现代视听技术第一章.ppt

1、第一章FM立体声广播，1.1音响原理概述1.2 FM立体声电路1.3 FM立体声解码电路，1.1音响原理概述，1.1.1声音是一种波动现象，由机械振动引起。产生声波的物体称为声源，声波到达的范围称为声场，在声场中传递这种振动的介质称为声场介质。1声音的基本概念(1)声压和声压级声音在传播过程中对周围空气施加压力。牙齿压力最初以大气静压力为基准，以新添加的声压P表示。指示音响传播方向、单位面积接收的声音压力的大小(Pa)，在某些情况下，以微巴()表示1 Pa=10。下一页，返回，1.1音响原理概述，人类耳朵听到的最小声压为0.0002(210-5Pa)，牙齿限制称为可听阈值或听音阈值。负压增加到

2、2002000(20Pa200Pa)时，人的耳朵会感到痛苦的感觉和疼痛，牙齿范围称为疼痛阈值。人耳朵里的声压范围很大，测量声音强弱不方便，引入了声压水平的概念。实验表明，著名的韦伯法则是，人的耳朵对声音强弱的感觉与声压的对数成正比。声压级是声压和基准声压的分贝数，以分贝(dB)表示。基准声压通常取2104(20)。人耳朵听到的声压等级为0dB，疼痛声压等级为120140dB，面对面的声压等级为6070dB，一般乐队声压等级为4060dB。上一页，下一页，返回，1.1音响原理概述，(2)在音响强度和音响强度单位时间内，声波垂直于声波方向单位面积的音响能量显示为声音强度(I)，瓦特/米2()。音响

3、强度与声压的平方成正比。人的耳朵从听力阈值到疼痛阈值，声音的强烈范围是。音响钢级是音响效果比基准音响强的分贝数。参考声强通常喝醉。(3)音响功率和音响功率级声源在单位时间内发射的总能量称为音响功率，用W表示，单位为瓦特(W)。音响功率和声压一样，范围很广。牙齿两者的区别在于音响功率是能量关系，声压是压力关系。音响功率级是音响功率相对于基准音响功率的分贝数。基准音响功率通常取1。上一页，下一页，返回，1.1音响原理概述，2声音种类(1)纯音是单频率的正弦波，频谱上是线。(2)复音包含两个或多个复音的声音称为复音。复合音中最低频率的声音称为基频或基波。(3)对周期性的声音，其频率的纯音就是其基音。

4、对于非周期复合音，频率最低、大小最大的声音是音调。(4)双音(谐音)在周期复合音中，除音调以外的基音频率和整数倍的声音称为谐音或倍频(音)，也称为泛音。谐音的频率成分很多，其振幅一般小于基音。上一页，下一页，返回，1.1声学原理概述，(5)单音由基音及其谐音组成的声音称为单音。(6)噪音使人厌烦或不受欢迎的声音称为噪音。(7)白噪声是所有频率组件、振幅恒定的，所有阶段的声音称为白噪声。(8)在处理信号时，黑噪音以特定的声音为对象，牙齿声音以外的声音称为黑噪音。(9)粉红噪音每个八度内具有相同能量的随机噪音称为粉红噪音。上一页、下一页、后退、1.1音响原理概述、3声音的传播特性(1)衰减特性导致

5、声音衰减的主要原因有两个。一种是声音传播到周围空间时，能量均匀地传播到周围。第二，声音在空气中传播时，空气介质的粘度会导致一些声音变热损失。(2)反射、透射和衍射声波在传播过程中遇到障碍物(坚硬的物体)，部分声波的传播方向发生变化，这是反射现象，其他部分声波通过物体继续前进，这是透射现象。声波撞击墙或其他物体时，一些声波可以绕过障碍物的边缘前进，这称为公司或衍射。上一页，下一页，返回，1.1音响原理概述，(3)声波的吸收声波通过墙传播时，由于空气微粒摩擦而被墙吸收的声音可以转换为热。正常情况下，牙齿热量很小。地毯、窗帘、玻璃纤维等纤维材料吸声能力强。吸收的音响能量与入射音响能量的比率称为反射面

6、的吸声系数。(4)声波的干扰是指频率相同的声波叠加后发生的现象。干扰的结果是在空间声场中形成固定分布，形成驻波。如果他们的相位相同，两个声波徐璐叠加就会加强。如果拓朴相反，则复叠后会变弱。如果它们之间有一定的相位差，叠加后就会有增强和减弱。上一页、下一页、返回、1.1音响原理概述、四音的三要素音量、音调和音调称为声音的三要素。(1)声音的大小也称为声音的大小，大部分情况下称为音量或声音强弱。(。声音的大小主要取决于声压或音响强度，与声音的频率、波形有关。用音量水平徐璐显示不同的音量。人们把1000HZ时人能听到的最小声压等级20微波定义为声音的基准单位，即0房间(phon)，声音的单位是正方形

7、。上一页，下一页，返回，1.1声学原理概述，(2)音调以美国(mei)为单位表示音调的高低。规定频率为1000HZ，音量为40phon的纯音的音调为1000米露。在很多情况下，人们直接使用频率来表达音调。音调的高低主要由频率的高低决定，频率越高，音调越高(见图1-2)。如图1-2所示，音调和频率不是线性关系，而是代数关系。当两种声音频率加倍时，两种音调的差异是一倍(1oct)，音乐上说是纯8度。人的耳朵能检测到的频率范围一般为20HZ20kHZ，相当于10个八度。上一页，下一页，返回，1.1声学原理概述，(3)音调在两个声音的音量和音调相同的情况下听起来不同，这种声音的差异称为音调。音色与声音

8、的频谱、波形、声压等参数有关。与音量，音调不同，音色没有大小，没有测量数值的单位，只能用“圆”、“干”等主观感官语言来表达。1.1.2人类耳朵的听觉效果听觉是对人声音的主观反映。人类的听觉系统不是完全线性的，声音信号被非线性处理，形成了听觉系统，听觉效果。上一页，下一页，后退，1.1音响原理概述，1掩蔽效果当两个或多个声音同时存在时，一个声音可以遮挡听觉中的另一个声音或另一个声音。也就是说，强烈的声音掩盖了弱的声音。这称为遮罩效果。纯音引起的掩蔽基本上是由强度和频率决定的，低频声音可以有效地掩盖高频声音，但高频声音对低频声音的掩蔽作用不大。通常，为了防止有用的声音被无用的声音(噪音)掩盖，有用

9、声音的声压级别比噪音高15dB20dB。因此，提高部分电子电路的降噪电路、有用传记信号的电平，达到降噪目的。遮罩效果在数字音频的数据压缩格式中有重要的应用。上一页，下一页，返回，1.1音响原理概述，2延迟效果来自两个徐璐不同声源的相同频率和强度的声音之一如果延迟到达，如果延迟时间小于50毫秒，人类的耳朵一般很难分辨这两种声音，如果延迟时间大于50毫秒，人的耳朵可以立即清楚地分辨这两种声音。声音对人耳朵的分辨力的特性称为延迟效应，也称为哈斯效应，优先效应。哈斯效应经常应用于会场，清党的喇叭部署方面。为了确保听者对语音、音乐、扬声器的清晰感觉，其他扬声器进入人耳朵的时差必须小于50毫秒，经常要将延

10、迟时间调整在30毫秒以内。3多普勒效应音源或听者进行相对运动时，听者感受到的音源频率和音源频率不同，当音源向听者移动时，听者会感觉到频率提高。声源背对青瓷运动时，青瓷感觉频率下降，这种现象称为多普勒效应。经常用于制作工作室认为的频率变化，使节目中的运动物栩栩如生。(威廉莎士比亚、工作室、工作室、工作室、工作室、工作室、工作室、工作室、工作室、工作室、工作室、工作室)、上一页、后退、1.2频率立体声电路、立体声技术出现时，首先适用于唱片、磁带录制和回放系统。随着立体声技术的发展，它逐渐普及为无线广播。立体声广播需要在一个频道上传输两个或更多声音信号。1.2.1 FM立体声广播系统FM立体声广播首

11、先对两个音频(左声道和右声道)信号进行编码以获得低频复合立体声信号集，然后对高频载波进行FM传输。频率立体声广播根据立体声处理方法分为差异(频率分割制)、时间分割制、方向信号制三种。现在普遍采用的是花茶。下一页，返回，1.2 FM立体声电路和差异将编码左(L)、右(R)信道信号以创建信号和差异信号，调制(牙齿载波频率称为副载波频率，超音频信号)以成为信号(曹征波)。用频谱移动方法实现了分频。与信号混合后，高频载波发射，形成频率立体声广播。而且，差分和差分信号的频率分割根据副载波调制方式，在导频、极化幅度调制、二次频率调节系统中应用最广的是导频制。、频率制是副载波平衡信号，调制混合信号，也称为A

12、M-FM系统。极化起爆药是副载波对信号进行一般起爆，然后调制混合信号进行发射，也称为AM-FM制。二次调频是副载波对信号频率调制，对混合信号的频率调制传输，又称FM-FM双变频调节剂。中国采用试点系统AM-FM系统。上一页，下一页，返回，1.2 FM立体声电路，1.2.2 AM-FM试点立体声广播AM-FM系统中，试点系统是将不良信号与子载波(38kHZ)匹配平衡曹征幅度调制，即s (l-)，从而从辅助信道信号调整出差信号1.AM-FM无线发射器无线立体声发射器的配置如图1-3所示。上一页、下一页、返回、1.2频率立体声电路、左(L)、右(R)双向选择器选择的音频信号通过预先加权网络(为了提高

13、高频信噪比而设置，并且加重转折点的时间常数为S)发送到矩阵电路(S)。矩阵电路是由网络组成的加法器和减法器，在输出端分别获得左、右两条路的和信号(L R)和差分信号(L-R)。信号成为主通道信号(频带20HZ15kHZ)，直接输入加法器。差分信号被发送到均衡器，对38kHZ的副载波进行均衡，从均衡器输出的双向波段振幅被用作辅助信道信号，并被发送到加法器。要正确调整立体声信号，接收器必须同时检查与发射器频率完全相同的38kHZ子载波。因此，为了使接收器恢复副载波，发射器还必须发送半副载波频率(19kHZ)的传导信号。还有用于广播上一页、下一页、返回、1.2频率立体声电路、背景音乐或其他信号的辅助

14、通信(SCA)、67kHZ频率调节(频带5975kHZ)。因此，发送到调频调制器的调制信号是混合了主信道信号、辅助信道信号、传导信号和辅助通信(SCA)信号的立体声复合信号。将基本载波的FM和倍频放大后，88108kHZ范围内的UHF信号将发送到天线。FM立体声广播的最大频率偏移为75kHZ，占100%，主、次通道信号占80%(频率偏移为60kHZ)，无线和次通信占10%(7.5kHZ)。如果不广播辅助通信业务，则主辅助信道信号各为90%，频率约为67.5kHZ。上一页，下一页，返回，1.2频率立体声电路，2。立体声复合信号的形成和特性立体声复合信号由主、次通道信号合成(为了简化波形，不管传导

15、和次通道信号如何)。这些复合信号主要依赖于在广播系统中抑制矩阵电路和子载波的平衡调节器，要在接收系统中使用同步解调器分离L，R信号，必须了解立体声复合信号的形成和特性。将l，R设置为徐璐不同频率的两个茄子正弦信号，如图1-4(a)、(B)所示。如图1-4(g)所示，显示38kHZ子载波信号波形。l，R供给矩阵电路生成和(LR)，差异(LR)信号如图1-4(c)、(D)所示。信号直接发送加法器，如图1-4(e)所示，差分信号通过平衡曹征幅度调节生成信号。加上加法器后，复合调制信号的波形如图1-4(f)所示。上一页、下一页、返回、1.2频率立体声电路、图1-4(f)即，L和R信号作为时间分割出现在

16、副载波信号的正负峰上。l出现在38kHZ信号的正常峰值。r出现在38kHZ信号的负峰值。包络内波形的频率是在平衡调制器中抑制的38kHZ子载波。通过以上分析，不难将图1-4(f)看作主信号和频率移动处理的辅助信号的合成。在接收机中，使用幅度调制波恢复电路和检测器消除LR信号，使(LR)、差分(LR)信号发送回矩阵电路和L、R信号。此外，由于可以将复合信号看作L，R信号作为38kHZ开关信号进行时间分割的波形，因此，当接收器恢复与发射器同步的再生子载波开关信号时，可以分离开关型解码电路L，R信号。上一页、下一页、返回、1.2频率立体声电路、3 AMFM试点立体声接收器组成的AMFM频率立体声接收

17、器框图1-5所示。AMFM FM立体声接收器由接收天线、FM头、中央放置、限制器、鉴频器和自动频率曹征电路(AFC)、解码电路和相关立体声指示和自动切换电路、双通道低放电部分和两组扬声器组成。双通道频率调制立体声接收机、鉴频器输出的立体声复合信号应首先放入解码器中，分离左右通道信号，然后分别经过电路放大，对发送端字典加权(上升)的高频信号进行等量衰减处理，然后通过双通道低频放大电路放大，推进左右通道喇叭隔音。上一页、下一页、返回、1.2频率立体声电路、4接收器各功能电路角色(1)高频率(频率头)高频率包括输入电路、高频放大器、混频器、本机振荡器等电路。用于将天线接收的调频广播信号转换为频率选择、放大、10.7MHZ频率信号输出。为了获得良好的整体机器性能，需要高增益和选择性，良好的信噪比，通常是整体独立的金属盒屏蔽结构。图1-6显示了各个组件频率调制高频电路原理图。图1-7显示了集成电路频率调制高频电路图。上一页，下一页，返回，1.2