电子教案现代声像技术第二章

1、第二章 常用电声系统知识要点：室内的声学特点和室内声场设计声反馈抑制室外扩声特点及设计要求专用声频设备工作原理及应用介绍双通路立体声的拾音制式双声道立体声系统多通路环绕声系统体育馆扩声系统工程2.1 扩声系统本节内容2.1.1 室内扩声2.1.2 室外扩声2.1.3 专用声频设备2.1.1 室内扩声室内扩声包括音乐厅、堂，剧场，歌剧院，会议厅，演讲厅等场所扩声。室内的声学特点和扩声设计要求室内扩声系统设计不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题；室内声音分为两种类型：一种是声源发出的自然声；另一种是声源发出的声音通过由电声设备组成的扩声系统处理后，由扬声器辐射出的声音；语言类扩声强调语言的

2、可懂度；音乐类扩声，要做到不同风格、体裁的音乐作品充分表现它们本身的特点。声场设计一个基本的声场设计包括隔声的处理，现场噪音的降低，建筑结构的要求，声均匀度的实现，声颤动、聚焦、反馈等问题的避免，室内声压计算等等。室内建筑及装饰的要求室内建筑声学结构应该尽量避免产生驻波；应该避免在扩声区域内出现中空较大，或支撑较差的腔体结构，否则极易产生共振和噪音。声场设计声压级的计算及声均匀度的实现用于语言扩声的工程，基准声压级可以取7080 dB；用于一般音乐重放的音响工程，基准声压可以取8590 dB作为计算的依据；同时为系统的扩声留下1218 dB的峰值的余量及13 dB的环境噪音余量。即设计的额定扩

3、声声压级应该是： P额=（8590）dB +（13）dB 要实现一个均匀的声场，要求：建筑结构中应该没有明显的缺陷；可以采用各种形状的声扩散体来提高声扩散效果；布置扬声器时利用扬声器的指向性来保证声场的均匀性。声场设计现场噪音的降低要降低噪音，则应加强隔声措施；隔声的处理涉及到建筑与外界的隔声、建筑内各房间的隔声；隔声的部位包括：隔墙的隔声、门窗的隔声、顶部相通房间的天花顶隔声等。声颤动、聚焦的避免声反馈及声反馈的抑制来自传声器的声音信号经电声系统放大再由扬声器辐射，经室内表面反射，再次反馈到传声器，这就是声反馈。抑制声反馈措施：利用指向性扬声器和指向性传声器，并合理布置它们；降低室内混响时间

4、，即对厅堂进行声学处理，墙面和两侧安装吸音材料；在扩声系统中插入移频器或移相器；利用滤波器或均衡器抑制系统传输频率响应的峰值。2.1.2 室外扩声室外扩声系统主要用于体育场、车站、公园、艺术广场、音乐喷泉等。室外扩声特点室外扩声系统的特点是扩声区域大、背景噪声大，声音传播以直达声为主，要求的声压级高。室外系统的音响效果还受气候条件、风向和环境干扰等影响。室外扩声系统中虽然反射声较弱，但拾音器处于扬声器辐射声场中，又由于辐射的声压级较高，引起声反馈的机会仍旧很大。室外扩声声场要求室外扩声系统声场分析以及设计的基本任务是：保证听众区有足够的声压级；声场不均匀度要小；到达听众区的传输响应要均匀；尽可

5、能地避免因扬声器采用分布式带来的多重回声感觉。室外扩声扬声器系统的布置室外扩声可以分为集中式、分布式和混合式三类。集中式系统利用它们的指向性在服务区内获得均匀的声场。它的优点是简单，不会产生回声。真实感强，可以做到声像的统一,但声场的不均匀度较大。分布式系统的声场不均匀度小, 扩声的音质好，但设备复杂、费用高、连接麻烦，真实感不如集中式,且不同的扬声器的声音有时间延滞，会形成回音，降低清晰度。采用集中分散混合式，必须对中央声源及分散声源到达观众的时差进行严格计算，通过调节延时，达到最终效果。但声源越多，声场辐射越复杂，声波干涉越严重，因而控制起来越复杂。主要用于地形复杂的场所。2.1.3 专用

6、声频设备1功率放大器（1）功率放大器的分类按功放与扬声器匹配方式，分为定阻抗输出和定电压输出。按照使用的元件可分为电子管功率放大器、晶体管功率放大器、集成电路功率放大器、V-MOS功率放大器等。按工作状态可分甲类功率放大器、甲乙类功率放大器。（2）功率放大器的选择应有足够的功率储备量。按厅堂体积来计算，每立方米空间需要0.51 W电功率。功率放大器的额定输出阻抗应等于音箱的总阻抗，即阻抗匹配。使功率放大器的额定输出功率等于全部音箱的额定功率总和，即功率匹配，实际要求功率放大器的额定功率大于音箱的额定功率。（3）专业放大器的技术指标输出功率频率响应信噪比动态阈（动态范围）谐波失真阻尼特性（FD）

7、动态特性2调音台调音台（Console Mixer）是一种将多路音频电信号进行一定的技术及效果处理后，依所需的电平值加以混合、分配后输送给还音系统重放，或送入录音机予以记录的电子音频系统设备。（1）调音台的主要功能信号放大及阻抗匹配信号混合与分配音色加工与处理3均衡器频率均衡器是用来对声音的频响曲线进行均衡的设备。可有效地抑制声音过强的频率成分或提升声音过弱的频率成分。均衡器的主要作用如下：校正各种音频设备产生的频率失真，以获得平坦响应。改善室内声场，改善由于房间共振特性或吸声特性不均匀而造成的失真。抑制声反馈。在音响艺术创作中，改善表演效果。均衡器可分为图示均衡器和参量均衡器。4压限器与扩展

8、器压缩器的核心为可变增益放大器，其放大倍数根据输入信号的强弱而变化。压缩器主要有以下三种用途：压缩信号动态范围，防止过激失真，或保护后级的功放和音箱。与扩展器配合使用，组成降噪器。仔细调整启动时间、恢复时间、压缩门限及压缩比，可产生特殊的音响效果。降噪器扩展器也是一种增益随着输入电平不同而变化的放大器。输入电平增加时，放大器的增益也随之增加。扩展器可用来解除限幅或压缩，将已被压缩了的高电平信号恢复到原来的电平，即恢复了信号的动态范围。压缩器与扩展器配合可组成降噪器：5效果器效果器是模拟各种声学效果的音频处理设备，它可以模拟反射和混响声，以弥补自然混响的不足，创造出临场感的艺术效果。还可以产生各

9、种特殊的音响效果以增强音响艺术的感染力。效果器又分为延时效果器（简称延时器）和混响效果器（简称混响器）。6激励器激励器是一种谐波发生器，是利用人的心理声学特性，对声音信号进行修饰和美化的声处理设备。它通过给声音增加高频谐波成分等多种方法来实现。可以改善音质、音色，提高声音的穿透力，增加声音的空间感。7声反馈抑制器声反馈抑制器是专门用于防止扩声声反馈的电声设备。声反馈抑制器在运行过程中不断地扫描寻找反馈频点，再利用生成的窄带滤波器（陷波器）对反馈频率进行衰减，以破坏系统自激条件。另一种声反馈抑制器的原理是利用移频手段，将声源的原始频率移动38 Hz，可以使扬声器重放的声音频率与原始频率产生频率差

10、，从而破坏了正反馈产生的条件，但此法仅适用于语言类节目。2.2 立体声系统本节内容2.2.1 双通路立体声2.2.2 多通路环绕声系统2.2.1 双通路立体声1双通路立体声的拾音制式根据信号录制使用的传声器指向性和布置方法，双通路立体声可分为AB制、XY制、MS制和模拟人头制等。2双声道立体声系统双通路立体声可以分成分离式和编码式两类。编码立体声的提出就是为了简化放声设备和解决立体声的兼容性，2.2.2 多通路环绕声系统四声道立体声系统多通路环绕声 多通路环绕声系统的优点是：环绕声效果好，能模拟不同环境下的反射群来形成环绕声；适应性广，与单通路声、双通路立体声和杜比专业逻辑系统兼容。2.3 扩

11、声工程实例天津体育馆扩声系统设计实例：2.3.1 体育馆扩声的特点 体育馆场地地面光滑，反射强，混响时间长，易影响声音清晰度。 体育馆扩声功率大，演出节目形式多样，扬声器数量多，各辐射区产生声干扰并出现多重回声，同样会使声音清晰度下降。 体育馆顶部多为半圆形，形成一个巨大的凹面反射，极易产生声聚焦，只要系统增益稍大就会形成声反馈，产生啸叫。 体育场馆中舞台或主席台区与一般厅堂位置不一样，对传声器及扬声器的布局和指向性要求不同。 现代体育场馆的背景噪声较大，而且无规律，这一点在扩声系统设计中应予以充分注意。2.3.2 体育馆扩声的基本声学要求体育馆扩声系统分固定扩声系统和临时扩声系统两部分，固定

12、安装扩声系统的主要声学要求是：服务区内扩声语言清晰，并适当兼顾音乐放音的需要，对音质要求不是很高。另外，扩声系统可以同时对多个场所（人群）传送不同节目，这些扩声系统应可能独立使用。体育馆内应有良好的隔声降噪措施，以保证声场中足够的信噪比。 在整个声频范围内，厅内的建筑、门窗、玻璃、座椅等设施不得有共振现象，厅内不得有声聚焦、回声等声学缺陷。2.3.3 天津体育馆扩声系统工程 天津体育馆包括主馆、副馆、小练习馆三部分，是一座现代化的大型体育馆。以标准高，功能多，稳定性好，可靠性高为原则、采用先进的技术，选择优良的设备，确保重要活动、举办大型文艺演出或展览活动的顺利进行。扩声系统指标 要满足各类体

13、育比赛的功能要求，还要兼顾文艺演出。技术指标：最大声压级：125 Hz 4 kHz内平均声压级大于或等于98 dB。传输频率特性：在125 Hz 4 kHz的平均声压级为0 dB，在此频带内允许大于或等于4 dB。传声增益：125 Hz 4 kHz的平均值大于或等于 -10 dB。声场不均匀度： 1 kHz、4 kHz时小于或等于10 dB。 扬声器系统 采用集中扩声方式，在顶棚中央吊挂扬声器组，由多层扬声器组成，向看台及比赛场地供声。上层由10个4020号筒（MR42B）组成，向观众席的中央排供声。中间层由8个中低频音箱817B组成，向全场区供声。下层由8个6040号筒（MR64B）组成，向

14、观众前排供声。对场地供声 采用在吊架底端安装2个9850全频带同轴扬声器箱。设备选型 MR42B及MR64B号筒817B低音号筒299-8A驱动器515-8GHP单元1753A均衡器1712A压限器1632A电子分频器9446A/9444B功放实测结果用丹麦B&K公司仪器进行实测。结果如下：最大声压级：102 dB。频率特性：除500 Hz略高于8 dB，其它频率不均匀度均小于8 dB。传声增益：除1 kHz外，其它均大于 -10 dB。声场不均匀度：均小于8.6 dB。本 章 小 结 扩声系统的音响效果不仅与电声系统的综合性能有关，还与声音的传播环境建筑声学和现场调音使用密切相关。声反馈是影响室内扩音的关键问题。室外扩声系统设计的基本任务是：保证听众区有足够的声压级；声场不均匀度要小；到达听众区的传输响应要均匀；尽可能地避免因扬声器采用