《音响技术基础》课件.ppt

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1、,音响技术基础,听觉,系统 集成,应用,评价,音响（Audio）,扩声（Reinforcement system）,电声（Electric-acoustics）,器材开发、研究,器材,I 前言,1.目的：,2.背景：,系统集成、工程应用,语言音乐的重放、加工、处理,声学(acoustics),电子学,信号处理技术,应用：,音乐厅、剧院、会议厅、礼堂、多功能厅、体育场馆、影院、家庭,2.课程内容：,声学基础知识,听觉特性,音响系统器材：传声期、扬声器、调音台、周边设备(信号处理器),音响系统简介,立体声及环绕立体声,家庭影院,音质评价,听音环境建筑声学,数字音响技术基础,3.课程要求：,第一章

2、基本声学知识,1。表示声音的客观物理量,强度 声压 声压级(dB)级,级的运算,频率 f;频谱 波长 20Hz-20kHz 低、中高频,声源(扬声器)声功率(w),方向性 指向性,速度 340米/秒 空气中,2。表示声音的主观音质参量,响度(级)-声压 音高 频率 音色-频谱,主观评价,3.语言和音乐的特性,频谱：元音由67个共振峰，区别不同元音需 23个,元音的区别共振峰的时间变化,主要能量范围：第一共振峰1000Hz,清辅音能量范围：8k10kHz,浊辅音：共振峰、谱线杂乱,声调：频率随时间的变化,（1）语声,语声功率,耳语 103w,谈话 1030w,大声谈话 100w,叫喊 1mw,动

3、态范围,一般讲话 2535dB,艺术语言 4050dB,歌唱 4555dB,指向性(方向性),正前方：75度 垂直：90度,指向性(方向性),（2）歌声,脉冲、断续、动态大、音域宽、强度大,音调(频率)范围,男低音 82330Hz,男中音 98392Hz,男高音 124492Hz,女低音 175699Hz,女中音 220880Hz,女高音 2621047Hz,动态范围,动太范围,女高音 20110 dB,男高音 40105 dB,女低音 5090 dB,男低音 5095 dB,（3）乐音,功率：,钢琴 0.4w,小提琴 0.3-17.7 w,大鼓 25w,75人交响乐团 70w,动态范围：,交

4、响乐队：6670dB,大型交响乐队：100dB,乐器：4050dB,失真度,谐波失真、互调失真、差频失真,失真感觉听阈曲线,7次以上谐波失真硬失真,人耳感觉的失真范围：,0.01%（80dB，4次谐波）-10%（20dB 两次谐波）,硬失真0.3%,第二章 人耳听觉特性,响度 等响曲线,计权声级 A计权(dBA),1.声像与立体声,人耳定位实验：半自由场中,自由场削声室（哈佛大学1947年）,小于3000Hz 定位准确,低频纯音或4000Hz定位准确,2000Hz-4000hZ 困难,强度分辨率：50dB 为 1dB,40dB 为 2-3 dB,2.双扬声器实验,a.声像位置与强度差关系,b.

5、时间差1ms相对于强度差5dB(时间差在3ms以内，或强度差在15dB以内),3.两路立体声正弦定律,Sin a=(L-R)Sin b/(L+R),Sin a=k(L-R)Sin b/(L+R),K=1 f700Hz,修正公式：,高频时强度差,低频时时间差,20004000Hz 无法用强度、时间差解释高频时强度差，定位感差,4 人耳定位的理论解释,第 三 章 传声器,声能电能 换能器,电声性能、特性、用途,1 类型,按换能原理分：,静电式：电容、驻极体,电动式：动圈、带式,压电式：晶体、陶瓷,电磁式 炭粒式 半导体式,按指向性分：全向、心形、超心形、超指向,双向、可变指向,传输方式：有线、无线

6、,3 原理,灵敏度,频响,指向性,动态范围,失真,2 特性,4 传声器的使用与选择,使用场合、节目类型、录音的特性要求,(1)最大声压级:达到规定失真度(1%)时可接收的最高声压,选择的依据：,AKG Ck 系列-150dB,德国Neomenn U89-134dB,国产电容传声器-124dB,传声器与声源距离：最大声压级,(2)传声器位置,拾取环境声：现场气氛混响半径以外，高处,拾取直达声：清晰度混响半径以内,(3)了解声源特性辐射方向特性,(4)频率特性,在乐器的共振区域要求频响均匀，否则会产生“声染色”,(5)梳状滤波效应,直达声,反射声,r1,r2,消除梳状滤波效应的方法,靠近声源减小声

7、程差,通过强指响性减小反射声接收,反射面增加吸声材料,(6)瞬态特性,电容传声器较动圈传输器好,(7)环境干扰,长电缆、电源、照明、电磁辐射,(8)传声器极性,第 四 章 节目源,1.节目记录方式：机械 和磁记录,1877年T.Edison 留声机 记录在表面覆盖锡箔的喇叭形圆筒上,1887年E.Berliner 采用镀锌圆盘代替圆筒沿用至今,20世纪2030年代电子技术发展改进了信号的刻录和重放的方法，出现了专门的驱动机构和拾音头,存储媒质唱片,1898年丹麦V.POULEN 申请专利：声音记录和重放的方法。实现用磁的形式重放和记录,2.发展历史：,80年代提出音频数字化,CD DAT DC

8、C LD VCD DVD,3.数字音频节目特点:,信噪比高：16bit-98dB,声道隔离度高：90dB 以上,动态范围大：90dB 以上,理论上与记录媒质的质量无关,纠错功能,失真小,重复录制保持质量不变,主要由编码和解码电路引起 如：CD机为 0.01,4.CD 唱片及CD机,物理特性：,几何尺寸,转速：500200rpm,扫描速度：1.2m/s1.4m/s,节目长度：60 分钟 立体声,技术指标：,频响:很容易达到5Hz-20kHz,信噪比:100dB,动态范围：90dB以上,失真：普通机 0.05%,高档机:0.005%,CD机技术指标,取样率：标准44.1kHz,量化：标准16 bit,A/D转换：,过取样：低档机 2-4倍的标准频率 高档机：8，16，45倍标准频率,D/A 转换：,解码比特数：16，18，20，22bit 提高信噪比,1bit D/A 转换器：过取样频率达：25，38，76倍标准频率，可增强对微小信号的重放能力，降低失真,5 DAT(digital audio tape)数字录音带,6 DCC 数字盒式磁带录音机,与普通模拟盒式录音机兼容,