数字音频原理及应用 第4版 教案全套-教学设计 卢官明 第1-11章 声学基础知识-音频测量与分析

《声学基础知识》教学设计授课题目声学基础知识课时安排6个学时教学目的了解声波、声音与声学的概念；熟悉声音的特性及物理参量、声音的主观感觉及三要素；了解室内声的组成及混响时间的计算；熟悉人耳的听觉范围以及听阈、痛阈的概念；重点掌握人耳的听觉特性，包括包括听觉掩蔽效应、听觉延时效应（哈斯效应）、双耳效应和德·波埃效应；了解音质主观评价用语。教学重难点重点：声音的三要素及物理参量，人耳的听阈，人耳的听觉特性；难点：听觉掩蔽效应，包括频域掩蔽和时域掩蔽。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析及对比法，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入设问：我们每天耳朵都在接收声音信号，这个过程有什么有趣的机制码？声波、声音与声学的概念讲授：声波产生与传播的基本原理，声源，声波，行波，横波和纵波；声波的物理特性：波长，频率，周期，速度；声音和声波的区别，骨传声的过程；应用：声学，把脉，超声波，声呐；图片：人耳构造图，人耳感受声音过程图，数个与声音有关的应用图。声音的参数与度量讲授：频率、频谱、频程及相位的概念，动物发出声音和听觉的频率范围；分类：按频率成分组成来分，包括纯音，复合音，基音，谐音；声压和声压级：声压的概念及单位，参考电压，声压级公式及单位；声音的主观感觉：响度，音调和音色的概念及其单位，声压级与响度、响度级的关系；音调，响度和音色的含义、决定因素、听感表现和相关问题；图片：人和一些动物的听觉频率范围图，基波与2、3次谐波叠加后的合成波示意图，不同声压示意图。室内声学基础讲授：室内声的组成：直达声、近次反射声、混响声的概念及影响的因素；直达声和混响声分量的比例分配，室内声场分布，混响时间，赛宾（Sabine）公式。人耳的听觉特性讲授：人耳的听觉范围：等响度曲线，听阈和痛域；听觉掩蔽效应：频域掩蔽和时域掩蔽，数字音频压缩编码的生理基础，掩蔽门限，掩蔽量(或称阈移)；频域掩蔽：高频端和低频段特性；时域掩蔽：前掩蔽和后掩蔽；听觉延时效应（哈斯效应）：概念及实验结论，反射声延迟时间与感觉到回声百分率值的关系；双耳效应：概念，听觉定位特性，声级差，时间差，相位差，声像及声像定位；德·波埃效应：相关概念，德·波埃效应与哈斯效应的差异；图片：闻域和痛域范围图，频域掩蔽示意图，时域掩蔽示意图，哈斯效应曲线。声音质量的评价讲授：六个评价用语：清晰度，丰满度，亲切感，平衡感，环境感，响度；音质的主观评价用语与客观技术指标的关系。七、重点及难点总结讲授：重点：声音的三要素及物理参量，人耳的听阈，人耳的听觉特性；难点：听觉掩蔽效应，包括频域掩蔽和时域掩蔽。八、课后思考及作业描述人耳的听觉范围；简述频域掩蔽和时域掩蔽；人耳区分不同人声所依据的参量是什么？询问对本节课内容是否存在疑问设问引导教师讲授实例辅助分析对比分析图例辅助分析教师讲授实物辅助分析图例辅助分析教师讲授教师讲授对比分析实际场景分析图例辅助讲解教师讲授重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《音频信号的数字化》教学设计授课题目音频信号的数字化课时安排4个学时教学目的理解“量化”是数字音频信号产生失真的主要根源；重点掌握量化信噪比与量化比特数之间的关系；了解常见的音频信号采样频率及量化精度；掌握A/D转换器、D/A转换器的工作原理及主要技术指标了解过采样、△-∑调制和噪声整形技术的原理和方法。教学重难点重点：采样-保持电路，量化及量化误差，逐次比较式A/D转换器和权电阻式D/A转换器；难点：量化信噪比与量化比特数之间的关系，A/D转换器、D/A转换器的工作原理。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析法，通过例题和案例将抽象的概念具体化，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入设问：模上一章节介绍了声学的基础知识，而目前主要采用数字化技术处理多媒体数据，音频信号如何进行数字化的？音频信号的数字化概述讲授：步骤：采样、量化和编码三个步骤，；模/数（A/D）转换器，数/模（D/A）转换器；采样及采样频率：概念，奈奎斯特采样定理，常用音频的采样频率，采样相关指标和参数；量化及量化误差：概念，分类（均匀量化和非均匀量化），量化信噪比的概念及其公式；编码：概念，编码脉冲；音频信号数字化的主要技术参数：采样频率，量化精度，声道数，例题；图片：模拟信号数字化系统流程图，均匀量化示意图，5.1声道示意图。设问：模拟信号通过什么操作转变为数字信号？A/D转换器讲授：模拟-数字转换：概念，模拟-数字转换器（Analog-DigitalConverter，ADC）；步骤：采样，保持，量化，编码；采样-保持：采样，采样保持电路，电路组成，采样保持电路；量化与编码：量化单位及概念，编码概念，量化误差，例题；常见的ADC类型：并联比较型，双积分型，逐次逼近型；比较器及例题；A/D转换器的主要技术指标：分辨率，转换误差，转换速度（转换时间）；图片：ADC示意图，采样保持示意图，采样保持电路和波形图，不同类型的ADC示意图。引导：耳机把数字音频播放出来前，需要将数字音频信号转化成模拟音频信号，那这个过程是怎么实现的呢？D/A转换器讲授：数字-模拟转换：概念，数字-模拟转换器，构建思路，D/A转换器的工作原理;常见DAC的类型：权电阻式DAC，R-2RT形电阻网络式DAC，R-2R倒T形电阻网络式DAC，权电流网络DAC；参数：分辨率，转换精度，转换时间;图片：D/A转换器的工作原理图，不同类型D/A转换器的电路图。五、过采样△-∑调制A/D、D/A转换器讲授：过采样的概念，△-∑调制和噪声整形；图片：噪声整形示意图。六、重点及难点总结讲授：重点：采样-保持电路，量化及量化误差，逐次比较式A/D转换器和权电阻式D/A转换器；难点：量化信噪比与量化比特数之间的关系，A/D转换器、D/A转换器的工作原理七、课后思考及作业说明音频信号数字化的三个步骤。A/D、D/A转换器的主要技术指标有哪些？分辨率和转换精度的区别是什么？什么叫过采样？请说明过采样△-∑调制和噪声整形技术提高A/D转换器精度的原理。询问对本节课内容是否存在疑问设问引导教师讲授例题分析图例辅助分析设问引导教师讲授对比分析例题分析图例辅助讲解提问引导教师讲授对比分析示例分析图例辅助讲解教师讲授图例辅助讲解重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《数字音频压缩编码》教学设计授课题目数字音频压缩编码课时安排4个学时教学目的熟悉数字音频压缩编码的机理；了解音频编解码器的性能指标和重建音频质量的评价方法；熟悉数字音频编码的基本方法及分类；掌握感知音频编码的基本原理，理解子带编码的基本思想；重点掌握MPEG-1、MPEG-2AAC的音频编解码原理；了解AVS音频立体声编解码的原理和DRA多声道数字音频编解码的原理；了解新一代环绕多声道音频编码格式。教学重难点重点：感知音频编码，子带编码，MPEG-1和MPEG-2AAC音频编解码；难点：数字音频压缩编码的机理，感知音频编码的基本原理，MPEG-1、MPEG-2AAC的音频编解码原理，MPEG-1、MPEG-2AAC的音频编解码原理。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析及对比法，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；课程思政：引导学生了解中国在此领域的贡献，加强学生民族自信心和爱国主义情怀。教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：信源编码的动机。数字音频编码概述讲授：数字音频编码概述：次声波，音频信号和超声波；数字音频压缩编码的机理：数字音频压缩的必要性和可能性，实例，冗余类型（时域冗余，频域冗余和听觉冗余）；时域冗余，频域冗余和听觉冗余的分类，压缩编码的目的：音频编/解码器的性能指标：重建音频质量及其评价方法（主观评价和客观评价），数码率（比特速率），算法的复杂度（运算复杂度和内存容量要求），编/解码时延，其他性能；数字音频编码技术的分类：波形编码、参数编码、混合编码的概念和分类；数字音频编码标准概述：CCITT（ITU-T）制定的G.7xx系列和ISO/IEC制定的MPEG-x系列标准，音频编码算法和标准表；电话质量的语音压缩标准，调幅广播质量的音频压缩标准，高保真立体声音频压缩标准；图片：时域冗余实例图，数字音频编码技术的分类框图，波形编码、参数编码和混合编码的主观音质评价图，G.723.1标准编码框图，G.722SB-ADPCM编译码器方框图。常用数字音频编码技术讲授：线性预测编码：相关概念，语音生成模型，激励源和声道模型，浊音和清音，线性预测，LPC-10编码器；矢量量化：分类（标量量化和矢量量化），矢量量化的过程，相关概念（失真测度，重构矢量，码书，码字，矢量量化器），矢量量化的两个问题；CELP编码：概念和地位，码激励；感知编码：概念和理论基础，特性，频域掩蔽和时域掩蔽；子带编码(SBC)：概念，整带时域编码，子带编码，等带宽子带编码和变带宽子带编码，子带编码的优点；图片：清音/浊音示意图，语音生成模型图，LPC语音合成图，矢量量化图，矢量量化系统的组成框图，典型的CELP系统，感知音频编码器的基本结构，子带编解码框架图。MPEG-1音频编码标准讲授：MPEG-1音频编码算法：概念和地位，算法特点；MPEG-1音频编码算法分类：第1层（LayerⅠ），第2层（LayerⅡ）和第3层（LayerⅢ）；MPEG-1音频编码的基本原理：LayerI/II编码方案(MUSICAM)，多相滤波器组，心理声学模型I和II，比特分配，成帧，信号掩蔽比（SMR），信号掩蔽比（SMR）；MPEG-1AudioLayerI：码流结构，数据帧格式；MPEG-1AudioLayerII：码流结构，数据帧格式，技术参量（CRC校验，比特分配等，比例因子）；MPEG-1AudioLayerIII：动机，编解码特点；图片：层Ⅰ、层Ⅱ和层Ⅲ的子带样本，LayerI/II的编解码器示意图，MPEG-1LayerI的音频码流的数据帧格式图例，MUSICAM解码器流程图，MPEG-1AudioLayerIII编解码器框图。MPEG-2音频编码标准讲授：概述：概念，分类（MPEG-2Audio和MPEG-2AAC），MPEG-2MUSICAM环绕声，向前兼容和向后兼容；MPEG-2AAC编码算法：概念和特性，档次（主档次，低复杂度档次，可分级的采样率档次）；图片：MPEG-2编解码器示意图。MPEG-4音频编码标准讲授：编码方法：参数编码，码激励线性预测，时间/频率编码，结构化声音编码，文本-语音系统合成；三种类型的音频编码器：参数编码器，CELP编码器和T/F编码器；MPEG-2AAC编码算法：概念和特性，档次（主档次，低复杂度档次，可分级的采样率档次）。中国制定的音频编码标准讲授：AVS音频立体声编码标准：背景；支持的采样频率，主要过程，AVS音频编码步骤；AVS音频的档次：两种档次；AVS音频和MPEGACC技术的比较：编码效率，编码复杂度，解码复杂度，可分级性；DRA多声道数字音频编解码标准：自适应时频分块（AdaptiveTimeFrequencyTiling，ATFT）方法，特点和应用领域；图片：AVS音频立体声编解码框图。八、重点及难点总结讲授：重点：感知音频编码，子带编码，MPEG-1和MPEG-2AAC音频编解码；难点：数字音频压缩编码的机理，感知音频编码的基本原理，MPEG-1、MPEG-2AAC的音频编解码原理，MPEG-1、MPEG-2AAC的音频编解码原理。九、课后思考及作业子带编码的思想是什么？进行子带编码的好处是什么？声音压缩的依据是什么？MPEG-1音频比特流数据帧中的比例因子起什么作用？询问对本节课内容是否存在疑问。讲授引导教师讲授实例辅助讲解对比分析图例辅助分析教师讲授对比分析图例辅助讲解教师讲授对比分析图例辅助讲解教师讲授图例辅助讲解教师讲授对比分析教师讲授对比分析课程思政图例辅助分析重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《信道编码与调制技术》教学设计授课题目信道编码与调制技术课时安排4个学时教学目的熟悉数字音频信号的处理流程；熟悉信道编码的基本概念和分类，掌握差错控制的基本原理；了解RS码、CIRC码、RSPC码、警哨码、卷积码和LDPC码的基本原理；熟悉数字信号的基本调制方式及作用；了解EFM编码、EFM+编码、17PP调制码、OFDM的基本原理。教学重难点重点：数字音频信号处理流程，差错控制的基本原理，典型信道编码，典型的调制方式；难点：生成多项式，卷积码，OFDM的基本原理。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析及对比法，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；例题辅助分析、问答及讨论法，利用例题加深抽象概念的理解，并采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：数字电视广播系统框图中信道编码和调制所处地位。数字音频信号的处理流程讲授：本章节涉及的处理环节：信道编码，附加子码，调制，附加同步信号；信道编码：误码产生原因和特点，差错类型（随机性差错，突发性差错和混合性差错），差错控制方式，差错控制基本原理，检错与纠错原理（举例例题），最大似然译码，纠错码分类；图片：数字电视广播系统流程图，数字音频信号的处理流程，最小码长和检纠错能力关系示意图。RS码讲授：基本概念：本原多项式，既约多项式，多项式指标，多项式的根，伽罗华域及其扩张域，伽罗华域的基本运算，相关概念的例题；RS编码算法：参数（码组长度，信息码元长度，校验码的码元数，纠正的差错数目），例题；RS译码算法：步骤（计算校验子，计算差错位置，计算错误值），例题；CIRC纠错技术：交织技术，交叉交织技术，延时交叉交织技术，CIRC纠错技术；RSPC码：概念，数据扇区的构成，ECC块，ECC块的拆分；警哨码：动机，概念，数据扇形和ECC扇区的构成；卷积码：基本概念，分组码，编码效率，实例，描述方法（图解法和解析法），生成矩阵和监督矩阵；低密度奇偶校验：基本概念和特点，分类（规则的LDPC和非规则的LDPC）；图片：延时交叉交织技术的原理示意图，DVD中的ECC块示意图，数据扇形和ECC扇区的构成图，卷积编码器的通用结构图，卷积码编码器的实例方框图，双向图。数字调制讲授：调制的概念和目的：概念，调制的目的和要求；不同的数字调制：8-10调制，EFM调制。EFM+调制，17PP调制；OFDM和COFDM：OFDM提出的动机和作用，OFDM工作原理，DFT，利用DFT实现OFDM调制，保护间隔，OFDM子载波，OFDM的优缺点，CPFDM的动机和主要技术特征；图片：OFDM调制器的基本原理图，DFT实现OFDM调制图。重点及难点总结讲授：重点：数字音频信号处理流程，差错控制的基本原理，典型信道编码，典型的调制方式；难点：生成多项式，卷积码，OFDM的基本原理。课后思考及作业信道编码的作用和一般要求是什么？参考资料[1]中第四章课后习题3，5，10。询问对本节课内容是否存在疑问。讲授引导教师讲授例题辅助讲解图例辅助分析教师讲授例题辅助理解对比分析图例辅助讲解教师讲授例题辅助分析图例辅助讲解重难点总结课后作业s答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《光盘存储技术》教学设计授课题目光盘存储技术课时安排2个学时教学目的熟悉光盘存储技术原理；了解光盘存储器的分类、特点以及发展概况；熟悉激光唱盘（CD）的数据记录和读出原理、CD-DA的存储格式；了解超级音频CD（SACD）和DVD-Audio；了解蓝光光盘（BD）的物理格式与技术特点。教学重难点重点：光盘存储技术，光盘存储系统的性能指标，激光唱盘；难点：光盘存储技术原理，激光唱盘（CD）的数据记录和读出原理，CD-DA的物理格式。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析及对比法，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；例题辅助分析、问答及讨论法，利用例题加深抽象概念的理解，并采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：光盘存储的作用和地位。光盘存储器概述讲授：光盘存储技术原理：光盘存储系统及其组成，激光器，驱动器，光盘转速控制系统，存储密度，数值孔径，凹坑和非凹坑，光盘存储的特点；光盘存储器的类型：只读型光盘存储器，一次写入多次读出型光盘存储器，可擦写（可重写）型光盘存储器；光盘存储系统的技术指标：尺寸，容量，平均存取时间，数据传输速率，误码率，平均无故障时间；光盘存储技术的发展简史：模拟光盘系统，数字激光唱盘，CD-ROM，ISO9660标准；图片：光盘驱动器内部结构示意图。激光唱盘（CD）讲授：CD系列产品简介：CD系列盘及其产品简介，CD-DA，CD-ROM，CD-I，CD-R，VCD；CD盘的数据记录和读出原理：CD盘的结构，保护层，反射层，分区结构，光道结构，数据记录原理，CD盘的读出原理；CD-DA标准摘要：标准和技术指标；CD-DA的物理格式：数据结构，文件结构，扇区结构，音频数据，P，Q错误校验码，音频数据的通道编码；图片：CD系列产品图，CD盘片分层结构图，CD外形尺寸和分区结构，原版盘制作示意图，CD盘的读出原理图，激光唱盘音频数据的基本结构图，激光唱盘上音频数据编码的过程图。超级音频CD讲授：概念和相关参数。数字通用光盘（DVD）讲授：基本概念：名称，作用，外形参数和材质；分类：BookA-F六种；改进：使用波长较短的激光，加大盘片的数据记录区域，加大盘片的数据记录区域，使用双面和多层记录；图片：DVD各种产品图，DVD盘和CD盘的凹坑和光道间距的差别图。蓝光光盘BD和CBHD讲授：HDDVD和BD的由来；HDDVD与BD技术规范：物理性能，视频编码标准，音频编码标准，记录系统；CBHD：概念和原名，CBHD对HDDVD标准进行了3处修改；图片：CD、DVD、HDDVD和BD盘的主要异同点图。重点及难点总结讲授：重点：光盘存储技术，光盘存储系统的性能指标，激光唱盘；难点：光盘存储技术原理，激光唱盘（CD）的数据记录和读出原理，CD-DA的物理格式。课后思考及作业CD-DA音乐信号的采样频率为什么选择44.1kHz？参考资料[1]中第五章课后习题5，7,10,16。询问对本节课内容是否存在疑问。讲授引导教师讲授图例辅助分析教师讲授图例辅助讲解教师讲授教师讲授对比分析图例辅助讲解教师讲授对比分析图例辅助讲解重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《电子乐器数字接口》教学设计授课题目电子乐器数字接口课时安排2个学时教学目的理解MIDI的概念以及与数字音频处理技术的不同之处；掌握频率调制（FM）合成法、波形表合成法的合成器原理；了解MIDI系统中的MIDI消息输入设备、音序器、音源等设备配置和连接；理解SMPTE时间码、MTC时间码以及MIDI设备同步的概念；了解常见的MIDI应用软件。教学重难点重点：频率调制（FM）合成法、波形表合成法的合成器原理；难点：SMPTE时间码、MTC时间码以及MIDI设备同步。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析及对比法，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：MIDI音乐制作。MIDI的概念讲授：MIDI音乐的产生过程和MIDI的优势；相关术语：MIDI消息（Message）或指令，MIDI文件，MIDI键盘（Keyboard），通道（Channel），合成器（Synthesizer），音序器（Sequencer）；MIDI与WAV音频的视听比较；图片：MIDI音乐的产生过程图。MIDI乐音合成器原理讲授：产生方法：FM(FrequencyModulation)合成法和乐音样本合成法；FM(FrequencyModulation)合成法：概念和工作原理；乐音样本合成法：概念和工作原理；Wavetable合成器的衡量指标：波表库容量，音调数（复音数），音色数，特殊效果；图片：FM(FrequencyModulation)合成法工作原理图，乐音样本合成法工作原理图。通用MIDI标准（GM）讲授：音色排列方式的标准：GS（GeneralStandard）标准，GM（GeneralMIDI）标准和XG（ExtendedGeneralMIDI）标准。MIDI系统中的设备配置讲授：三大功能模块：输入模块、编辑模块和合成模块；MIDI消息输入设备，音序器，音源，MIDI音乐合成器；图片：简单和基本配置的MIDI系统图，带有硬音源的MIDI系统图。MIDI系统连接、MIDI设备同步和常见的MIDI应用软件讲授：MIDI系统连接：MIDI的物理接口，MIDI控制器，MIDI声音发生器；MIDI设备同步:SMPTE时间码，MTC时间；MIDI应用软件：CoolEditPro2.0的功能特点，CoolEdit的界面，CoolEdit数字音频编辑步骤；图片：典型的MIDI系统连接图，基于PC平台的MIDI系统图，CoolEdit的界面图。重点及难点总结讲授：重点：频率调制（FM）合成法、波形表合成法的合成器原理；难点：SMPTE时间码、MTC时间码以及MIDI设备同步。课后思考及作业参考资料[1]中第六章课后习题1，2，4。询问对本节课内容是否存在疑问。讲授引导教师讲授对比分析图例辅助分析教师讲授图例辅助讲解教师讲授教师讲授图例辅助讲解教师讲授图例辅助讲解重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《数字音频文件格式》教学设计授课题目数字音频文件格式课时安排2个学时教学目的熟悉资源交换文件格式（RIFF）的结构；熟悉WAV文件格式的一般结构；了解MP3、MIDI文件格式及特性；了解RA、RM、WMA、APE、AU等音频文件格式。教学重难点重点：不同文件格式的基本结构和特性；难点：WAV文件格式，音轨块。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析及对比法，通过案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力。教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：实际中不同文件格式的音乐感受。资源交换文件格式（RIFF)和WAV文件格式讲授：RIFF：概念，结构，和基本组成单位；RIFF基本组成单位：FOURCC，Chunk，List，RIFF文件的结构；WAV：背景，概念，存储容量，音质；WAV文件的结构：RIFFWAVEChunk的结构；FormatChunk的结构，FactChunk的结构（可选），DataChunk结构；WAV写数据步骤：创建一个空文件，写WAV文件头，写声音数据，结束写声音数据并关闭文件。MP3文件格式和MIDI文件格式讲授：MP3基本原理，MPEG-1Layer3，参数指标；MP3文件结构：三个部分（TAG_V2、帧和TAG_V1），MP3帧结构，ID3V1,ID3V2；MP3文件实例剖析；MIDI文件结构，MIDI文件中的头块格式，音轨块格式，文件实例。其他音频文件格式讲授：CD，WMA(WindowsMediaAudio)，MP3pro，AAC（AdvancedAudioCoding），MP4，OGGVorbis，APE，RealAudio，TwinVQ。重点及难点总结讲授：重点：不同文件格式的基本结构和特性；难点：WAV文件格式，音轨块。课后思考及作业参考资料[1]中第七章课后习题1，2，4。询问对本节课内容是否存在疑问。实际应用引导教师讲授对比分析教师讲授实例分析教师讲授重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《音频处理和控制设备》教学设计授课题目音频处理和控制设备课时安排4个学时教学目的了解音响设备的分类；熟悉压缩器、压限器、扩展器、噪声门、自动增益控制器的工作原理及特点；了解均衡器的作用、种类、技术指标，理解图示均衡器的基本原理；了解声反馈的产生原因及预防措施、声反馈抑制器的工作原理；熟悉延时器、混响器、听觉激励器的作用及工作原理；了解调音台的基本功能、基本构成及信号流程；教学重难点重点：了解调音台的基本功能、基本构成及信号流程，了解调音台的基本功能、基本构成及信号流程；难点：处理设备各器件的工作原理，延时器、混响器、听觉激励器的工作原理。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析及对比法，通过案例将抽象的概念具体化，并通过对比将不同概念区分，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：音频处理和控制设备的作用和地位。音响设备的分类讲授：三大类音响设备：音源，音频处理与控制设备，扩音设备；按基本结构分：机械式音频处理设备，电子式音频处理设备；按用途分：滤波器和均衡器，压缩/限幅器和扩展器，延时器和混响器，听觉激励器。信号动态处理设备讲授：信号动态处理设备：使用原因，作用和工作原理；压限器的技术指标：阈值电平（压缩门限）、压缩比率、启动时间、恢复时间、输入和输出增益、信噪比、频率响应及总谐波失真等等；压缩特性：压缩门限和压缩比率；噪声门：概念和特性；图片：压缩特性图。均衡器讲授：基本概念：定义，作用；分类：按使用的电路（有源均衡器和无源均衡器），按中心频率（低频均衡器、中频均衡器、高频均衡器和多频段均衡器），按声道数（单声道频率均衡器和双声道频率均衡器），按均衡参量(如中心频率)是否可调（图示均衡器和参量均衡器），按频率划分的方式（1倍频式，1/2倍频式，1/3倍频式，1/4倍频式等多种）；均衡器在扩声系统中的应用及均衡器调试注意事项。声反馈抑制器，效果处理器讲授：声反馈抑制器：声反馈现象，定义，工作原理和作用；效果处理器：概念，定义，延时效果器和混响效果器；混响器：未经延时的直达声、短时延时的前期反射声和延时较长的混响声，两大类（机械混响器和电子混响器）；YAMAHAEMP-100效果器：电源开关，输入电平控制，记忆状态键，恢复键，参数状态键，MIDI状态键，增(▲)和减()控制键，储存键，数字式显示器，效果/参数显示器等等；混响器和延时器关系；天马士SR-256多功能效果处理器主要性能特点。听觉激励器讲授：基本概念：基本构思，地位，特性及作用；组成：输出放大电路和专门的“激励”电路；美国Aphex-C型激励器的构成；激励器在扩声系统中的应用：公共扩声系统，流行歌曲，增强丰满的泛音，录音；图片：听觉激励器电路结构图。调音台讲授：基本概念：调音控制台，地位和作用；基本功能：信号放大，电平控制与混合，均衡和滤波，监听与指示，信号的分配，声像定位，音量控制，音量控制，通信与对讲，压缩和限幅；分类：按信号处理方式（模拟调音台和数字调音台），按其用途（录音调音台和扩音调音台），按输入信号的通道数（4路、6路、8路、10路、12路、16路、32路、64路调音台等）；基本构成：输入通道部分，主控输出部分（总控单元），连接部分；单声道输入通道部分：卡侬插座（MIC），线路输入端（LINEIN），增益调节；主控部分：编组通道、辅助通道和主立体声输出通道等；主立体声输出通道：混合输出端口，混合插入端口，录音输出端口；调音台的信号流程：信号输入部分、母线部分、信号输出部分；调音台的性能指标：增益，频率响应，等效输入噪声和信噪比，非线性谐波失真，动态余量，隔离度或串音；数字调音台；图片：调音台实图，各器件原理图和实图。重点及难点总结讲授：重点：了解调音台的基本功能、基本构成及信号流程，了解调音台的基本功能、基本构成及信号流程；难点：处理设备各器件的工作原理，延时器、混响器、听觉激励器的工作原理。课后思考及作业参考资料[1]中第八章课后习题3，9，10，16。询问对本节课内容是否存在疑问。讲授引导教师讲授教师讲授图例辅助分析教师讲授教师讲授教师讲授图例辅助分析教师讲授图例辅助分析重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《数字音频工作站》教学设计授课题目数字音频工作站课时安排2个学时教学目的熟悉数字音频工作站的主要功能、构成及应用；熟悉音频处理接口与计算机的连接方式、音频接口连接器的种类；了解AES/EBU（AES3）、S/PDIF、SPDIF-2、MADI、IEEE1394、HDMI等数字音频接口的工作原理及规范；了解AdobeAudition3.0、CubaseSX3和Nuendo3等音频处理软件的功能及使用。教学重难点重点：数字音频工作站的主要功能应用，音频处理接口与计算机的连接方式、音频接口连接器的种类；难点：数字音频工作站的构成，音频处理软件的功能。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力.教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：数字音频工作站的作用和地位。数字音频工作站的概论，主要功能讲授：概论：背景，发展史，作用和地位；主要功能：具有专业要求的音质录入和播放声音，录音、放音与合成，先进的音频剪辑功能，数字效果处理；数字音频工作站的组成讲授：基本组成部分：主机、音频处理软件、音频处理接口（声卡）；压限器的技术指标：AdobeAudition，SteinbergNuendo/CubaseSX，SteinbergWavelab，CakewalkSonar，DigiDesignProTools，MagixSamplitude，AppleLogicstudio，SoundForge；音频处理接口与计算机的连接方式：插卡式，外置式，外挂式；音频接口连接器：模拟音频接口，数字音频接口图片：各器件和软件实图。数字音频接口标准讲授：AES/EBU（AES3）接口标准；S/PDIF接口（IEC60958民用格式）；SPDIF-2接口；多通道音频数字接口（MADI）；IEEE1394（火线）接口高清晰度多媒体接口（HDMI）。图片：各器件和软件实图。音频处理软件讲授：AdobeAudition3.0概述：新功能，安装，帮助系统和界面；AdobeAudition3.0单轨编辑基础：单轨编辑界面组成，单轨编辑界面的选项设置，单轨编辑界面的简单控制；AdobeAudition3.0多轨编辑基础：多轨编辑界面组成，多轨编辑界面的选项设置，多轨编辑界面的简单控制；图片：各软件实图。重点及难点总结讲授：重点：数字音频工作站的主要功能应用，音频处理接口与计算机的连接方式、音频接口连接器的种类；难点：数字音频工作站的构成，音频处理软件的功能。课后思考及作业参考资料[1]中第九章课后习题1，3，6。询问对本节课内容是否存在疑问。讲授引导教师讲授教师讲授图例显示教师讲授图例显示教师讲授图例显示重难点总结课后作业答疑教学环境及教具准备教学环境：多媒体教室；教具准备：笔记本电脑、投影仪、粉笔、黑板、扩音器、激光笔等。教学参考资料[1]卢官明，宗昉．数字音频原理及应用（第３版）．机械工业出版社，2017[2]倪其育．音频技术教程（第二版）．国防工业出版社，2011 《数字声音广播》教学设计授课题目数字声音广播课时安排2个学时教学目的熟悉DAB/DAB＋系统的构成及特点；了解DAB系统的工作原理、技术参数、覆盖方式；了解调幅广播的发展历程；熟悉DRM/DRM＋系统的构成及其技术特点；熟悉CMMB系统的技术路线；了解CMMB系统的传输技术、业务复用。教学重难点重点：熟悉DAB/DAB＋系统的构成及特点，RM/DRM＋系统的构成及其技术特点；难点：CMMB系统的技术路线。教学方法讲授法，让学生了解和掌握知识点；案例分析，通过图像/表格案例将抽象的概念具体化，，帮助学生理解知识点；问答及讨论法，采用探讨式和启发式教学，提升学生的想象力和创新力；课程思政：引导学生了解中国在此领域的贡献，加强学生民族自信心和爱国主义情怀。教学手段1．授课内容用ppt展示、板书展示，让学生学习相关内容；2．设有互动提问环节，学生需课前回顾，课后提前预习。教学进程设计教学活动与主要表达教学方法章节导入讲授：数字声音广播的作用和地位。概述讲授：基本介绍：背景，发展阶段，调幅（AM）广播，调频（FM）广播，多径造成的时间衰落和频率选择性衰落现象，数字声音广播；Eureka-147DAB系统：接收设备，产品，三种制式；卫星数字声音广播系统：，DSR（DigitSatelliteRadio）系统，ADR（ASTRADigitalRadio）系统，世广卫星（WorldSpace）数字声音广播系统；数字调幅广播DRM系统：带同频道（IBOC/HDRadio）系统；中国移动多媒体广播（CMMB）：“天地一体”的网络架构，“天地一体”的系统结构，CMMB发展情