10只，应如何配接？定电压式扩音机配接图240v025w 16 一只10w 8 四只3w 4 十只100w扩音机26.7：112：170：1室内扩声室内扩声的基本要求室内扩声系统的声反馈室内扬声器组的布置室内扩声的基本要求声压级信噪比最大距离自然度稳定度声压级室内扩声：语言：平均声压级约为6874dB；音乐：平均声压级约为7384dB声场不均匀度允许值为610dB信噪比不同用途的厅室，允许的噪声级各不相同。在允许噪声级室内最小声压级条件下信噪比应该大于30dB最大距离室内集中式扩音系统的服务区的最大距离Dm：Dm=（34）DcDc为邻界距离自然度应保证声象和视像的一致性，扬声器的位置益放置在听音场所的正中或左右侧偏上，不宜置于后墙处。听音室或家庭等场合，为使音响节目有更好的临场感，除左右声道的主扬声器外，通常再加若干扬声器于四周，营造出环绕的音