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音响技术基础
第1章 音响技术基础第1章 音响技术基础1.1 声学基础 1.2 声源、 声场及室内声学 1.3 音响系统的分类和组成 1.4 音响系统的电声性能指标 1.5 立体声基础第1章 音响技术基础1.1 声学基础1.1.1 声波的基本特性 1.声波和声音 声波是机械振动或气流扰动引起周围弹性介质发 生波动的现象。声波也称为弹性波。声波的定义有两 种：一是弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合；二是声源产生振动时，第1章 音响技术基础迫使其周围的空气质点往复移动，使空气中产生附加的交变压力，这一压力波称为声波。产生声波的物体 称为声源。传播声波的物体称为媒质。声波所波及的 空间范围称为声场。 扬声器发声时，会引起周围空气的振动而产生声 波，其传播方向与空气质点振动方向相同。因此，可 以说声波是一种纵波。 声音是声源振动引起的声波传播到听觉器官所产生的感受。所以我们说，声音是由声源振动、声波传播和听觉感受这三个环节所形成的。第1章 音响技术基础2. 声速、波长和频率声波可以在空气、液体及固体等媒质中传播，但 不能在真空中传播。声波在媒质中每秒钟传播的距离称为声速，用符号c表示，单位为m/s。声速与媒质的密度、弹性等因 素有关，而与声波的频率、强度无关。当温度改变时， 由于媒质特性的变化，声速也发生变化。 在温度为15℃时，声波在空气、水和钢中的声速分别为340m/s、1450m/s和5100m/s。温度升高时，声速略有增加。第1章 音响技术基础声波在一个周期T内传播的距离称为波长，用符号λ表示，单位为m。声波在每秒钟周期性振动的次数称 为频率，用符号f表示，单位为Hz，周期T和频率f互为倒数。声速、波长和频率之间的关系为c??T??f(1D1)第1章 音响技术基础1.1.2 声音的特性参数研究声音的目的是为了研究音响技术，研究音响 技术是为了满足人们的听觉要求。而听觉不但取决于 声音的特性，而且也与人的心理因素有关。由于每个 人诸方面的差异，对声音这一客观现象的判断和感觉 也有所不同，如对听觉的频率范围、对不同频率的感 受程度以及对响度的反应等均有差异。所以，对声音 进行定性分析是复杂的，而对声音进行精确的定量分析更是相当困难的。因此，我们有必要讨论与音响技术有关的声学参量。第1章 音响技术基础1.频率与倍频程频率的概念在前面已做了论述，这里不再赘述。 频率与声音的对应关系是：频率低，相应的音调就低， 声音就越低沉；频率高，相应的音调就高，声音就越 尖锐。人耳可以听到的声音，即可闻声的频率范围通 常是20Hz~20kHz，其频率称为声频或音频。频率低于 20Hz的叫次声，高于20kHz的叫超声，次声和超声都 是人耳听不到的，但有的动物却可以听到，这两种声 频通常对人体有害。第1章 音响技术基础倍频程是用来比较两个声频大小的，两个不同频率的声音作比较时，起决定意义的是两个频率的比值， 而不是它们的差值。倍频程定义为两个声音的频率或音调之比的对数(以2为底)，其公式为f2 n ? log f1(1D2)第1章 音响技术基础式中，f1 为基准频率；f2 为欲求其倍频程数的信号频率；n为倍频程数。n可正可负，也可以是分数或整 数。例如，n=1、1/3，则分别称为“倍频程”和1/3倍 频程”。在音乐中，5?与5之间或者5与5?之间，频率 正好相差一倍，我们称这两个频率间相差1个倍频程即 “八度音程”；而5?与5?之间频率相差两个倍频程。第1章 音响技术基础两个频率相差1个倍频程，意味着其频率之比为21(即两倍的关系)；两个频率相差2个倍频程，意味着 其频率之比为22(即四倍的关系)……依次类推，相差n个 倍频程，意味着两个频率之比为2n 。按倍频程数均匀 划分频率区间，相当于对频率按对数关系加以标度。 ?第1章 音响技术基础2. 声阻抗与特性阻抗媒质在波振面某个面积上的声阻抗是这个面积上 的声压与通过这个面积的体积速度的复数比值。其单 位是声欧，它的倒数称为声导纳。声阻抗的实部称为 声阻，虚部称为声抗。 媒质中某点的声压和质点速度的复数比值称为声阻 抗率，其单位是Pa?s/m，它的实部是声阻率，虚部是 声抗率。第1章 音响技术基础声场中声阻抗Za 定义为表面上的平均有效声压p与经过有效体积速度U之比，即p Za ? U(1D3)声阻抗的单位是N?s/m3 ，即MKS制声欧姆。由于U的含义不明确，人们通常用质点速度v来代替U，所以定义声场中某位置的声压与该位置的质点速度之比 为该位置的声阻抗率Zs，即Zs ?p?(1D4)第1章 音响技术基础在理想介质中，声阻抗也具有损耗的意思，不过它代表的不是把电量转化成热量，而是把能量从一处 向另一处的转移，即传播损耗。 平面波在传播过程中的声抗率可用下式计算Z a ? ?0 ?c式中c为声速，ρ0为介质密度。(1D5)第1章 音响技术基础平面自由行波在媒质中某点的有效声压与通过该点的有效质点速度的比值称为特性阻抗。 媒质的特性阻抗等于媒质密度与声速的乘积。 平面声波的声阻抗率，在数值上恰好等于介质 的特性阻抗，即平面波阻抗处处与介质的特性阻抗 相匹配。第1章 音响技术基础3.声压与声压级声波的强度可用声压、声压级来定量描述。 大气静止时存在着一个压力，称为大气压强，简 称气压。当有声波存在时，局部空间产生压缩或膨胀， 在压缩的地方压力增加，在膨胀的地方压力减小。于 是就在原来的静态气压上附加了一个压力的起伏变化。 这个由声波引起的交变压强称为声压。第1章 音响技术基础声压的大小表示声波的强弱。声场中某一瞬时的声压值，称为瞬时声压。在一定时间内最大的瞬时声 压值称为峰值声压，声压随时间的变化是按谐振规律变化的。峰值声压也就是声压的幅值。在一定时间间隔内，瞬时声压对时间取均方根值，称为有效声压。 声压的国际单位是Pa,1Pa=1N/m2，1个大气压为105Pa。 声压与大气压相比是极其微弱的，有时也用μbar作单 位，1μbar=0.1Pa=0.1N/m2 。正常人能听到的最弱声音 约为2×10-5 Pa，称其为基准声压，用符号Pr表示。第1章 音响技术基础声振动的能量范围很大，从最弱的参考声压到人耳感到疼痛的声压之间相差100万倍。为了把大范围声 压压缩到容易处理的声压范围，就用“级”的概念来 衡量声音的相对强度。实际上，人耳对声音主观感受 的响度并不正比于声压的绝对值，而大体上正比于声 压的对数值。声压级指的是有效声压和基准声压比值 的常用对数的20倍，单位为dB，用Lp表示Pe Lp ? 20lg P ?(1D6)第1章 音响技术基础4.声强与声强级各类声音除了音调的不同外，还有响度的差别。对 于一定频率的声音，其响度主要由声强的强弱来决定。 在自由平面波或球面波的情况下，设有效声压为p， 传播速度为c，介质密度为ρ0 ，则在传播方向上的声强 为p I? c2(1D7)第1章 音响技术基础声强的单位是W/cm2 ，可闻声音的最小声强为10-6?W/cm2，称为听阈声强；震得耳朵发痛的声音，其声 强约为10-4W/cm2，称为痛阈声强。 声强级指的是声强与基准声强之比值，取常用对 数乘以10，单位为dB，用LI表示I LI ? 10lg Ir(dB)(1D8)第1章 音响技术基础式中，Ir是基准声强，常采用的Ir的值为10-12 W/cm2。在自由行波中，声强与声压关系固定， 可以由声压求声强级。但在一般情况下，两者的关系 很复杂，无法由声压求声强级。第1章 音响技术基础5.声功率与声功率级声源辐射声波时对外作功。声功率是指声源在单 位时间内垂直通过指定面积的声能量。声功率指在全 部可听频率范围所辐射的功率，或指在某个有限频率 范围所辐射的功率(通常称为频带声功率)。声功率可表 示为W ? U 2 RA(m3/s)；RA为声源的辐射声阻(Pa? 3)。 s/m(1D9)式中：W为声功率(W)；U为流体的体积速度第1章 音响技术基础声功率级是待测声功率与基准声功率之比，取常用对数乘10，单位dB，用LW表示W LW ? 10 lg W0W0=10-12 W。(1D10)式中，W是待测声功率；W0是基准声功率。第1章 音响技术基础6.频谱与谱级声源发出的声音并不是单一频率的，而是同时含有 许多复杂的频率。频谱是把时间函数的分量按幅值或相位表示为频率函数的分布图形。根据声音的不同，它的声谱可能是线谱、连续谱或二者之和，即混合谱。实际 声音是由许多不同频率、不同强度纯音组合而成的。第1章 音响技术基础对一个声源发出的声音的频率成分和强度的分析，叫做频谱分析。若用频率表示横坐标，声压级表示纵 坐标，把频率与强度的对应关系用图形表示出来，就叫做频谱图，简称频谱。一曲悦耳动听的音乐与噪声的频谱图是完全不同的。 谱级也称密度级，是指信号在某一频率的谱密度 与基准谱密度之比的常用对数乘以10。单位为dB，用 Lpr表示p2 ?f L p? ? 10lg[ 2 ] pr ?f 0 ?f ? L p ? 10lg ?f 0(1D11)第1章 音响技术基础上式是声压谱级的表示式，用类似方法也可以表示其它参量的谱级。式中p为通过滤波系统的有效声 压，pr为基准值；Δf为滤波器的有效带宽，Δf0为基准 带宽。第1章 音响技术基础7.音质声音的质量含有多种成分，其中音调、音色、音 量及音品是决定音响效果的四大要素。可以说音调由 声波的频谱所决定，音量由声波的振幅所决定，音色 由声波的频谱所决定，而音品则由声波的波形包络所 决定。所有这些都是声音信号的物理量，是可以进行 客观技术测量的。第1章 音响技术基础1)音调(Pitch)音调表示声音频率的高低，主要与声源每秒钟振动 的次数有关，是人耳对声调高低的主观评价尺度。它 的客观评价尺度是声波的频率。音调低，表示振动频 率低，声音显得深沉；音调高，表示振动频率高，声 音就尖刺。例如C调的音符6，相当于440Hz，而音符 6 ? ，相当于880Hz，音符6 ∶ 相当于1760Hz。第1章 音响技术基础2) 音色(Timbre)音色是指声音的色彩和特点。不同的人和不同的乐 器都会发出各具特色的声音，可以说它与声源振动的 频谱有关。如果说，音调是单一频率的象征，那么音 色则是由多种频率所组成的复合频率的表现。图1D1 所示为钢琴弹奏某一音阶时的声谱。由图可见，这个 声音的基频是440Hz，除基频外，至少包含有其它15种 不同频率的振动。第1章 音响技术基础图1D1 钢琴的频谱第1章 音响技术基础声谱中的基频成分形成了声音的基音，音调由基频的高低所决定；声谱中的其它成分是泛音，泛音和 基音成倍数关系，音色是由泛音的结构所确定的。3) 音量(Intensity)音量是指声音的强度或响度，标志声音的强弱程 度。它主要与声源振动幅度的大小有关，太弱了听不 见，太强了会使人受不了。人耳所能听到的声强约为 0~12dB之间，寂静的室内噪声约为30dB，在白天室内噪声可达45dB。第1章 音响技术基础4)音品乐音即音乐中使用的声音，其谐波组成和波形的包 络，包括乐音起始和结束的瞬态，确定了乐音的特征， 称为音品，也有人把音品与音色统称为音色。任何声 音都有一个成长和衰变的过程，这个过程决定声音的 音品。声音的成长和衰变过程不同，听音者的感觉也 不相同。 实际上，音品不同时其声谱也有差异，主要表现在谱线的强弱分布不同，所以可以认为音品和音色都是由声谱结构确定的，也有的把两者合称为音品，作 为表征声音特色的一个要素。第1章 音响技术基础1.1.3 听觉特性1.听觉的感受性 人类听觉感受的动态范围很宽，能感受到的最小 声压级为0dB，能耐受的最大声压级可达140dB，两者 相差1亿倍；人耳能听到的纯音最低可达20Hz，最高为20kHz；对声长的解析力更是惊人。声音要达到一定声级才能听到，最小可听声级称为绝对阈限，是听觉绝 对感受性的表征量。正常人的听觉范围如图1D2所示。第1章 音响技术基础图1D2 可闻声的强度与频率范围第1章 音响技术基础人耳对不同参量的两个声音最小听觉差称为差别阈限DL，它是听觉差别感受性的表征量。差别阈限可 以是绝对值，也可以是相对值。例如一个声音的强度I 为1000dB，强度增减50dB即可被觉察出来，ΔI=50dB 就是绝对差，而ΔI/I=50/就是相对差。ΔI/I称 为韦伯分数。第1章 音响技术基础听觉的感受性体现在以下几个方面：(1)对音频高、中、低各频段平衡性的控制。整体 平衡性不是指频率响应曲线的平直，而是指高、中、 低频段适当的量感分配。低频基础要好一些，它在整 个音乐里造成稳固状态。合理的高、中、低频量感就 是整体平衡性。整体平衡性的器材发出的声音会耐听， 也就是人们所说的音乐性。 (2)密度与重量感。它反映声音的厚实和饱满度，听起来更具真实感。第1章 音响技术基础(3)透明感。它感受的是声音的耐听而不刺耳的程度。(4)层次感。它反映的是声场中声音空间层次的清晰程度。 (5)定位感。根据声音的来向确定音响感觉。 (6)速度感与暂(瞬)态反应。指器材各项反应的快慢。 (7)想像力与形体感。它反映声音的立体感。(8)对比性。音效具有可比性。(9)空间感。它反映声场空间的大小。第1章 音响技术基础2.响度与响度级 响度表示人耳对声音大小、声音强弱的主观感受。 响度主要依赖于引起听觉的声压，但也与声音的频率和波形有关。响度的单位是“宋”(sone)。国际上规定，频率为1000Hz、声压级为40dB时的响度为1宋。1宋 =1000毫宋，1毫宋约相当于人耳刚能听到的声音响度。大量统计表明，一般人耳对声压的变化感觉是，声压级每增加10dB，响度增加1倍，所以响度与声压级 有如下关系N ?20.1( Lp ?40)(1D12)式中：N为响度(宋)；Lp为声压级(dB)。第1章 音响技术基础表1D1 响度与声压级的关系第1章 音响技术基础声音响度级是声音强弱的主观量，即是凭人的听 觉主观地判断声音强弱的量，是人耳判断各种频率纯 音响度级指标之一。声音响度级定义为等响的1000Hz 纯音的声压级，单位是方(phon)。响度级为40方时，响 度为1宋，响度级每增加10方，响度增加1倍。第1章 音响技术基础3.听觉灵敏度听觉灵敏度是指人耳对声压、频率及方位的微小 变化的判断能力。当声压发生变化时，人们听到的响度会有变化。 例如声压级在50dB以上时，人耳能分辨出的最小声压级差约为1dB；而声压级小于40dB时， 要变化1~3dB才能觉察出来。当频率发生变化时，人们 听到的音调会有变化。例如频率为1000Hz、声压级为 40dB的 声 音， 变 化3Hz 就 能察 觉出来； 当频率超 过 1000Hz、声压级超过40dB时，人耳能察觉到的相对频 率变化范围(Δf/f)约为0.003。另外听觉灵敏度还与年龄 有关，因人而有所差异。?第1章 音响技术基础研究结果表明：对于纯音，人耳能分辨出280个声压层次和1400个频率层次；对于复音，人耳只能分辨7 种不同的响度层次和7种不同的音调，共49种响度和音 调的组合。第1章 音响技术基础4.听觉的掩蔽效应掩蔽效应是指同一环境中的其它声音会使聆听者 降低对某一声音的听力，或者说一个声音的听阈因为 另一个较强声音的存在而上升的现象称为掩蔽。当一 个复合声音信号作用到人耳时，如果其中有响度较高 的频率分量，则人耳不易觉察到那些低响度的频率分 量，这种生理现象称为“掩蔽效应”。一个声音对另 一个声音的掩蔽值，被规定为由于掩蔽声的存在，被 掩蔽声的听阈必须提高的分贝数，提高后的听阈称为 掩蔽阈。第1章 音响技术基础实验证明：对于纯音，一般低音容易掩蔽高音，而高音较难掩蔽低音。当两个信号的频率比较接近的 时候，有差拍现象存在，这时听到的不再是这两种频 率的信号，而是被低频调制的单频声音。调制频率等 于原来两种频率的差。当信号很弱时，完全听不出差 拍现象，信号较强时，差拍现象就出现了。 当掩蔽声消除后，掩蔽效应并不是立即消除的， 听阈的复原即回落到原来没有掩蔽声时的值需要一段时间。我们把这个现象称为听觉暂时损失，其量值可代表听觉疲劳程度。掩蔽声刺激的时间越长，强度越 强，疲劳程度也就越厉害。第1章 音响技术基础在背景和噪声中，双耳识别信号的灵敏度一般比单耳强，也就是说对双耳听阈的掩蔽作用小于对单耳 的掩蔽作用。尤其当掩蔽声和信号从不同方向传到人 耳时，对双耳听阈的掩蔽作用就更小一些。 掩蔽效应有利有弊，如一些降噪系统就是利用掩 蔽效应的原理设计的；信噪比的概念及其指标要求也 是根据掩蔽效应提出来的。在数字音源中，可利用掩 蔽效应进行压缩编码。第1章 音响技术基础5.听觉的延时效应实验表明，当几个内容相同的声音相继到达听者处 时，听者不一定能分辨出是几个先后来到的声音，就是 说，人的听觉对延时声的分辨能力是有限的，这种现象 即人类听觉的延迟效应，也称“哈斯(Hass)效应”。 大量测量统计发现，若有两个声音，后到者不比先 到者的声压级高，不管后到者(延时声)是从哪个方向传 来的，当延时声滞后时间不超过17ms时，人们就不会发现是两个声音；当两个声音的方向相近时，延时30ms的延时声也不一定能被发现；当延时35~50ms时， 延时声的存在才会被感觉到；当延时声超过50ms时，人们会感到延时声像回声一样起干扰作用。第1章 音响技术基础延时效应在扩声工程和室内声学以及立体声技术中必然要遇到并应充分利用。 人类听觉特性也存在非线性问题。人的听觉对电 声系统的非线性畸变的察觉能力也是有限的；听觉特 性还有听觉定位问题，人耳的一个重要特性是能够判 断声源的方向和远近。人耳对声源方位的辨别，水平 方向上比竖直方向上要好。第1章 音响技术基础强声暴露对听觉是有害的。第一种是声创伤，指 在一次或数次极强声波暴露中造成人耳器官组织的损 害。声创伤总要造成一定程度的永久性听力损失，严 重的会导致全聋。第二种是暂时性听阈提高，即产生 听觉疲劳。暂时性听阈提高值随声级增加和暴露时间 增长而增大。第三种是永久性听阈提高。如果长年累 月处在强噪声环境中，听觉疲劳就难以消除且日趋严 重，会造成永久性听阈提高即听力损失。ISO1999规定 听力损失25dB(在500、Hz三个频率上永久 性听阈提高的算术平均值)作为听力有损伤的标准。通 常人长期处于90dB(A)以上噪声环境中就会引起听力损 伤，而且随声级的增加听力损失也会迅速增大。第1章 音响技术基础1.2 声源、声场及室内声学1.2.1 声源 振动物体借助于弹性媒体传播压力、应力，产生 质点的位移和速度，作用于人耳形成声音。振动物体 利用声波向周围进行扩散，这便是音响传播的最简单 过程。产生声能的源体称为声源，也是辐射声能的振动体。第1章 音响技术基础1.声源的形式和类别 声源的基本形式有两种： (1)机械声源。它可以利用机械振动产生声音，有 简单声源和偶声源两种。 (2)空气振动声源。它由空气柱辐射产生声音，有单极子、偶极子、三极子和四极子四种。?根据声音发生、应用的不同，音响声源大体可分为三类：第1章 音响技术基础(1)环境音响。凡在自然环境中属于自然现象本身发出的、生存在自然环境中受自然摆布的动植物发出 的和与人类活动有关的、由人类文明带来的、自然环境产生的音响，都可以认为是环境音响而在影视艺术及广播艺术中出现。这样一来，环境音响包括的内容 是非常广泛的，诸如江河山川、都市情景、机械音响、 盛大庆典、战斗场面等声场的音响均属于环境音响。第1章 音响技术基础(2)动作音响。它包括现实生活中一切通过人为动作产生的音响，它更直接地参加到剧情的艺术创作中 去，为影视和广播艺术赋予了丰富的表现力。它的内 容包括：各种各样的人在各种不同环境中的脚步声、 日常生活中的动作音响、工作劳动中的各种动作音响、 武打格斗及体育竞技等发出的音响。第1章 音响技术基础(3)非现实音响。它是现实生活中不存在的音响，或是人耳本来听不到的音响。在科学幻想影片和荒诞片及 同类电视剧、广播剧中，为了向观众和听众交待时空关系，表述各种物体的运动，增强观众或听众的心理感受，有时出现非现实音响。非现实音响的特点是：源于现实、 主观编造而依据物理性和运动规律，借鉴人的听感经验，运用夸张手法，具有很强的可懂性，以仿声的、模拟人的听觉经验能使人产生心理共鸣的幻觉音响。它的内容 包括：科幻题材中的史前怪兽的叫喊、外星人的说话、 UFO行驶、激光枪战、时空隧道等非现实音响；还有荒 诞题材中的卡通语言、精灵物语、心脏跳动、精神颤抖、 灵魂出壳、腾云驾雾、排山倒海等非现实音响。第1章 音响技术基础2.乐器声源的机理 任何能发出声音的器具和乐器都可分为两个部分， 即振动和共鸣。对于乐器而言，按振动方式的不同， 可分为弦乐器、管乐器和打击乐器等。乐器产生振动 后衰减又分为强衰减和弱衰减，变化是错综复杂的，但总的趋势是衰减，应该说这是声源的第一特征。衰减与频率有直接关系。振动体在相当宽的频率范围内 引起振动，称为强衰减；振动体在某一窄频段中形成振动峰并很快在与此频率无关的前后频段中衰减下来，称为弱衰减。?第1章 音响技术基础乐器发声体和共鸣体均具有强、弱衰减特性。如果发声体是强衰减，共鸣体就是弱衰减，反之亦然。 发声体为强衰减的由共鸣体决定音调；发声体为弱衰减的由自身结构条件决定音调。比如管乐器发声体为强衰减，振动了所有频段，那么音调就由共鸣体决定， 弦乐器的发声体是弱衰减，仅在某一个频段引起振动， 那么音调由发声体本身的弦长来决定。?第1章 音响技术基础任何声源的振动过程从时间上来考察可分为始振、稳态和衰减三个阶段。始振阶段对于听觉最重要，人 耳通过对始振的分析可以判定是何种乐器发出的声音。 始振是指由静止到振动；当然稳态可以是一段很长的 时间；衰减是由振动到静止的变化过程。颤音实际上 是振幅或频率的变化。第1章 音响技术基础图1D3 音乐动态等级第1章 音响技术基础对乐器的衰减，人耳很难察觉，需要进行测量，但对泛音的衰减，人耳会出现“暗”的感觉，这是高 频泛音明显减弱造成的。在衰减中，高频泛音变化大，低频泛音变化小。“和声效应”指的是将不同音量、不同音色的声音 合成为一个特定音色，而不突出某一个声音的具有整 体的、和谐的合唱声。 音乐动态表明强、弱声音差异，下限用ppp表示，上限用fff表示。音乐演奏中的大动态范围可达66~70dB，为了进行声传输，也要把动态压缩到40dB左右。图 1D3是音乐动态等级。第1章 音响技术基础3 .电子音乐声源电子音乐是新发展的一种重要声源，现代的电子 音乐差不多都是通过电子乐器的演奏产生的。电子音 乐绝大部分不是电子乐器的现场演奏，而是经过处理 和制作的制品。近几年来，电子音乐越来越多地运用 MIDI技术来实现。 MIDI音乐使得不同类型、不同产地、不同牌号的 电子乐器和其它音乐设备(包括电脑)之间，能够互相交换信息，其内容包括：第1章 音响技术基础作曲家的信息――音调、节奏、音色等；演奏家的信息――力度强弱、演奏方法等； 指挥家的信息――统一的节拍变化、声部平衡等。 录音师的信息――声像、音量控制、音响效果控制等。 所有这些信息，只有在电子音乐系统中才能得到最充分、最完美的控制。第1章 音响技术基础1.2.2 声场声源产生的声波通过媒体向周围自由场辐射时， 声源的周围均称声场，也叫音场。声场有近场和远场 之分。 1.近场 近场也称菲涅尔区，指的是声源附近区域，是声 波传播速度和声压不同相的声场。在该区内某点的声 压是声源上各面传送到该点声压的叠加，在此范围内声波不能看成平行声线，否则就会出现干涉现象，称之为菲涅尔衍射，形成菲涅尔区。第1章 音响技术基础设声场的最大直径为d，波长为λ，近场的区域半径为r?d2?(1D13)第1章 音响技术基础2.远场远场也称费朗和费区，表示在均匀面各向同性媒体 中远离声源的地域，其间瞬时声压和质点速度同相。在 远场中声波与声源之间呈球面状，声源在某点所产生的 声压与该点至声源中心距离成反比，并且是声源上各面 到达该点声压的叠加，它们是按照平行线传播的，远场 区的范围可计算为r?d2(1D14)?第1章 音响技术基础声场表现为工作环境的形状、前后位置、高度、 宽度、深度等项目。要把这些项目很具体的表现出来， 声源的位置与聆听者、聆听空间等三者的相互关系必 须要达到一个很微妙、恰当的融合才可。第1章 音响技术基础3.声场的定位与质感定位可以说是声场里面的一种产物，如同在声场 中找到每一件乐器的位置。定位是指在声场中指出某 些乐器的确切位置。实际应用中声场也可以理解为是 乐队、演奏家或歌唱者的位置排列。如果在欣赏过程 中觉得厅堂音和空气感足够，就说明声场的设计是合 理的。第1章 音响技术基础伴随着声场会出现低音。声场主要依靠设计，低音应该属于创作。目前可以播20Hz的放大器很多，但 可以重播20Hz的扬声器却很少。事实上要音箱重播 20Hz的频率是很困难的，几乎不可能，只能通过设计 声场来发挥低音效果，要求低音厚而非薄，厚者谐波 足够，薄者谐波欠量。良好的定位是指除了可闻之外， 应可以看见乐器好像“挂”在半空中，具有非常强烈 的真实感。第1章 音响技术基础如果要了解定位，那么应先了解乐器重播出的质感。质感就好像一个浮雕，质感又好像一个健康的体 格，曲线玲珑浮凸，有骨有肉，如斯体格，乎复何求? 有了声场、低音、定位和质感的认识，进一步则 是真实感的探索。真实感是指高度的忠实感，它的真 实内涵应该是声场深宽、定位准确、质感美好。第1章 音响技术基础1.2.3 室内声学1.室内声学特性 声波在室内传播过程中，当遇到的界面和障碍的 尺寸与声波的波长相比足够大时，声波将按照几何光 学反射定律反射。界面不同，反射的结果就不相同， 我们希望声场越均匀越好。 当一声源在闭室发声时，声波将向四周辐射，遇 到墙面和顶、地板时被吸收一部分，另一部分将反射回来，反射回来的声波遇到墙面等将再被吸收，再次反射，如此下去，在室内形成一个很复杂的声场。由 声源直接传播到听者(或传声器)的声音，称为直达声；第1章 音响技术基础由界面反射而后到达听者(或传声器)的声音，称为反射声；还有一些经多次反射分布很密、方向不明确、 能量更少一些的反射声，专业上称为混响声。在远场，混响声的声强对于该接收点(人耳或传声器)的声音强度起决定作用，而且其衰减的快慢对音质有重要影响。 直达声影响声音的亲切感，直达声不够，声音就缺乏 亲切感；反射声影响声音的清晰度；混响声主要影响 声音丰满度。厅堂中声音之所以好听，是三者配比适 当的结果。第1章 音响技术基础影响声音立体高传真重播效果的因素还应考虑隔音、吸音、声场及环境四个方面。隔音的目的是 为了防止外来噪声干扰音响效果；室内的墙壁、天花板、地板等材料对声波的反射、吸收的多少均影响原音的重现；理想的室内声场分布应该是均匀的， 房间尺寸比例合适是产生均匀声场的必要条件，但 并非唯一条件。第1章 音响技术基础音响工作要求室内的声压级按照不同类型的扩声达到一定的值。音乐扩音应达到80~85dB平均声压级； 语言扩音为70~75dB；背景音乐则为60~70dB，则不均匀度应控制在±4dB之内。另外，要求电扩声系统具备足够的声增益，室内声场均匀扩散；其次反射声应得 到充分、合理的利用，扬声器的辐射特性和摆放位置 要合理选定，同时要避免出现回声、颤动回声、声聚 焦、声影区以及房间声染色等。第1章 音响技术基础2.室内声学的主要指标室内声学的主要指标有四项。 1)混响时间 混响时间是衡量房间混响程度的量。声学工程中， 某频率的混响时间是室内声音达到稳定状态，声源停止发声后，残余声音在房间内反复反射，经吸声材料吸收，平均声能密度自原始值衰减到百分之一，即衰 减60dB所需的时间，记为T60。通常，在声场均匀分布的封闭室内的混响时间可用著名的赛宾(W.C.Sabine)公式进行工程估算第1章 音响技术基础0.161V T60 ? S? ?T60?――闭室的混响时间(s)；(1D15)S――室内表面总面积(m2)，包括地面、墙面和天花板；? ――墙壁、天花板、地板等房间内表面的平均吸声系数(无量纲)； V――闭室的容积。第1章 音响技术基础混响时间是评价声学房间最重要的指标，必须合理选取，其值过短，声音会发干；其值过长，声音会拖 尾。混响时间与声源无关，但与频率有关。符号T60?(f)指某频率下的混响时间。高档声学房间应给出T60?的频率特性。不同音源要求T60?有不同的频率特性。 如语言信号，要求高端可适当提高，而低端则不宜过 高，否则嗡嗡声明显；音乐信号的混响时间在频率的 高、低端都可以比中频段的长。这样，低端可增加声 音丰满度，高端可增加声音明亮度。第1章 音响技术基础评价一个房间混响效果是否合理，还要考察房间的声扩散度。扩散好的房间，声音衰减平滑，室内各 处感觉均匀；扩散不好的房间，室内各处感觉不同。现给出几种不同场所在频率1000Hz时的T60?值：多声道录音室 试听室(听音评价房间) 企事业单位礼堂(兼语音、音乐) 一般家庭 0.3~0.4s 0.4~0.5s 0.8~1s 0.4~0.6s第1章 音响技术基础2) 本底噪声本底噪声是指室内不放声源时的噪声声压级，考虑 人类听觉特性，采用A计权法，记为dB(A)。本底噪声 可用声压级直接测出。 下面介绍几种常用房间的本底噪声： 演播室 影剧院 会议室 ≤25dB(A) ≤25dB(A) ≤25dB(A) ≤55dB(A)? ≤45dB(A)居民区(环保部门规定) 白天 夜间第1章 音响技术基础3) 声染色声染色是指信号传输过程中，由于某种原因使声 源中的某一频率得到过分地加强或减弱，破坏了房间 内音响效果的均匀性。一般10~30m2房间中出现驻波 较高的频率在80~300Hz。驻波能改变声源原有特性， 如同白色的布染上了颜色。改善的方法是通过调整装 修使房间的长、宽、高之比为无理数。另外，室内物 品摆设要避免对称性。第1章 音响技术基础4)房间常数、混响半径房间常数反映房间吸声特性，符号为R，其表达式为S? R? 1??(1D16)式中的 ? 及S与式(1D15)中的意义相同。混响半径指直达声声能密度等于反射声声能密度 处与声源等效中心点的距离。直达声成分高，声音听 起来就亲切。 这两项指标主要用于比较正规的录音室。第1章 音响技术基础3.室内声场的估算室内声场在工程设计中往往采用估算值，作为设 计与系统调试的参考依据。其估算基于混 响声场完全均匀，声源指向性已知且为理想的前 提。这两项基本条件满足得越好，估算结果也就越接近实际。室内声场估算的基本思路是，室内任一点声压级 由直达声场和混响声场在该点的声压级构成，两者叠加便得到了该点的实际声压级。第1章 音响技术基础根据扬声器自由场灵敏度，距扬声器的距离以及扬声器的输入电功率便可算出直达声场的声压级，即SPL ? S ? 20lg D ? lg P D式中： SPL/D为直达声声压级(dB)；(1D17)S表示自由场内扬声器灵敏度(dBmW)；D表示距扬声器的距离(m)； P表示输入扬声器的电功率(W)。第1章 音响技术基础根据临界距离、扬声器的自由场灵敏度以及输入扬声器的电功率又可以算出室内混响声场的声压级， 即SPL D ? S ? 20lg ? 10lg P R C式中： SPL/R为混响声声压级(dB)；D/C为临界距离(m)； S、P与式(1D17)中的意义相同。(1D18)第1章 音响技术基础混响声场的声压级是依据临界距离处直达声与混响声声压级相等这一前提推出来的，也就是说算出临界距 离处的直达声声压级，就可知道该点的混响声声压级。 考虑到室内混响声场是均匀分布的，因此在室内各处的 混响声声压级都等于临界距离处的混响声压级。 ? 室内任一点的声压级是SPL/D与SPL/R的合成。据此 便可以算出各点的声压级分布；反之，也可以根据室内 声压级的要求算出扬声器的电功率。第1章 音响技术基础4.室内声场的创造为了获得理想的声场效果，必须从声源、房间声 学特性等多方面考虑。随着音响技术的发展，音响专 家已把精力转移到声场创作方面。在多声道系统中创 造出逼真的临场效果。日本雅马哈公司的AV中心采用 了高科技产品，使用大规模数字声场处理器 DSP(Digital Sound Field Precessor)，将音乐厅中捕捉到 的初期反射和残响等数据分析处理后，送入DSP，重 放时便能重现音乐厅中的声场。第1章 音响技术基础AV接收放大器一般有五个以上的声道输出。以五声道为例，分为左声道(L)、右声道(R)、中央声道(C) 以及两个后置环绕声道(S)，不同声道各尽其职，相得 益彰。中央声道能提高语言的表现力、逼真感，环绕 声道则更多创造空间效果。正是通过AV中心对不同声 道的控制调整，才创造出多种逼真的音响效果。 由于声学房间的设计涉及到建筑声学、语言声学、 音乐声学等诸多方面，而且声学又是一门实验性科学，设计值还需经过反复试验、实践，才能得到要求值。第1章 音响技术基础在工程上，对房间的大小要求可估算为Vmin ? 4?3 max(1D19)式中： Vmin?为房间最起码容积； λmax?为下限频率对应的波长。为避免声染色，矩形房间长、宽、高三边之比可为黄金 分割比，即满足：1.618∶1∶0.618的比例关系，或根式比例法，即2 :3 2 :1第1章 音响技术基础也可以选用其它比例方法，但三边之比应取无理数，绝不可取整数倍。 声学房间声场的优劣还需从噪声控制方面入手，本 底噪声应控制在35dB之内。要满足本底噪声的要求，应 对墙体、吊顶与地板、空调管道及门窗实行隔声处理。第1章 音响技术基础考虑到多声道录音要求，一般都将录音室混响时间定为0.5s。根据混响时间可估算出房间总吸声量，然 后选择吸声材料进行铺设，经过反复试验后方可最后确定方案。例如10m×6m×3m?的普通房间改为声学房间的吸声材料选定方案为，房顶：矿棉装饰吸声板 (离顶10cm)；地面：化纤地毯；四周墙：距地面起铺80cm高的木墙裙(后空10cm)其上采用穿孔石膏吸音板与矿板交叉铺成一定图案；隔声窗：三层玻璃，周边 密封。最后，还要进一步验证，对不满意的地方作进 一步的改进。第1章 音响技术基础1.3 音响系统的分类和组成1.3.1 音响系统的分类 从广义的概念来说，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，都可以称之为音响系统。 音响系统的分类方法很多，这里主要按音响的任务及目的的不同来分，可划分为扩声系统和录音系统两大类。第1章 音响技术基础1.扩声系统扩声系统的任务是把从传声器、电唱机、调谐器 或录音机等信号源送来的语言或音乐等音频信号进行 放大、控制及美化加工，最终送到扬声器或耳机，还 原成声音信号，供人们聆听。 根据使用的场合不同，扩声系统又可分为室外扩 声系统和室内扩声系统。室外扩声系统的技术指标要 求不高，可用于车站、码头、广场、运动场和露天剧场；室内扩声系统的种类繁多，可分为以下几种：第1章 音响技术基础(1)厅堂扩声系统。它包括礼堂、剧场、电影院、音乐厅、会议厅、歌舞厅等装设的大功率以及家庭用 的小功率音响系统。 (2)公共广播系统。如酒店通过内部音响系统，将 音乐节目送到每间客房或走廊，工矿企业、机关、学 校和农村常见的有线广播系统都属于此类。第1章 音响技术基础(3)背景音乐系统。它装设于餐厅、商场、银行和酒店的公共场所，采用许多分散的扬声器，播放声音 较轻的音乐，目的是创造适当的环境气氛。其结构与 公共广播系统近似。 (4)同声传译系统。同声传译系统也称为即时传译 系统，用于国际会议等场合，能把发言者的讲话通过 若干名译员即时口译成几种国家语言，任由与会者用 耳机选听。第1章 音响技术基础2.录音系统录音系统的任务是把从传声器、电唱机、调谐器 或另一台录音机等信号送来的音频信号进行放大、控 制及加工美化，最后送到磁带录音机的录音头上，进 行磁带(磁性)录音；或送到唱片刻纹机的刻纹头上，进 行唱片(机械)录音；或送到电影录音设备的光电系统上， 进行电影(光学)录音。录音系统的最终目的是把音频信 号记录下来，待到需要时再通过其它重放设备还原成为音频信号。录音系统按照对音频信号记录的方法不同，可分为三种，即磁性录音、机械录音和光学录音。第1章 音响技术基础如果按照音响系统的使用场合划分，音响系统可分为家用音响系统和专业音响系统两类。家用音响系 统主要用于家庭使用，也称为家用组合音响；专业音响系统主要用于剧场、礼堂、电影院、歌舞厅以及电台、电视台等场合，专业音响的电声指标比家用音响 的电声指标要高。第1章 音响技术基础1.3.2 家用音响系统的组成典型的家用音响系统组成方框图如图1D4所示， 主要由节目源设备、放大器(主机)和音箱三大部分组成。第1章 音响技术基础图1D4 家用音响系统组成框图第1章 音响技术基础1.音箱音箱(包括耳机)是音响的终端放音设备，其任务是 将声频电压信号转换为声能，以供人们聆听。音箱是 获得高保真放音效果的关键部分。组合音响与普通的 收音机或多用组合机的区别就在于音箱是独立组成的， 与主机是分离放置的。无论节目源多么理想，放大器 多么优良，如果最后不通过高质量的音箱也就不能获 得高质量的放音效果。第1章 音响技术基础2. 放大器(主机)放大器又称扩音机，它是音响的核心部分，无论是 调谐器输出的信号，还是录音座、CD或电唱盘输出的 信号，都必须经过放大器放大以后，才能推动音箱放出 声音。 放大器包括前置放大器和功率放大器两部分。前 置放大器除了要对调谐器、录音座、电唱盘和CD等各 种信号源的输出进行适配放大外，更重要的是还需对重 放的音色、音量以及立体声状态进行各种调整与控制；功率放大器的主要任务是给音箱和耳机提供足够的声频功率。第1章 音响技术基础3.节目源设备节目源的种类很多，包括传声器、调谐器、电唱机、 录音座、CD唱机、电子乐器等。 音箱、放大器是组合音响必不可少的部件，而节目 源则可按照需要选择使用。所有的节目源，无论是磁 性录音、机械录音还是光学录音，也无论是现场讲话、 现场演奏，都要将非电能转换为电能，即变换为电信 号输出，并送给前置放大器，最后传给音箱，以声能形式释放于空间。第1章 音响技术基础除上述三大组成以外，较高档的家用音响系统还配有遥控单元和均衡器。遥控单元主要控制音响装置 中的音量、开关机、功能转换、收音选台、音调调节 等；均衡器(或图示均衡器)通常加在前置放大器和功率 放大器之间，进行频率均衡和音色美化。第1章 音响技术基础1.3.3 专业音响系统的组成典型的专业音响系统由声源、调音台、信号处理 设备、功率放大器及音箱等部分组成，如图1D5所示。 1.调音台和声源设备 声源设备包括话筒、唱机、盒(盘)式录音机、激光唱机(CD机)、调谐器和卡拉OK机等，用于提供多种多样的音频信号。第1章 音响技术基础图1D5 典型的专业音响系统组成第1章 音响技术基础图1D5 典型的专业音响系统组成第1章 音响技术基础调音台是音响系统里的指挥中心，它能够接收多路不同阻抗、不同电平的各种声源信号，并进行信号 处理，还能进行混合重新分配和编组，并有为下一级 提供音频信号的多个输出端子。调音台还具有监听、 信号显示及对讲功能。有些调音台上还装有混响效果 处理器。歌声经过混响处理后，会使音色变得浑厚， 增加丰满度和空间感。欧美型的混响效果处理器对声 音信号进行混响处理后，可以模拟欧洲音乐厅、Disco 舞厅、爵士音乐、摇滚音乐、体育馆、影剧院等的音 响效果。第1章 音响技术基础2.信号处理部分音响信号处理设备又叫做声频信号处理装置，包 括均衡器、压缩/扩张器、延时器、降噪器、听觉激励 器等，这些设备的目的和作用一是对信号进行修饰以 求得音色美化，达到更为优美动听或取得某些特殊效 果；二是为了改进传输信道本身的质量，以求得改善 信噪比和减少失真等。第1章 音响技术基础3.音响系统的输出部分――功率放大器和音箱功率放大器是专业音响系统中的一个重要单元。 来自调音台的音频信号经过压缩器、均衡器、激励器 的处理后，被送到功率放大器，它将这个音频信号的 能量进行放大以推动音箱，把声音送入声场。专业音 响的功率放大器主要由前置放大、预激励、激励、功 率放大以及保护系统、显示系统和电源等部分组成。 音箱是专业音响中很重要的一个组成部分，也是最有 个性的单元之一，因为不同结构的音箱都有自己不同 的风格，不同的特性，产生不同的声音效果。音箱一 般由扬声器、分频器和箱体三部分组成。影响音箱声 音质量的首要单元是扬声器，分频器对音箱的频率特 性起重要作用。第1章 音响技术基础专业音响系统与家用音响系统相比，具有以下几大特点： (1)专业音响的功放和音箱的功率大，一般在百瓦 以上，常见有150W、250W、300W、500W等。一个大、 中型专业音响系统则还要用到多台功放和多只大口径 (12~18英寸 1英寸=2.54cm )扬声器，总功率达到千瓦以 上；而家用音响一般只需几十瓦，最大的为一二百瓦， 低音扬声器口径通常为6~60英寸。第1章 音响技术基础(2)家用音响的用途主要是欣赏节目，一般以放大器为中心，配以几种信号源和一对音箱。为了改善音 质，再加上均衡器和混响器等，整个组合比较简单； 专业音响常用于各种演出场合，需要多路话筒和多种 信号源输入，故一般都是以调音台为中心组成的，这 是两种音响系统的重要区别。为了取得更良好的放音 效果和达到各种特殊要求，专业音响还需配置房间均 衡器、压缩器、扩展器、激励器等多种处理设备，使 整个系统比家用音响系统复杂得多。第1章 音响技术基础(3)专业音响主要工作于面积大、人员多且嘈杂的环境，要求有较高的声压级，低音的震撼力和中、高 音的冲击力、穿透力要强；家用音响主要用于面积小、听众少、环境安静的场合进行各种节目的欣赏，注重重放音乐的层次感、亲切感，强调对音乐的“解析力” 以及声像定位准确、瞬态响应良好等。 总之，专业音响和家用音响的主要区别是使用的环 境、对象和目的的不同，因而设计的侧重点也不同， 而并非是低档和高档的关系。第1章 音响技术基础1.3.4 数字音响简介从信号处理的角度来看，前面所述的音响系统均 属于模拟音响技术，它们是在信号振幅随时间连续变 化的模拟状态下进行加工处理的。随着科学技术的发 展，模拟音响设备的性能日益改善，如密纹唱片录放 设备、立体声磁带录放设备、调频立体声广播系统等， 都具有较高的保真度。但是，模拟音响设备在信号动 态范围、信噪比、分离度、失真度等技术性能方面， 已经很难进一步改善。而数字音响技术却能在这些性 能方面获得很大程度的改善，并已取得很大进展，应 用日益广泛。第1章 音响技术基础所谓数字音响(Digital Audio)是指把声音信号数字化，并在数字状态下进行传送、记录、重放以及其它 加工处理等一套技术。利用数字技术制造的数字音响设备、数字音频视频设备，必将成为音响的主流和音像的主流。目前，数字音响技术已经商品化，各类数 字音响设备已经进入家庭和专业音响领域，例如CD、 MD、LD、VCD、DVD等数字唱片系统和DAT、DCC 等数字磁带录放系统均已形成商品。第1章 音响技术基础图1D6 数字音响设备的原理方框图 (a)录音过程；(b)放音过程第1章 音响技术基础1.数字音响的基本组成为了将连续的模拟信号变换成离散的数字信号， 在数字音响中普遍采用的是脉冲编码调制方式，即 PCM(Pulse Code Modulation)技术。以PCM为基本技术 的数字音响设备的原理方框图如图1D6所示。第1章 音响技术基础音频信号经过低通滤波器带限滤波后，由取样、量化、编码三个环节完成PCM调制，实现A/D变换。 所形成的数字信号再经纠错编码和调制后，录制在记 录媒介上。数字音响的记录媒介有激光唱片和盒式磁 带等。上面就是录音过程。放音过程是，从记录媒介 上取出数字信号，该数字信号经过解调、纠错等数字 信号处理后，恢复为PCM数字信号，由D/A变换器和 低通滤波器还原成模拟音频信号。当然，完成放音过 程必须有很好的同步。第1章 音响技术基础2. 数字音响的特点1) 信噪比高 数字音响的记录形式是二进制码，重放时只需判 断“0”或“1”，因此，记录媒介的噪声对重放信号的 信噪比几乎没有影响。而模拟音响记录形式是连续的 声音信号，在录放过程中会受到诸如磁带噪声的影响， 而使音质变差。尽管在模拟音响中采取了降噪措施， 但无法从根本上加以消除。第1章 音响技术基础2) 失真度低在模拟音响录放过程中，磁头的非线性会引入失 真，为此需采取交流偏磁录音等措施，但失真仍然存 在。而在数字音响中，磁头只工作在磁饱和和无磁两 种状态，表示“1”和“0”，对磁头没有线性要求。第1章 音响技术基础3) 重复性好数字音响设备经多次复制和重放，声音质量不会 劣化。传统的模拟盒式磁带录音，每复录一次，磁带 所录的噪声都要增加，致使每次复录信噪比约降低3dB， 子带不如母带，孙带不如子带，音质逐次劣化。而在 数字音响中，即使母带有些划伤或磁粉脱落，子带也 会通过强有力的纠错编码系统加以补偿，而不会使复 录的音质劣化。第1章 音响技术基础4) 抖晃率小数字音响重放系统由于时基校正电路的作用，旋 转系统、驱动系统的不稳定不会引起抖晃，因而不像 模拟记录那样，需要精密的机械系统。 5) 适应性强数字音响所记录的是二进制码，各种处理都可用此数值运算来进行，并可不改变硬件，仅用软件进行 操作，便于微机控制，故适应性强。第1章 音响技术基础6) 便于集成数字化系统可采用超大规模集成电路形成，由此 带来的是整机调试方便，性能稳定，可靠性高，便于 大批量生产，降低成本。数字音响技术必将以它卓越 的性能取代模拟音响设备，未来音响与调音技术的发 展必将是数字化、智能化、精巧化。第1章 音响技术基础1.4 音响系统的电声性能指标国际电工委员会制订的IEC-581标准及我国根据该 标准制订的GB/T14277-93国家标准，规定了高保真音 响设备和系统性能的最低电声性能要求和音频组合设 备通用的技术条件。这些电声性能包括有效频率范围、 谐波失真、信噪比、互调失真、系统的输出功率、瞬 态响应等等。下面介绍几种主要的性能指标。第1章 音响技术基础1.4.1 有效频率范围有效频率范围习惯上称为频率特性或频率响应， 是指各种放声设备能重放声音信号的频率范围，以及 在此范围内允许的振幅偏差程度(允差或容差)。显然， 频率范围越宽，振幅容差越小，则频率特性越好。 IEC-581标准规定，频率范围应大于40Hz~12.5kHz，振 幅容差应低于5dB。各种音响设备频率范围和振幅容差 不尽相同。第1章 音响技术基础规定有效频率范围，是为了保证语言和音乐信号通过该设备时不会产生可以觉察的频率失真和相位失 真。常见乐器与男女声的频率范围如图1D7所示。图中实线表示各种乐器的基频频率范围，虚线表示要完美地反映该乐器的音色所需要的音响设备的起码频率 范围。图中各种等级扩音机的频率范围表明，只有一 级扩音机能高保真地重放语言、音乐信号，二、三级 扩音机能高保真地重放男女声。各频段声音对听觉的 影响如图1D8所示。第1章 音响技术基础图1D7 常见乐器与男女声的频率范围第1章 音响技术基础只有音响设备的频率范围足够宽，通频带内振幅响应平坦程度在容差范围之内，重放的音乐才会使人 感到低音丰满深沉、中低音雄浑有力、中高音明亮悦 耳、高音色彩丰富，整个音乐层次清楚。第1章 音响技术基础图 1D8第1章 音响技术基础频率特性的测量方法如图1D9所示。图中是以放大器为待测设备的。待测设备的标准声频信号的幅度 不变，频率从20Hz扫至20kHz，待测放大器的输出端 有一个固定负载Ro，20Hz~20kHz的声频信号经过待测 放大器后，放大器的输出端就会在Ro 上形成电压。如 果以1kHz对应的输出电压E1k?为参考电压，其它各个 频率点对应的输出电压为En ，则频率特性指标可用下 式求出：E1k L( dB ) ? 20lg En的频率特性曲线。(1D20)以频率为横坐标，L为纵坐标，即可给出如图所示第1章 音响技术基础图1D9 放大器频率特性的测量第1章 音响技术基础1.4.2 信噪比信噪比又称信号噪声比，是指有用信号电压与噪声 电压之比，记为S/N，通常用dB表示S uS ? 20lg N uN(dB )(1D21)式中uS 为有用信号电压，uN 为无用噪声电压。信 噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，重放的声音越干净，音质越好。第1章 音响技术基础信噪比可用去调制法或滤基波法来测量。首先测量输出为额定功率时的信号(S)、失真(D)和噪声(N)电 压之和(S+D+N)，然后去掉或滤除有用信号电压，用带 通滤波器取出失真和噪声电压(D+N)，计算(S+D+N)与 (D+N)比值并取对数获得信噪比分贝值。第1章 音响技术基础1.4.3 谐波失真 由于各音响设备中的放大器存在着一定的非线性， 导致音频信号通过放大器时产生新的各次谐波成分，由此而造成的失真称为谐波失真。谐波失真使声音失去原有的音色，严重时使声音变得刺耳难听。该项指 标可用新增谐波成分总和的有效值与原有信号的有效值的百分比来表示，因而又称为总谐波失真。电压谐波失真系数可采用国际规定的测试方法分别测量基波 和各谐波分量，按下式进行计算：??2 2 u2 ? u3 ? ? 2 2 u12 ? u2 ? u3 ? ?? 100%(1D22)第1章 音响技术基础式中u1表示输出电压中的基波分量，u2、u3表示输出电压中的二次、三次谐波分量，γ为电压谐波失真系 数。γ值越小，说明保真度越好。 谐波失真可用谐波失真测量仪来完成，它由三部 分组成(如图1D10所示)，一是输入放大器，增益可调； 二是窄带带阻滤波器，其频率和相位可调；三是显示 部分。测试时，先将开关S扳在1档，调节R，使以%为 刻度的电子毫伏表指针达100%点。第1章 音响技术基础然后将S置于2档，反复调节基频滤除网络的电容与相位电位器，使基频u1得到较彻底的滤除，此时可 在电子毫伏表上得到最小灵敏的读数。由于测量前已 把开关S的1档测得的值2 2 u12 ? u2 ? u3 ? ? 定为100%，所以，开关S的2档得到的值2 2 u2 ? u3 ?? 上所占百分数就是谐波失真γ值。?在%刻度第1章 音响技术基础图1D10 谐波失真测试仪方框图第1章 音响技术基础1.4.4 互调失真互调失真也是非线性失真的一种。声音信号都是 由多频率信号复合而成的，这种信号通过非线性放大 器时，各个频率信号之间便会互相调制，产生出新的 频率分量，形成所谓的互调失真，使人感觉声音刺耳、 失去层次。互调失真的定义为全频带内非线性信号的 均方根的和与某一高次基频振幅的比值取百分比，即全频带内非线性信号的均方根的和互调失真= 某一高次基频的振幅×100%(1D23)第1章 音响技术基础互调失真是用两个信号f1 和f2 进行测量的。测量时， 需将低频信号f1与高频信号f2混合，再送到待测设备。 f1 与f2 的振幅比取4∶1，f1 通常选用比待测设备通频带 下限频率高1个倍频程的频率，f2 则选比待测设备通频 带上限频率低1~2个倍频程的频率，f2与f1一般应满足f2 ＞8f1的要求。第1章 音响技术基础1.4.5 数字音响的几个主要性能指标数字音响设备的主要性能指标包括有效频率范围、 动态范围、信噪比、失真度、声道分离度、传码率等。 这里仅介绍几个主要的性能指标。 1.有效频率范围的上限频率fm 数字设备的取样频率一般均大于等于两倍的音频信 号上限频率，因此，只要知道设备的取样频率fs，允许 音频信号上限频率fm就可求出，即fm≤fs/2。例如，CD唱片的取样频率fs=44.1kHz，所以，fm≤fs/2=22.05kHz，这就是有效频率范围的极限上限频率。第1章 音响技术基础2. 信噪比和动态范围理论分析表明，由量化噪声决定的信噪比可用下 式计算：S ( ) ? 6n ? 1.75 ? 6n N(dB )(1D24)式 中 n 为 量 化 位 数 ， 在 CD 唱 片 中 ， n=16 ， 所 以 (S/N)≈96(dB)。在线性量化情况下，上式也就是数字音 响设备的动态范围。第1章 音响技术基础3.传码率R数字音响系统每秒钟所传送的码数称为传码率， 可用下式计算： R=m?n?fs (b/s) 式中m为声道数，对于双声道立体声系统，m=2。因为CD唱片的n=16，fs=44.1kHz，故R=1.411Mb/s。由于CD唱片还要经过专门技术进行调制，其实际传码率 为4.3218Mb/s。第1章 音响技术基础1.5 立体声基础1.5.1 基本概念 1.立体声的定义 实际上，日常生活中我们听到的自然界的声音就 是立体声。但是，在音响技术中所讲的立体声并不是 自然声，而是通过录音、传输和重放系统所获得的声音。要使聆听者获得声音的空间分布印象，并产生临场感、立体感，就需经过一些特殊处理，产生立体声。第1章 音响技术基础有人给出这样的定义：立体声是一个应用两个或两个以上的声音通道，使聆听者所感到的声源相对空 间位置能接近实际声源的相对空间位置的声音传输系统。在音乐厅中，聆听者听到的立体声由三部分声音组成：即直达声、反射声和混响声。直 达声能够帮助人们确定声源的方位；反射声给人 空间感，可以感觉到音乐厅的空间大小；混响给人包 围感，可以感受到声音在三维空间环绕。反射声和混 响声共同作用，综合形成现场环境音响气氛，即产生 所谓临场感。优良的立体声应能再现这些要素。第1章 音响技术基础2.立体声的特点与单声道重放声相比，立体声具有一些显著的特点。 1)具有明显的方位感和分布感 单声道放音时，声音是从一个“点”发出的，即 使声源是一个乐队的演奏，聆听者仍会明确地感到声音是从扬声器一个点发出的。而用多声道重放立体声时，聆听者会明显感到声源分布在一个宽广的范围， 主观上能想象出乐队中每个乐器所在的位置，产生了对声源所在位置的一种幻像，简称声像。幻觉中的声像重现了实际声源的相对空间位置，具有明显的方位 感和分布感。第1章 音响技术基础2)具有较高的清晰度用单声道放音时，由于辨别不出各声音的方位， 各个不同声源的声音混在一起，受掩蔽效应的影响， 使听音清晰度较低。而用立体声系统放音，聆听者明 显感到各个不同声源来自不同的方位，各声源之间的 掩蔽效应减弱很多，因而具有较高的清晰度。 3)具有较小的背景噪声 用单声道放音时，由于背景噪声与有用声音都从同一点发出，所以背景噪声的影响大。而用立体声放音时，重放的噪声声像被分散开了，背景噪声对有用 声音的影响减小，使立体声的背景噪声显得比较小。第1章 音响技术基础4)具有较好的空间感、包围感和临场感立体声系统放音对原声场音响环境的感觉是单声 道放音所望尘莫及的。这是因为立体声系统能比单声 道系统更好地传输近次反射声和混响声。音乐厅里的 混响声是无方向性的，它包围在听众四周；而近次反 射声虽然有方向性，但由于哈斯效应的缘故，听众也 感觉不到反射声的方向，即对听众来说也是无方向性 的。单声道系统中，重放的近次反射声、混响声都变 成一个方向传来的声音；而在立体声系统中，能够再 现近次反射声和混响声，使聆听者感受到原声场的音 响环境，具有较好的空间感、包围感和临场感。第1章 音响技术基础1.5.2 立体声原理 1.声源平面定位 根据双耳效应理论，可以从时间差、相位差、声级差及音色差四个方面来揭示人类听觉在平面范围内判断声音方位的机理。 1) 时间差 设声源在聆听者听觉平面的右前方较远处发声， 用声线表示声波的传播方向，如图1-11所示。?从右前方传来的声音，到达右耳的路径短，到达左耳的路径长，声音到达两侧耳壳处的时间差可近似为l ?t ? sin ? c(1D25)第1章 音响技术基础图1D11 双耳效应第1章 音响技术基础式中l表示两耳距离；θ表示声源与人头中心线的夹角，称为平面入射角；c为声速。设l=20cm，c=340m/s， 则?t ? 0.62sin ? (ms)上述分析表明，时间差与平面入射角有关，据此 可确定声源的平面方位。实验表明，双耳能辨别的最 小平面偏角约为3°，相当于0.03ms的时间差。第1章 音响技术基础2) 相位差由于传到两耳的声音存在时间差，因而也会产生 相位差。对于频率为f的纯音，相位差与时间差有如下关系：?? ? 2? f ??t(1D26)c ? ? f 及 ?t ? l sin ? 代入上式，可得 将 c?? ?2? l?sin ?(1D27)第1章 音响技术基础对于低频声音，其波长较长。由于低频声音波长远大于头颅直径l，因而形成的相位差远小于2π，所以 人耳根据相位差可判断出低频声源的平面方位。对于 高频声音，波长较短，形成的相位差甚至会超过2π， 无法确定是超前还是滞后，所以人耳不能根据相位差 判断出高频声源的平面方位。第1章 音响技术基础3)声级差两耳虽然相距不远，但是，由于头颅的阻隔作用， 使得从某方向传来的声音需要绕过头部才能到达离声 源较远的一只耳朵中去。在传播过程中，其声压级会 有一定程度的衰减，使两侧耳壳处产生声级差。 两耳间的声级差与声音频率有关。对于高频声音， 由于其波长小于头颅尺寸，便会被人头遮挡，形成反 射及吸收，致使与声源同侧的耳朵所获得的声音强于 另一侧耳朵，产生较大声级差。对于低频声音，由于 其波长大于头颅尺寸，便会绕射而过，使两耳感受到 的声级差减小。所以，人耳根据声级差可以辨别高频 声音的平面方位，而不容易辨别低频声音的方位。第1章 音响技术基础4)音色差当声源不是单一频率的纯音，而是一个复音时， 情况要复杂些。如一个乐器发出的声音，可以分解为 一个基频声和许多谐频声。根据绕射规律，由于人头 对谐频声的遮蔽作用使基频声和各高次谐频声在左右 耳际的声压级不同，因而两侧耳朵听到的音色将有差 别，形成音色差。 实验证明，声级差、时间差和相位差对听觉定位 影响较大。对于不同频段，它们的作用不同。在平面 定位方面，低频段的定位主要决定于相位差，高频段 的定位主要决定于声级差，而时间差对瞬态声的定位 贡献较大。第1章 音响技术基础2.声源距离定位人耳对声源距离的定位，在室外主要依靠声音的 强弱来判断，在室内则主要依靠直达声、反射声、混 响声在时间上、强度上的差异等因素来判断。 声源在房间中发声时，直达声、反射声、混响声 依次传到耳际。一个房间大小形状固定后，反射声强 度是固定的，混响声强度也是固定的，但直达声强度 是随声源距离而变化的。当声源距人较近时，直达声 较强，直达声与反射声比值较大，清晰度较高。而当 声源距人较远时，直达声减弱，直达声与反射声比值 变小，清晰度降低。所以在室内人耳能够根据直达声 与反射声的强度比、清晰度来判断声源的远近。第1章 音响技术基础3. 声源高度定位声源的高度位置由声波在垂直面上的入射角(仰角) 和直线距离两个坐标量来确定。直线距离的定位机理 与前面所阐述的相同，而仰角定位是理论上尚未圆满 解决的问题。耳壳效应假设认为，人的耳壳有助于判 断声音入射仰角，也有助于判断平面入射角，由此解 释了人用耳也能判断声音方位的原因。第1章 音响技术基础由于耳壳的特殊形状，声波自不同方向入射，撞击到耳壳的不同部位上，反射至耳道口的声程不同，时间 差形成各反射波与直达波之间在不同频率上的同相位 相加和反相位相减的叠加过程，形成一种和声源方向 有关的梳状频谱特性。实验证明，耳壳对声源的定位 作用主要与这种梳状频谱特性有关，人脑的听觉中心 能够据此判断声源方位。目前，国外对耳壳效应的定 位机理仍在继续研究中，初步证实这种效应主要对 4kHz以上的声波有效。第1章 音响技术基础图1D12 双扬声器放声实验第1章 音响技术基础4. 双扬声器声像定位图1D12是双扬声器声像定位实验框图。在该实验 装置中，每声道都有改变信号强度和延时时间的环节， 以便获得声道信号强度差Δp或时间差Δt。图中，I表示 声像所在位置，θ表示声像方位角，α表示聆听角，B表 示两只扬声器之间的距离(基线长度)，s表示声像I偏离 扬声器基线中点的距离，v表示聆听者至扬声器基线的 垂直距离。上述实验装置所取得的实验结论是：在双声道信号间引进强度差或时间差，可以人为地改变单个声像在扬声器基线上的位置。第1章 音响技术基础实验还证实：两只扬声器辐射的两个信号之间必须有相关联系，才能融合成统一的声像。当两声道信号完 全相关时，聆听者感觉到的是点状声像；当两信号不 完全相关时，形成的是统一的较宽的声像；如果放送 的两个信号互不相关，无论强度差或时间差为何值， 聆听者均感到两只扬声器发出各自的声音。第1章 音响技术基础5. 声像分布声像分布与其所对应的原发声场各点声源空间分 布的一致性，标志着立体系统的准确性。这种准确性 是立体声节目制作直至重放过程中系统综合性能的体 现。当聆听者位于双扬声器中心线时，感觉到的声像 分布与声源声级差、频率域、相位差及时间差有关。 但主要与前两项关系较大。 声像分布与声级差及频率域的关系，在数学上可由著名的正弦定理来描述：L?R sin ? ? k sin ? L?R(1D28)第1章 音响技术基础式中θ是声像方位角，α是聆听角，L、R分别为左、右两声道的信号强度，k是修正系数。当信号频率 f≤700Hz时，k=1；当f＞700Hz时，k=1.4。第1章 音响技术基础正弦定理告诉我们：改变左右两只扬声器的发声强度，声像将定位在两只扬声器之间。如L=R，则θ=0， 声像将定位在两只扬声器中间。若L?R，则sinθ=ksinα， 对于700Hz以下频率信号，k=1,θ=α，声像位于左扬声 器的位置上。如果左右扬声器发声强度不变，则由于 低频与高频的修正系数不同，其声像位置也不同。这 对于实际的多频率成分的声音来说，将使一个声源发 出的低频和高频分量具有不同的声像定位。第1章 音响技术基础1.5.3 立体声系统 到目前为止，国内外立体声技术最成熟、应用最 广泛的仍然是双声道立体声，此外，3D立体声和环绕 立体声近年来发展也很迅速。下面对这三种立体声作 一简介。第1章 音响技术基础1.双声道立体声在电声技术发展的早期，广泛应用的是单声道技 术，这种单声道的音响系统是由一个传声器，一个放 大器和一个扬声器组成的单一声音信号通道，见图 1D13(a)。“声道”也称“通道”，是指一个电信号或 声信号独立的专有路径。图1D13(b)是由左(L)、右(R) 通道组成的双通道立体声现场扩音系统示意图，从图 中可见，两个通道分别使用两只适当拉开距离的传声 器拾音，以模拟人的双耳拾音效果，每一个传声器拾 得的声音信号各自通过一个独立的放大系统，分别驱 动放置在听音者前方左、右两侧的扬声器放音，从而 获得类似在现场欣赏节目时的方位感、展开感和深度 感。第1章 音响技术基础图1D13 单声和双通道立体声第1章 音响技术基础实践证明，双通道立体声的最佳听音位置是与两只音箱成等边三角形的中央顶点，或者扩大一点的范 围，包括与两只音箱成等腰三角形的顶点附近区域， 而开角约30°~50°之间，如图1D14所示。第1章 音响技术基础图1D14 最佳听音位置第1章 音响技术基础2. 3D立体声随着声频技术的发展，人们发现200Hz以下接近近 次声这一段低音信号对音响效果有着重要的影响，习 惯上把200Hz以下的一段频率称之为“重低音”或“超 低音”(Superbass)。超低音以其超乎寻常的音域层次和 雄浑深厚的力度，给人以耳目一新之感。理论和实践 证明：200Hz以下的低音信号基本上不具有方向性，所 以超低音通道不必像高、中音那样用左、右两套放大 器和音箱播放，而只需用单通道放大器和单只音箱播 放，随意移动音箱的不同角度或位置也不会对听音效 果产生太大的影响。具有超低音功能的三维(简称3D) 立体声系统就是基于这一原理组成的。第1章 音响技术基础图1D15是一个3D立体声系统的方框图，由图可见输入信号中200Hz以上的中、高音声频仍然采用左、右 两个通道的立体声功放和左、右两只音箱播放，以保 证节目中的立体声信息能使人耳准确进行声像定位， 确保良好的立体声效果。与此同时，在左、右声道中 各分出一路信号，送至低通滤波器，把200Hz以下的超 低音信号分离出来，再进行混合，送往中央通道放大 器和中央超低音扬声器进行放音。 3D立体声系统的优点就是能有效地克服中空效应， 同时也能减少低频噪声和提高功放级功率的利用率。第1章 音响技术基础图1D15 3D立体声系统第1章 音响技术基础3.环绕立体声所谓环绕声或环绕声系统，是在音频信号的传送 过程中使听众产生一种被声音所环绕(包围)的效果。这 种环绕声效果，是在重放的声场中，保持了原有信号 声源的方向性，从而使听众产生声音的包围感、临场 感和真实感。第1章 音响技术基础环绕立体声可通过以下三种方式获得：第一种，分离四通道(4―4―4)系统，亦称为四方声 系统。即在软件(录音带或唱片)制作时就直接采用四通 道录音，在录音带或唱片上录下四条声轨。重放时则 必须用四轨录音机或四通道电唱机配合四台扩音机和 四个音箱放音。这种方式中，从节目源到传输通道直 到重放设备都采用四个通道，如图1D16所示。 第二种，编码式的四通道(4―2―4)系统。4―2―4指的是节目源制作是四个通道，然后经过编码器使之压缩为两通道，重放时再通过解码器恢复为原来的四个 通道，如图1-17所示。?第1章 音响技术基础图1D16 4―4―4环绕声第1章 音响技术基础图1D174―2―4环绕声第1章 音响技术基础第三种，杜比环绕声电影系统。它使用特定的编码技术将左、中、右和环绕声四个声道经过编码转换成两 个声道，制作成电影的光学声带。当放映采用杜比编码系统录音的立体声电影时，只需配备一台CP55解码系统，就能把影片中录下的两通道信号还原成四个通道：右通 道R、左通道L、中央通道C和环绕声通道S，另外还有 一个重低音通道B。用上述五个信号分别推动五台扩音 机和音箱，放置于电影院银幕背面的左、中、右位置和 观众席处，即可获得与电影画面相配合，使人有亲临其 境的逼真环绕立体声效果，如图1-18所示。第1章 音响技术基础图1D18 杜比环绕声电影系统第1章 音响技术基础1.5.4 双声道立体声拾音拾音是指用传声器拾取声音，并将声音转换为电 信号。双声道立体声采用两个传声器拾音，产生左右 两个声道信号，供给双扬声器放声。根据两个传声器 放置方式不同，构成了A―B制、X―Y制、M―S制和仿 真头制等拾音方式。1. A―B制A―B制拾音方式是将两只型号及性能完全相同的 传声器并排放置于声源的前方，左右两只传声器拾音 后分别将信号送至左右两个声道。两只传声器间距视 声源的宽度而定，通常为几十厘米至几米。传声器可 选用全指向性或单指向性的。第1章 音响技术基础A―B制拾音方式如图1D19所示。由图可知，当声源不在正前方时，声源到达两只传声器的路程是不同 的。因此，两只传声器拾得的信号既有声级差，又有 时间差，还有相位差。而且，当时间差一定时，相位 差随声源频率不同而不同。如果将左右信号合起来作 单声道重放时，就会发生相位干涉现象。有的频率成 分同相相加而增强，有的频率成分反相相减而削弱， 使音色产生变化。第1章 音响技术基础图1D19 A―B制拾音方式第1章 音响技术基础在A―B制拾音方式中，如果两只传声器相距较远，导致重放时所形成的声像强度较弱，且向左右靠拢， 使中间声像变得稀疏，像是一个空洞，从而破坏了声 音的立体感。对于中间空洞现象造成的声像畸变，可 以用增加中间传声器的方法来校正，将中间传声器所 拾得的信号分别加到左右声道中去。也可以在重放时 增加一只中置扬声器，其信号由左右声道中取出相加 而获得。第1章 音响技术基础2. X―Y制X―Y制拾音方式采用两只型号及特性完全一致的 传声器，上下靠紧安装在一个壳体内，构成重合传声 器。两只传声器的指向性主轴形成90°~120°的夹角。 把主轴左边和右边传声器输出的信号分别送入左、右 声道，如图1D20所示。采用这种拾音方式，两只传声 器拾得的信号几乎不存在时间差和相位差，而只有声 级差。第1章 音响技术基础图1D20 X―Y制拾音方式第1章 音响技术基础3. M―S制M―S制拾音方式是将一只传声器M的指向性主轴对 着拾音范围的中线，而另一只传声器S的指向性主轴则 向着两边，两只传声器的指向性主轴夹角为90°。通常， M传声器采用全指向性或心形传声器，而S传声器则必 须采用双指向性传声器。 采用这种拾音方式时，M传声器拾得的是整个声场 的信号，而S传声器拾得的是声场两侧的信号。M信号相当于左右信号之和，即M=L+R；而S信号相当于左右信号之差，即S=L-R。所以M和S两只传声器所拾得的 信号必须进行和差变换才能成为左右声道的信号，如图1-21所示。第1章 音响技术基础图1D21 M―S制拾音方式第1章 音响技术基础M―S制拾音方式也将两只传声器上下靠紧安装在一个壳体内，构成重合传声器。因而，其拾得的信号 也只有声级差，由于M传声器拾得的是全声场的信号， L+R=M可供给单声道系统放声，因而有较好的兼容性。第1章 音响技术基础4.仿真头制仿真头制拾音方式是将两只放置在用塑料或木材 仿照人头形状做成的模拟人头的两耳部位，这两只传 声器输出的信号分别为左右声道的信号。仿真头左右 传声器所拾得的声音信号与人耳左右鼓膜所听到的声 音信号非常相似，也有声级差、时间差和相位差等。 如果用立体声耳机收听，真实感很强，立体声效果很 好。但是，不能用双扬声器来放声，否则会引起附加 的时间差和声级差，立体声效果很差。第1章 音响技术基础1.5.5 对立体声系统各环节的特殊要求与单声道相比，由于立体声采用了多声道系统， 而且这里的多声道信号还包含了声像方向信息，因此 引出立体声系统各环节的一系列特殊要求。 1.移相问题 移相指一个声道内的相移频率特性以及声道间相 频特性差的问题。多声道立体声系统同样存在着上述 两个问题。但在实际的设备中，要减小声道间的相位 差，往往要从改善每个声道各自的相频特性着手。为 此，需要根据各环节对声像方向等因素的影响程度以 及改善指标的难易程度，规定出各种立体声设备的相 频标准。第1章 音响技术基础作为电声系统一头一尾的传声器和扬声器，有一些要靠力学或声学的谐振系统“凑”出平直的幅频响应， 这样的电声器件因谐振系统的参与，其相频特性可能 是很复杂的，要实现相频特性的配对(减小相移差)则更 困难，这些在实际工作中应该特别注意。第1章 音响技术基础2. 串声问题左、右声道间信号的互串(互相感应)会改变两声道 间的强度差，因而会使重放声像方向角发生畸变，为 此也应尽量降低这种互串并制定出相应的标准。声道 间的互串途径可能是多方面的，例如电、磁、力学、 光学等因素，各种途径的互串也有各自的频响特点， 如全频带互串、低频互串、高频互串、谐振特性互串 等等，因此，应根据各种互串的各自特点，采取不同的隔离措施，提高音响质量。第1章 音响技术基础3.演播室特性实践证明，原来对单声道效果较好的演播室一般也 是适用于立体声的，演播室包括广播电台的播(录)音室、 电视台的演播室、电影制片厂的录音棚等。实际上，立 体声技术就是在这些原来供单声道使用的演播室里发展 起来的。不过立体声的发展对演播室也提出了一些新的 要求。 采用“主传声器方式”拾声时，演播室不但要给出很好的整体声效果，而且要便于声像的产生与方向的导演，为此，立体声所使用的演播室可能需要比单声道的 更大一些，以便各声部之间有可能拉开较大的间距；第1章 音响技术基础墙面与天花板产生的明显前期反射声中有些可能要破坏声像方位，应该尽量避免，必要时需要增设吸 声屏风消除或阻挡有碍声像方位的声反射。对于把室 内分成寂静区(短混响)与活跃区(长混响)的演播室，当 声源在两区交界处附近时，声像往往容易发生“飘 动”，一般需要采取一些辅助的吸声措施。采用“多 声道方式”拾音，演播室应该是比较“干”的，不过 在这种情况下，立体声提出来的新问题并不太多。这 是因为各声部的声像方向主要靠调声控制台的方向电 位器来分配，声像的层次靠人工延时与混响来导演。第1章 音响技术基础演播室只需提供一定隔离度的多声道信号，而立体声对声道间的隔离度要求并不高，一般左、右二声道间 有14dB的信号强度差就足以产生“全右”或“全左” 声像了，这个要求比录音时“改错补录”的要求要低 不少。
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