1、第三章第三章 家用音响设备家用音响设备第一节第一节 声学常识声学常识第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器第三节第三节 信号源设备之收音机信号源设备之收音机第四节第四节 信号源设备之录音座及信号源设备之录音座及CD第五节第五节 信号源设备之数码音响（信号源设备之数码音响（MP3）第六节第六节 音频信号处理器音频信号处理器第七节第七节 调音台调音台下一页返回第三章第三章 家用音响设备家用音响设备第八节第八节 卡拉卡拉OK伴唱系统伴唱系统第九节第九节 扩音机扩音机第十节第十节 发声装置、耳机、音箱发声装置、耳机、音箱第十一节第十一节 助听器助听器上一页返回第一节第一节 声学常识声学常识
2、一、声波的产生与传播一、声波的产生与传播我们生活的空间，充满各类声音，有些弱如虫鸣；有些则强我们生活的空间，充满各类声音，有些弱如虫鸣；有些则强如炮轰；有些声音尖如汽笛；有些又沉如闷雷；有些声音悦如炮轰；有些声音尖如汽笛；有些又沉如闷雷；有些声音悦耳动听；有些却吵闹难忍。但它们有一个共同的特点，就是耳动听；有些却吵闹难忍。但它们有一个共同的特点，就是都产生于物体的振动。都产生于物体的振动。要听到声音，必须有三个基本条件：第一是存在声源；第二要听到声音，必须有三个基本条件：第一是存在声源；第二是要有传播过程中的弹性媒质，即传声介质，例如：空气；是要有传播过程中的弹性媒质，即传声介质，例如：空气；
3、第三，要通过人耳听觉产生声音的感觉第三，要通过人耳听觉产生声音的感觉(图图03-01)。声波的传播可以用水面波作形象的比喻：当一石块投人平静声波的传播可以用水面波作形象的比喻：当一石块投人平静的水中时，水面上便可看到一圈圈的水波纹，它由波峰和波的水中时，水面上便可看到一圈圈的水波纹，它由波峰和波谷高低起伏交替变化着向外传播，如谷高低起伏交替变化着向外传播，如图图03-02所示。倒相式所示。倒相式音箱就是利用这一特性。音箱就是利用这一特性。下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识声波的传播方向可以用声射线来表示，声射线简称声线，球声波的传播方向可以用声射线来表示，声射线简称声线，球面波的声线是以
4、波源为中心的半径方向，所以球面波是无方面波的声线是以波源为中心的半径方向，所以球面波是无方向性的。大多数声源是有方向性的，即声波向某一方向辐射向性的。大多数声源是有方向性的，即声波向某一方向辐射得强。例如，通过喇叭发声就具有明显的方向性，朝着喇叭得强。例如，通过喇叭发声就具有明显的方向性，朝着喇叭口的轴线方向，声音听起来就强一些，而其他方向就弱一些。口的轴线方向，声音听起来就强一些，而其他方向就弱一些。因此，利用喇叭的方向性可以将声音传送得很远，如因此，利用喇叭的方向性可以将声音传送得很远，如图图03-03所示。所示。二、频率、声速和波长二、频率、声速和波长不是所有的声波都能被人们听见，只有频
5、率在不是所有的声波都能被人们听见，只有频率在2020000 HZ范围内的声音才能被人听到，该频率范围内的声音称为可范围内的声音才能被人听到，该频率范围内的声音称为可闻声。在这个频率范围以外的声波不能引起听觉，频率超过闻声。在这个频率范围以外的声波不能引起听觉，频率超过 上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识20000 HZ称做超声波，频率低于称做超声波，频率低于20Hz的称做次声波。人的称做次声波。人对低于对低于20 HZ的声波可以感觉到振动，而不会引起听觉。的声波可以感觉到振动，而不会引起听觉。发声体每秒振动次数越多，即频率越高，听音者感觉声音的发声体每秒振动次数越多，即频率越高，
6、听音者感觉声音的音调越高，一般称之为声音尖锐。反之，频率低的声音音调音调越高，一般称之为声音尖锐。反之，频率低的声音音调低，听起来声音低沉。一般把频率为低，听起来声音低沉。一般把频率为2040Hz的声音称为的声音称为超低音，超低音，50100 HZ的声音称为低音，的声音称为低音，200500 HZ的的声音标为中低音，声音标为中低音，10005000 HZ的声音称为中高音，的声音称为中高音，1000020000的声音称为高音。的声音称为高音。对于可闻声频率的上限，不同的人感觉有相当大的差异，而对于可闻声频率的上限，不同的人感觉有相当大的差异，而且和声音的声压级也有关系。一般年轻人可以听到约且和声
7、音的声压级也有关系。一般年轻人可以听到约20kHZ中老年人只能听到中老年人只能听到12kHZ。近期流行的一段。近期流行的一段上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识14400赫兹高频手机铃声，一般成年人听不到（赫兹高频手机铃声，一般成年人听不到（25岁左岁左右），只有未成年人才能听到。这种铃声原型为英国一家公右），只有未成年人才能听到。这种铃声原型为英国一家公司发明的司发明的“青少年超音驱逐器青少年超音驱逐器”，商家可以用这种驱逐器让，商家可以用这种驱逐器让徘徊在店门口的不良青少年，让他们掩耳走避，就是利用这徘徊在店门口的不良青少年，让他们掩耳走避，就是利用这个道理。个道理。声音在不同
8、的介质中的传播速度是不同的，在标准大气压下，声音在不同的介质中的传播速度是不同的，在标准大气压下，0的空气中，声音的速度是的空气中，声音的速度是3314m/s。空气的温度越。空气的温度越高，声速越大，温度每增加高，声速越大，温度每增加1，声速增加，声速增加0.607m/s。声。声音在固体中传播的速度最快，其次是液体，再次是气体。如音在固体中传播的速度最快，其次是液体，再次是气体。如在水中一般是在水中一般是1450m/s；在钢铁中约为；在钢铁中约为5000m/s，上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识所以将耳朵贴近铁轨，能听到较远处开动着的火车声。由此所以将耳朵贴近铁轨，能听到较远处开
9、动着的火车声。由此可见，声速决定于传声介质的性质，而与声源频率及强度无可见，声速决定于传声介质的性质，而与声源频率及强度无关。一般计算中，空气中取声速关。一般计算中，空气中取声速c340m/s。三、频程三、频程在声学测量中，不可能测量在声学测量中，不可能测量20HZ 20kHZ中的每一个频中的每一个频率，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。频带由上限频率间称为频带。频带由上限频率f2和下限频率和下限频率f1确定，确定，f1、f2又又称为截止频率。称为截止频率。f1、f2的间隔可以用频率比或以的间隔可以用频率比或以2为底
10、的对数为底的对数表示，称为频程。若一个频带中，上限频率为下限频率表示，称为频程。若一个频带中，上限频率为下限频率上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识的两倍，即的两倍，即f2=2f1，则称其频带宽为倍频带或倍频程。如果，则称其频带宽为倍频带或倍频程。如果测量精度要求高，频带可以窄些，例如，在图示均衡器上常测量精度要求高，频带可以窄些，例如，在图示均衡器上常用到用到13倍频程、倍频程、23倍频程；在声学测量中常用到倍频程；在声学测量中常用到16倍频程。倍频程。上限和下限截止频率的一般关系为上限和下限截止频率的一般关系为f2=2n f1式中：式中：n为倍频程的系数，或称倍频程数，它可以是
11、分数或为倍频程的系数，或称倍频程数，它可以是分数或整数。例如：整数。例如：nl3即指即指l3倍频程；倍频程；n1即指倍频程。即指倍频程。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识音频的倍频程：音频的倍频程：16HZ、32HZ、64HZ、125HZ、250HZ、500HZ、1KHZ、2KHZ、4KHZ、8KHZ、16KHZ。一般用于低档图示均衡器上进行频谱调节。一般用于低档图示均衡器上进行频谱调节。四、声波的度量四、声波的度量声波的强度可用声压、声压级来定量描述声波的强度可用声压、声压级来定量描述,声压的国际单位是声压的国际单位是“Pa”(帕帕)，1Pa1Nm2，1大气压大气压105Pa。
12、声压与。声压与大气压相比是极其微弱的。正常人能听到的最弱声音约为大气压相比是极其微弱的。正常人能听到的最弱声音约为210-5Pa称为参考声压用符号称为参考声压用符号Pe表示。人耳有一个表示。人耳有一个很奇怪的特点，主观感受的响度并不是正比于声压的绝对值，很奇怪的特点，主观感受的响度并不是正比于声压的绝对值，而是大体上正比于声压的对数值。为此，在声学中还用而是大体上正比于声压的对数值。为此，在声学中还用上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识声压级来描述声波的强弱，用符号声压级来描述声波的强弱，用符号SPL表示，单位为表示，单位为db(分分贝贝)。人耳能听到的最弱声音，即参考声压级为。人
13、耳能听到的最弱声音，即参考声压级为0dB。通俗。通俗讲就是讲就是1W与与10W电声功能，对人耳只是音量相差了一倍。电声功能，对人耳只是音量相差了一倍。五、声波的特性及听觉的主观感受五、声波的特性及听觉的主观感受声波在传播中会产生反射、绕射相干涉等现象，并具有一定声波在传播中会产生反射、绕射相干涉等现象，并具有一定的传播规律。的传播规律。生理声学认为，听觉形成的基本机理可以这样描述：由声源生理声学认为，听觉形成的基本机理可以这样描述：由声源振动发出的声波，通过外耳道、鼓膜和小听骨的传导，引起振动发出的声波，通过外耳道、鼓膜和小听骨的传导，引起耳蜗中淋巴液和基底膜的振动，并转换成电信号，由神经元耳
14、蜗中淋巴液和基底膜的振动，并转换成电信号，由神经元 上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识编码形成脉冲序列，通过神经系统传递到大脑皮层中的听觉编码形成脉冲序列，通过神经系统传递到大脑皮层中的听觉中枢，产生听觉，感受到声音。中枢，产生听觉，感受到声音。由入耳和大脑所组成的听觉系统真是一个奇妙的机构。它能由入耳和大脑所组成的听觉系统真是一个奇妙的机构。它能够接收频率为够接收频率为20Hz20 kHz的音频；可以感受声压为的音频；可以感受声压为210-52102 帕的声波；具有判别响度、音调、音色帕的声波；具有判别响度、音调、音色和方位的本领；还能从本底噪声环境中听出某些需要的声和方位的本
15、领；还能从本底噪声环境中听出某些需要的声音音。至今还没有一种物理仪器能有人类听觉机构那样惊。至今还没有一种物理仪器能有人类听觉机构那样惊人的特性。听觉的这些基本特性决定着人们对声音的主观感人的特性。听觉的这些基本特性决定着人们对声音的主观感受。受。（一）、可闻声、听阈和痛域（一）、可闻声、听阈和痛域可闻声、听阈和痛域决定了人耳的听觉范围。可闻声、听阈和痛域决定了人耳的听觉范围。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识1可闻声可闻声可闻声是指正常人可以听到的声音频率范围：可闻声是指正常人可以听到的声音频率范围：20Hz20 KHz称为音频。在音频范围内，人耳对中频段称为音频。在音频范围内
16、，人耳对中频段14kHz的的声音最为灵敏，对低频和高频段的声音则比较迟钝。对于次声音最为灵敏，对低频和高频段的声音则比较迟钝。对于次声和超声，即使强度再大，人们也是听不到的。声和超声，即使强度再大，人们也是听不到的。2听阈和痛域听阈和痛域可闻声必须达到一定的强度才能被听到，正常人能听到的强可闻声必须达到一定的强度才能被听到，正常人能听到的强度范围为度范围为0140 dB。使声音听得见的最低声压级称为听。使声音听得见的最低声压级称为听阈，它和声音的频率有关。在良好的听音环境中，听力正常阈，它和声音的频率有关。在良好的听音环境中，听力正常的青年人在的青年人在8005000 Hz频率范围内的听闻十分
17、接近频率范围内的听闻十分接近于零分贝。当左右两耳听阈有差异时，双耳听阈主要决定于于零分贝。当左右两耳听阈有差异时，双耳听阈主要决定于上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识灵敏度较好的那只耳朵。当两耳灵敏度完全相同时，双耳听灵敏度较好的那只耳朵。当两耳灵敏度完全相同时，双耳听阈比单耳听阈低阈比单耳听阈低3dB。使耳朵感到疼痛的声压级体为痛域，它与声音的频率关系不使耳朵感到疼痛的声压级体为痛域，它与声音的频率关系不大。通常声压级达到大。通常声压级达到120 dB时，人耳感到不舒适；声压级时，人耳感到不舒适；声压级大于大于140dB时，人耳感到疼痛；声压级超过时，人耳感到疼痛；声压级超过1
18、50 dB时，人时，人耳会发生急性损伤。耳会发生急性损伤。正常人的听觉范围如正常人的听觉范围如图图03-04所示。语言和音乐只占整个听所示。语言和音乐只占整个听觉范围的很小一部分。觉范围的很小一部分。(二）响度、音调和音色二）响度、音调和音色响度、音调和音色是描述声音特性的三个要素。响度、音调和音色是描述声音特性的三个要素。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识（1）音调：人耳对声音高低的感觉称为音调。语声主要由）音调：人耳对声音高低的感觉称为音调。语声主要由声带振动所产生男声声带长而厚，发声频率较低，基音约声带振动所产生男声声带长而厚，发声频率较低，基音约为为150Hz.女声的基音
19、约为女声的基音约为230Hz对于歌唱家，男低音的对于歌唱家，男低音的基音频率可低至基音频率可低至55Hz，女高音的基音频率可高至，女高音的基音频率可高至1180Hz同时，发出的许多泛音也要高的多，有的甚至超出同时，发出的许多泛音也要高的多，有的甚至超出6000Hz。（2）响度：人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。如果能）响度：人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。如果能够想办法减小声音的分散，就可以使声音响度更大些。够想办法减小声音的分散，就可以使声音响度更大些。（3）音色：音色是人们区别具有同样响度、同样音调的两）音色：音色是人们区别具有同样响度、同样音调的两个声音之所以不同的特性，或者说是人耳对
20、各种频率、各种个声音之所以不同的特性，或者说是人耳对各种频率、各种强度的声波的综合反应。音色与声波的振动波形有关，或者强度的声波的综合反应。音色与声波的振动波形有关，或者 上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识说与声音的频谱结构有关。说与声音的频谱结构有关。胡琴、钢琴、吉他、笛子等乐器胡琴、钢琴、吉他、笛子等乐器发出的声音，即使音调、响度都相同，我们也可以分辨出来，发出的声音，即使音调、响度都相同，我们也可以分辨出来，可见乐音除了音调和响度这两个特征外，还另外有一个特征；可见乐音除了音调和响度这两个特征外，还另外有一个特征；这第三个特征叫做音色，我们能够分辨出各种不同乐器的声这第三个
21、特征叫做音色，我们能够分辨出各种不同乐器的声音，就是由于它们的音色不同。人的声音的音色也因人而异，音，就是由于它们的音色不同。人的声音的音色也因人而异，所以我们闭着眼也能听出是哪位熟人在讲话。所以我们闭着眼也能听出是哪位熟人在讲话。（三）听觉灵敏度（三）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。能力。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识当声压发生变化时，人们听到的响度会有变化。例如声压级当声压发生变化时，人们听到的响度会有变化。例如声压级在在50 dB以上时人耳能分辨出的最小声压级差约为以上时人耳能分辨出
22、的最小声压级差约为1dB；而声压级小于而声压级小于40 dB时，要变化时，要变化13dB才能觉察出来。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、声压级为40 dB的声音，变化的声音，变化3Hz就能觉察出就能觉察出来，当频率超过来，当频率超过1000Hz、声压超过、声压超过40 dB时，入耳能觉察时，入耳能觉察到的相对频率变化范围到的相对频率变化范围(ff)约为约为0.003。听觉灵敏度还。听觉灵敏度还与年龄有关。与年龄有关。研究结果表明：对于纯音，人耳能分辨出研究结果表明：对于纯音，人耳能分辨出
23、280个声压层次和个声压层次和1400个频率层次。对于复音，人耳只能分辨个频率层次。对于复音，人耳只能分辨7种不同的响度种不同的响度层次和层次和7种不同的音调，共种不同的音调，共49种响度和音调的组合。这个数种响度和音调的组合。这个数字颇为接近我们在语言中可觉察到的音素数。字颇为接近我们在语言中可觉察到的音素数。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识在高保真音响系统中，如果能将声音的畸变控制在人耳无法在高保真音响系统中，如果能将声音的畸变控制在人耳无法觉察的范围内便可以获得高保真的主观听觉效果。觉察的范围内便可以获得高保真的主观听觉效果。（四）掩蔽效应（四）掩蔽效应掩蔽效应是指同一环
24、境中的其它声音会使聆听者降低对某一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。一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的声音，声音的听力。一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的声音，特别是当这两个声音处于相同的频率范围时。特别是当这两个声音处于相同的频率范围时。掩蔽效应在音响技术中得到应用。如一些降噪系统就是利用掩蔽效应在音响技术中得到应用。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。压缩
25、编码。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识七、立体声基本原理七、立体声基本原理立体声是现代家用音响的主要应用形式，现代家用音响系统立体声是现代家用音响的主要应用形式，现代家用音响系统无不包含立体声技术。无不包含立体声技术。（一）立体声基本概念（一）立体声基本概念1、立体声定义、立体声定义立体声对我们来说并不陌生，日常听到的自然界的声音就是立体声对我们来说并不陌生，日常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，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。它要使聆听而是通过录音、传输和重放系统所获得的声音
26、。它要使聆听者获得声音的空间分布印象，并产生临场感。有人给出这样者获得声音的空间分布印象，并产生临场感。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，使的定义：立体声是一个应用两个或两个以上的声音通道，使上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识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。间位置的声音传输系统。2、立体声成分、立体声成分为了使重放立体声给人有身临其境的感觉，必须了解真实生为了使重放立体声给人有身临其境的感觉，必须了解真实生活中节目演出现场的自然立体声是由哪些成分构成的？哪些活
27、中节目演出现场的自然立体声是由哪些成分构成的？哪些成分是构成听众临场感的要素？由于目前立体声节目绝大多成分是构成听众临场感的要素？由于目前立体声节目绝大多数是音乐、歌曲、戏剧，因此，仅以音乐厅的立体声为例进数是音乐、歌曲、戏剧，因此，仅以音乐厅的立体声为例进行说明。行说明。我们以舞台上左右前后错开的各种乐器组成整个乐队。他们我们以舞台上左右前后错开的各种乐器组成整个乐队。他们演奏时，到达众耳际的声音可分为三类：直达声、反射声、演奏时，到达众耳际的声音可分为三类：直达声、反射声、混响声。反射声和混响声共同作用，综合形成现场环境音响混响声。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
28、谓临场感。优良的立体声应能再现这些要素。气氛，即产生所谓临场感。优良的立体声应能再现这些要素。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识3立体声的特点：与单声道重放声相比，立体声具有一些立体声的特点：与单声道重放声相比，立体声具有一些显著的特点：具有明显的方位感和分布感、具有较高的清晰显著的特点：具有明显的方位感和分布感、具有较高的清晰度、具有较小的背景噪声、具有较好的空间感、包围感和临度、具有较小的背景噪声、具有较好的空间感、包围感和临场感。场感。4、听觉定位机理、听觉定位机理 人对声音方向的定位能力是由听觉的定位特性决定的。产人对声音方向的定位能力是由听觉的定位特性决定的。产生听觉定
29、位的机理是复杂的，其基本原因是声音到达左右耳生听觉定位的机理是复杂的，其基本原因是声音到达左右耳的时间差、声级差，进而引起相位差、音色差所造成的；也的时间差、声级差，进而引起相位差、音色差所造成的；也与优先效应、耳壳效应等因素有关。确定一个声源的方位，与优先效应、耳壳效应等因素有关。确定一个声源的方位，需要从平面、距离、高度需要从平面、距离、高度3个方面来定位。个方面来定位。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识此外，人类对声音的空间印象，除了听觉的生理作用外，还此外，人类对声音的空间印象，除了听觉的生理作用外，还涉及心理作用因素、存在所谓心理声学效应问题。例如，见涉及心理作用因素、
30、存在所谓心理声学效应问题。例如，见物听音或启发诱导听音都会提高人对声源的定位能力。物听音或启发诱导听音都会提高人对声源的定位能力。5、双扬声器声像定位、双扬声器声像定位玲听重放的立体声时，听觉器官幻觉中的声源位置称为声像。玲听重放的立体声时，听觉器官幻觉中的声源位置称为声像。声像是立体声技术研究的首要问题。声像分布、声像清晰度声像是立体声技术研究的首要问题。声像分布、声像清晰度是最终体现立体声效果的关键，是研究立体声系统，设计立是最终体现立体声效果的关键，是研究立体声系统，设计立体声设备和指导放声布局及聆听方法的重要依据。体声设备和指导放声布局及聆听方法的重要依据。为解决立体声重放问题，历史上
31、曾作过许多努力。本世纪为解决立体声重放问题，历史上曾作过许多努力。本世纪30至至50年代不少学者相继通过实验和理论研究，探明了双扬年代不少学者相继通过实验和理论研究，探明了双扬声器放声时对听觉所产生的一些效应，如双耳效应、哈斯效声器放声时对听觉所产生的一些效应，如双耳效应、哈斯效应及界外现象等。应及界外现象等。上一页 下一页返回第一节第一节 声学常识声学常识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。实验还证实：两只扬声器辐射声像在扬声器基线上的位置。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
32、能融合成统一的声像。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；当当两声道信号完全相关时，聆听者感觉到的是点状声像；当信号不完全相关时，形成的是统一的较宽的声像；如果放送信号不完全相关时，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各发出各自的声音。均感到两只扬声器各发出各自的声音。综上所述，双声道立体声能够大体上重现平面内各声源的相综上所述，双声道立体声能够大体上重现平面内各声源的相对位置，并以密集的声像群形式产生一种扩散的混响声
33、。若对位置，并以密集的声像群形式产生一种扩散的混响声。若要重现三维空间的立体声效果，则需要采用多声道立体声系要重现三维空间的立体声效果，则需要采用多声道立体声系统，或者经过特殊处理的双声道系统。统，或者经过特殊处理的双声道系统。上一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器传声器，俗称话筒，又称麦克风传声器，俗称话筒，又称麦克风(Microphone)，是一种将，是一种将声音信号转换为电信号的音响设备。声音信号转换为电信号的音响设备。传声器是音响系统中常用的信号源设备。它是声音处理过程传声器是音响系统中常用的信号源设备。它是声音处理过程中的第一个环节，同时，受目前技术条件的制约，
34、它也是声中的第一个环节，同时，受目前技术条件的制约，它也是声音处理过程中最薄弱的环节。传声器在音响系统中起着重要音处理过程中最薄弱的环节。传声器在音响系统中起着重要作用，无论扩音还是录音都离不开它，所以，了解传声器的作用，无论扩音还是录音都离不开它，所以，了解传声器的结构学会选择传声器，掌握其正确的使用方法，对音响技结构学会选择传声器，掌握其正确的使用方法，对音响技术人员是十分必要的。术人员是十分必要的。一、传声器的种类和技术指标一、传声器的种类和技术指标下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器1传声器的分类传声器的分类传声器的种类很多。各式各样的音源有它们自己不同的声音传
35、声器的种类很多。各式各样的音源有它们自己不同的声音特点，目前还没有一种传声器能把所有的声音特性都完美地特点，目前还没有一种传声器能把所有的声音特性都完美地拾取下来。为此，音响工程师们设计出各种不同类型的传声拾取下来。为此，音响工程师们设计出各种不同类型的传声器，以适应不同音源特性的需要。传声器是有不同的分类方器，以适应不同音源特性的需要。传声器是有不同的分类方法。可按换能原理、指向性、传播方式、用途、使用功能等法。可按换能原理、指向性、传播方式、用途、使用功能等作如下分类。作如下分类。按换能原理分常见的有：动圈式传声器、带式传声器、电容按换能原理分常见的有：动圈式传声器、带式传声器、电容式传声
36、器、驻极体传声器式传声器、驻极体传声器按功能分常见的有：单声道传声器、立体声传声器、混响传按功能分常见的有：单声道传声器、立体声传声器、混响传声器声器上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器按输出阻抗分常见的有：高阻传声器（按输出阻抗分常见的有：高阻传声器（2050k）、低阻）、低阻传声器（传声器（200600）2传声器的主要技术指标传声器的主要技术指标(1)灵敏度灵敏度(Sensitivity)灵敏度表示传声器的声电转换能力，即指传声器声电转换过灵敏度表示传声器的声电转换能力，即指传声器声电转换过程中，把声压转换成电压的能力，是表征传声器性能的重要程中，把声压转换
37、成电压的能力，是表征传声器性能的重要参数。灵敏度以膜片受一单位声压作用时，其输出端开路时参数。灵敏度以膜片受一单位声压作用时，其输出端开路时输出电压的多少来表示。习惯上取在输出电压的多少来表示。习惯上取在1bar(微巴微巴)的声压的的声压的作用下输出电压的作用下输出电压的mV值作为传声器灵敏度。值作为传声器灵敏度。1bar大致相大致相当于人们按正常音量说话时，在当于人们按正常音量说话时，在1m远处测得的声压。远处测得的声压。上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器传声器灵敏度常用开路灵敏度和灵敏度级来表示。通常灵敏传声器灵敏度常用开路灵敏度和灵敏度级来表示。通常灵敏
38、度级也称为灵敏度，此时以度级也称为灵敏度，此时以DB数为单位。一般动圈式传声器数为单位。一般动圈式传声器的灵敏度约为的灵敏度约为-60-70db；电容式传声器约为；电容式传声器约为-4050db（1mV/Pa=-60db，V/Pa=0db）。）。不同灵敏度的传声器适用于不同的声源拾音。使用过程中，不同灵敏度的传声器适用于不同的声源拾音。使用过程中，灵敏度对提高信噪比有利，但也不可过分追求，太高的灵敏灵敏度对提高信噪比有利，但也不可过分追求，太高的灵敏度往往会引起失真。此外，还要注意区别传声器的类别，以度往往会引起失真。此外，还要注意区别传声器的类别，以便选择合适的输入接口。便选择合适的输入接口
39、。(2)频率响应频率响应上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器 频率响应是传声器输出电平与频率的关系。它是指传声器在频率响应是传声器输出电平与频率的关系。它是指传声器在一恒定声压作用下，传声器的输出电平随不同频率的电压变一恒定声压作用下，传声器的输出电平随不同频率的电压变化。频率响应可以用频率响应曲线来表示如化。频率响应可以用频率响应曲线来表示如图图03-05所示。所示。通常传声器应取平直的频响曲线，但有些时候应取中高频段通常传声器应取平直的频响曲线，但有些时候应取中高频段提升约提升约3dB的频响曲线，这样可增加拾音的明亮度和清晰度。的频响曲线，这样可增加拾音的明
40、亮度和清晰度。(3)等效噪声级等效噪声级 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，则该声波的声压级就等声器输出端的固有噪声电压相等时，则该声波的声压级就等于传声器的等效噪声级。通常以于传声器的等效噪声级。通常以dB表示即表示即上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器（dB）=94-20lgE/En式中：为灵敏度，单位为式中：为灵敏度，单位为mV/Pa；En是传声器固有噪声是传声器固有噪声电压，单位为电压，单位为mV。固有噪声电压就是在没有声波作用到传。固有噪声电压就是在没有声
41、波作用到传声器时，传声器本身输出的微小噪声电压，它决定传声器所声器时，传声器本身输出的微小噪声电压，它决定传声器所能接受的最低声压级。等效噪声级与灵敏度有关，在固有噪能接受的最低声压级。等效噪声级与灵敏度有关，在固有噪声电压相同的条件下，灵敏度越高，等效噪声级就越小。声电压相同的条件下，灵敏度越高，等效噪声级就越小。(4)动态范围动态范围传声器动态范围是指在规定的谐波失真条件下传声器动态范围是指在规定的谐波失真条件下(一般规定一般规定O5)，其所承受的最大声压级与绝对安静条件下传声器，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之差。因此传声器拾取的声音大小，其上限的等效噪声级之差。
42、因此传声器拾取的声音大小，其上限上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器受到非线性失真的限制，而下限受其固有噪声的限制。动态受到非线性失真的限制，而下限受其固有噪声的限制。动态范围太小会引起声音失真音质变坏，所以要求传声器有足范围太小会引起声音失真音质变坏，所以要求传声器有足够大的动态范围。高保真传声器的最大声压级在谐波失真够大的动态范围。高保真传声器的最大声压级在谐波失真O5时，要求达到时，要求达到114d9。若等效噪声级为。若等效噪声级为25dD，则，则动态范围约为动态范围约为90dB。(5)传声器阻抗传声器阻抗传声器的阻抗有两种，即输出阻抗与负载阻抗。传声器的
43、阻抗有两种，即输出阻抗与负载阻抗。传生器的输出阻抗即为传声器的交流内阻，通常在频率为传生器的输出阻抗即为传声器的交流内阻，通常在频率为1000Hz,声压约为声压约为1Pa时测得。一般在时测得。一般在1k以下为低阻抗，以下为低阻抗，大于大于1k为高阻抗。常用的低阻传声器输出阻抗约为为高阻抗。常用的低阻传声器输出阻抗约为200600，高阻传声器的阻值约为，高阻传声器的阻值约为2050k。专业传声器一。专业传声器一般都采用般都采用200600的低阻抗，以的低阻抗，以200为多。为多。上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器传声器的负载阻抗是指传声器输出端负载的阻抗，若与调
44、音传声器的负载阻抗是指传声器输出端负载的阻抗，若与调音台或放大器相配接台或放大器相配接,其负载阻抗即是调音台或放大器的输人阻其负载阻抗即是调音台或放大器的输人阻抗。为了保证传声器正常工作，要求负载阻抗应大于或等于抗。为了保证传声器正常工作，要求负载阻抗应大于或等于传声器输出阻抗的传声器输出阻抗的5倍。一般来说，传声器输出阻抗与调音倍。一般来说，传声器输出阻抗与调音台的输人阻抗为等值阻抗匹配时，传输功率最大。即台的输人阻抗为等值阻抗匹配时，传输功率最大。即 调音台输入阻抗调音台输入阻抗(ZIN)传声器输出阻抗传声器输出阻抗(ZOUT)此时，传输功率最大，但失真也较大。此时，传输功率最大，但失真也
45、较大。为了保证声源转换成为高质量、高保真的电信号为了保证声源转换成为高质量、高保真的电信号,要求宁肯损要求宁肯损失部分能量也不加大失真。所以一般采用跨接方式（负载阻失部分能量也不加大失真。所以一般采用跨接方式（负载阻抗抗5倍输出阻抗倍输出阻抗)。即。即 上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器传声器输出阻抗传声器输出阻抗ZOUT 5调音台输人阻抗调音台输人阻抗ZIN这样接入调音台的工作电路，既可保证传声器的正常工作，这样接入调音台的工作电路，既可保证传声器的正常工作，又可保证信号不失真。传声器的输出信号进人调音台输人电又可保证信号不失真。传声器的输出信号进人调音台输
46、人电路时，能量虽有损失，但可以在调音台电路中放大。路时，能量虽有损失，但可以在调音台电路中放大。传声器的输出阻抗越高，其空载灵敏度也就越高，但从信号传声器的输出阻抗越高，其空载灵敏度也就越高，但从信号传输的角度来看，传声器的输出阻抗愈高，信号传输途中就传输的角度来看，传声器的输出阻抗愈高，信号传输途中就愈容易受外界杂散电磁场的干扰，容易出现感应交流声愈容易受外界杂散电磁场的干扰，容易出现感应交流声等在传声器电缆较长情况下尤其如此。而且由于音频传输等在传声器电缆较长情况下尤其如此。而且由于音频传输电缆线存在微小线间分布电容，故电缆线长度越长其高频衰电缆线存在微小线间分布电容，故电缆线长度越长其高
47、频衰减越大。目前已很少使用高阻传声器。减越大。目前已很少使用高阻传声器。(6)指向性指向性 上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器传声器的指向性是指在某一指定频率下，随着声波入射方向传声器的指向性是指在某一指定频率下，随着声波入射方向的不同共灵敏度的变化特性的不同共灵敏度的变化特性,以声波沿以声波沿角入射时的传声器灵角入射时的传声器灵敏度与声波轴向入射时灵敏度的比值来表征其特性。它可以敏度与声波轴向入射时灵敏度的比值来表征其特性。它可以用指向性图用指向性图(极坐标形式极坐标形式)和指向频率响应曲线表示。也可以和指向频率响应曲线表示。也可以用指向性因数表示。指向性因
48、数是全指向性传声器声能响应用指向性因数表示。指向性因数是全指向性传声器声能响应和指向性传声器声能响应之比。和指向性传声器声能响应之比。传声器按指向特性不同可分成不同类型，以其拾取音源方向传声器按指向特性不同可分成不同类型，以其拾取音源方向的覆盖空间可以分成全指向性、双指向性、心形指向性、超的覆盖空间可以分成全指向性、双指向性、心形指向性、超心形的和强指向性型，如心形的和强指向性型，如图图03-06所示。所示。上一页 下一页返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器(7)失真度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。主要失真度即声音通过传声器声电变换后信号变形的程度。主
49、要是指谐波失真和频率失真。是指谐波失真和频率失真。谐波失真是指当输出的音频传号电压的谐波数量和输入的音谐波失真是指当输出的音频传号电压的谐波数量和输入的音频声信号的谐波数量发生了变化。传声器是由振动系统和电频声信号的谐波数量发生了变化。传声器是由振动系统和电路组成的换能传输系统。如果不是线性的，输出波形就与声路组成的换能传输系统。如果不是线性的，输出波形就与声源不同，增多或减少了某个频率与谐波，就会产生非线性的源不同，增多或减少了某个频率与谐波，就会产生非线性的谐波失真。一般要求谐波失真不能超过谐波失真。一般要求谐波失真不能超过0.5。（二）常用传声器的原理（二）常用传声器的原理上一页 下一页
50、返回第二节第二节 信号源设备之传声器信号源设备之传声器 电动式传声器是应用最多的一种传声器。其主要优点是结构电动式传声器是应用最多的一种传声器。其主要优点是结构简单，使用方便；它不需要附加前置放大器，没有极化电压，简单，使用方便；它不需要附加前置放大器，没有极化电压，因而不要向它馈送电源；牢固可靠、寿命长，与电容传声器因而不要向它馈送电源；牢固可靠、寿命长，与电容传声器相比，性能稳定，噪声电平较低；价格相对低廉等。电动式相比，性能稳定，噪声电平较低；价格相对低廉等。电动式传声器主要有动圈式传声器和带式传声器两种。两者工作原传声器主要有动圈式传声器和带式传声器两种。两者工作原理一样，都是按电磁换
