音频技术复习题.docx

声压（定义、公式）总压强与静压强的差值。P= pcv 声压p和质点运动速度v成正比，p为媒质密度，c为声波的传播速度，pc又称为声阻率（声阻抗率）。 声压的单位是Pa。声压级（定义、公式）人耳对声压强弱的感觉是与声压的对数成正比的（即韦伯定律）Lp=20lgP/Pr P为声压，Pr为参考声压，规定取1KHZ的可闻阈声压，即Pr=210- 4ubr 声压级的单位是分贝（dB）响度（定义、公式）响度是人耳对声波强弱程度的主观感觉，它主要决定于声压或声强，而且与声波的频率也有一定的关系。声压级的数值就是这个声音的响度级。响度级的单位是方 规定：频率为1kHz，声压级为40db时的响度为1宋。响度与声压级的关系：N=20.1（Lp-40）N为响度，单位是宋，Lp是声压级，单位是dB音调（人耳感觉的声音频率的高低）音调是人耳对声音调子高低的主观感觉。音调的高低主要取决于声音的频率，频率越高，音调越高，频率越低，音调越低。音色（人耳感觉到的声音品质）音色是人在主观感觉上区别同样响度和音调的两个声音不同的特性。音色主要取决于声音的声谱结构，与音调及响度也有一定的关系。耳机是一种超小功率的电声换能器件。扬声器扬声器是将音频电信号转换成声信号并向周围媒质辐射的电声换能器件。技术指标：额定阻抗、额定功率、灵敏度、指向特性、额定功率范围、额定共振频率、谐波失真、额定长期最大功率、瞬时最大功率、电/声转换效率指向特型：是指扬声器向空间各个方向发声的声压分布状况。扬声器指向特性的特征：指向特性随扬声器的工作频率而变化，频率越高，指向性就越强在相同的工作频率下，口径大的扬声器要比口径小的扬声器具有更强的指向性号筒式扬声器比直射式扬声器的指向性更强。人耳的几个效应一、掩蔽效应：当强度不同的两个声音同时出现时，强度大的声音会把强度弱的声音淹没掉，此时人耳只能听到强度大的声音，而听不到强度弱的声音。要听到强度弱的声音，必然要提高弱声音的强度，这种一个声音的阈值因另一个声音的出现而提高的现象称为诶掩蔽效应。是神经系统判断的结果，是由听觉的非线形产生的。特点：1被掩蔽声在时间上越接近掩蔽声，则阈值提高越大。2掩蔽声和被掩蔽声相距很近时，后掩蔽作用大于前掩蔽作用。3掩蔽声强度增加，并不产生掩蔽量等量增加。二、哈斯效应人耳听觉有先入为主的特性。当两个强度相等而其中一个经过延迟的声波一同传到耳中时，如果延时时间不超过17ms时，人们就不会感觉出是两个声音。当两个声音的方向相近时，延时时间再30ms以内，听觉上将仍然感到声音只来自未延时的声源。延时时间为30-50ms时，听觉上可以感到延时声的存在，但仍然感到声音来自未延时的声源。在这种延时声被掩盖的情况下，延时声只是加强了未延时声音的响度，使未延时声音的音色变得更丰满。当延时时间超过50ms时，延时声就不会被掩盖，听觉上感到延时声称为一个清晰的回声。这种现象称为哈斯效应，又称延时效应。三、耳壳效应当外界声音传入人耳时，耳壳对声波有反射作用。由于耳壳是椭圆形的，垂直方向轴长，水平方向轴短，各部位离耳道的距离不同，形状也不同，因而当直达声经各个部位反射到耳道时，会产生不同延时的重复声，而且这些重复声是随着直达声的方位不同而不同。四、双耳效应人的双耳位于头颅两侧，它们不但在空间上处于不同的位置，而且还被头颅阻隔，因此由同一声源传来的声波，到达两耳时，总会产生不同程度的差别。差别主要有：声级差、时间差、相位差、音色差等。实践证明，声级差、时间差和相位差对听觉定位影响较大。多普勒效应：声源与接收器作相对运动时产生的一种声学效应。当声源以某一速度迎面而来（或离去）时，或者人向声源靠近（远离）时，则会发现频率升高（降低）现象。双耳定位机理在声场中，从某一个声源发出的声音，受到声级差、时间差、相位差和音色差的影响。可闻声阈划分成七个阶段可听声范围：20Hz-20KHz次音：低于20Hz，超音：高于20KHz(1)超低音（低于50HZ） (2)低音（50HZ-150HZ） (3)中低音（150HZ-500HZ）(4)中音（500HZ-2000HZ） (5)中高音（2000HZ-4000HZ）(6)高音（4000HZ-8000HZ） (7)超高音（高于8000HZ）音频文件格式1、WAV也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持。支持许多压缩算法，支持多种音频位数，采样频率和声道。对存储空间需求太大，不便于交流和传播。2、MIDI又称乐器数字接口。是数字音乐/电子合成乐的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成，以及其他电子设备交换音乐信号的方式，规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件与设备间数据传输的协议，可以模拟多种乐器的声音。3、CD扩展名为CDA，存储采用了音轨的形式，又叫“红皮书”格式，记录的是波形流，是一种近似无损的格式。4、MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。能在音质损失很小的情况下，把文件压缩到更小的程度。5、MP3Pro在基本不改变文件大小的情况下，改善原先的MP3音质，能用较低的比特率压缩音频文件的情况下，最大程度的保持压缩前的音质。6、WMA以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高压缩率的目的，其压缩率一般可以达到1:18。可有力防治盗版7、MP4采用了保护版权的编码技术，特定用户才能播放，压缩比达到1:15，体积更小，音质没下降。8、SACD采样率是CD的64倍，重放频率带宽是CD的5倍，声音细节更丰富、清晰9、QuickTime面向视频编辑、Web网站创建和媒体技术平台。10、VOF音频压缩技术。压缩率达1:18，便利于网上传播，音质极佳。11、DVD Audio是音乐格式的DVD光碟，整体效果出类拔萃。12、ATRAC基于心理声学原理的音响译码系统。声音质量没有明显的损失。减少某些数据量的存储，既保证音质有达到缩小体积的目的。13、RealAudio实时传输音频信息，14、LQT无法被共享并刻录到CD中。15、Audible在互联网上贩卖有声书籍16、VOC文件随声霸卡一起产生的数字声音文件。17、AU文件Internet上的多媒体声音主要使用该种文件18、AIFF19、Amiga声音20、MAC声音支持某些压缩21、S48易于编辑、剪切，在广播电台应用较广22、AAC比MP3文件缩小30%的前提下提供更好音质23、APE无损压音频格式，内存小失真及类型(1)谐波失真 (2)交越失真与削波失真(3)互调失真(4)相位失真 (5)瞬态互调失真 (这三个是重点)声压的定义及换算关系声压：压缩时压强增加，膨胀时压强减少，变化部分的压强，即总压强与静压强的差值称为声压。声压的单位是帕（Pa），有时也用微巴（bar），他们的关系如下：1帕=1牛顿/米2（N/m2）1微巴=1达因/厘米2（dyn/cm2）1帕=10微巴1个大气压（atm）105 帕如何确定声压级人耳对声压强弱的感觉是与声压的对数成正比的（即韦伯定律）。声压级用LP表示，定义为：LP=20lgPPr其中，P为声压，Pr为参考声压，规定取1Khz的可闻阈声压，即Pr=210-4bar。声压级的单位是分贝（dB）因此，人耳的可闻声阈声压级为0dB（1kHz）,痛阈声压级为（120-140）dB声能转化成电能的器件传声器技术指标：1灵敏度：在自由声场中，当传声器施加一个声压为1Pa的声音信号时，传声器的开路输出电压即为灵敏度。（越高越好）2传声器的指向性：传声器的灵敏度随声波入射方向的变化而变化的特性。3频率响应：传声器声/电转换过程中，在某固定入射方向上灵敏度随输入生源信号的频率变化而变化的响应曲线。4输出阻抗：反映传声器对下级负载提供电信号的能力5动态范围：描述传声器能输出的最小有用信号和最大不失真信号之间的电平差，也就是指有用信号的幅度变化范围重要的特殊效果器混响器、频率均衡器混响：室内声音已达到稳态后停止声源发声，平均声能密度自原始值衰减60DB所需要的时间。频率均衡器的技术指标：(1)中心频率(2)控制范围 (3)Q值调整范围 (4)中心频率调整范围(5)转折频率(6)斜率控制范围：均衡器的控制范围是指均衡器调节钮在中心频率点对所对应的音频信号能够实际提升或衰减的最大能力，用dB来表示。常见的有6dB、12dB、15dB等范围。Q值：又称品质因数，是谐振回路中重要的物理参量。Q值越高，其提升或衰减曲线越尖锐，带宽也越窄；Q值越低，其提升或衰减曲线越平滑，带宽则越宽。Q值的调节范围通常在0.3-20之间。Q=中心频率/带宽中心频率调整范围：参量均衡器的各个中心频率点都可在一定范围内变化。一般来讲，频点分得越多，则对应的中心频率点的调整范围就越少；反之，频点分得越少，中心频率点的调整范围就相应大些。混响器主要是指电子混响器，其混响功能就是在前述的延时器的基础上，加上各种形式的处理电路，叠加大量多种延时而实现的。它与机械混响器相比，具有电声特性好，音色效果多、体积小、防振性能好等一系列优点，在各种电声系统中得到广泛的应用。立体声拾取方式一、AB式拾音使用灵敏度和单向性（常用心形指向性）完全相同的两只传声器，左右各放置一只，其间距从几厘米拉开到几米，其指向主轴对着声源。包括小AB、大AB。二、XY式拾音XY立体声传声器由处于同一轴向上下紧挨着、夹角为90-120度范围内的两只传声器构成。两只传声器指向主轴朝向左右两声源。两只传声器采用同一指向性，通常为心形或双向性，利用它们的指向所产生的灵敏度差，形成声压差从而产生立体声声像。XY式的优点是左右声道信号不存在相位差，因此克服了AB式左右信号合起来造成的梳状滤波器效应，可以做到立体声和单声道较好的兼容。由于两只传声器主轴偏向左右，对于中央声像，拾取的信号幅度弱，容易产生声音脱落，导致中央声音空洞。三、MS拾音其位置结构等同XY传声器，所不同的是指向性。一个指向性为朝向正前方的心形，称为M传声器；而另一个以左右为主轴指向的双方向称为S传声器。由于M传声器采用主轴朝向中央位置的心形指向性，不会造成XY式产生的中央声变弱的中间空洞现象。电声系统分类广播系统：有线广播、无线广播节目制作系统语言学习系统网络应用系统计算室内混响时间用的公式（赛宾公式）T60=0.161VSV为声室容积，S为声室的内界面积，为室内界面平均吸声系数。当小于0.2时，计算值与实测值符合较好。如当1时，便无反射声存在了，此时室内混响时间T60 应趋于0。大于0.2时，塞宾公式的误差超过10%。电声器件一般是指电声系统中的开始端部件（包括传声器、拾音器、送话器等），以及末尾端部件（包括扬声器、音箱、耳机、受话器等）。调音台（功能、分类）主要功能：放大、混合、分配、音量控制、均衡及滤波、压缩与限幅、声像定位、监听、测试、通信及对讲分类：按输入信号的路数来分：有4路、6路、8、10、12、16、24、32路和60路调音台等按使用形式可分为：固定式、半固定式和便携式等。按用途可分为：录音调音台和扩音调音台按结构形式可分为：一体化和非一体化调音台两大类按使用场合不同可划分出更多种类：如录音棚用的大型专业录音调音台；剧场、音乐厅用的大型专业扩音调音台；现场采访或实况转录中的中小型移动便携式调音台；歌舞厅用的中、小型娱乐级扩音调音台等。音频混合调音台基本构成：传声器/线路输入模式、输出模块、监听模块、仪表显示模块。传声器抗干扰的方法传声器在工作时的信号十分微弱，外界的干扰就相当突出，抗干扰已成为传声器设计、生产、使用中比较 重要的技术问题。应从电磁干扰和声干扰两方面来进行抗干扰。（1）抗电磁干扰1屏蔽传声器金属壳体与传声器的屏蔽线接地端相连，屏蔽线的另一端与扩音机等电声设备的外壳相接;同理电容传声器电源盒的输入、输出线也必须使用屏蔽线。2低阻抗传输传声器的输出阻抗有高低之分，在广播、电视或节目制作等专业系统，或传输线超过5米的各种电声系统中，都应该采用低阻传输方式，这时通常需要有前置放大器或调音台等先行放大和处理后再输出。平衡传输抗干扰的原理是利用差分放大电路通过共模抑制来达到抗干扰的。（2）抗声干扰1反射声干涉当直达声与反射声的程差较小，干涉现象不甚明显时，传声器应尽量紧贴反射面放置，且在反射面上铺设吸声材料以减少干涉使频响平直。压力区传声器也称界面传声器验证了这一构想，传声器放置在直达声和经障板反射的反射声相位接近的压力区内，从而使频响平直，且音质与声源的方位无关，具有各向相同的高灵敏度，可获得自然、透明的音响效果。2多路拾声干涉多路拾声干涉是由于到达传声器的各声波有声程差所引起的。所以使用时要尽量减少传声器，或尽量使各传声器靠近，以造成“压力区”。将各传声器直接并联拾声的做法最不可取。因为并联的做法会产生梳状频响，且易产生声反馈，引起啸叫声。正确的做法是将各路传声器信号送入调音台，工作时尽量控制音量，只让主传声器有较大的输出。音频放大器技术指标1、谐波失真功率放大器中非线性畸变的状况，由非线性元件引起2、频率响应分为增益频率响应和失真频率响应。前者指音频放大器的整机频率特性，即放大器对通频带范围内，各个频率信号放大量以分贝值表示的不均匀度后者指功率放大器工作在1/2额定输出功率状态下，个频率成分均小于总谐波失真额定值的频率范围3、输出功率在额定负载阻抗下，放大器不失真的输出功率，常常是由生产厂家来规定此值。4、信噪比功率放大器额定输出电压与无信号输入时输出的噪声电压之比5输入灵敏度功率放大器达到额定输出功率时，输入信号所需的电平值6、输出阻抗不能是负载阻抗低于功放的额定输出阻抗7阻尼系数表征功率放大器的内阻对扬声器起阻尼作用大小的指标。8、瞬间响应表征放大器对信号的跟随能力9、交越失真与削波失真前者由于乙类推免放大器功效管的其实导通非线性造成的后者是小功率放大器在放音时常出现的情况10、互调失真两个或两个以上不同频率的信号输入放大器后，由于放大器的非线性，其输出信号除原信号外，还产生了输入信号的信号和差信号。11、相位失真功率放大器和其他音频系统，输入与输出信号之间存在相位差12、瞬态互调失真13、晶体管功放与电子管功放削波失真的比较影响多孔吸声材料性能好坏的主要因素1厚度对低频吸声影响较大，对高频吸声影响很小。厚度增加，低频吸声系数增加，特别是中低频吸声系数较低的材料，效果尤为明显。2孔隙率材料内部连通孔隙体积与材料总体积之比，多孔吸声材料的孔隙率一般在70%以上，多数达90%左右。同一种材料，孔隙率越大，其吸声性能相应有所增加。孔隙率太高时，材料趋于稀松，反而会减少摩擦损耗，吸声反而变差。3密度密度在一定程度上可以衡量材料的孔隙率。材料的密度在一定条件下存在着最佳值，它可有实验得出。当厚度不变时，增大密度可以提高低中频的吸声系数，但是其增加程度要远远小于增加厚度效果，而且增加低频吸声效果同时，高频吸收将有所降低。4材料背后条件多孔吸声材料背后留有一定深度的空腔或空气层，其作用相同于增加材料的有效厚度，可以改善低频吸收。利用材料背后空气层，既可提高低频吸声系数，有可节省吸声材料。5面层的影响多孔材料油漆或涂料面层会降低材料的透气性，在面层影响下，高中频吸声系数下降，低频吸声系数会稍有提高。6钻孔与压缝的影响在硬质多孔吸声材料上钻孔或压缝，可使材料与声波接触面积增大，吸声性能获得改善，其改善程度主要体现在中、高频吸声系数有所提高。钻孔或压缝面积对材料的吸声频率影响较大，面积增大，材料的吸声频率峰值移向高频，低频吸收下降，反之，材料吸声频率峰值向低频移动。通常面积控制在5%-15%内。7护面材料的影响大多数多孔吸声材料，表面松散，强度差，需要使用护面材料来满足建筑或装饰的需要。对护面材料要求透气性好，否则对多孔材料吸声影响较大。护面材料分为两类：（1）全透气性材料：对大部分频率声波起全透作用，因此对原吸声材料的吸声效果几乎没有影响。（2）穿孔板的护面层，为了保证其全透声作用，穿孔率应尽可能提高，在强度允许下，希望穿孔率应高于10%。由于穿孔板的空腔共振作用，多孔吸声材料的吸声效果将有所变化，通常高频吸声下降，低频吸声提高。重要的效果处理器（定义）一、压限器：是压缩器和限幅器的总称。二、噪声门：是安装在信号传输通路中，用信号电平来开启的门电路。拾取声音时，几种拾音方式单传声器、双传声器、主辅传声器传声器指向特性1、全指向性：又称无指向性，即传声器的输出灵敏度与声波入射的方向无关。2、字形双指向性：声波沿振膜的正前方或正后方入射是，输出信号强（灵敏度高），而从左右方向（即沿着振膜的平行方向）入射时，输出信号弱（灵敏度低），几乎接近零。3、心形单指向性：传声器的灵敏度前后比很大。根据其单指向性的程度不同可进一步分为心形、锐心形和超心