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文档简介

1、培训课件培训目的就是要各位客户和朋友掌握一些最基本的音响知识,以便在一些工程中进行切实可行的运用,同时提高各位客商在一些工程中的中标率;为此我们共同学习、共同努力,为以后能很好的完成扩声工程工作奠定技术基础。声学基础知识声学很重要,往往一个工程,无论你怎么去做,过程多么复杂,但到了后面甲方只落实到听音这个程序。声音的概念和特性;声音的构成与作用;声音的传播规律以及人耳的听觉特征。通过本章节的学习使学生掌握声音现象的物理性质以及人耳听觉的主观感觉等方面的规律特点。一、听取行为:听是人的生理动作,用耳朵接收声音,用耳朵去察觉,依靠耳朵去了解。1、主动去听-被动接受2、动态的听-静止听3、泛泛地听-

2、集中精力听4、向近处听-向远处听5、接近去听-离远处去听不管你愿不愿意,你总要去听。二、养成注意听的习惯在你的平时就要认真去听一些音乐,辨别其中所配的一些什么乐器,音色的好坏,节奏感如何等等。三、走进声的世界 一节 声波(一)、声波的产生与传播1、声波的产生当外加电信号使扬声器纸盆来回振动(声源振动)时,随时也使它周边的空气振动起来。如果扬声器向一个方向振动时,它便压缩其临近空气,使其变得密,相反方向时就变得疏,这种一疏一密地震动传播的波叫声波。经过介质(物体、空间或水)向四面八方传播。当人耳接受声波的振动,通过听觉神经传达给大脑。(如下图)往往要听到声音必须有三个条件:一是存在声源;二是要有

3、传播过程中的弹性媒质;三是要通过人耳听觉产生声音的感觉。(在以上方框图中加以说明)假如在原始森林倒下一棵树,从心理角度是有声的,但没有人的存在,那是不会有声音感受的,这是一个古老问题。声音的解释:一方面就是从物理角度出发的解释;二个方面就是从心里角度出发的解释。2、声波传播 A、 振动是波动产生的根源,而波动是振动传播的过程,声音在本质上是一种波动,因此也叫声波。(画水波图说明)如:你把一块石头扔到水里,在石头落水的中心点有一个向四面扩散的波这叫水波。哪么你往一只喇叭中加上电声信号,这只喇叭就会发出声波在空气中进行传播。波的扩散方式都是一样,但产生的效果不是一样的。一个是水波,一个是声波。通常

4、把声的物理振动过程称为声波;而把与听觉有关的过程称为声音; 声波存在的空间也叫声场。(画图说明)(二)、频率、声速和波长1、振动:物体在一个地方做往返运动称为振动。如:一个球在碗底来回滚动、电线中交流电的电子往返运动,声波在两个平面之间来回传递等都是振动。2、频率:振动体每秒振动的次数称频率,用f表示,频率的单位是赫兹(Hz),简称赫。振动体每秒振动一次时间表为:1Hz=1次/s(画频率曲线图说明)(一般把20Hz40Hz的声音称为超低音;50Hz100Hz的声音称为低音;200Hz500Hz称为中低音;1000Hz5000Hz称为中高音;10000Hz200000Hz的声音称为高音。)A、高

5、频 声音指向性很强 覆盖角度窄小、射程远、穿透力强B、中频 有一定指向性 覆盖面积比较容易控制C、低频 指向性不明显 向四面辐射、声功能损失大、传播距离近人不是所有的声波都能听到,只有频率在20Hz-20KHz范围内的声音才能被人听到,该频率范围内称为可闻声。频率超过20KHz以上叫超声波,频率低于20Hz的称作次声波。(一般年轻人能听到约20KHz,中老年人只能听到12KHz-16KHz)。3、声速:声波在传声介质中,每秒钟传播的距离称为声波的传播速度,简称声速。(声速与温度有关系,气温越高,声速越大;声音在固体中传播的速度最快,如:在钢铁中5000m/s;其次是液体1450m/s;再才是空

6、气340m/s)。4、波长:物体或空气分子每完成一次往复运动所经过的距离称为波长。(三)、频程人耳可以听到的频率范围为20Hz-20KHz。声学测量中,不可能测量这个范围中的每一个频率,而总是在某一频率区间取特定值进行测量。这个频率区间称为频带。频带有上限频率f2和下线频率f1确定,f1,f2又称截止频率。f1、f2的间隔可以用频率比或以2为底的对数表示称为频程。(如:图示均衡器,31段为1/3倍频程,15段为2/3倍频程)。在声学测量中常用1/6倍频程。(四)、声波的特性声波在均匀介质中传播时,传播方向不会改变;而在非均匀介质中传播时,传播方向会改变。当声波从一种介质传播到另一种介质的界面时

7、,会发生反射和折射,即一部分被反射,一部分被折射,另一部分被吸收;当声波在传播中遇到障碍时,会发生绕过障碍的现象,如图:1、惠更斯原理惠更斯提出:波所到达的每一点都可以看成新的波源,从这些新波源发出新波束,这些新波称为次波。惠更斯原理告诉我们,根据那一时刻的波前位置,可以确定下一刻的波前位置,从而确定波的传播方向。(在上图中继续说明)2、声波的性质:波具有波动性和粒子性两种表现形式。有时明显表现为波动性,有时又具有强烈的粒子性,有时又二者兼而有之。(声波的二相性)3、声波的衍射:波在传播过程中遇到障碍物时,传播方向要发生改变,即发生绕过障碍物的衍射现象,也称绕射现象。例一:声源处于人的背后时,

8、由于人耳壳的遮蔽作用,声源中低频音会绕过耳廊使人听到,而声源中的高频音则在人耳处形成声影区使其减弱。例二:音乐会时,后排座的听众听到的低频强、高频弱,即是因为低频可绕射,而高频音散射的原因。4、声波的反射:当声波在传播过程中遇到墙等不同介质时,在两个介质的交界面处,波速将发生改变(在空气中声速为340m/s,转或混凝土中声速约为4000m/s),此时入射波的一部分被反射,形成反射波,这种现象称为波的反射。它遵守反射规则-波的反射定律。(1)、入射线与反射线在法线的两侧。(2)、入射线、反射线和反射面的法线在同一平面内。(3)、入射角等于反射角。5、声波的折射:声波在传播中遇到不同介质的分界面时

9、,出了发生反射,还会发生折射,声波的折射符合折射定律。(1)、入射线、反射线和反射面的法线在同一平面内。(2)、入射线、反射线分居于反射面法线的两侧。(3)、入射角、折射角以及波在介质中传播的速度符合关系。6、声波的透射与吸收:一般来说,当声波从一种介质传播到另一种介质时,声能的一部分被反射,一部分透过物体继续传播,称为透射;另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,称为材料的吸收。7、声波的干涉:若两个频率相同、振幅相等、相位差为零或恒定的波在同一介质中传播,则在空间某些地方振幅最大,在某些地方振幅最小,这种现象称为波干涉现象,这两个波叫相干波。当振动频率、振

10、幅和传播速度相同而传播方向相反的两列波叠加时,就产生驻波。如:水波碰到岸上反射回来,前进波和反射波的叠加就产生驻波。驻波是一种特殊的干涉现象。(画驻波图说明) 二节 声波的度量(一)、声压、声强、声功率1、声压(LP):由声波引起的压强变化称为声压。叠加到大气压上的声压大,表示空气被压缩的程度大,因而声波对耳膜的压力也大,听到的声音就响。(就是讲,你的音箱功率越大,声压就大)2、声强(I):在单位时间内(每秒钟),声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量叫声强。3、声功率(W):声源在单位时间内向外辐射的声能量叫声功率;声功率与声压的区别在于;一个是能量关系,一个是压力关系。(二)、声压级、

11、声强级和声功率级采用按对数方式的办法表示声音大小,这就是声压级、声强级、声功率级。1、声压级(LP):声压级LP是指测量的声压P参考声压Pref的比值,取常用对数再乘以20,单位为分贝(db)。2、声强级(L1):声强级L1是指测量的声强I与参考声强Ires的比值取常用对数再乘以10,单位为分贝(db)。3、声功率级(LW):声功率级是指测量的声功率W与参考功率Wres的比值取常用对数再乘以10,单位为分贝(db)。人类正常听觉感受性有极宽的动态范围。为0-140db.(三)、声级的叠加声压级、声强级、声功率级叠加时,不能简单的进行算术相加,应按对数运算法则进行计算。三节 听觉的主观感受一、什

12、么是声音三要素?听觉是人们对声音主观反映,是由声音的强度和频率引起的对响度、音调和音色的感觉。(一)、响度:是人耳对声音强弱的主观感受叫响度,用S表示。它首先决定于声音的振幅,其次是频率。声学中把描述响度、振幅、频率之间的关系曲线叫等响度曲线。单位:分贝(dB)在同一条等响曲线上的不同频率,不同声压级的纯音信号,给人的响度感觉是一样的。A、与振幅的关系:a、声压级越高,人耳感觉声音响度越大。b、人耳的声压范围是:0140 dBB、与频率的关系:a、45KHz附近的声音最响,因外耳道与其产生共鸣。b、低声压时,低频区的音响度大于高频音的响度。c、常见声源的声压级dB窃窃私语:2035 女 高 音

13、:35105 男高音:4095小 提 琴:40100 交响乐:80 dB小 鼓:55105 打 雷:120 dB教师讲话:5060 飞机起飞(3m处):140 dB(二)、音调(音高):人耳对声音高低的感觉称为音调。(其变化主要取决于声音频率的对数值,其次是取决于声音的振幅)。1、频率越高,人耳感觉的音调随之升高,频率增加一倍,声学中称之增加一个“倍频程”,音乐上叫“提高一个八度”。音调单位:美(mei)。音调与声音的持续时间、声压级及温度有关。人耳听觉的频率范围:20Hz20KHz,其中7003000Hz为最灵敏区语言的频率范围是10010 KHz 2、音调与声压(振幅)的关系:1K2 KH

14、z 以上的高音区,声压增大感觉音调提升500 Hz以下的声音,声压增大,感觉声音低沉,音调下降两个频率相同而声压级不同的纯音,听起来常会觉得音调不同。(用听音器示范)(三)、音色(音品):指声音的音调和响度以外的音质差异。它与声音的频谱结构、包络和波形有关。发音体的泛音结构不同频率特性曲线、种类不同造成音色结构的不同。影响音色的因素:a、结构不同:弦、簧片、金属b、质料、质地不同、金属、人体、电子c、激发位置不同:气息、声带、口形、吹奏或拉奏方法d、力度大小不同,p、f(弱、强)影响音色e、共鸣体(箱、腔)大小不同:影响单元色的泛音结构f、振动体的弹性:影响音色的始振特性和衰减特性声带:儿童富

15、有弹性、音色清脆明亮成人声带松弛、音色苍老哨片:软始振性慢、衰减也慢硬始振性快、力度大、衰减也快一般来说:泛音多且低次泛音的强度较大,音乐就优美动听、音色就丰富。在传声过程中,为了使声音逼真,必须尽量保持原来的音色。声音一些频率成分过分被夸大或缩小都会改变音色,从而造成失真。在语言的传输过程中,最重要的是保持清晰度,适当减少一些低音和增加一些中音成分;特别是鼻音或喉音很重的人,改变低音部分的音色,有利于改善语言清晰度的要求。二、人耳的听觉特性(一)、掩蔽效应一个声音的听阀因另一个声音的存在而提高的现象称为掩蔽效应。掩蔽规律被掩蔽声的频率越接近掩蔽声,掩蔽量越大,频率相近的纯音掩蔽效果显著。掩蔽

16、声的声压级越高,掩蔽量越大;且掩蔽的频率范围越宽。掩蔽声对比起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。非同时掩蔽掩蔽声在时间上越接近被掩蔽声,掩蔽量越大,即掩蔽效应越强。掩蔽声与被掩蔽声相距时间很近时,后掩蔽作用大于前掩蔽作用,即后掩蔽在实践中更重要。掩蔽声强度增加时,掩蔽量并不按比例增大。单耳的掩蔽效应比双耳显著。低频掩蔽声对高频掩蔽声起作用,高频掩蔽声对低频掩蔽声作用不大。现象一:声音能量大的掩盖声音能量小的。如铜管乐器掩盖木管乐器、木管乐器掩盖弦乐器。解决:从乐队编制解决。要求有合理的声部和乐器分配,调整好各声部之间、各种乐器之间声功能的平衡。从音乐结构上解决。要有合理的

17、和声、配器,使各声部间平衡。从声场音响上解决。对不同音源选择最适合表现这种乐器音色特性的话筒。选择拾取音源的最佳距离、高度、角度。在调音台上进行音频信号电平的处理。现象二:中频声音掩盖高频和低频声音。 原因:人耳对7003000Hz的中频率声音听觉最为灵敏,在声音强度相同的情况下,优于并强于对高、低声音的听觉。解决:减少中频输入,适当增加高低频尤其是低频音输出。现象三:高频率声音掩盖低频声音。如:板胡、京胡、笛子等高音乐器掩盖贝斯提琴、大提琴、巴松等低音乐器。原因:高频音声波较短、指向性强、穿透力强、射程远,对人耳刺激明显,低频音有绕射特性,散射强,功率损失大。解决:适当降低高频音,增加低频音

18、,对不同的乐器拾音时选择合适话筒,掌握好距离角度。(二)、双耳效应在响度级的测量中发现,对一定声压级的纯音,双耳听起来比单耳听起来响两倍。(当捂住一只耳朵听音的时候,你听到的声音较小并且失真,而两只耳朵听音时就听得非常清析,也就是立体声)。(三)、哈斯效应那一个声音首先传入人耳,那么人的听觉感觉就会全部声音都是从这个方向传来的;人耳的这种先入为主的聆听感觉特性称为“哈斯效应”。在有些场合,为了达到一定声压级在顶上,两侧都加了音箱,但是人们往往听到的都是最近音箱的声音,而不是舞台传来的,失去了临场效果。现象一:两侧声源A、B与人耳距离相同时,人们感觉声音由前方来。现象二:当距离A声源略近时,实际

19、应是A音大,B音小的两个声源,但人们往往只感觉到所有声音均由A输出,这种错觉现象即是“哈斯效应”。现象三:将近点A的声音加以延时,使它迟于B声源进入人耳,人们即感觉到所有声音均由B声源付出。应用:在剧场中为了弥补哈斯效应所产生的听觉、视觉不统一的现象,对顶部和侧面扬声器均作延时处理,使它们传出的声音与前方主扬声器传出的声音同步到达人耳,使后排观众的视觉、听觉协调统一。A声源B声源(a)左A、右B两个声源同时到达双耳(c)右声源B的声音先送入人耳A声源B声源A声源B声源A声源B声源(d)人与左声源A近,但加了延时处理后,B声源声音先送入人耳,人的聆听感觉声源为B声源延时(b)左声源A的声音先送入

20、人耳(哈斯效应)(四)、颅骨效应声音从音源传入大脑有两个途径, 一是 音源空间 人耳大脑,另一途径是 音源人体颅骨大脑(小实验:双手堵耳,发声,仍可听见)通过颅骨传导声音的现象叫颅骨效应。现象一:听自己的声音,有两个途径。现象二:手表、钟摆声音仍可通过牙齿和颅骨传递到人的大脑神经。 应用:当练唱一首新歌时,对音高音调旋律无法准确掌握时,大声唱干扰环境、小声唱自我感觉不明显,可用双手掩耳来练唱,可清晰感觉自己声带发声的旋律,准确的音高和声音结构的细节部分。根据自我感觉来调解发声状态,即通过甲状软骨、早环软骨和披裂肌肉的配合来调解声带的收放,从而调整音高和音色。(五)、鸡尾酒会效应在嘈杂的声场中,

21、人可以把自己的听力集中在某一个人的谈话中,而把其他人的声音都推到背景杂声中,此现象叫“鸡尾酒会效应”。原理:人耳的选择功能人耳通过两耳拾取音源的距离差、时间差、频率差就可以辨别出不同方位的声音,以此调解听觉神经来选择不同方位的声源。应用:使用强指向性话筒在现场来同步录音。 (六)、回音壁效应 在某一声场中,视觉看不到声源而听觉却能听到声音,这种现象就是声波传播的特殊反射作用的结果,被称谓“回音壁效应”。应用:舞台上方、侧方、后方的声音反射板即是利用这一原理把演员的声音集中向直达声弱的区域进行反射。名词解释音响名词解释1响度声音的强弱称为强度,它由气压迅速变化的振幅(声压)大小决定。但人耳对强度

22、的主观感觉与客观的实际强度并不一致,人们把对于强弱的主观感觉称为响度,其计量单位为分贝(dB),它是根据1000Hz的音在不同强度下的声压比值,取其常用对数值的 l10而定的。取对数值的原因是由于强度与响度的增加不是成正比关系,而是真数与对数的关系 l例如声音强度大到10倍时,听起来才响了一级(10dB), 强度大到100倍时听起来才响了两级(20dB)。对于1000Hz的声音信号,人耳能感觉到的最低声压为210E5Pa,把这一声压级定为0dB, 当声压超过130dB时人耳将无法忍受,故人耳听觉的动态范围为0130dB。 人对强度相等、频率不同声音感觉是不同的;声压级越高,人的听觉频率特性越平

23、直;声压级越低,人的听觉频率范围越小;频率 f1620Hz以及 f1820KHz的声音,不论声级多高,人耳都是听不到的。故人耳的听觉频率为20Hz20KHz,这个频带叫音频或声频; 不论声压高低,人耳对3KHz5KHz频率的声音最为敏感。 大多数人对信号声级突变3dB以下时是感觉不出来的,因此对音响系统常以3dB作为允许的频率响应曲线变化范围。2音调指具有一特定且通常是稳定音高的信号,通俗的讲是声音听来调子高低的程度。它主要取决于频率,还与声音强度有关。频率高的声音人耳的反应是音调高 s频率低的声音人耳的反应是音调低。音调随频率(Hz)的变化基本上呈对数关系。不同的乐器演奏同样频率的音符,音色

24、虽然不同,但它们的音调是相同的,也就是演奏声音的基频是相同的。3音色对声音音质的感觉,也是一种声音区别于另一种声音的特征品质。不同的乐器在发同一音调时,它们的色可以迎然不同。这是由于它们的基频频率虽相同,但谐波成分相差甚大。故音色不但取决于基频,而且与基频成整倍数的谐波密切有关,这就使每种乐器和每个人有不同的音色。4频率响应音响系统能够重放的频率范围,以及在此范围内信号的变化量称为频率响应,也叫频率特性。音响系统的频率特性常用分贝刻度的纵坐标表示功率和用对数刻度的横坐标表示频率的频率响应曲线来描述。当声功率比正常功率低3dB时,这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点。高频截止点与低频截

25、止点之间的频率,即为该设备的频率响应或频率特性;在此范围内的曲线越平坦,频率响应越好。从理论上讲,2020O00Hz的频率响应足够了。低于20Hz的声音,虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察,也就是能感觉到所谓的低音力度 1因此为了完美地播放各种乐器和语言信号,放大器要实现高保真目标,才能将音调的各次谐波均重放出来。、为此,座将放大器的频带扩展,下限应延伸到20Hz以下,上限应提高到20000Hz以上。 对于信号源(收音头、录音座和激光唱机等)频率响应的表示方法有所不同。例如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为4015000Hz时十2dB,国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标:4

26、012500Hz时十25十45dB(普通带),实际能达到的指标都明显高于此数值。激光唱机的频率响应上限为20000Hz,低频端可做到很低,只有几个赫兹,这是激光唱机放音质量好的原因之一。5信噪比 线路中某一参考点的信号功率与无信号时固有的噪音功率之比值,用 dB表示。例如,某磁带录音座的信噪比为50dB,即输出信号功率比噪音功率大50dB。信噪比数值越高,噪音越小。国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB,后级放大器大于等于86dB,合并式放大器大于等于63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB;收音头:调频立体声之50dB,实际上以达到70dB以上为佳;磁带录音座

27、之56dB(普通带),但经杜比降噪后信噪比有很大提高。如经杜比 B降噪后的信噪比可达65dB,经杜比 C降噪后其信噪比可达72dB(以上均指普通带);激光唱机的信噪比可达90dB以上,高档的更可达l10dB以上。6动态范围 声音中最强与最弱的比值,用 dB表示。例如一个乐队的动态范围为90dB,这意味着最弱部分的功率比最响部分的低90dB。动态范围是功率之比,与声音的绝对水平无关。如前所述,人耳的动态范围从0到130dB。自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的。一般语言信号大约只有2045dB,有些交响乐的动态范围可达30130dB或更高。但由于一些因素的限制,音响系统的动态范围很少能达到乐

28、队的动态范围。录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音,而系统的最大信号容量(失真水平)限制了最强的音。一般把声音信号的动态范围定为100dB,故音响设备的动态范围能做到100dB,就很好了。7总谐波失真 指用信号源输入时,输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的,它通常用百分数来表示。例如,一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上 lV的2000Hz,这时就有10的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来,1000Hz频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关,因此美国联邦贸易委员会于197

29、4年规定,总谐波失真必须在202O000Hz的全音频范围内测出,而且放大器的最大功率必须在负载为8O扬声器、总谐波失真小于1条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为:前级放大器王05,合并放大器小于等于07,但实际上都可做到01以下:FM立体声调谐器小于等于15,实际上可做到05以下;激光唱机更可做到001以下。8立体声分离度 指双声道之间互相不干扰信号的能力、程度,也即隔离程度,通常用一条通道内的信号电平与泄漏到另一通道中去的电平之差表示。如果 立体声分离度差,则立体感将被削弱。国际电工委员会规定的立体声分离度的最低指标, lKHz时大于等于40dBl实际以达到大干60dB为好

30、 欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的立体声分离度为25dB,实际上能做到40dB以上。 9立体声通道平衡指的是左、右通道增益的差别,一般以左、右通道输出电平之间最太差值来表示。如果不平衡过大,立体声声像位置将产生偏离,该指标应小于1dB。 10阻尼系数 是指放大器的额定负载(扬声器)阻抗与功率放大器实际阻抗的比值。阻尼系数大表示功率放大器的输出电阻小,阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。具有高阻尼系数的放大器,对于扬声器更象一个短路,在信号终止时能减小其振动。功率放大器的输出阻抗会直接影响扬声器系统的低频 Q。值,从而影响系统的低频特性。扬声器系统的Q值不宜过高,一般在05

31、l范围内较好,功率放大器的输出阻抗是使低频 Q值上升的因素,所以一般希望功率放大器的输出阻抗小、阻尼系数大为好。阻尼系数一般在几十到几百之间,优质专业功率放大器的阻尼系数可高达2O0以上。l1等响度控制 其作用是低音量时提升高频和低频声。由于人耳对高频声、特别是低频声的听觉灵敏度差,要求在低音量时对高频和低频进行听觉补偿,即要求对低频有较大提升,对高频也有一定量的提升。换句话说,当音量减小时,信号中低频部分的减小较高频部分为少。等响度控制即满足此要求,等响度控制一般为8dB或10dB。 12输出功率 放大器的输出功率,各个生产厂家有不同的标示方法,例如:额定输出功率,也称 RMS(正弦波均方根

32、)功率:指的是在2020000Hz范围内驱动一个8O扬声器,其总谐波失真符合该放大器指标的输出功率。音乐功率:指放大器在短时间内爆发出的稗发功率,一般为额定输出功率的35倍。峰值功率:指瞬间最大输出功率,为额定功率的810倍。后两者无实际意义。美国联邦贸易委员会于1974年规定了功率的定标标准:以两个声道驱动一个8O扬声器负载,在2020000Hz范围内谐波失真小于1时测得的有效瓦数,即为放大器的输出功率,其标示功率就是额定输出功率。13、额定功率 对功放来说,额定功率一般指能够连续输出的有效值(RMS)功率;对音箱来说,额定功率通称指音箱能够长期承受这一数值的功率而不致损坏,这不意味着一定需

33、要这么大功率的功放才推得动,音箱的驱动难易主要由其灵敏度和阻抗特性来决定。也不意味着不能配输出功率大于音箱额定功率的功放。正如开汽车一样,驾驶300公里时速的跑车不等于就会发生车祸,你可以不开那么快。同样,只要音量不盲目加大,大功率功放一样可以配小功率音箱。14、峰值音乐输出功率(PMPO) 以音乐信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率,其商业意义大于实际作用。15、失真 分为谐波失真、互调失真和瞬态失真三种。 我们通常所说的失真是谐波失真,指在声音回放的过程中,增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真。 真正影响到音箱品质的是瞬态失真,瞬态失真是出为扬声器具有一定的惯性质量存在,盆体的震

34、动无法跟上瞬间变化的电信号的震动,而导致的原信号与回放音色之间存在的差异。这个概念不太容易理解,我们只需要记住,普通多媒体音箱的失真度应小于0.5,低音炮的失真度小于5就可以了。16、谐波失真 由于放大器不够理想,输出的信号除了包含放大了的输入成分之外,还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍甚至更高倍的频率成分(谐波), 致使输出波形走样。这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。17、谐波失真(harmonic distortion) 指原有频率的各种倍频的有害干扰。放大1kHz正弦波时将会产生2kHz的二次谐波和3kHz的三次谐波以及许多更高次的谐波。18、互调失真(IMD) 互调失真(interm

35、odulation distortion)系指由放大器所引入的一种输入信号的和及差的失真。例如,在给放大器输入频率为1kHz和5kHz的混合信号后,便会产生6kHz(1kHz和5kHz之和)及4kHz(1kHz和5kHz之差)的互调失真成份。19、音染音乐自然中性的对立面,即声音染上了节目本身没有的一些特性,例如对着一个罐子讲话得到的那种声音就是典型的音染。音染表明重放的信号中多出了(或者是减少了)某些成分,这显然是一种失真。20、声压 表示声音强弱的物理量。21、灵敏度 衡量音箱效率的一个指标,它与音箱的音质音色无关。 普通音箱的灵敏度一般在8590dB(分贝)之间,高档音箱则在l00dB以

36、上。 灵敏度的提高是以增加失真度为代价的,所以作为高保真音箱来讲,要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求。所以说我们不能认为灵敏度高的音箱音质一定不好,而低灵敏度的音箱一定就好。22、动态范围 信号最强的部分与最微弱部分之间的电平差。对器材来说,动态范围表示这件器材对强弱信号的兼顾处理能力。23、频率响应 简称频响,衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力,指最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围。对器材频响的要求有两方面,一是范围尽量宽,即能够重播的频率下限尽量低,上限尽量高;二是频率范围内各点的响应尽量平坦,避免出现过大的波动。24、瞬态响应 器材对音乐中

37、突发信号的跟随能力。瞬态响应好的器材应当是信号一来就立即响应,信号一停就嘎然而止,决不拖泥带水。25、信噪比(S/N) 又称为讯噪比,即放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比,常常用分贝数表示。设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来说,信噪比越大,说明混在信号里的噪声越小,声音回放的音质量越高,否则相反。信噪比一般不应该低于 70dB,高保真音箱的信噪比应达到110dB以上。26、阻抗匹配 一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系,以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。对电子设备互连来说,例如信号源连放大器,前级连后级,只要后一级的输入阻抗大于前一级

38、的输出阻抗5-10倍以上,就可认为阻抗匹配良好;对于放大器连接音箱来说,电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱,而晶体管放大器则无此限制,可以接任何阻抗的音箱。27、阻抗(impedance) 指对电流所呈现的阻力。阻抗包括纯电阻和电感、电容产生的感抗和容抗。28、输入阻抗(input impedance) 指电路或器材对推动它的电路或器材所呈现出的阻抗。输入阻抗包括电阻、感抗和容抗。29、煲机 新器材使用之前的加电预热的老化过程,以便让器材的声音进入稳定的状态。30、平衡(balance) 指在音频频谱的高段和低段之间在相对响度上所存在的客观关系;也指双声道立体声左声道和右声道之间

39、的信号的相同(平衡)。31、频率(frequency) 指在一个周期内的重复次数,或每秒的周波数。计量单位为Hz(Hertz),如频率为1000Hz(1kHz)的音频信号每秒便有1000个正弦波的周波。32、频率范围 最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围。一般情况下,人能听到的音频信号大约是20Hz 20kHz之间的不同频率、不同波形、不同幅度的变化信号,因此放大器要很好地完成音频信号的放大,就必须有足够宽的工作频带。 我们把一个放大器在规定的功率下,在频率的高、低端增益分别下降 0.707信时两点之间的频带宽度称为该放大器的频响范围。比较优秀的放大器的频响范围一般在 18Hz20kH

40、z之间。33、声像定位(image specificity) 指对乐器或人声的声像能够准确地进行定位甚至能清晰地确定声场的特征。34、数字式音箱(DIGITAL loudspeaker) 通常指一种内装数字分频网络和功率放大器的音箱。数字式音箱输入的信号为数字比特流,在用数字信号处理的方法将音频频谱分割后,便分别将这些信号变换为模拟信号,然后再由各自的功率放大器放大后再去推动音箱中的相应发音单元。35、无源式超低音音箱(passive subwoofer) 指需另用一台单独的功率放大器去推动的那些超低音音箱。与之不同的便是箱内装有单独的功率放大器的有源式超低音音箱(active subwoof

41、er)。36、数字音量控制(DIGITAL Volume CONTROL) 指通过对用于表示音频信号的0和1的数学运算来对信号电平进行调整的一种数字电路。37、中置音箱(center-channel speaker) 指家庭影院系统中装于视频监视器的顶部,下面或后面的一种音箱。是用于重放中心通道送来的人声对白之类信息以及其它同荧屏上的动作有关的一些声音。38、倒相式音箱(bass reflex) 也称倒相式开孔箱,系在音箱面板上开有倒相孔(槽)的一类音箱。由于开有孔,箱内的声音便可以辐射到外面来。倒相式音箱比密闭式音箱的低频延伸要好些,但低音往往不那么结实紧凑。比较无限障板(infinite

42、baffle)39、有源超低音音箱(active subwoofer) 指专门用于重放低频、并由内置功率放大器来驱动的那类音箱。40、环绕声音箱(surround speaker) 指摆放在聆听者侧边或后面专门用于重放环绕声通道中的音频信号的音箱。四节 室内声学基础(一)、研究声场的方法1、波动声学:用波动观点研究室内声学问题的科学。2、几何声学:用声线观点研究房间内声学问题的科学。3、 统计声学:从能量观点用统计学方法研究室内声学问题的科学。在室内声学设计中,波动声学用起来比较繁杂,几何声学虽然使用方便,但其主要使用范围 限于高频,故室内声学中大量用到统计声学的方法。(二)、室内听到的声音(

43、画声波直射、反射、衍射图说明)1、直达声:指从声源直接传播到听音点的声音,其传播路径是从声源到该点的直线段。2、近次反射(也叫早期反射):指相对直达声延迟50 ms以内到达的反射声。由于哈斯效应,延时在50ms内的反射声难以和直达声分开,不会相互干扰;并且可以加强直达声,对声音的空间感和洪亮感起重要作用,一般在大厅堂中可以依靠这种近次反射使声音均匀。3、混响声:指在近次反射声后陆续到达的、经过多次反射的声音。(三)、室内声场的建立和衰减过程(在上图的基础上说明)当声源持续不断地以相同的频率和指向发出声能时,首先到达 某点P处的直达声,接着是各个方向的一次、二次、n次反射声,使P点处的声能不断加

44、强,过一段时间后,当被墙壁和物体吸收的声能与声源发出的能量相等时,室内就形成了一个稳定的声场。(四)、室内声压级当一声源在室内连续发声时,声波由声源到室内各部位形成了复杂的声场。(五)、混响时间当室内声源停止发声后,声音衰减的过程称为混响过程。混响时间长短对室内听音有很大影响,所以混响时间是对各类房间进行音质设计或音质评价的一个重要指标。混音时间短有利于听音的清晰度,但过短则会感到声音干涩,缺少穿透力和亮度。混音时间长有利于声音的丰满,但过长则会感到声音含糊不清,降低了声音的清晰度。不同类型厅堂的最佳混响时间(500Hz)厅堂用途混响时间(s)厅堂用途混响时间(s)电影院、会议厅1.01.2电

45、视演播室0.81.0演讲、戏剧、话剧1.01.4语言录音0.30.4歌剧、音乐厅1.51.8音乐录音1.41.6多功能厅堂1.31.5多功能体育馆小于1.8混响时间的计算公式(也叫赛宾公式):T60=KV/A=T60=0.16V/A T60-混响时间 K-温度常数 V-室内容积(平方米) A-为房间吸容量例:某段音乐的声压级为90dB,此时中止音乐,音乐声逐渐减弱,当其声压级从90dB降至30dB时可需时1.2秒,那么,此房间的混响时间为1.2秒常见的混响时间的调节装置有以下几种:1、平板错开式:在墙上安装许多可移动的护墙板,板面吸音各不同,调节板的位置,即可改变室内混响特性。翻板式:板的一面

46、为吸声面,另一面为反射面,根据需要里外翻转,以获得所要求的混响特性。圆柱翻滚式:柱的一面为吸声面,另一面为反射面,根据需要转动圆柱,以获得所要求的混响特性。百叶窗式:在墙上安装百叶窗,根据需要开关,以改变混响时间。帷幕式:在墙上悬挂吸声帷幕,利用帷幕的拉开或收拢来改变吸声面积,以调整混响时间。(六)、房间共振在一些室内装修材料比较坚硬的房间内,当声源发声时,声波不可避免地会相互干扰,从而激发出房间内的某些固有频率的声音,形成驻波,即出现房间共振现象。(画共振曲线图说明)例一:部队行军步伐的振动频率与桥梁的固有振动频率相一致时,会因共振的产生而坍桥。例二:暖水瓶接水,听到的声音会由低频逐渐变成高

47、频率声音。水流击水产生的声音频宽很宽,即有低频、又有高频。刚接时瓶的空间大固有振动频率低,水流击水的低频音产生共振,低频加强,快满时,水瓶的空间变小,共振腔变小,共振频率提高,与水流击水产生的高频音产生共振,高频加强,即听到高频音。 例三:小提琴 共鸣箱较小 共振频率高 为256-1100Hz 大提琴 共鸣箱增大 共鸣频率低 为110-400Hz 贝斯提琴 共鸣箱最大 共振频率更低 为80-350 Hz例四:萨克斯箱 左右手指全按下 共振腔容积最大 共振频率低 发低音右手指抬起 共振腔容积缩小 共振频率提高 发中音双手全抬起 共振腔体最小 共振频率最高 发高音为了克服筒正现象和减少驻波对音质的

48、影响,可以从以下几个方面采取处施:1、声源(为了减少驻波的影响,通常不采用纯音声源,而采用白噪声、粉红噪声等)2、房间体积。(要符合条件)3、 房间的长、宽、高比例。(不使房间的长、宽、高尺寸相同或互相成简单的倍数关系)4、室内表面的处理。(增大阻尼,增大吸收)思考题: 1、声音的构成、传播过程、传播方式及指向性?2、影响音色的因素?3、怎样利用颅骨效应来练习发声?4、怎样利用人耳听觉特性来克服声场不足?专业传声器传声器的种类和技术指标传声器的分类按换能原理分:动圈式传声器、带式传声器、电容式传声器、驻极式传声器按指向性分:全指向传声器、双指向传声器、单指向传声器、强指向传声器按输入方式分:有

49、线传声器、无线传声器按用途分:会议传声器、演唱传声器、录音传声器、测量传声器按功能分:单声道传声器、立体声传声器、混响传声器按输入阻抗分:高阻抗传声器(2050K)、低阻抗传声器(200-600)。传声器的主要技术指标灵敏度:灵敏度是表示传声器的声电转换能力频率响应:频率响应是传声器输出电平与频率的关系等效噪声级:声波作用在传声器上,它所产生输出电压的有效值和该传声器输出端的固有噪声电压相等时,则该声波的声压级等于传声器的等效噪声级。动态范围:传声器动态范围是指在规定的谐波失真条件下(一般规定0.5),其所承受的最大声压级与绝对安静条件下传声器的等效噪声级只差。传声阻抗:传声器有输出阻抗与负载

50、阻抗。指向性:传声器的指向性是指某一指定频率下随着声波入射方向的不同,其灵敏度的变化特性。失真度:失真度即声音通过传声器声电变换后信号变形的程度。调音台及其周边调音台的功能、分类及技术指标(一)、调音台的功能1、信号放大及阻抗匹配2、信号混合与分配3、频率均衡与滤波4、信号的传递(二)、调音台的分类 1、按使用形式分类:便携式调音台(一般24个通道,有三段均衡,混合输出,方便)半移动式调音台(一般46个通道,有三段均衡,混合输出,双声道)固定式调音台(这一类比较齐全,适应于大型演出场合)2、按结构分类:A 、一体化调音台(就是所有调音台功能加功放)B、非一体化调音台(不带功放的调音台)3、按用

51、途分类:录音调音台(高档次的、带计算机系统)扩音调音台(一般用于演出,好的也能录音)DJ调音台(DJ调音台通常较小,不超过8路,但每一路都是立体声;带有方便地切换音源的控制开关,一个左右移动的交叉衰减器,俗称横推子。DJ调音台至少有两路电信号输入)按信号处理方式分类数字调音台(调音台内部是数字模块处理音频信号)模拟调音台(采用传统方式处理信号的)按输入路数分类(6、8、12、16、24、32、48-n多种) (三)、调音台的技术指标调音台在音响系统中主要用于对信号源的处理:将话筒微弱的信号进行放大,对各种不同的音源进行阻抗匹配、相应的音色修饰和集成调控。在专业录音及舞台演出中,调音台还具备多路

52、编组输出、数模格式转换、声像定位编辑等多种功能。一台优质的调音台,基本技术规格的指标应达到如下的参数: 1、增益:输出电平和输入电平间接表示出来,两者之差即为增益(一般调音台额定增益60db-70db,有时为0db)2、等效输入噪声和信噪比:(一般在-124至-126dbv以下)。 3、频率响应:(一般调音台工作频率范围约为1db).4、非线性谐波失真:(专业调音台的非线性谐波失真应小于0.1)5、动态余量:(一般在15-20db,较高可在20db以上)6、串音:(一般调音台相邻通过间应高于60-70db,母线应高于70-80db)7、共模抑制比CMR:90dB1KHz 8、最大输入电平:+2

53、2dBu9、主输出最大电平:+28dBu 10、 其他输出最大电平:+22dBu 11、话筒输入阻抗:1.3k 12、 线路输入阻抗:10k 13、输出阻抗:120二、压限器:压限器实际上就是一个自动音量电平控制器。压限器的用途和功能介绍:在专业音响中压限器主要有3中用途压缩信号动态范围,防止过激失真,或保护后级功放和音箱。降低噪声电平,提高信号传输通道的信号噪声比,比如配合扩展器使用可以自动降低噪声的作用产生特殊效果。举例说明一些实际用途:独唱演员用落地式或者手持式话筒时,嘴与话筒的距离如果变化过大,则音量不好控制,加压缩器后可以使音量变化平稳。使用压限器能使电吉他、BASS等乐器音量平稳。

54、压缩器和扩展器的工作原理与特性:压缩器和扩展器都是振幅调整系统,(用AUDIONET模块举例说明)A903压限器的功能介绍,A903他是一款双通道集压缩、限幅、扩展器、噪声门、动态EQ于一体的处理器,(中高频信号补偿)有压缩硬拐点和软拐点特性装置,有中高频信号补偿装置,有扩展装置介绍与市场上同等价位压限器的功能差别(举例说明DBX266)压限器分最常见使用和连接方法(用什么线连接)最常见小扩声系统的连接是串接在系统中,用平衡连接方式连接压限器的其他使用和连接方法(用什么线连接)举例说明几种情况下要这样连接大的扩声系统需要插入到调音台的插入口最单路信号(乐队中的鼓)或MIC进行压缩、限制等处理。

55、对于压限器的调试,应该在系统的以上设备基本调完后再进行。一般在工程中,压限器的作用是保护功放和音箱,使声音的变化平稳。所以在调试时首先要设定压缩起始电平,通常不要设定得太低,具体设置应该视各种压限器的调节范围和信号情况而定;其次要设定压缩启动和恢复时间,通常启动时间不宜太长,以免保护动作不及时;对设备的保护而言,启动时间短一些将会更有利。为了有利于在听感上保持有较好的动态感,恢复时间不宜太短,以免造成声音效果受到破坏。一般工程中设定压缩比在4:1左右。这两项参数的调整总的来说要根据节目的具体情况,以听感自然,不觉得声音有明显的变化为准。要特别注意压限器中的噪声门的设定,如果系统没有较大的噪声,

56、可以将噪声门关闭;如果有一定的噪声,可以将噪声门的门限电平设定较低处,以免造成扩声信号断断续续的现象;如果系统的噪声较大,就应该从施工技术方面分析了,不能单独靠噪声门来解决。其它设置可以根据不同要求而定。三、均衡器1、校正各种音频设备产生的频率失真,以获得平坦响应。2、改善室内声场,改善由于房间共振特性或吸声特性不均匀而造成的传输增益(频率)失真,确保其频率平直。3、抑制声反馈,提高系统传声增益,改善扩声音质。(建议用反馈抑制器,因反馈抑制器所抑制的只是一个点,而均衡压下去的可是一大片)。4、提高语言清晰度和自然度。5、在音响艺术创作中,用于刻画乐器和演员的音色个性,提高音响艺术的表现效果。

57、均衡器的种类 一般分为:图示均衡器和参量均衡器。由于声场的共振特性、吸声材料对声音频率的吸声系数不同,以及扬声器频率响应特性不均匀等原因,会导致出现某些频率声音过强和某些频率声音不足的问题。但一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节,达不到精细的频率均衡。均衡器的作用是用于分别调节各种频率成分电信号放大量,通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及其它特殊作用(频率均衡)。 均衡器按照电路的不同,主要分为图示均衡器和参量均衡器二类,且图示均衡器结构简单,直观明了,在专业音响中应用非常广泛。 图示均衡器,亦称图表均衡器,通过面板上推

58、拉键的分布,可直观地反映出所调出的均衡补偿曲线,各个频率的提升和衰减情况一目了然。图示均衡器采用恒定Q值技术,每个频点设有一个推拉电位器,无论提升或衰减某频率,滤波器的频段带宽始终不变。 常用的专业图示均衡器将20Hz20kHz的信号分成10段、15段、27段、31段来进行调节。用户可以根据不同的要求选择不同段数的图示均衡器。一般来说10段均衡器的频率点以倍频程间隔分布,使用在一般场合下;15段均衡器以2/3倍频程间隔分布,使用在专业扩声上;31段均衡器以1/3倍频程间隔分布,多数在需要精细补偿的场合下使用。 一台优质的均衡器,基本技术规格的指标应达到如下的参数: * 总噪声:-92dBu(2

59、0Hz20kHz) * 总谐波失真THD:0.01%+20dBu * 通道串音:10V/us,有的高达600V/us。我司专业放大器为65V/us到100V/us)(三)、专业放大器类型1、按电路结构分类:互补推挽电路:互补推挽电路是指电路采用特性对称的NPN型和PNP型两只晶体管做互补推挽放大,所谓互补是指两管的导电特性互补,NPN对负信号导通,他们彼此互为补充。OTL电路:OTL就是没有输出变压器的放大电路,专业功放一般不用。OCL电路:OCL就是无输出电容放大电路,它的特点是无输入输出变压器,也无输出电容,是从电路内部到扬声器直接耦合。OCL电路也是一种互补对称推挽电路,他与OTL相比有

60、如下特点(在没有电容的情况下;改善低频特性、有利电路稳定、克服失真、避开浪涌电流)。BTL放大电路:BTL放大器就是桥接推挽式放大电路,主要用于集成电路功率放大器。(它是OTL、OCL功率的4倍)2、按原器件分类:电子管放大器:电子管的优点是:奇次谐波失真小,音色温暖醇厚,线性好,抗过载能力强,功率大,线路干扰小。(一般现在发烧友都用电子管放大器来放大音乐,也叫胆机)晶体管放大器:晶体管放大器的特点是:转换速率比较高,音色清丽,冷艳,适合重放乐曲范围广。(频响可达20Hz-20KHz)谐波失真降至0.05集成电路放大器:集成电路具有体积小,外接电路简单,内部元件对称性好,保护功能及全等优点,加

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