《音响电路》PPT课件.ppt

第一章、声音质量的主观评价,包括声学的发展、声音质量的客观指标与主观评价、声音质量的主观评价的主要对象（音乐声）、声音质量主观评价的特点等,1、1声学的发展,一、物理学是研究声学的基础 力学、热学、声学、分子物理学、原子物理学、原子核物理学、光学、电磁学、固体物理学等等。声是弹性媒质中的一种机械扰动。弹性媒质：固体、液体、气体。天然的“扰动”引起人的注意并开始研究它。,声音是人类最早研究的物理现象之一，声学是经典物理学中历史最悠久，并且当前仍处在前沿地位的唯一的物理学分支学科。从上古起直到19世纪，人们都是把声音理解为可听声的同义语。中国先秦时就说“情发于声，声成文谓之音”，“音和乃成乐”。声、音、乐三者不同，但都指可以听到的现象。同时又说“凡响曰声”，声引起的感觉(声觉)是响，但也称为声，这与现代对声的定义相同。西方国家也是如此，英文的的词源来源于希腊文，意思就是“听觉”。,世界上最早的声学研究工作主要在音乐方面。吕氏春秋记载，黄帝令伶伦取竹作律，增损长短成十二律；伏羲作琴，三分损益成十三音。三分损益法就是把管(笛、箫)加长三分之一或减短三分之一，这样听起来都很和谐，这是最早的声学定律。传说在古希腊时代，毕达哥拉斯也提出了相似的自然律，只不过是用弦作基础。,古代东西方都认为声音是由物体运动产生的，在空气中以某种方式传到人耳，引起人的听觉。很长时期内，古代人们对日常遇到的光和热就没有正确的认识，一直到牛顿的时代，人们对光的认识还有粒子说和波动说的争执，且粒子说占有优势。至于热学，“热质”说的影响时间则更长。,到十七世纪初，伽利略才作出了第一个决定性的推动。在1638年出版的两门新科学中伽利略指出，音调的高低是由它的振动频率决定的；振动频率的比例关系是两个音的相对高度的原因。他还认识到弦的振动频度与弦的长度、张力和质量有关。,几乎与伽利略同时，默森在他的普通声学中指出：弦的振动频度和弦的张力的平方根成反比，而和弦的长度以及单位长度上的质量的平方根成反比，默森第一个测定了振动的绝对频度，而伽利略认为绝对频率的测量是不可能的。默森还认识到，弦线除了产生频率为n的基音之外，还同时产生频率为3n和5n的两个与基音谐和的泛音。默森关于基音与泛音的观察，被瓦利斯的两个学生诺布尔和皮果特所确证。他们将纸游码放在振动弦上不同的地方后发现，弦不仅作总体的振动，而且还有二分之一、三分之一等等的振动。法国物理学家索维尔也独立地发现了弦的泛音。,默森也是测定空气中的声音传播速度的第一个人。他具体测出了在已知距离内所看到的火枪的闪光和所听到的声音之间的时间差，从而得出了空气中的声速为每秒1380英尺。伽桑狄用火枪和手枪测出声速为每秒1473巴黎尺，他证明了亚里士多德学派善于声速决定于它的声源和音调的论断是错误的。巴黎科学院的卡西尼、罗默、惠更斯等测定声速为每秒1172巴黎尺，比较接近于真实值。格里凯用实验证明声和光不同，它不能在抽成真空的容器内传播。,关于声音在空气中的传播速度，牛顿在他的原理的第二编中，进行了理论上的研究。他得出声速正比于“张力”的平方根，反比于“介质密度”的平方根。他用这个公式计算出空气中的声速为每秒979英尺，而实验测定值为每秒1142英尺。牛顿对这个偏差所作的解释没有获得成功，正确的解释是一个世纪之后由拉普拉斯给出的。拉普拉斯指出，在声振动的传播过程中，空气由于快速交替的压缩和衡疏，空气的温度也时升时降，从而增大了空气的弹性，所以空气中的声速要增大一个数值，所以牛顿的公式需要进行修正。,19世纪及以前两三百年的大量声学研究成果的最后总结者是瑞利，他在1877年出版的两卷声学原理中集经典声学的大成，开创了现代声学的先河。至今，特别是在理论分析工作中，还常引用这两卷巨著。他开始讨论的电话理论，目前已发展为电声学。,二、声学范畴：几何声学、物理声学、生理声学、心理声学、建筑声学、电声学、噪声控制学、音乐声学、水声学、大气声学、分子声学、超生学、次声学、生物声学等。,1、2 声音质量的客观标准与主观评价,一、声音质量的客观指标：声源、声速、声波、波长、频率、声压、声压级、声强、声强级、直达声、反射声、混响、混响时间、响度、语言清晰度、语言可懂度、双耳效应、掩蔽效应等,1、声源：震动发声的物体。2、声场：有声波传播的空间。3、行波：不受反射而向前行进的声波。4、球面波：尺寸比声源小的声源声波是以球面扩展的，这种声波就是球面波。5、声压：当声波存在时，在静态大气压强上叠加的变化分量。6、声强：声压的幅度。（W/m2）与声波传播方向垂直单位面积上单位时间内通过的声能。,7、响度：人耳对声音强弱的感觉。8、分贝（dB）：表示声压级的单位。用对数来表示20lg(p2/p1)人类语言声压级范围是：40100dB 音乐的声压级范围是：30120dB,使用“dB”有两个好处：其一读写、计算方便。如多级放大器的总放大倍数为各级放大倍数相乘，用分贝则可改用相加。其二能如实地反映人对声音的感觉。实践证明，声音的分贝数增加或减少一倍，人耳听觉响度也提高或降低一倍。即人耳听觉与声音功率分贝数成正比。例如蚊子叫声与大炮响声相差100万倍，但人的感觉仅有60倍的差异，而100万倍恰是60dB。,二、声音质量的主观评价：1、人耳：外耳、中耳、内耳,2、人耳优于仪器特点：分辨声强的范围广（106）；具有一定的分解能力。所以仪器测的就是客观指标，人耳听到的就是主观感受：清晰度、平衡感、层次感等等。,1、3声音质量主观评价的主要对象音乐声,一、人对自然声音的态度：人对自然的、非音乐的声音态度是听之任 之，不会评价其音质的好坏。二、音乐声是声音质量主观评价的主要对象：首先音乐声是可以控制的，而自然的不能 控制；其次不论是谁，对音乐都有个评价。再次音乐声是有创造性的，内涵丰富，是人的精神食粮。,1、4音乐声的主观听感与客观指标的关系,一、音高与客观指标的关系：音高对应频率，频率高，听起来声音高细；频率低，声音低而粗。低音偏高，重音合适，高音偏低。用仪器不如用耳朵调出来的乐器好听。,二、响度与客观指标的关系 人耳对不同频率的声音，感知灵敏度不同，对低频声音感觉迟钝，高频感觉不如中频敏感，等响度曲线。,曲线中结论：1）人耳对不同频率的的声音的灵敏度不同，对中频段最敏感，对高、低频的敏感度下降。2）4KHz最敏感。3）声音声压级越高，人耳听觉频响越平；声压级低，高、低频都有损失。4）100Hz以下的低频，人耳灵敏度急剧下降。5）1KHz间隔是平均的，因此选1KHz的频率作为标准。,三、音色与客观指标的关系 音色：基音+泛音+音量包络,钢琴音色,包络线,1、5声音质量主观评价的特点,一、是综合性的评价：听到的音乐声不是单纯的单音，是多种声音的综合。二、是有艺术性的评价：音乐本身就是艺术性的。毛主席说：感觉到的东西，我们不能立刻理解它；只有理解了的东西才能更深刻的感觉它。三、具有广泛的参与性：都能说出好和坏，都有评价。,1、6声音质量客观评价主要用语,一、选择评价用语的条件 1、评价用语适用于各种各样的音乐声音，不选那些只适用个别声音的用语。2、用语含义必须是多数人相当了解的，是多数人在生活中有体会的。3、应当简化、少重叠，恰当反映音乐和、声音的“感性外观”。,二、推荐的用语体系 1、清晰：声音层次分明，有清澈见底之感，语言可懂度高。反之模糊、浑浊。（12）2、丰满：声音融会贯通，响度适宜，听感温暖，厚实、具有弹性。反之单薄、干瘪。（24）3、圆润：优美动听、饱满而润泽，不尖躁。反之粗糙。（23）,4、明亮：高、中音充分，听感明朗、活跃，反之灰暗。（19）5、柔和：声音温和，不尖、不破，听感舒服、悦耳。反之尖、硬。（16）6、真实：保持原有声音的音色特点。（20）7、平衡：节目各声部比例协调，高、中、低音搭配得当。8、立体效果：声像分布连续，构图合理，声像定位准确，不漂移，宽度感、纵伸感适度，空间感真实、活跃、得体。,1、7声音质量主观评价的操作,一、评价具备的条件 1、试听室 2、评价用声系统设备 3、参评人员组成 4、确定评价项目 5、评价计分 6、评分计算,二、试听室应该满足的声学条件 1、环境技术指标：（1）房间比例：1.9：1.4：1（2）房间容积：90120m3之间（3）混响时间：0.30.4秒（4）房间温度：20OC 25OC（5）相对湿度：25%75%（6）房间颜色：柔和、协调，浅不耀眼,2、评价用声系统设备连接,三、参评人员的选择 录音师、乐队指挥、声学工作者、编辑、录音导演。听觉、听力正常，两耳听力基本一致，有适当的音乐理解能力，有高保真及临场听音的经验。,第二章 声波的传播特性、人耳的听觉特性和立体声原理,在了解声波的产生和传播特性基础上，掌握因为声波传播特性而产生的一些特殊的声音现象，并根据人耳结构和听觉特性，掌握现实中人对声音的处理方法和手段，并掌握立体声的原理。,2、1声波的传播特性,一、声波的反射 声波在前进过程中遇到尺寸远远大于声波波长的坚硬界面，就会产生反射，反射角=入射角。凹面聚集、凸面散射,S,二、声波的干涉 1、声波叠加原理：几个声源在同一媒质中传播时，如果这几个波在某点相遇，在相遇处的媒质质点振动，是各个声波所引起的分振动的合振动。2、声波的干涉：当两个频率相同，振动方向相同，相位相同或相位差恒定的声源产生声波叠加时，会使某点的振动加强、减弱、抵消，叫声波的干涉。,3、拍：两个频率相近，强度相近的声波相遇时，由于两者间的相位差时刻变化而使叠加后的声波振幅做周期性的变化，合成后的波会在时间上有强弱的变化，这种现象，叫“拍”。振幅变化的频率等于源频率差，叫“拍频”,三、声波的衍射和绕射 由于媒质中的障碍物或其他不连续变化而引起声波波阵面畸变的现象，叫衍射（绕射）,2、2 一些特殊的声音现象,一、混响（Reverb）1、定义：混响是室内声音的一种自然现象。室内声源持续发声，当达到动态平衡时（室内被吸收的声能等于发射的声能时）关断声源，在室内留有余音，此现象被称为混响。混响是由于声反射引起的，若没有声反射也就无混响可言，室内声反射可区分为：,2、成分：（1）早期反射：也称轴向反射，经过一次反射便进入人耳的反射声，其幅度较大，对长方形的房间而言，多达6个早期反射声。它对声音的厚实产生影响。（2）早中期反射：也称切向反射，来自同一平面经过两次以上反射，才进入人耳的反射声，起幅度较早期反射声小。它的密度能反映空间大小，总体谐频结构及衰减特性与反射环境密切相关。,（3）后期反射：也叫倾斜向反射，来自各个反射面经过多次反射才进入人耳的反射声，其幅度更小，密度更高。三种反射声组成了室内的混响，由于其 相邻的反射声之间的时间间隔小于50ms（50ms为人耳区分两个声音的最小间隔，即人耳的时间分辨率），人耳分不出到底有几种反射声，只觉得声音便得厚实、丰满、浑厚。,2、混响的特点（1）与直达声分开，分开得时间间隔小于50ms（人耳区分两个声音得临界阈），混响声较模糊。（2）与直达声结合，使声音具有延续感。（3）具有明显的环境特性。（4）反射声的密度能反映空间范围大小。（5）使原声变得浑厚、丰满、圆润、明亮、活泼。,3、数字混响器原理,二、回声（ECHO）：1、定义：声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来人再次听到的声音叫回声。利用回声产生的效果叫声音的延迟效果。延迟效果主要创作时间间隔大于50ms的反射声效果，也就是各种环境下的回声效果。改变反射声频谱等于改变反射环境，改变延迟时间间隔等于改变反射空间的大小，它在影视声音创作上起着重要作用，是录音师常用的效果。,2、种类（1）SLAP ECHO（拍打回声）效果：其特点是回声短而且有力，保留了少量高频成分，中低频成分较多，反映了硬质表面的反射。适用于打击乐处理，处理后的声音显得厚实、饱满、清脆、透亮。（2）AMBIENT ECHO（环境回声）效果：其特点是具有浓厚得环境色彩，声音自然柔和，延迟时间较短，所占比例小（10%）。适合处理弹拨乐和吹奏乐，处理后的声音显得悠扬高亢、耐人回味。,（3）MULTI ECHO（多重回声）效果：其特点是回声层次多，延迟时间长，所占比例大（20%）。适用于影视画面特写镜头中的声音创作与处理。（4）STATIC DOUBLING（静态双声）效果：其特点是好象两个声部发声，又叫镶边声，声音自然柔和并且饱满。适合于二重奏的创作，可以将某种器乐的独奏创作成该器乐的二重奏。,（5）DYNAMIC DOUBLING（动态双声）效果：其特点是在静态双声基础上增加了动感，适合于二重唱的创作，将声乐单唱创作出声乐的二重唱。例如：男声独唱能通过这种效果处理形成男声二重唱，也可通过这种效果处理将女身独唱创作成女声二重唱。（6）LONG ECHO（长回声）效果：其特点是延迟时间长短能充分反映空间大小。适合于影视画外空间扩展，画面难以表达的空间大小，能通过声音表现出来。,（7）CANON（卡侬）效果：这是人工创作的效果声，延迟时间愈长，重复的音节愈多，反馈量愈大，重复的次数愈多。适合于广告声音创作，为品牌商品增加听音效果。（8）PITCH BENDING（变调）效果：其特点是使音调自然地上下变动，利用了物理上的多普勒效应，使电子乐产生变奏效果，适用于新型电子乐创作。,3、主要参数（1）延迟时间（delay)：原始声音与反射声时间差。（2）回声次数(timer)：每次反射声音的衰减（3）回声深度（echo)：与原始声音的混合比例。,4、数字延迟效果器原理,低通滤波器,A/D转换,平行位移寄存器,D/A转换,低通滤波器,IN,OUT,三、合唱（CHORUS）合唱可以产生两个或多个声音一起发声所造成的“幻象”效果。原理 上是通过在一未经处理的输入信号基础上加入一个音高调制和延迟效果。,第三章 录音技术,本章主要讲述声波的传播特性、传声器的应用、声音的记录、调音台、声音信号处理设备的原理、电脑录音。,3、1传声器的设计与应用,1、分类：电动式（振速式）和电容式（位移式）2、电动式：电磁感应原理 有两种：动圈式和带式,3、电容式：直流方式和驻极体话筒 1）直流方式的电容话筒,2）驻极体话筒：带有固定静电的物质，能产生电场。,驻极体,电极1,金属振膜,3、2传声器的特性,一、指向性 指传声器输出的电压信号强度与声源和传声器轴向角度之间的关系。,二、近讲效应 由于近距离拾音而造成的传声器低频提升的现象。三、幻像供电：使用传声的音频信号线来传输直流极化电压的供电方式。,3、3传声器的技术指标,一、输出阻抗：又叫源阻抗，用来表明信号源对下级负载（输入阻抗）呈现的信号提供能力，以“”为单位，是以1KHz信号的交流阻抗。150-600 是低阻抗；1K-5K 是中阻抗；25K-150K 是高阻抗。目前流行的是600 的话筒。,二、灵敏度：传声器的声电转换效率。指在自由声场中，向传声器施加一个0.1Pa的声信号时，传声器开路输出电压。电容话筒灵敏度高于动圈话筒。三、频率响应：传声器灵敏度随频率变化的特性，对于恒定的不同频率的输入信号传声器输出电压的大小。,四、瞬态响应 指传声器输出电压跟随输入声压急剧变化的能力。,五、动态范围：能承受的最小到最大输入声压的能力六、特殊类型的传声器：1）纽扣传声器：颈挂式、别针式、佩带式 2）界面传声器：也叫平板传声器，压力 区域传声器。贴到哪里，那里就成为传声器的一部分，比如地板、墙面、桌面等。特点：频响宽而直、灵敏度高（拾取直达声和反射声）、信噪比高。,3）枪式传声器：超指向传声器。4）接触型传声器：压电陶瓷。,5）抛物面传声器：远距离拾音用（比赛）。,6）无线传声器：VHF（100M400M）或UHF（400M 800M）,动态压缩,动态扩展,噪声,声音扩展噪声不扩展,3、4 传声器插头及连线,屏蔽线,2,3,屏蔽层,屏蔽线,屏蔽层,卡侬插头,6.5或3.5插头,话筒与插头连接示意图,1,3、5 声音的记录设备,一、磁记录设备（录音机及卡坐）1、历史：1935年德国柏林的通用电气公司研制成功使用塑料磁带的磁带录音机。1963年荷兰生产音频盒式磁带，拉开了用磁带记录声音的序幕。,超音频震荡器,录音放音转换开关,放大器,磁带运动方向,抹音磁头,录放音磁头,磁带,话筒,功率放大器,扬声器,L,R,线路输出,磁带录音机原理示意图,3、卡坐,4、转换插头,各种音频转换插口,二、CD播放机1、历史：光盘的研究始于1961年。在1960年He-Ne激光连续震荡获得成功之后，由美国斯坦福（Stanfod）大学和3M公司率先投入光盘开发。光盘的研究与开发在1962年实用化的IC技术、1970年开发成功的室温连续震荡半导体激光等相关技术的支持下，于1972年首先由Philips公司推出了激光视盘（LD：Laser Disc）。10年之后，CD（Compact Disc）问世并迅速普及，光盘从此走上快速发展的轨道。,1981年飞利浦公司和索尼公司联合开发了数字激光唱机，称为CD唱机，全称CD-DA。是专门播放音乐节目的。取样频率为44.1KHz,量化数为16bit。CD光盘是由聚碳酸脂材料注塑膜压而成的一种光学光盘。CD光盘为单面结构，呈银色，常见的有8cm和12cm两种规格，在读出面的反面标有音频信号的节目内容和出版单位及编号等。8cm的CD光盘能播放20min，而12cm的CD光盘能播放74min。,2、记录过程：CD光盘信号的记录与制作过程为；将模拟信号经过取样，量化和编码，转换成数字信号。再用这些数字信号去控制激光束在涂有感光材料的玻璃原盘上，一会儿曝光，一会儿不曝光，经显影后则在原盘上留下按一定规律排列的凹坑（图1-2-12），这些凹坑长度和间隔表示了信号的编码，由此完成了信号的数字化的记录。,L,R,电机,CD蝶片,CD机结构原理框图,3、技术指标：1）频率响应 激光唱机的频率响应是指CD重放时能反应的声音的频率范围。激光唱机的频率响应很宽，达520000Hz，超过人耳感受范围。频率响应范围越宽，高低音越丰富。2）信噪比 信噪比是指有用信号与噪声之比，比值越大，噪声越小。激光唱机信噪比一般都大于90dB。3）抖晃率 抖晃率是指激光头检测信号时的瞬时波动情况，以百分之零点几计，比值越小越大好。激光唱机抖晃率小到几乎测不出的程度，近似为0%。,4）失真度 失真度是反映经放音后还原声音的逼真程度。失真度越小越好。激光唱机失真度一般小于0.05%。5）声道分离度 声道发离度是指立体声左右声道之间信号相互不串扰的程度。声道分离度越大越好。激光唱机声道分离度大于90dB。,三、MD唱机1、介绍：MD，全称Mini Disc(迷你光盘)，Mini Disc这个名称源自于它小巧玲珑的外观，它是由SONY于1992年正式生产上市的一种音乐储存媒体。MD可擦写磁光盘本身的直径只有64毫米，厚度为1.2毫米，它内置于72X68X5毫米的硬塑料保护套中，看起来就和一张电脑用的三寸盘差不多结构。所以一张MD比一张三寸盘还要小（图1-2-14），而普通的CD（直径120毫米）更没法和它比了。,MD播放机外型,2、特点：1）磁光烧录：MD和MO是一样的，它源自于磁光记录技术(Magneto Optical，MO)，而磁光记录技术的理论基础就是在高温下磁介质会发生变换，并且在冷却之后一直保持这种变化(记录过程)，再次加热可以将其恢复到原先的样子(擦除过程)。首先激光头对MD磁光盘发出780钠米波长、功率为4.5瓦的激光束，把纪录点区域加热到180摄氏度（也就是“居里温度”，是把某种物质磁化的一个特定温度区域，MD光盘的合金材料的“居里温度”是180摄氏度）,同时记录磁头用正极或者负极信号来纪录声音数据的到磁光盘的加热点上，随着磁光盘的不停转动，新的数据不断地被同样的方式写入，纪录完毕的加热点逐渐冷却下来并保持加热时被赋予的磁信号。在磁光纪录过程中，激光头、磁光盘本身和纪录磁头三者之间没有任何的物理接触，这样一来，即使是反复的读取、擦写，磁光盘也不会像CD或者磁带那样逐渐磨损和损耗，这也就是SONY会宣称MD磁光盘可以反复擦写100万次以上的原因了。,2）非线性存储 什么是非线性存储，先说说什么是线性存储，音乐磁带采用的就是线性模式来存储歌曲。音乐磁带的曲目是按照顺序从磁带的开头录制到磁带的结尾，如果要改变其中一首歌在整个磁带中的位置，用户只能把整个磁带重新加以录制，这是很麻烦的一件事。相比音乐磁带的这种缺陷，MD则采用了和硬盘类似块纪录模式，把数据以块的方式分散存放在MD光盘的各处，方便快速读取的同时也充分利用了存储空间。这就是非线性存储。,3）ATRAC压缩技术 要在140M容量的MD磁光盘上存放74分钟的与CD相同容量的音乐数据，肯定使用了压缩技术，这种技术就是ATRAC(Adaptive Transform Acoustic Coding，声音变换适应编码)压缩录音技术，以1:5的压缩比率存储音乐数据，这样一来，MD机就能够以44.1kHz的采样频率来录制和CD同样长度(74分钟立体声/148分钟单声)的音乐数据。,ATRAC最大的特色就是噪音消除系统，它用来消除在人类听觉范围之外的声音，这样ATRAC只把大家耳朵可以听见的数字声音信号分离编码并加压缩。同时在MD录音电路中的采样频率转换器也同时将其它采样率（48或者32kHz）的声音自动转换成了MD44.1kHz的标准采样频率，以确保录音的品质。,4）SRM防震 光盘在作为存储介质上有一个最大的弱点，就是害怕振动，因为如果遇到振动，激光头就不能连续得读取数据，所以现在的Discman一般都有防震装置。而MD机采用的防震机制是-SRM（Shock Resistant Memory，防震内存），SRM一般是一块容量为4Mbit的缓冲内存芯片，它可以存储多达10秒钟的音乐数据。,SRM的工作机理。它有点像缓冲区的功能。在正常播放情况下，激光头把从MD磁光盘上读取的数据先行传送到SRM内并加以存储，然后数据才会从SRM出来流向ATRAC解码器，最后再经过数模（D/A）转换成人耳可以听到的声音，这个存储然后输出的过程是连续不断的。在MD机身受到振动，激光头偏离了原来的读取位置的10秒钟之内，SRM仍然可以不断地给ATRAC解码器提供音频数据流，同时SRM也让激光头有时间重新恢复到原来的位置继续读取数据。,四、MP3播放机MP3播放器是利用数字信号处理器DSP（DigitalSignProcessor）来完成处理传输和解码MP3文件的任务的。DSP掌管随身听的数据传输，设备接口控制，文件解码回放等活动。DSP能够在非常短的时间里完成多种处理任务，而且此过程所消耗的能量极少（这也是它适合于便携式播放器的一个显著特点）。,存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器（FLASHMEMORY）或者硬盘（HDD）作为储存设备的。它通过接受储存主机通讯端口传来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。,一个完整MP3播放机要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DAC和功放、显示界面和控制键。这里的中央处理器我们通常称为MCU（单片微处理器），简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称为fire ware（或者固件程序）,五、数字磁带录音机（DAT）,数字磁带录音机（Digital Audio Tap recorder简称DAT）是将数字化后的音频信号记录在磁带上进行存储；或把储存在磁带上的数字信号重放，经过D/A（模数转换）变换成模拟信号作为输出，也可以输出数字音频信号。,旋转磁头螺旋扫描,旋转磁鼓,磁带,磁头运行轨迹,磁带上已记录数据磁迹,磁带引导轴,3、6 调音台,一、分类：调音台：调音控制台的简称。1、按照节目种类分：音乐调音台和语言调音台。2、按照使用情况分：固定式和便携式。3、按照输出方式分：单声道、双声道、多声道。4、按照对信号的控制方式分：手动、自动。5、按照信号的处理方式分：模拟、数字。,二、功能：1、放大：将微弱的低电平信号和高电平的线路输入信号放大，调整到合适电平。2、为每个通道设置可控均衡器。3、通道分配：将任何一路的输入信号分配给各输出端。4、编组混合：将多路的输入信号根据需要编组，指定在某输出端口上。5、电平调节：将输入的信号电平平衡。6、调节声像：将输入的信号分配的左右声道。,三、结构1、输入输出模块1）接口与接口的配接（卡侬和大6.5插头）2）输入信号源的选择（LINE IN和MIC）3）输入电平信号的调整：传声器：-60dB-20dB 线路电平：-30dB10dB4）幻像供电,5）相位反转6）编组分配7）均衡（参量均衡和图示均衡）8）电平调整9）声像调节10）监听设置（推子前和推子后）（PLF）11）静音功能（MUTE）12）辅助输出功能2、显示系统：LED和仪表,6.5毫米大插头（非平衡输入）,卡侬插头插头（平衡输入）,过载指示灯（PEAK）,线路输入/话筒输入选择（LINE/MIC）,输入电平调节（GAIN）,高音调节（HIGH）,中音调节（MID）,低音调节（LOW）,辅助输出（AUX）或本机效果器效果深度调节（EFT）,声像调节（PAN）,音量推子,监听按钮（PLF）,静音按钮（MUTE）,调音台,音源设备（CD、MD、卡坐）,LINE,MIC,录音设备电脑或卡坐,REC OUT,外接效果器,AUX OUT,LINE,录音设备,远场监听音箱,近场监听音箱,电容话筒,监听耳机,透明窗户,第四章 扩音技术,本章主要讲述扩声系统的分类、组成、工作原理，以及一些相关周边设备的原理。,4、1 扩声系统的功能,一、改善声音的可懂度和清晰度。二、提高声音的动态范围。三、改善演出中不同声音部分（语言、歌唱和乐器）之间的声学平衡。四、克服复杂声音环境对有用声音传播的干扰。五、调整扩声场合的声学参数。,4、2 扩声系统的分类,一、按照工作环境分：室外扩声系统和室内阔声系统。二、按照声源性质分：语言扩声系统、音乐扩声系统、信息发布系统、语言同声传译系统、转播系统和已录声音重放系统。三、按照工作原理分：单声道、双声道、多声道环绕声系统。,四、按照用途分：室外体育场、广场、车站、飞机场。室内礼堂、歌舞厅、酒吧、电影院、展览 馆、会议室、多功能教室、演播厅等。特殊：紧急报警系统。五、按照声能分配方式分类：集中式、分区式、分散式、混合式。六、按照扩声系统的结构分：固定式和便携式,4、3 扩声系统的设备组成,一、扩声设备：指在接收声信号的同时向观众传送信息，并保证具有良好的可懂度和自然度的一套电声换能和放大设备。二、扩声设备的主要作用是：将各种声源信号按照具体的扩声要求进行放大、电平调节、动态处理、音质加工、混合分配、监听等工作。,三、声源部分主要包括：传声器、各种模拟或数字放音设备、电子乐器。四、信号控制及处理设备包括：扩声用调音台、声音处理设备（压缩器、压限器、延时器、噪声门、均衡器等）、声音效果设备（混响器、移调器、激励器等）等。五、声音的记录和重放部分：包括模拟数字记录设备、功率放大器、音箱以及音箱阵列等。,4、4 扩声系统中的扬声器,一、扬声器的分类：1、按照辐射方式分：纸盆、号筒、耳机 2、按照组成方式分：单纸盆、组合纸盆、同轴。3、按换能方式：电动、静电、压电。4、按照振膜形式分：纸盆、金属膜、带式、平板。5、按照用途分：家用高保真、监听用、乐器用、水中用扬声器等。,二、高保真扬声器的特性：1、有充分的重放声压级。2、重放频带宽。3、频率特性平滑。4、具有适当的指向性。5、失真小。6、瞬态特性好。,三、电动式扬声器的结构：,四、球顶扬声器,五、号筒扬声器,六、扬声器电器指标,1、输入功率：额定输入功率和最大输入功率。2、输入阻抗：4、8、16 在1KHz交 流阻抗。3、效率：辐射出的声能和输入的电能之比，一般在百分之几到百分之20。4、输出声压级：距离扬声器1米，在某一频率段的平均声压级。5、重放频带：距离扬声器1米，各频率段的声压级。,6、瞬态特性：应付急促变化信号的能力。7、指向性：扬声器辐射的声压因方向不同而不同的特性。,4、5扬声器系统,一、目的：由于各种扬声器输出频率范围的不同，要想还原2020000Hz的音频信号，必须用扬声器组合，既扬声器系统。二、组合扬声器系统的分类：1、按频率划分法：两分频、三分频、四分频。2、按组合方式分：纸盆+纸盆、纸盆+球顶、纸盆+号筒。3、按排列方式分：同轴排列、平面排列、立体排列。4、按分频网络分：并联、串联、多放大器。,三、扬声器系统的种类：1、全封闭式：,吸音材料,2、倒相式：,3、迷宫式：,4、6 分频网络,一、分频网络中的元件：1、电容器：金属化聚酯电容器，无极性、体积小、重量轻、损耗低、使用寿命长。2、电感器：,W,H,H=W=（L/R）/8.661/2,N=19.88(L/H)1/2,3、自恢复保险：热敏电阻（PTC），热了电阻增大，凉了电阻减小。二、二阶分频网络的计算：,4、7音频功率放大器,一、种类：1、A类：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，功率的理论最大值仅有25，且有较大的非线性失真。,2、B类：放大器的静态点在(VCC，0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，Q1导通Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半波正弦波(如图虚线部分所示)，所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%)，但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是交越失真较大。即当信号在-0.6V 0.6V之间时，Q1 Q2都无法导通而引起的。,3、AB类：晶体管的导通时间稍大于半周期，必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。有效率较高，晶体管功耗较小的特点。,4、D类：（数字功放）,二、技术指标：1.电源纹波抑制比(PSRR)：电源纹波抑制比(power supply rejection rate)表示把输入与电源视为两个独立的信号源时，所得到的两个电压增益的比值。基本计算公式为：PSRR=20log(Ripple(in)/Ripple(out)PSRR 的单位为分贝(dB)，采用对数比值。PSRR反映了音频功率放大器对电源的纹波要求，PSRR值越大越好，音频放大器输出音质就越好。,2.总谐波失真加噪声()：总谐波失真(total harmonic distortion)是指处理信号后，在一个特定频率范围内所引入的总失真量。噪声(noise)是指通常不需要的信号。有时是由于由于热或者其它物理条件产生的在线路板上的其它干扰。从的定义中不难看出总谐波失真和噪声越小越好。,3.信噪比(SNR)：通常指一个模拟信号中有用信号和噪声之间的比值。4.增益(AO)：增益通常指放大器输出功率和输入功率之间的比值。,三、常用音频功率放大器种类：1、中小功率集成电路：TDA2822(2W 9V),TDA2030:14W。电源电压为618V,LM386：0.5W 静态功耗低，约为4mA,可用电池供电。工作电压范围宽，4-18V。外围元件少。电压增益可调，20-200。低失真度。,TDA1514：+-27V 40W,厚膜功放：功率大，体积小,