1、第一章 声学基础第一节 声音的基本性质1.1.1 声音的产生与传播振动的物体(声源)使空气疏密地振动,产生声波经过一定的(媒质)向外传播,产生了声音。区别:球面波和平面波;纵波(平行)和横波(垂直) ;波的传播方向和质点振动方向。1.1.2 频率、声速、波长2.声速:含义;符号 c;单位米/ 秒(m/s) ;和质点振速的区别;与媒质的弹性、密度、温度有关;声音在空气、水、钢铁的大小排序;因为:C0=331.4+0.6t3.波长: 米(m);声速、频率和波长三者有如下的关系:C=f 或 C=/T ;1.1.3 声波的反射与绕射1.反射:类比于光的反射2.折射:声波在传播途中遇到不同介质的分界面时
2、,发生折射。声波折射传播方向改变。(1)声波从声速大的媒质折射入声速小的媒质时,声波的传播方向折向分界线的法线;(2)声波从声速小的媒质折射入声速大的媒质时,声波的传播方向折离法线。3.声波干涉(1)波的独立作用原理几列波在传播时,无论是否相遇,都将保持各自原有特性(频率、波长、振幅、振动方向)不变,互不干扰地各自独立传播。(2) 波的叠加原理在相遇区域内任一点的振动,为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和。1、干涉现象两列波相遇区域内振动在空间上出现稳定的周期性的强弱分布的现象。2、相干波条件1) 频率相同; 2) 振动方向相同; 3) 同相或相位差恒定。满足上述三条件的波称为相干
3、波,其波源称为相干波源4.绕射(衍射) 。当障碍物或孔洞的尺寸比声波波长小时,声波将产生绕射(又称衍射) 或弯曲,即声波将绕过障碍物或通过孔洞改变前进方向5.声波的透射与吸收当声波入射到墙壁等物体时,声能一部分被反射,一部分透过物体,还有一部分由于物体的振动或声音在物体内部传播时介质的摩擦或热传导而被损耗,这通常称为材料的吸收。透射声能与入射声能之比称为透射系数( ) ;反射声能与入射声能之比称为反射系数(r ) 。通常将 值小的材料称为隔声材料,将 r 值小的材料称为吸声材料。第二节 声音大小的量度1.2.1 声压与声压级、声功率与声功率级、声强与声强级1.声压级:所谓某点的声压级是指该点的
4、声压 P 与参考声压 P0 的比值取常用对数再乘以20,单位为分贝(dB),即Lp=20lgP/P0 (dB) 式中参考声压 P0=210-5pa。人耳听阈 210-5Pa 到痛阈 210Pa 的变化范围,用声压级表示时,就变成 0dB 到 120dB的变化范围。所以声压变化 10 倍,相当于声压级变化 20dB;声压变化 100 倍,相当于声压级变化 40dB。2.声功率与声功率级:声功率:指单位时间内通过垂直于声传播方向面积为 s 的截面的平均声能量。单位:瓦(W)在数值上应是以 s 为底、以 co 为高的柱体内包含的平均声能量相等。即:声功率级:(dB) Lw=10lgW/W0 式中 W
5、0=10-12W,称为参考声功率。3.声强与声强级声强(I):通过垂直于声传播方向单位面积上的平均声功率称为平均声能量密度或声强。声强级:L I ( dB) LI=10lgI/I0第三节 人耳听觉特性听觉是人们对声音的主观反应。声音三要素:响度、音调和音色。1.响度:人耳对音量大小的主观感受。 (声强大小、频率)dB;注意区别于声强的含义2.音调: 人耳对声音频率的主观感受。 (频率、声压、波形),又叫音高或音准3.音色:人耳对声源发声特色的主观感受。 (频谱结构)1.响度(1)响度:单位宋(sone) ,定义 1kHz、40dB 纯音的响度为 1sone。(2)响度级:单位方(Phon) ,
6、当人耳感到某声音与 1kHz 单一频率的纯音同样响时,该声音声压级的分贝数即为其响度级。(3) 等响度曲线在声压级与频率的坐标系中,声压级作为参变量,将频率不同,人们听起来却有同等响度的声压级连接起来组成的一簇曲线,被称为等响度曲线。(4) 响度特性:1.响度级与声压级:声压级提高,响度级也相应增大;响度级还与频率有关,声压级一定时,频率不同,响度级也不同。2.高声压级时,曲线较平直,说明音量大时,声压级相同的声音差不多一样响,与频率关系不大;低声压级时,曲线斜率较大,说明音量小时,声压级有一点点变化时,低频的响度就有很大变化。3.等响度曲线在 1-5kHz 区下凹,其中, 3-4kHz 下凹
7、最多,说明人耳对这段中高音最敏感。人耳对高音和低音感觉较为迟钝。2.音调人耳对声音调子高低的主观感觉称为音调,或称音高、音准。 音高=Klgf。声音持续时间的长短也会对音调产生影响。倍频程:若两个声信号的频率 f1、f 2 相差一倍时(f 2/f12),称其为一个倍频程。osceV依次相差一个倍频程,人耳音高听感上也依次升高一倍。3.音色:指构成声音的频谱中各频率分量的分配情况。音色是一个复杂的感觉,难定量分析,应用时:1.有时要保持原有音色:高保真音乐节目重放时 2.有时要设法改变音色:(1)收听音乐时,提升高、低音 (2)语音,要保持良好的清晰度 听觉效应:1.双耳效应:1896,英,瑞利
8、,揭示人类听觉能在平面范围内判别声音方位机理。人耳对称地排列在头部两侧。当声源偏离了两耳的中轴线时,声源到达两耳的距离存在差异,这将导致到达两耳的声音在声级、时间、相位上存在差异,这种微小的差异被人耳的听觉所感知,传导给大脑并与听觉经验进行比较、分析,得出声音方位的判断,这就是双耳效应。声音到达两耳形成声级差,时间差和相位差。2.耳壳效应:指单耳具有辨别声音方位的能力。人的耳壳是一个凹凸曲面,当声音达到人耳时,耳壳的各个不规则曲面将对声波产生反射,不同部位向耳内膜的反射,就形成了具有多个极短延时量的重复声,根据重复声的延时量,人们就可辨别出声音的方位。实验证明耳壳效应对 4kHz20kHz 频
9、段声音的辨位能力最强。3.掩蔽效应:当两个声源出现时,其中一个声源会影响人耳对另一个声源的听觉能力,这种现象称为掩蔽效应。掩蔽量:被掩蔽音受掩蔽音干扰时应提高的分贝数。纯音的掩蔽:1)被掩蔽声的频率越接近掩蔽声时,掩蔽量越大“差拍现象” ;2)掩蔽声的声压级越高,掩蔽量越大,且掩蔽的频率范围越宽;3)掩蔽声对比其频率低的纯音掩蔽作用小,而对比其频率高的纯音掩蔽作用大,低频容易掩蔽高频,高频很难掩蔽低频。噪音的掩蔽:“鸡尾酒会效应 ”4.鸡尾酒会效应鸡尾酒会效应描述了人们在受到不重要的持久激励时,能够在重要的事情上集中精力。鸡尾酒会上的人们能够不受同一个房屋的其他交谈影响,专注于他们自己的交谈,
10、而不是把其他交谈当作背景噪音。声象:指在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。5.哈斯效应设两个同声源的声波到达听音者的时间差为 ,哈斯(Haas)通过实验表明:在 535ms 时,人耳无法区分两个声源,给人以方位听感的只是前导声(超前的声源)。在 3550ms 时,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;50ms 时,人耳便能分辨出前导声与滞后声源的方位,能听到清晰的回声。哈斯对双声源的不同延时给人耳听感反映的这一描述,称为哈斯效应。6.劳氏效应 假立体声效应,是立体声范围的心理声学效应。如果将延时后信号反相叠加在直达信号上,会产生一种明显的空间感,声
11、音好像来自四面八方,听者仿佛置身于乐队中。7.德波埃效应(Debye)双声源实验ttt送给扬声器 Y1、Y2 同相位的相同信息,改变 Y1、Y2 信号电平。(1) 改变 ,声像朝着声级大的声源移动, dB 时,感到声音完全来自声级高的声源。(2) 改变 ,声像朝着超前的声源移动, ms 时,感到声音完全来自超前的声源。8.多普勒效应声源与听音者之间存在相对运动时,会感觉到某频率声音音高(频率)变化第二章 室内声场与音质第一节 室内声场一、室内声场的组成1. 直达声 2.前期反射声 3.混响声二、简正方式和简正频率1. 平行墙壁间形成驻波的条件是: L 为两平行墙壁间距离, n 为自然数, 为声
12、波的波长。驻波:由两列频率相同、传播方向相反的平面声波迭加形成的一种特殊的干涉现象,为驻波现象。2.简正方式:按上述条件形成的每一个驻波称为房间的一个简正方式,其相应的频率称为简正频率。3.简正频率:简正方式对应的频率称为简正频率。4.简并现象:简正方式不同,但简正频率相同的现象,导致声染色(声场中某些频率成分加强) 。室内声场的基本特征:由于反射声对直达声叠加的结果,声压随声源距的衰减没有象室外声场那样明显。由于室边界面对声的反射作用,当室内声源停止发声后,室内声并不立即停止,而是继续持续一段时间。由于室形状的复杂性或线度比例失当,声波在室内传播时,有可能产生回声、聚焦、蛙鸣、声染色等特异声
13、现象。 三.室内声场的建立、稳定和衰减1、建立与稳定过程W声源声功率。S 室内界面总面积。c 声速。 室内界面平均吸声系数。2nSW400tLp15Lpt 3t2、衰减过程:三条曲线分别表示大小、形状相同,但室内界面吸声量不同的三个房间室内声场的建立和衰减过程,可见,曲线 a 所示房间吸声量最小,曲线 c 所示房间吸声量最大。四、混响时间 T601.定义:室内声压级下降为 60 dB 所需的时间。五、 T60 频谱一般情况下,如无特别说明,房间的混响时间是指 500Hz 声波的混响时间。六、 室内声场分布指固定而稳定的声源发声后,其声能密度在室内空间的分布。1.房间常数 R 是房间吸声能力以及
14、混响声声能密度的反映。2.混响声声能密度:pbabLtT60)(601SRcWes4第二节 室内音质评价一、理想室内音质要求1无噪声干扰,或噪声控制在允许值以下。2作为语言用房,首先应追求声音的清晰。3作为音乐用房,则要求声音圆润、丰满和足够的力度。4对于立体声效果用房,要求有立体感、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(低频产染色)以及声聚焦等声缺陷。二、评价标准(一)室内噪声水平评价方法1. 噪声评价指数(NC)各条曲线声压级与 N 数满足: a,b 为常数NLp3. 最佳混响时间指对于不同用途的声室,不同的音质设计,应有不同的容积空间,在此容积下,
15、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。(1)现代节目制作用室,都要求有短而平直的混响时间,原因?1.短混响的节目可以通过电声手段任意加进人工延时和混响,以模拟各种声现场的情景。而如果节目已具有长时间的混响则很难减短2.短混响的房间由于吸声条件较好,有利于降低背景噪声3.在电视演播中,现场拾音距较大,如果混响时间较长,就会影响讲话者的亲切感和实在感。前期反射声时间序列:30ms-混响感;50ms- 回声方向序列:前方的近次反射声能增加声音的亲切感;侧方来的近次反射声能增加声音的围绕感。声场扩散特性扩散声场:统计平均均匀的声场房间的声场扩散特性
16、:指被评价房间实际声场的扩散程度。2 实际声场扩散特性的评价,常用方法有:1.实测混响时间,并计算与理论值的偏差或根据混响曲线的不规则度来评价实际声场的扩散特性2.实测(声源指向的任一方向)室内声压级分布并与理想分布(完全扩散声场)比较3.实测实际声场的指向扩散度,并据此评价其扩散特性。 “刺猬图”第三节 室内音质的改善理想的音室要保证:1.背景噪声小 2.混响特性要符合音室的使用要求 3.不发生显著的频率畸变常见声缺陷及其对音质的影响:一、外界噪声的影响1.外界噪声传入室内的方式:空气传声和固体传声2.外界噪声传入室内的途径 3.外界噪声传入室内的危害二、T60 影响1.混响时间过长:混响时
17、间、房间大小、音节明了度2.混响时间过短: 3.混响时间频率特性畸形三、房间大小及线度比例对简正频率分布的影响四、室内音质改善的建筑声学方法1.控制噪声和振动干扰,提高声信噪比2.修正混响时间及其频率特性,以符合设计要求3.改善房间形体、结构,提高房间扩散性能长方体房间长、宽、高不能采用简单比例关系。推荐比例为 房间最小容积对长、宽、高比例不当的房间,要进行空间分隔,安装不同方向的反射板,避免凹反射面,减少房间平行内壁。吸声材料及吸声结构的安装以非对称为宜。4.合理设计反射面,改善前期反射声,使之分布均匀,并使之与直达声的延时小于50ms(避免回声) 。第四节 吸声及隔声材料一、吸声材料1.多
18、孔吸声材料:玻璃棉、矿棉、毛毡影响多孔材料吸声性能的主要因素:材料孔隙率、厚度、容重、材料安装情况。2.穿孔板吸声结构:胶合板、石膏板、石棉水泥板(空腔共振式构件)3.薄膜、薄板吸声结构:人造革、塑料薄膜4.挂帘吸声结构:丝、绵、化纤织品5.空间吸声体:薄长方体、正方体、圆柱体、圆锥或棱锥体、劈形体,由吸声材料组成,悬挂在室内声能密度大的地方。二、隔声构件1.隔声门 2.隔声窗 3.声闸 4.隔声屏第 3 章 音响系统一、音响系统的主要技术指标音响技术是研究声音信号的转换、传送、记录和重放的专门技术。在物理学中,音响可以理解为人耳所能够听到的频率范围在 20H20kH 的声音。在音响技术中,音
19、响的含义是指通过放音系统重现出的声音。 音响系统:能够重现声音的放音系统。音响产品的电声技术指标主要有:1.频率响应 频率响应又称为频率特性或有效频率范围。它是放音设备能够重放音频信号的频率范围32:13maxin4V及在此范围内允许的振幅偏离量。音响设备频率范围越宽,振幅偏离量越小,频率特性就越好。频率特性常用分贝(dB)来表示。 2.信号噪声比 信号噪声比简称信噪比。它是声音信号经放音设备后,在放大器输出端的信号(S)功率(或电压)与噪声(N)功率(或电压)之比,用公式表示为:信噪比(SN)10lg (PS/PN)20lg(V S/VN) (dB) 该式中,P S、V S 分别为放大器输出
20、端的信号功率和电压,P N、V N 分别为放大器输出端的噪声功率和电压。从上式可以看出,信噪比越大,放大器的性能越好。一般音响系统的信噪比应在 85dB 以上。3.灵敏度灵敏度是指调谐器接收微弱信号的能力。它表示在规定的音频输出信噪比下,产生标准输出功率所需要的最小输入信号场强;其值越小,灵敏度越高。它是调谐器性能的重要指标之一。4.失真失真是指音响系统对音源信号进行重放后,使原音源信号的某些部分(波形、频率等等)发生了变化。音响系统的失真主要有以下几种: (1)谐波失真。谐波失真又称为谐波畸变。它是指放音设备重放后的声音比原输入信号多出来的谐波成分,由负反馈网络或放音设备的非线性引起。谐波失
21、真多用各谐波成分之和的有效值与原信号的有效值的百分比来表示,因而又称为总谐波失真。高保真音响系统的谐波失真应小于 1%。(2)互调失真。互调失真也是一种非线性失真,它是两个以上的频率分量按一定比例混合,各个频率信号之间互相调制,通过放音设备后产生新增加的非线性信号,该信号包括各个信号之间的和及差的信号。 (3)瞬态失真。瞬态失真又称瞬态响应,它的产生主要是当较大的瞬态信号突然加到放大器时由于放大器的反映较慢,从而使信号产生失真。5.立体声分离度立体声分离度表示立体声音响系统中左、右两个声道之间的隔离度,它实际上反映了左、右两个声道相互串扰的程度。如果两个声道之间串扰较大,那么重放声音的立体感就
22、将 ( 减弱、增强)6.立体声平衡度立体声平衡度表示立体声放音系统中左、右声道增益的差别,如果不平衡度过大,重放的立体声的声像定位将产生偏移。通常以左、右声道增益的最大差值来表示。一般高品质音响系统的立体声平衡度应小于 1dB。7.抖晃与抖晃率抖晃是指由于磁带或唱盘线速度的瞬时波动,使放音信号产生寄生调频,造成音调发生瞬时变化。由抖晃引起寄生调频的频偏对记录信号频率的百分比称为抖晃率。8.输出功率输出功率有最大输出功率、不失真输出功率和额定输出功率三种:(1)最大输出功率:是指不考虑失真时,放大器能够输出的最大功率(2)不失真输出功率:是指非线性失真不大于 10的情况下实际输出的功率。(3)额
23、定输出功率:又叫标称功率,它是应该达到的最低限度的不失真输出功率。(音乐功率、峰值功率、PMPO 功率)#计权“计权”是表示音响性能指标的一个常用术语。因为人耳对声音的反应受多种因素的影响,测量时若加入听觉校正网络,则称为计权。常用的计权网络有抖晃加权网络、315Hz 计权网络(Y 网络)和 A 计权网络。二、音响系统的作用1如实地重现原始声音 2如实地重现原始声场 3能够对音频信号进行加工修饰三、音响系统的分类音响系统(广义):凡是把若干音响设备按一定规律连接,组成一个控制系统,能完成某一个特定的功能和目的。按其主要任务或最终目的:扩音系统、录音系统按照音响系统的使用场合:家用音响系统、专业
24、音响系统(一)家用音响系统:家庭音乐系统:组合音响系统、高保真音响系统家庭 AV 系统:家庭影院系统、多媒体家庭影院系统1. 组合音响与音响组合组合音响,就是通常所称的套装机。主要由音源设备、音频放大器、扬声器(音箱)三个部分组成,其音响系统中的各种器材已由生产厂家选配组合成套,不可以随便拆开。音响组合,根据不同爱好、需要及各种器材重放声的特点进行自由选配和组合,使器材的重放声具有一定的个性。(组合音响的组成)2.高保真音响系统“高保真”简称 Hi-Fi。又称纯音乐系统,对该系统的要求是能够原汁原味地重现声音。从声场角度上讲,讲究声场的宽度、厚度感,要求声像的结像力强、解析力高、定位准确,声音
25、层次分明,音乐味浓。从技术角度上讲,对器材的技术要求很高,如输出功率、频率响应、信噪比、动态范围、总谐波失真度等都要求有很高的技术指标。3.家庭影院系统AV 是“Audio”(音频)和“Video”( 视频) 的缩写。 家庭影院就是多种音频、视频设备的组合系统,其中音频处理电路和音响产品是其中的主要部分。四、家用音响系统的配置(一)配置原则:1.经济实力; 2.个人爱好; 3.功能和性能;4.视听环境; 5.根据现有器材适当添置。(二)家用音响系统的配接1.放大器与节目源设备的配接(1)VCD 影碟机VIDEO OUT(黄,视频) VIDEO IN(电视)AUDIO R(红,右声道) AUDI
26、O IN R(放大器)AUDIO L(白,左声道) AUDIO IN L(放大器)S-VIDEO 放大器的 s 端子 电视机的 s 端子(2)DVD 影碟机(杜比 AC-3 环绕声解码装置、视频信号逐行扫描设置)输出:音频:前置主声道 L、R; 中置声道 C;环绕声道 SL、S R; 超重低音输出端子 SAB(质量好的有) ;光纤和同轴电缆输出的数字音频插孔(高档 DVD 机的有) 。视频:VIDEO OUT; S-VIDEO;色差分量逐行输出端子 PB/CB、P R/CR、Y(逐行扫描的有) 。2.放大器与扬声器的配接放大器输出:L、R、C、S L、 SR注意:阻抗匹配、功率匹配、音色匹配、
27、频响匹配(三)专业音响系统专业音响系统泛指除家用音响之外的各类公共场所使用的音响系统。1.公共广播系统公共广播系统是为公共场所提供背景音乐、语音广播及消防报警的专业音响设备。公共广播系统基本可分为四个部分:(1)节目源设备。节目源通常为无线电广播,激光唱机和录音座等设备提供,此外还有传声器、电子乐器等。 (2)信号放大和处理设备。包括调音台、前置放大器、功率放大器和各种控制器及音响加工设备等。(3)传输线路。传输线路虽然简单,但随着系统和传输方式的不同而有不同的要求。(4)扬声器系统。扬声器系统要求整个系统要匹配,同时其位置的选择也要切合实际。*扬声系统与功放的配接:定电阻式配接和定电压式配接
28、。2.专业演出系统专业演出系统用于各种演出场合,需要多路话筒和多种信号源输入,一般都以调音台为中心组成,这是专业音响与家用音响的一个重要区别。同时为了取得更良好的放音效果和达到各种特殊要求,往往还配置了均衡器、压缩器、扩展器、激励器等多种处理设备,使整个组合比家用音响要复杂得多。3.会议扩音系统会议扩音系统-专业系统,它有别于其它音响系统的特点就是对语言的表现力要好,结构要简洁美观,连接简单、操作方便。方便操作,而且它所使用的专业会议话筒的功能要特别适合会议要求,音质与指向性要好。组成单元上,不仅有话筒扩音功能,而且能够进行会议人数记录,发言控制,多语言同声传译,另外,许多会议系统还特别要求视
29、频部分的播放设备和监视设备,能满足不同演示和不同输入信号的要求。 4.娱乐用音响系统娱乐用音响系统的主要设备及性能要求也比较高,特别是包括耐用性,操作方便性等方面,要求要更好,设备的功能要多。但通常来看,整个系统的绝大多数性能,都要低于演出系统的指标,对于音频处理设备或者其它辅助设备的要求,不是很严格。娱乐用音响系统一般是指歌舞厅、卡拉 OK 厅等场所使用的音响系统。5.背景音乐系统背景音乐简称 BGM,是 Back Ground Music 的缩写,属于公共广播系统的一种。它的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的气氛,音量较小,听的人若不专心听,就不能辨别其声源位置。因此,背景音乐的效果有
30、两个,一是心理上掩盖环境噪声,二是创造与室内环境相适应的气氛,它在宾馆、酒店、餐厅、商场、办公楼等场所广泛应用。 家用音响系统和专业音响系统的共同点:追求优质的高保真放音和声像定位一致的音响效果。第四章 音响系统的节目源设备4.1 调谐器调谐器的任务是接收无线电广播电台发出的调幅广播和调频广播信号,并对其进行加工处理得到音频信号,再传送给功放电路及音箱还原成声音。 4.1.1 调谐器的结构与性能指标2. 调谐器的性能指标 灵敏度; 邻频选择性 ; 俘获比 ; 立体声分离度 ; 谐波失真; 信噪比 。4.1.2 无线电广播的发送与接收1.无线电广播的发送补充知识点调制:就是把音频信号装载到高频载
31、波上,使高频信号的三个主要参数(振幅、频率、初相位)之一随音频信号的变化规律而变化的过程。高频信号称为载波,音频信号称为调制信号,调制后的信号称为已调波。无线电广播中,一般采用调幅制和调频制调幅:指高频载波的振荡幅度随音频信号的变化规律而变化,而高频载波的频率和初相位不变。调频:指高频载波的频率随音频信号的变化规律而变化,而高频载波的幅度和初相位不变。(1)调制 补充知识点调频波的幅度是不变的,而调幅波的频率是不变的音频信号的正向幅度越大,调频波瞬时频率越高,反之,音频信号的幅度越小,调频波瞬时频率越低。调频波瞬时频率的变化反映了音频信号幅度的变化规律(2)无线电广播的基本原理 无线电广播发射
32、的基本原理:声音经传声器转换为音频信号,经音频放大器放大后送入调制器,高频振荡器产生等幅高频振荡信号作为载波送入调制器。调制器用音频信号对载波进行幅度或频率调制形成调幅波或调频波,再经过高频功率放大器放大后送入发射天线向空间发射。2.无线电广播的接收 (1)无线电接收的基本原理无线电广播接收 的基本原理:在接收端,接收天线把无线电波接收下来,输入到调谐回路并从中选择出所要接收的电台信号,经高频放大后送入解调器。解调出的音频信号经低频放大后,推动扬声器发出声音。解调:从高频已调波信号中取出调制信号的过程。分为检波和鉴频检波:从高频调幅波中取出调制信号的过程鉴频:从高频调频波中取出调制信号的过程解
33、调器是检波器和鉴频器的总称。输入电路的作用:从天线接收到的许多高频信号波中,选中所要接收的电台信号,并抑制掉其它电台信号及各种噪声信号。(2)超外差式调幅接收机超外差式调幅接收机:在高频放大电路之后增加了变频电路,它把输入调谐回路选出的高频已调波的载频换成频率固定且低于载波的中频,然后再对中频信号进行放大、解调、低频放大处理。调幅中频:465kHz 调频中频:10.7MHz超外差式调幅接收机采用超外差式接收原理,用于接收调幅制的无线电广播。AGC 电路:自动增益控制电路,根据信号强弱,自动调节接收机的增益,从而保证接收机有一定的音量输出,要求 AGC 工作范围要大,稳定性要好。超外差式调幅接收
34、机的信号处理过程:输入电路从众多的无线信号中选出所要接收的电台信号,经高频放大电路放大后送入变频级的混频器。送入混频器的还有本机振荡器产生的等幅振荡信号,其频率总比接收来的电台信号频率高 465KHz。在混频器中,利用晶体管的非线性对两路信号进行混频,产生一系列载频不同而包络与电台信号一致的调幅波,再利用选频网络选出载频为 465KHz 的中频信号,达到变换载频的目的。变频输出的是465KHz 的中频信号,利用中频放大器将幅度放大到检波电路所需要的幅度后,送入检波器,解调,得到音频信号,再经过电压放大和功率放大,推动扬声器,还原出声音。(3)超外差式调频接收机 AFC:自动频率控制电路,用来控
35、制本机振荡频率,使其总比外来信号高 10.7MHz。超外差式调频接收机的工作过程:输入回路选出所要接收的电台信号经高频放大后送入变频级,变频级将载频变换成固定的中频,中频信号经鉴频级解调出音频信号,再经过前置低放和功率放大后送入扬声器还原成声音。思考题超外差式调幅接收机中:1.输入回路的作用 2.变频电路的作用 3.检波电路的作用 4.自动增益控制电路的作用4.1.3 调频广播与调频接收机1.调频广播的基础知识 (1)基本概念: 频偏 :调频调制过程中,由于调制信号幅度变化引起的频率的变化值。 调制度 : 频带宽度 :B=2(m F) 频率范围和传输特性 (2)调频广播的特点: 频带宽,音质好
36、,动态范围大 。 信噪比高,抗干扰能力强。 解决电台拥挤问题。 4.1.4 数字调谐系统1.概述数字调谐系统是在电子调谐基础上发展起来的一种新式调谐系统,它是根据所要接收广播电台的频率数值,控制变容二极管上的调谐电压,进行电台调谐。这种调谐方式普遍采用了锁相环频率合成器,并由微处理器控制,进行频率的数字显示、手动自动快速搜索电台及多台的预置存贮记忆。2数字调谐器的使用(1)收不到电台故障 天线线圈引线在焊点处断,重新焊好。 本振线圈引线断,重焊。 本机振荡器停振或频偏太多,修理或调整。 收音集成电路或阻容件损坏,更换。 可变电容损坏,更换。 陶瓷滤波器或中频变压器损坏,更换。 (2)声音轻故障
37、 磁性天线线圈性能变劣或位置变动,调整或更换。 本振线圈、中频变压器性能变劣,调整或更换。 可变电容器性能变劣,更换。 波段开关接触不良,清洗或更换。 线路板、线圈受潮,烘干。(3)噪声故障 可变电容器磨损,更换。 波段开关接触不良,清洗或更换。 晶体管或集成电路性能变劣,更换。4.2 磁带录音机4.2.1 磁带录音机原理 1. 磁带录音原理录音时,传声器将声音转换成电信号,由于传声器输出电压很小,故须经录音放大器将信号放大,并以电流形式输送给录音磁头线圈,同时录音磁头又将电信号转换成磁场。磁带在运带机构驱动下,以一定速度通过录音磁头缝隙时,录音头缝隙的磁场对磁带的磁性层进行磁化。在磁带离开磁
38、头后,信号以剩磁的形式保留在磁带上,这就是录音。2. 磁带放音原理 放音时,录过音的磁带以同样的速度通过放音磁头,录音磁带上分布的剩磁就会通过放音磁头的铁心,使放音磁头的线包两端感应出与剩磁分布规律相应的信号电压。此电压很微弱,它需经过放音放大器的放大和频率补偿,馈送给扬声器而重放出原来的声音。超音频振荡器的两个作用:1.供给抹音磁头足够的抹音电流,以对磁带进行消磁抹音,2.在交流偏磁录音时给录音磁头提供一定的偏磁电流,以提高录音灵敏度和减小录音失真,改善录音质量。4.2.2 磁带录音机种类 按使用的磁带类型分类 :盘式录音机; 盒式录音机; 卡式录音机 。按磁迹或声道来分:有单声道、双声道(
39、即立体声) 、多声道录音机 按磁头数目来分:有三磁头(录音磁头、放音磁头、抹音磁头) 、二磁头(录放音兼用磁头、抹音磁头)两种方式 按盒座数目来分:有普通单盒式(单卡) 录音机、双盒式(双卡)录音机、四盒式录音机 4.2.3 录音机的主要性能指标 带速误差 抖晃率 频率特性 失真度 信噪比 4.2.4 盒式磁带普通磁带(铁带) 铬带 铁铬带 铁钴带 金属带。 4.2.5 录音座 1.磁带选择 2.杜比降噪系统 3.磁头自动反转机芯 4.直接驱动式录音座 5.自动功能控制 6.三磁头三电机高级录音座 4.2.6 录音座的选用与维护 1.录音座的选购 (1)看外表 (2)查看使用说明书,了解性能规
40、格 (3)通电检查与试听 2.录音座的使用 (1) 要由专用的放音仓放音;(2) 正确使用杜比降噪系统; (3)正确使用录音功能; (4) 按规定步骤操作使用; (5)尽量少用暂停键; (6)要使用质量好的录音带; (7)自动选曲功能要在放音状态下使用。 3.录音座的日常维护 (1)对磁头进行定期消磁 (2)定期清洗 (3)定期注油 (4)更换磁头 4.3 CD 激光唱机CD 系统,是指使用光学(激光 )方法的小型数字音响唱片系统。它作为数字音响技术的重大成果,在不到十年的短短时间内,以其优异的音质和性能获得迅速发展和普及。它和数字磁带录音机(DAT)一起,标志着音响数字化的时代已经到来。 4
41、.3.1 数字音响技术基础 1.数字音响技术:指将模拟音频信号转换成数字音频信号,进行数字处理和传输的专门技术。2.数字音响系统:对音频信号进行数字化处理和传输的系统。常见的有:CD 播放机和数字磁带录音机1.数字音响系统的组成信源编码:就是将模拟信号数字化,它通过对模拟信号进行取样、量化,脉冲编码调制(PCM),再输出二进制的 PCM 数字化信号,也称为 A/D 转换。信道编码:又称纠错编码,这是由于记录用的 CD 或磁带记录的信息密度非常高,因划痕、制造缺陷、尘埃等多种原因会引起数码的丢失或错码。如果在记录时增加信道编码(纠错编码) ,重放时再通过信道解码(检错纠错) ,可避免 PCM 信
42、号的错码。2.CD 信号的记录过程(1)PCM 编码:信源编码,通过取样、量化和二进制数字编码等过程,把模拟音频信号转换成为时间上、幅度上都是离散的脉冲数字信号。取样:取样脉冲,电子开关,模拟信号脉冲幅度调制信号(PAM 信号) ,图 b,不是数字音频信号,取样频率越高,失真越小。量化:幅度离散化处理。取样后的脉冲幅度用最接近的整数电平值代替,成为数字信号(PCM 信号。数字编码 :用二进制代码表示量化后的电平值。图 3-65 数字录音、放音时各点波形 (2)纠错编码纠错编码,信道编码:是用来发现和纠正数码传输中可能产生错码的一种数字编码技术。错码纠错的方法是将特别设定的一种编码(纠错码)按一
43、定的比特数和某一特定规律加到音频数据中一起记录,然后在重放时检测这些设定码是否存在和保持原设定规律,即可得知重放信号是否有错码(丢失) 。 两类错码:1.随机错码:个别位的差错(奇偶校验纠错编码)2.突发错码,区间错码:连续多位出错(CIRC 纠错编码)交错法, (为了纠正突发性错码的一种数据传输方法) ,按照原交错规律进行去交错处理,再进行奇偶校验纠错 ,以输出正确的、按原始顺序排列的数据组。CD 在记录信号时,是将音频信号经过 44.1kHz 取样,16bit 量化,CIRC 纠错编码和 EFM调制等处理后,记录在 CD 上的。(3)EFM 调制 所谓 EFM(Eight to Fourt
44、een Modulation)即 8 到 14 位调制。它是将每次取样的 16 位数据分为两个 8 位的字节,再将每个 8 位的字节转换成 14 位的数据。它是光盘系统独有的调制方法。4.3.2 CD 唱片CD 唱片是记录媒介,CD 唱机是放音系统。CD 唱片是直径 120mm,厚度为 1.2mm 的圆盘。透明塑料 +铝膜+塑料保护层;铝膜有沟槽凸起,凹坑槽是信号层。CD 唱机非接触方式读盘,多次放音不会损伤唱片。CD 唱片单面,最多放唱时间 75min4.3.3 CD 唱机CD 唱机工作过程:激光拾音器通过激光束的入射和反射,检出记录在唱片凹坑和平地所代表的数字信号,然后通过 RF 放大,E
45、FM 解码,帧同步信号检出,纠错解码,还原 PCM音频数字信号。再将处理后的数字信号送到 D/A 转换器,变换成模拟音频信号输出伺服系统:聚焦伺服、循迹伺服、运行伺服、驱动伺服RAM 随机存取存储器:数据排序、去抖晃、数据缓冲4.3.4 激光拾音器4.3.5 聚焦伺服和循迹伺服 4.3.6 CD 唱机的技术性能1.电声指标高的具体表现 信噪比高 动态范围大 分离度好 频响范围宽 失真度小 抖晃率极小 2.操作方便的具体表现 选曲方便、快捷 程控放唱 重复放唱 多信息显示 全遥控操作 4.4 激光唱机的使用与维修4.4.1 激光唱机的使用方法1操作键及其功能 2一般操作方法 按电源键,接通电源。
46、 放入唱片。按开关(OPEN/CLOSE)键 放唱。按放唱暂停(PLAY/PAUSE)键 暂停放唱。放唱暂停(PLAY/PAUSE) 键 停止放唱。按停止(STOP)键 按开关(OPEN/CLOSE)键 3节目的选择 (1)用遥控器选曲 (2)人工选曲 4节目的编程放唱 (1)编程 (2)放唱 4.4.2 激光唱机的维修1检修的准备工作与注意事项 检查电源电压是否正常,电源线、信号线是否连接完好。 冬天从室外搬入室内的机器,应待机器温度与室温相同后再开机,以免由于环境温度突然升高而使机内透镜上出现凝结水。 检查唱片的质量,看有否变形或损坏,唱片的方向是否装反。 如果出现跳跃现象,除检查唱片的质
47、量外,还要检查唱机是否摆放平整。 如果遥控器操纵不灵,可试用手工操作,以检查是否遥控器出现故障。 如果故障是遥控器引起的,应首先检查遥控器的电池是否接触良好,电池是否应该更换。2激光唱机常见故障的检修 (1)激光唱机不能放音 (2)激光唱机在放唱中被“卡住” (3)显示器不显示或乱显示 (4)摇控失控 第 5 章 音频放大器一、音频放大器,是音响系统中的重要组成部分,主要作用是对各种音源设备送来的微弱的音频信号进行放大,并进行控制、加工、处理,使其达到一定功率,去推动扬声器或音箱发出声音。一般包含前置放大器和功率放大器两部分。前置放大器(又称电压放大器、控制放大器)的作用是对输入它的各种音频节
48、目源信号进行选择和放大,并调整输入信号的频响、幅度等,以美化音质。功率放大器则是将前置放大器送来的信号进行无失真的单纯功率放大,以推动扬声器放音。二、音频放大器分类:1.根据结构分类:前后级分体式放大器、合并式放大器2.按所用器材分类:(1)晶体管放大器:优:转换速率高,谐波失真小,频率响应宽,输出功率大,音色清丽偏冷缺:电路复杂,易出故障(2)电子管放大器(“胆机”)优:谐波失真小,音色温和醇厚,线性好,抗过载能力强,电路简单,干扰小,适合管弦乐声和人声演唱缺:耗电大,寿命短,体积大,笨重,价高(3)混合放大器:前置放大器中采用电子管,音质接近胆机,功放采用晶体管,提高整个放大器的转换速率和功率(4)集成电路放大器:以集成电路为核心,配以较少的外围器件构成的放大器优:电路简单,成本低,易于安装调试缺:输出功率不大,一般小于 50w3.按电路工作状态分类:(1)甲类:A 类,优点:失真小,音质细腻甜美,富有音乐感, “放大器贵族”;缺点:效率低(2)乙类:B 类优点:根据 A 类效率低,能耗大的缺点改进缺点:失真大,不实用(3)甲乙类:AB 类优点:失真小,效率高。三、音频放大器主要技术指标:1.输出功率:反映了音放对信号的放大能力和对负载驱动能力。(1)额定功率:指放大器能长期承受的正弦交变功率,是音