音響技術(shù)(2012年秋修改)

1、第1章組合音響系統(tǒng) 第第1章組合音響系統(tǒng)章組合音響系統(tǒng) 1.1 組合音響系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)組合音響系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 1.2 組合音響系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)組合音響系統(tǒng)相關(guān)知識(shí) 1.3 組合音響系統(tǒng)拓展知識(shí)組合音響系統(tǒng)拓展知識(shí) 第1章組合音響系統(tǒng) 1.1組合音響系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)組合音響系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1.1.1組合音響系統(tǒng)的分類組合音響系統(tǒng)的分類一般家用組合音響可分為普及型和中高檔型兩大類。普及型組合音響一般應(yīng)用在聽音室較小的場(chǎng)所，通常由AM/FM立體聲調(diào)諧器、錄音座、CD唱機(jī)、功率放大器和立體聲音箱等組成，一般采用一體式結(jié)構(gòu)；中高檔組合音響通常使用在聽音場(chǎng)所寬敞的場(chǎng)合，由數(shù)字調(diào)諧器、錄音座、CD唱機(jī)、功率放大器、圖示均衡

2、器、卡拉OK機(jī)和立體聲音箱等組成，一般采用分體式結(jié)構(gòu)。第1章組合音響系統(tǒng) 1.1.2組合音響系統(tǒng)的組成組合音響系統(tǒng)的組成本節(jié)以高保真音響系統(tǒng)為例介紹組合音響系統(tǒng)的組成。高保真的概念具體見1.3.4節(jié)。1高保真音響系統(tǒng)的組成高保真音響系統(tǒng)的組成高保真音響系統(tǒng)的組成包括高保真音源、音頻處理電路和揚(yáng)聲器系統(tǒng)三部分，結(jié)構(gòu)如圖11所示。由圖11可見，通過(guò)不同的高保真音源提供各種不同的節(jié)目信號(hào)，經(jīng)音頻放大器進(jìn)行加工處理并進(jìn)行放大后，取得足夠的功率去推動(dòng)揚(yáng)聲器工作，播放出與原聲源相同的聲音。 第1章組合音響系統(tǒng) 圖11高保真音響系統(tǒng)第1章組合音響系統(tǒng) 2高保真音響系統(tǒng)各部分的作用高保真音響系統(tǒng)各部分的作用1

3、）高保真音源高保真音源的作用是為高保真音響系統(tǒng)提供各種節(jié)目源，其中包括來(lái)自調(diào)諧器、錄音座、電唱機(jī)、CD/MD/VCD/DVD機(jī)、傳聲器等的信號(hào)。（1）調(diào)諧器。調(diào)諧器是一臺(tái)不包括功率放大器和揚(yáng)聲器的收音機(jī)，其作用是接收中、短波的調(diào)幅廣播和超短波的調(diào)頻廣播，并還原成音頻信號(hào)。調(diào)諧器有模擬調(diào)諧器和數(shù)字調(diào)諧器兩種形式，在高檔音響系統(tǒng)中一般都采用數(shù)字調(diào)諧器，通過(guò)調(diào)頻接收，可以提供高保真的音頻信號(hào)。 第1章組合音響系統(tǒng) （2）錄音座。錄音座是一臺(tái)不帶功率放大器和揚(yáng)聲器的錄音機(jī)，其作用是以磁帶為媒介記錄和重放音頻信號(hào)，通過(guò)使用高性能磁頭、磁帶，配合杜比降噪、微處理器等控制系統(tǒng)，可以提供高保真的音頻信號(hào)。（3

4、）電唱機(jī)。電唱機(jī)是音響設(shè)備中較早期使用的一種拾音設(shè)備。拾音器可將唱片中記錄的聲音信息變換成相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)，它具有頻率特性好、信噪比高、抖晃率小、分離度高等特點(diǎn)。第1章組合音響系統(tǒng) （4）CD/MD/VCD/DVD機(jī)。CD/MD/VCD/DVD機(jī)是一類利用激光，采取非接觸方式拾取激光唱片上音（視）頻信息的音（視）頻設(shè)備。CD光盤上記錄的是未經(jīng)壓縮的PCM數(shù)字編碼信號(hào)，是各種高保真音源中最理想的音源；MD光盤是一種微型光盤，記錄的是經(jīng)ATRAC壓縮編碼后的數(shù)字音頻信號(hào)；VCD光盤上除記錄有數(shù)字音頻信息外，還記錄有數(shù)字視頻信號(hào)，其聲音接近于CD機(jī)的質(zhì)量；DVD光盤記錄密度較VCD光盤高，圖像清晰度

5、是VCD的2倍，聲音采用杜比5.1聲道系統(tǒng)，可達(dá)到更加逼真的3D環(huán)繞立體聲效果。（5）傳聲器。傳聲器又稱麥克風(fēng)，作用是將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，是一種聲電轉(zhuǎn)換設(shè)備。各種優(yōu)質(zhì)音響載體都是取得高保真音響效果的源泉。 第1章組合音響系統(tǒng) 2）音頻處理電路）音頻處理電路音頻處理電路的作用是對(duì)音源送來(lái)的音頻信號(hào)進(jìn)行放大和處理，獲得足夠的功率以推動(dòng)揚(yáng)聲器正常工作。音頻處理電路主要包括前置放大器、功率放大器、圖示均衡器等電路。（1）前置放大器。前置放大器的作用是對(duì)不同的音源進(jìn)行選擇、電壓放大，并進(jìn)行音量、音調(diào)、平衡、響度、噪聲抑制等多種控制，是音響系統(tǒng)的音質(zhì)控制中心。（2）功率放大器。功率放大器的作用是對(duì)前置

6、放大器送來(lái)的音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，產(chǎn)生足夠的不失真功率以推動(dòng)揚(yáng)聲器正常工作。（3）圖示均衡器。圖示均衡器是一種音色處理電路，其作用是通過(guò)將音頻的全頻帶信號(hào)劃分為若干（最多31個(gè)）頻段，并分別對(duì)不同頻段信號(hào)進(jìn)行提升或衰減，以減少噪聲干擾，改善音色效果。 第1章組合音響系統(tǒng) 3）揚(yáng)聲器系統(tǒng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)是重放聲音信號(hào)的終端設(shè)備，包括揚(yáng)聲器、分頻器、箱體等，其作用是對(duì)功率放大器送來(lái)的音頻信號(hào)分頻段不失真地還原為聲波信號(hào)。（1）揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器是音箱的主要組成單元，是一種電聲轉(zhuǎn)換部件，其性能優(yōu)劣直接影響重放聲音的質(zhì)量。揚(yáng)聲器的主要性能指標(biāo)包括功率、頻率響應(yīng)、指向性、標(biāo)稱阻抗、失真等。揚(yáng)聲器種類較多，按照放音

7、頻率范圍可分為低音揚(yáng)聲器、中音揚(yáng)聲器、高音揚(yáng)聲器以及全頻帶揚(yáng)聲器；按照電聲換能方式可分為電動(dòng)式揚(yáng)聲器、電容式揚(yáng)聲器、壓電陶瓷揚(yáng)聲器等。目前，在家用音響設(shè)備和專業(yè)音響設(shè)備中，主要應(yīng)用的是電動(dòng)式揚(yáng)聲器。 第1章組合音響系統(tǒng) （2）分頻器。分頻器的作用是根據(jù)揚(yáng)聲器的不同特性，將全頻帶聲頻信號(hào)分為不同的頻段，使不同特性揚(yáng)聲器都能得到合適頻帶的激勵(lì)信號(hào)。分頻器分為電子分頻器和無(wú)源分頻器兩大類。電子分頻器是有源分頻，通常位于前置放大器與功率放大器之間。電子分頻器將信號(hào)分為多個(gè)頻段，然后送到對(duì)應(yīng)頻段的功率放大器進(jìn)行功率放大后，再推動(dòng)相應(yīng)的揚(yáng)聲器工作。電子分頻器具有瞬態(tài)特性好、無(wú)調(diào)制失真、調(diào)整靈活等一系列優(yōu)點(diǎn)

8、，但由于其電路較復(fù)雜，產(chǎn)品成本較高，因此一般應(yīng)用在專業(yè)音響設(shè)備中。 第1章組合音響系統(tǒng) 無(wú)源分頻器通常由繞成空芯的電感線圈和無(wú)極性電容組成，一般位于功率放大器后，安裝在音箱內(nèi)部。無(wú)源分頻器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，容易產(chǎn)生分頻點(diǎn)的漂移現(xiàn)象。 第1章組合音響系統(tǒng) （3）箱體。箱體的主要作用是降低揚(yáng)聲器的聲短路效應(yīng)，通常由高密度板或硬木制作，并在其內(nèi)部填充吸音材料。箱體按照結(jié)構(gòu)形式的不同可分為開敞式、封閉式、倒相式、迷宮式、號(hào)筒式等多種類型；按照用途與性能不同又可分為家用型、高保真、監(jiān)聽等類型。 第1章組合音響系統(tǒng) 1.2組合音響系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)組合音響系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)1.

9、2.1組合音響系統(tǒng)的電聲性能指標(biāo)組合音響系統(tǒng)的電聲性能指標(biāo)按照國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的高保真音響設(shè)備和系統(tǒng)特性的最低電氣性能要求（IEC581標(biāo)準(zhǔn)），我國(guó)制定了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了音頻組合設(shè)備通用技術(shù)條件，提出了各種音響設(shè)備的最低電聲性能要求和試驗(yàn)方法。下面就其主要的性能指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。1頻率范圍頻率范圍頻率范圍又稱頻率響應(yīng)或頻率特性，它是指各種放音設(shè)備能夠重放聲音信號(hào)的頻率范圍以及在此頻率范圍內(nèi)允許的振幅偏差程度（容差）。頻率范圍越寬，振幅偏差越小，頻率特性就越好。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的頻率范圍是40Hz12.5kHz，振幅偏差應(yīng)小于5dB。第1章組合音響系統(tǒng) 2諧波失真諧波失真諧波失真是指在音響設(shè)

10、備的各種放大器中，由于放大器的非線性而導(dǎo)致信號(hào)產(chǎn)生的高次諧波成分。諧波失真越小，聲音越逼真，保真度越好。通常，調(diào)諧器的諧波失真要小于0.2%，CD機(jī)的諧波失真小于0.01%。3信噪比信噪比信噪比是指有用信號(hào)與噪聲大小之比，用S/N表示。信噪比通常用分貝值來(lái)表示，分貝數(shù)越大，信噪比越高，重放出的聲音音質(zhì)越好。 第1章組合音響系統(tǒng) 4輸出功率輸出功率輸出功率是指組合音響功率放大器的輸出功率，輸出功率有最大輸出功率、不失真輸出功率、額定輸出功率三種。最大輸出功率是指不考慮失真時(shí)，功率放大器能輸出的最大功率；不失真輸出功率是指在非線性失真不大于10%的情況下，功率放大器實(shí)際能夠輸出的功率；額定輸出功率

11、又稱標(biāo)稱功率，是指功率放大器應(yīng)該達(dá)到的最低限度的不失真輸出功率。音響設(shè)備除上述最基本的性能指標(biāo)外，還有一些如增益、瞬態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、計(jì)權(quán)以及分離度等性能指標(biāo)。 第1章組合音響系統(tǒng) 1.2.2組合音響系統(tǒng)的連接組合音響系統(tǒng)的連接由于組合音響的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接線的種類、數(shù)量較多，因此在進(jìn)行各種設(shè)備的組合連接前應(yīng)認(rèn)真閱讀說(shuō)明書和接線圖。組合音響系統(tǒng)的連接主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。1天線連接天線連接組合音響調(diào)諧器的接收天線有兩種類型，一是AM接收天線，二是FM接收天線。對(duì)于一體式結(jié)構(gòu)的組合音響，其AM調(diào)諧器接收天線一般為一根12m長(zhǎng)的拖線，只需將其接在AM接收天線（AMANT）的插口上即可；FM接收天線

12、通常采用單鞭拉桿式天線，不需再進(jìn)行連接。對(duì)于分體式組合音響，其調(diào)諧器的天線有兩組，均設(shè)有插口并配備帶有插頭的接線，將其分別接在“AMANT”與“FMANT”位置上即可。 第1章組合音響系統(tǒng) 2節(jié)目源與功率放大器連接節(jié)目源與功率放大器連接由于組合音響的節(jié)目源較多，因此節(jié)目源與功率放大器之間的接線也較為復(fù)雜，尤其是核心節(jié)目源（如CD機(jī)、DVD機(jī)）與功率放大器之間的接線。雖然節(jié)目源與功率放大器之間接線較復(fù)雜，但一般都可以根據(jù)各種設(shè)備所提供的插頭、接口英文標(biāo)記進(jìn)行連接，例如LINEAUX（線路）、LINEINPUT（線路輸入）、PHONE（耳機(jī)）、MIC（傳聲器）、CDOUTJACKS（CD唱機(jī)輸出插

13、座）等。對(duì)于帶有杜比數(shù)碼（DolbyDigital）、DTS或MPEG解碼器輸出的DVD機(jī)與已內(nèi)裝有杜比數(shù)碼、DTS或MPEG解碼器的AV放大器之間的數(shù)字信號(hào)連接，可使用對(duì)應(yīng)設(shè)備上的COAXIAL（同軸）、OPTICAL（光纖）端子進(jìn)行連接。 第1章組合音響系統(tǒng) 3音箱連接音箱連接普及型組合音響一般只有左（L）、右（R）兩只音箱，連接時(shí)只需將功率放大器的左（L）、右（R）輸出端子分別與左（L）、右（R）音箱連接即可；對(duì)于中高檔組合音響，其音箱的輸入端一般采用“卡夾式”插口。為避免接錯(cuò)，連接線和插頭均采用不同顏色予以區(qū)別，接線時(shí)導(dǎo)線的端頭不要?jiǎng)兂鲞^(guò)多，當(dāng)引線采用多股芯線時(shí)，應(yīng)將多股芯線絞緊后再插

14、入“卡夾式”插口內(nèi)，以防短路。同時(shí)，在接線時(shí)要注意音箱的極性應(yīng)與功率放大器輸出端的極性一致，并且兩只音箱的擺放位置不要顛倒。 第1章組合音響系統(tǒng) 采用以DVD機(jī)為核心構(gòu)成的家庭影院系統(tǒng)中，一般都配置有5.1聲道音響系統(tǒng)，DVD機(jī)與功率放大器的輸出端子較多，除要注意音箱的擺放位置正確外，還要注意將中置音箱接到功放“CENTEROUT”端子，將左、右主音箱分別接到功放的“MAINOUT”對(duì)應(yīng)的L、R位置，將環(huán)繞聲音箱接到功放的“SURROUNDOUT”對(duì)應(yīng)的L、R位置，將超重低音音箱接到功放的“SUBWOOFEROUT”端子上。第1章組合音響系統(tǒng) 4供電電壓選擇供電電壓選擇國(guó)產(chǎn)組合音響一般都采用2

15、20V交流供電，但有些進(jìn)口組合音響采用的是交流110V供電。對(duì)于采用交流110V供電的組合音響，在使用前須將“交流電源轉(zhuǎn)換開關(guān)”撥到“交流220V”位置上。第1章組合音響系統(tǒng) 1.2.3組合音響系統(tǒng)的使用與維護(hù)組合音響系統(tǒng)的使用與維護(hù)1組合音響系統(tǒng)的使用組合音響系統(tǒng)的使用組合音響系統(tǒng)的使用原則有兩點(diǎn)，一是電源選擇正確，二是節(jié)目源選擇正確。1）調(diào)諧器對(duì)于模擬調(diào)諧器，其結(jié)構(gòu)和使用方法與普通收錄機(jī)的調(diào)諧器完全相同。對(duì)于數(shù)字式調(diào)諧器，在按下波段選擇開關(guān)后通過(guò)調(diào)諧按鈕的“+”、“-”進(jìn)行自動(dòng)搜索電臺(tái)，當(dāng)穩(wěn)定搜到一個(gè)電臺(tái)后即停止搜索。如果需要搜索其他電臺(tái)，重復(fù)上述操作即可。在數(shù)字調(diào)諧器中，通常都可以預(yù)置一

16、定數(shù)量的電臺(tái)并進(jìn)行存儲(chǔ)，以便在下次使用時(shí)只要按一下相應(yīng)的頻道開關(guān)，便可立即收到被記憶的電臺(tái)。 第1章組合音響系統(tǒng) 2）錄音座單卡錄音座的結(jié)構(gòu)和使用方法與普通收錄機(jī)的錄、放功能相同，具有雙卡錄音座的組合音響一般都具有杜比降噪、連續(xù)放音、快速錄音等功能。如果要使用杜比降噪功能，注意在使用杜比原聲磁帶放音時(shí)，一定要打開降噪開關(guān)，當(dāng)使用不具有杜比降噪的磁帶時(shí)，應(yīng)將杜比降噪開關(guān)處于關(guān)閉位置。 第1章組合音響系統(tǒng) 3）CD唱機(jī)當(dāng)使用CD唱機(jī)時(shí)，應(yīng)將組合音響的節(jié)目源選擇開關(guān)選到CD機(jī)狀態(tài)，拿取CD盤片時(shí)應(yīng)持唱片的邊緣，通過(guò)進(jìn)/出倉(cāng)鍵放入和取出CD盤片。4）功率放大器對(duì)功率放大器的使用，應(yīng)首先通過(guò)手動(dòng)或遙控操

17、作選擇輸入的節(jié)目源（TUNER、TAPE、CD、DVD等），然后再分別對(duì)音量大小、音調(diào)、平衡等進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到滿意為止。 第1章組合音響系統(tǒng) 2組合音響的維護(hù)組合音響的維護(hù)做好組合音響的維護(hù)是保持組合音響設(shè)備長(zhǎng)期工作狀態(tài)良好的前提，對(duì)組合音響的日常維護(hù)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（1）保持良好的使用環(huán)境，盡可能放置在干燥、通風(fēng)、遠(yuǎn)離熱源的地方，以免設(shè)備受潮、受熱，元器件老化變質(zhì)等。（2）注意防震防塵，定期進(jìn)行清潔除塵。（3）定期通電除潮，尤其是在梅雨季節(jié)，避免元器件損壞。（4）組合音響不用時(shí)，應(yīng)將各功能鍵處于復(fù)位狀態(tài)。磁帶不用后應(yīng)從卡座中取出，CD盤片不用后也要將其從托盤中取出，以防變形而影響使用

18、。 第1章組合音響系統(tǒng) 1.3組合音響系統(tǒng)拓展知識(shí)組合音響系統(tǒng)拓展知識(shí)1.3.1聲學(xué)特性聲學(xué)特性1聲波的傳播特性聲波的傳播特性聲波能在氣體、液體及固體等彈性媒質(zhì)中傳播，但不能在真空中傳播。傳播聲波的空間稱為聲場(chǎng)，聲場(chǎng)可分為自由聲場(chǎng)、擴(kuò)散聲場(chǎng)和半自由聲場(chǎng)。聲波在聲場(chǎng)中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射、折射、繞射和干涉等現(xiàn)象，并具有一定的傳播規(guī)律。自由聲場(chǎng)是指在各方向上沒有反射的一種理想聲場(chǎng)，在任何一點(diǎn)上的聲音只有直達(dá)聲。消聲室就是人為模擬的自由聲場(chǎng)。 第1章組合音響系統(tǒng) 擴(kuò)散聲場(chǎng)是指在各方向上接近全反射的一種理想聲場(chǎng)，在任何一點(diǎn)上的聲音既有直達(dá)聲也有反射聲?；祉懯揖褪侨藶槟M的擴(kuò)散聲場(chǎng)。半自由聲場(chǎng)是實(shí)際上存在的

19、，它介于自由聲場(chǎng)和擴(kuò)散聲場(chǎng)之間，取決于聽音環(huán)境的吸聲能力。 第1章組合音響系統(tǒng) 1）反射與折射聲波從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象。聲波在空氣中傳播時(shí)，若遇到平面的障礙物，一部分聲波將被反射，反射角等于入射角。反射聲波好像是從障礙物后的另一聲源發(fā)射出來(lái)一樣，稱為聲像。聲像與聲源到障礙物的距離相等。聲波在空氣中傳播時(shí)，若遇到凹面的障礙物，其反射特性具有聚焦反射現(xiàn)象，稱為聲波的聚焦。若遇到凸面的障礙物，其反射特性具有擴(kuò)散反射現(xiàn)象。 第1章組合音響系統(tǒng) 當(dāng)聲波遇到障礙物時(shí)，除了產(chǎn)生反射現(xiàn)象外，還有一部分聲波將進(jìn)入障礙物，稱為折射。障礙物吸收聲波的能力與其特性有關(guān)。聲波的反射與

20、折射現(xiàn)象是聽音環(huán)境設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。在演播室、聽音室、歌劇場(chǎng)和電影院的四周總是建造成凹凸不平的墻面，就是為了使聲波產(chǎn)生雜亂反射以形成均勻聲場(chǎng)，并讓墻壁吸收一部分能量，使這些空間具有適當(dāng)?shù)幕祉憰r(shí)間。 第1章組合音響系統(tǒng) 2）繞射當(dāng)聲波遇到障礙物時(shí)，會(huì)有一部分聲波繞過(guò)障礙物而繼續(xù)向前傳播，這種現(xiàn)象稱為繞射，又稱衍射。繞射的程度取決于聲波的波長(zhǎng)與障礙物大小之間的關(guān)系，若聲波波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于障礙物尺寸，則繞射現(xiàn)象非常顯著；若聲波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于障礙物尺寸，則繞射現(xiàn)象較弱，甚至不發(fā)生繞射。因此，對(duì)于同一個(gè)障礙物，頻率較低的聲波較易繞射，而頻率較高的聲波不易繞射，所以聲波的傳播具有較強(qiáng)的方向性，人們利用繞射現(xiàn)象可

21、以對(duì)聲波進(jìn)行很有效的控制。當(dāng)聲波通過(guò)障礙物的洞孔時(shí)，也會(huì)發(fā)生繞射現(xiàn)象。當(dāng)聲波波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于洞孔尺寸時(shí)，洞孔好像一個(gè)新的點(diǎn)聲源，聲波從洞孔向各個(gè)方向傳播；當(dāng)聲波波長(zhǎng)小于洞孔尺寸時(shí)，只能從洞孔向前方傳播。 第1章組合音響系統(tǒng) 3）干涉）干涉當(dāng)兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同且步調(diào)一致的聲源發(fā)出的聲波相互疊加時(shí)就會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。如果它們的相位相同，則兩聲波疊加后其聲壓加強(qiáng)；反之，如果它們的相位相反，則兩聲波疊加后便會(huì)相互減弱，甚至完全抵消。由于聲波的干涉作用，常使空間的聲場(chǎng)出現(xiàn)固定的分布，形成波腹和波節(jié)，即出現(xiàn)通常所說(shuō)的駐波。經(jīng)常可以遇到造成聲波干涉的條件，例如：當(dāng)兩只等距分布的揚(yáng)聲器在同相位狀態(tài)下振動(dòng)發(fā)聲時(shí)

22、，聲波到達(dá)兩揚(yáng)聲器之間中軸線上的各點(diǎn)時(shí)總是處在同相位狀態(tài)，于是來(lái)自兩只揚(yáng)聲器的聲波在該處相互加強(qiáng)。當(dāng)兩只揚(yáng)聲器在反相位狀態(tài)下振動(dòng)發(fā)聲時(shí)，情況正好相反，來(lái)自兩只揚(yáng)聲器的聲波在該處相互抵消，導(dǎo)致兩只揚(yáng)聲器還不如一只揚(yáng)聲器響的“奇怪”現(xiàn)象。 第1章組合音響系統(tǒng) 2聲音的基本要素聲音的基本要素聲音在物理上可以用聲壓的幅度、頻率和相位三個(gè)客觀參量來(lái)描述，而在聽覺上則常用響度、音調(diào)和音色三個(gè)主觀參量來(lái)描述，俗稱聲音三要素。1）響度響度俗稱音量，是指人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的主觀感受。響度不僅正比于聲音強(qiáng)度的對(duì)數(shù)值，而且與聲音的頻率有關(guān)，對(duì)于聲強(qiáng)相同的聲音，人耳會(huì)感覺10004000Hz的聲音最響，隨頻率的降低或上升

23、，其響度的感覺會(huì)減小。響度特性可以用等響曲線來(lái)表示。圖12所示是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦的等響曲線，它反映了人類對(duì)響度感覺的基本規(guī)律。第1章組合音響系統(tǒng) 圖12等響曲線 第1章組合音響系統(tǒng) 由等響曲線可以看出，人耳對(duì)30004000Hz頻率范圍內(nèi)的聲音響度感覺最靈敏。另外，聲壓級(jí)越高，等響曲線越趨平坦；聲壓級(jí)不同，等響曲線有較大差異，特別是在低頻。這樣，若以低于或高于原始聲音的聲壓級(jí)重放聲源，則會(huì)改變?cè)悸曇舾黝l率成分的相對(duì)響度關(guān)系，產(chǎn)生音色失真。所以，在放音時(shí)，特別是小音量放音時(shí)，為了不改變?cè)家羯?，?yīng)借助等響曲線所揭示的聽覺特性自動(dòng)將高音和低音適當(dāng)提升，以補(bǔ)償人耳在不同音量情況下對(duì)聲音感受的差異

24、，使得不論音量大小，人耳的聽覺感受只是響度發(fā)生變化，而音色不變，這就是響度控制電路的作用。 第1章組合音響系統(tǒng) 2）音調(diào)）音調(diào)音調(diào)又稱音高，是指人耳對(duì)聲音音調(diào)高低的主觀感受。音調(diào)主要取決于聲音的基波頻率，基頻越高，音調(diào)越高。音調(diào)同時(shí)還與聲音的強(qiáng)度有關(guān)，人耳對(duì)音調(diào)的辨別能力不同，一般中頻段最靈敏，高、低頻段較差。音調(diào)大體上與頻率的對(duì)數(shù)值成正比，這一關(guān)系在音樂中獲得應(yīng)用。目前世界上通用的十二平分律等程音階就是按照基波頻率的對(duì)數(shù)值取等分而確定的。聲音基頻每增加一個(gè)倍頻程，音樂上稱為提高一個(gè)“八度音”。 第1章組合音響系統(tǒng) 3）音色音色是指人耳對(duì)聲音特色的主觀感受。音色由聲音的基波和諧波組成，主要取決

25、于聲音的頻譜結(jié)構(gòu)，還與聲音的響度、音調(diào)、持續(xù)時(shí)間、建立過(guò)程及衰變過(guò)程等因素有關(guān)。基波是聲音的音高，諧波是聲音的泛聲（基波頻率的整數(shù)倍），因而音色比響度、音調(diào)更復(fù)雜。聲音的頻譜結(jié)構(gòu)用基頻、諧頻數(shù)目、幅度大小及相位關(guān)系來(lái)描述。不同的頻譜結(jié)構(gòu)，就有不同的音色。即使基頻相同，音調(diào)相同，但若諧頻結(jié)構(gòu)不同，則音色也不同。例如鋼琴和黑管演奏同一音符時(shí)，其音色是不同的，因?yàn)樗鼈兊闹C頻結(jié)構(gòu)不同。正因?yàn)槿硕哂袇^(qū)分音色的能力，才能辨別不同的樂器，辨別不同人的聲音，辨別音響重放系統(tǒng)是否存在失真。因此，要求高保真音頻放大器和音箱應(yīng)具有足夠的有效頻率范圍和平均的頻率特性，以保持音頻信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)不變。 第1章組合音響系

26、統(tǒng) 1.3.2人耳的聽覺特性人耳的聽覺特性1.聽覺靈敏度聽覺靈敏度聽覺的基本特性決定著人們對(duì)聲音的主觀感受，可聞聲、聽閾和痛域決定了人耳的聽覺范圍。1）可聞聲可聞聲是指正常人可以聽到的聲音，其頻率范圍為20Hz20kHz，稱為音頻。20Hz以下稱為次聲，20kHz以上稱為超聲。在音頻范圍內(nèi)，人耳對(duì)中頻段14kHz的聲音較為靈敏，對(duì)低頻和高頻段的聲音則比較遲鈍。對(duì)于次聲和超聲，即使強(qiáng)度再大，人耳也聽不到。 第1章組合音響系統(tǒng) 2）聽閾和痛域可聞聲必須達(dá)到一定的強(qiáng)度才能被聽到，正常人能聽到的強(qiáng)度范圍為0140dB。使聲音聽得見的最低聲壓級(jí)稱為聽閾，它和聲音的頻率有關(guān)。在良好的聽音環(huán)境中，聽力正常的

27、青年人在8005000Hz頻率范圍內(nèi)的聽閾接近于0dB。當(dāng)左右兩耳聽閾有差異時(shí)，雙耳聽閾主要取決于靈敏度較好的那只耳朵。當(dāng)兩耳靈敏度完全相同時(shí)，雙耳聽閾比單耳聽閾低3dB左右。使耳朵感到疼痛的聲壓級(jí)稱為痛域，它與聲音的頻率關(guān)系不大。通常聲壓級(jí)達(dá)到120dB時(shí)，人耳感到不舒適；聲壓級(jí)大于140dB時(shí)，人耳感到疼痛；聲壓級(jí)超過(guò)150dB時(shí)，人耳會(huì)發(fā)生急性損傷。 第1章組合音響系統(tǒng) 3）聽覺靈敏度人耳正常的聽覺范圍較大，語(yǔ)言和音樂只占整個(gè)聽覺范圍的很小一部分。聽覺靈敏度是指人耳對(duì)聲壓、頻率及方位的微小變化的判斷能力。當(dāng)聲壓發(fā)生變化時(shí)，人們聽到的響度會(huì)有變化。例如聲壓級(jí)在50dB以上時(shí)，人耳能分辨出的

28、最小聲壓級(jí)差約為1dB；而聲壓級(jí)小于40dB時(shí)，要變化13dB才能覺察出來(lái)。 第1章組合音響系統(tǒng) 當(dāng)頻率發(fā)生變化時(shí)，人們聽到的音調(diào)會(huì)有變化。例如頻率為1000Hz、聲壓級(jí)為40dB的聲音，變化3Hz就能覺察出來(lái)；當(dāng)頻率超過(guò)1000Hz、聲壓超過(guò)40dB時(shí)，人耳能覺察到的相對(duì)頻率變化范圍約為0.003（f/f）。研究結(jié)果表明：對(duì)于純音，人耳能分辨出280個(gè)聲壓層次和1400個(gè)頻率層次。對(duì)于復(fù)雜音，人耳只能分辨7種不同的響度層次和7種不同的音調(diào)，共49種響度和音調(diào)的組合。這個(gè)數(shù)字頗為接近人們?cè)谡Z(yǔ)言中可覺察到的音素?cái)?shù)。在高保真音響系統(tǒng)中，如果能將聲音的畸變控制在人耳無(wú)法覺察的范圍內(nèi)，便可以獲得高保真

29、的主觀聽覺效果。 第1章組合音響系統(tǒng) 2掩蔽效應(yīng)掩蔽效應(yīng)掩蔽效應(yīng)是指同一環(huán)境中的其他聲音使聆聽者降低對(duì)某一聲音的聽力，即一個(gè)較強(qiáng)的聲音往往會(huì)掩蓋住一個(gè)較弱的聲音。掩蔽效應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的生理心理現(xiàn)象，它與兩個(gè)聲音的聲壓級(jí)、頻譜、方向、持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。主要表現(xiàn)在當(dāng)兩個(gè)聲音的頻率越接近，掩蔽效應(yīng)越大；掩蔽聲的聲壓級(jí)越高，掩蔽效應(yīng)越大且掩蔽的頻率范圍越寬；低頻聲容易掩蔽高頻聲，而高頻聲較難掩蔽低頻聲。掩蔽效應(yīng)在音響技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。例如一些降噪系統(tǒng)就是利用掩蔽效應(yīng)的原理設(shè)計(jì)的，信噪比的概念及其指標(biāo)要求也是根據(jù)掩蔽效應(yīng)提出來(lái)的。在數(shù)字音源中，可利用掩蔽效應(yīng)進(jìn)行壓縮編碼。 第1章組合音響系統(tǒng) 3.

30、哈斯效應(yīng)（回聲感覺）哈斯效應(yīng)（回聲感覺）如果兩個(gè)不同的聲源發(fā)出同樣的聲音，在同一時(shí)間以同樣的強(qiáng)度到達(dá)聽眾時(shí)，則主觀感覺聲音是來(lái)自兩個(gè)聲源之間；如果其中一個(gè)略有延時(shí)(535ms)，聽起來(lái)兩個(gè)聲音都來(lái)自先到達(dá)的聲源，延時(shí)聲源的存在對(duì)定向方位沒有影響，只是增加了響度；如果延時(shí)在3550ms之間，則延時(shí)聲源的存在可以被識(shí)別出來(lái)，但其方向仍在未延時(shí)的聲源方向；只有延時(shí)超過(guò)50ms時(shí)，第二個(gè)聲源才像一個(gè)清晰的回聲一樣被聽到。由此可見，如果在50ms以內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)相同的聲音，一般不能區(qū)分出來(lái)，僅能覺察到音色和響度的變化；如果讓第二個(gè)聲音延遲50ms以后再出現(xiàn)，而且有足夠的響度，人耳就可以把它們區(qū)分出來(lái)。這種效

31、應(yīng)應(yīng)用于室內(nèi)擴(kuò)音系統(tǒng)，可以在分布式揚(yáng)聲器系統(tǒng)的聲場(chǎng)中保證聽眾視覺和聽覺的一致性。 第1章組合音響系統(tǒng) 4.多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)當(dāng)聲源與聽者彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)感到某一頻率確定的聲音的音調(diào)發(fā)生變化。例如火車開過(guò)來(lái)時(shí)聽到的汽笛聲是頻率稍高的音調(diào)，火車離開時(shí)就聽到頻率稍低的音調(diào)。這種現(xiàn)象稱之為多普勒效應(yīng)。當(dāng)聲源以一定的速度運(yùn)動(dòng)而聽者靜止時(shí)，聲強(qiáng)(聲壓)也有類似的變化，移近的聲源在同樣距離上要比它不移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)度大，移開的聲源產(chǎn)生的強(qiáng)度要小些。 第1章組合音響系統(tǒng) 5雙耳定位特性雙耳定位特性1）方向感聽音時(shí)，人們能夠用耳朵判斷出聲音方向，確定聲源所在的位置。來(lái)自同一聲源的聲音到達(dá)兩耳時(shí)，在時(shí)間、強(qiáng)度和

32、相位等方面都存在著差異，正是根據(jù)這種差異可以實(shí)現(xiàn)對(duì)“聲像”的定位。人耳對(duì)于左右水平方向的方位分辨能力要比上下豎直方向的分辨能力強(qiáng)得多，通?？梢苑直娉鏊椒较?15的變動(dòng)；但在豎直方向，有時(shí)要大于60才能分辨出來(lái)。 第1章組合音響系統(tǒng) 聽覺上具有方向感這一特性，使人們?cè)谝黄须s的環(huán)境下有可能“全神貫注”地聽出來(lái)自某一個(gè)方向的一個(gè)比較特殊的聲音，如果把一耳塞住，用單耳收聽，上述方向感就會(huì)消失，這時(shí)聽音受環(huán)境干擾嚴(yán)重，聲音含混不清。利用聽覺的方向感這一特性，要求廳堂內(nèi)布置揚(yáng)聲器時(shí)，要盡可能地保證“視”、“聽”的方向一致，就是說(shuō)要讓耳朵聽到的聲源和眼睛看到的聲源來(lái)自同一個(gè)方向。這就要求盡量采用“集中式

33、”擴(kuò)聲系統(tǒng)，即將音箱集中在舞臺(tái)兩側(cè)，并使音箱在水平方向盡量靠近聲源；至于它在垂直方向位置的高低，往往影響較小。 第1章組合音響系統(tǒng) 2）雙耳效應(yīng)人耳具有“聲像”定位功能，是由于人耳有雙耳效應(yīng)和耳殼效應(yīng)。雙耳效應(yīng)主要取決于聲音到達(dá)雙耳的時(shí)間差、相位差、響度差和音色差，在室內(nèi)還包括直達(dá)聲和混響聲的能量比。另外，人耳的耳殼能將聲音形成延時(shí)量很短的重復(fù)聲，幫助人們更準(zhǔn)確地完成聲像定位。 第1章組合音響系統(tǒng) 1.3.3立體聲與立體聲系統(tǒng)立體聲與立體聲系統(tǒng)1.立體聲立體聲自然界中所發(fā)出的聲音，都存在于人類生活的立體空間中。它們的方位和傳播的特性都具有立體性質(zhì)，所以，當(dāng)直接聽到這些聲音時(shí)，除了能感受到聲音的

34、強(qiáng)度、音調(diào)和音色以外，還能感受到這些聲音的方位和層次。這種具有方位層次等空間分布特性的聲音稱為立體聲，例如在自然環(huán)境或音樂廳中聽到的音樂聲屬于自然立體聲。 第1章組合音響系統(tǒng) 立體聲的感覺包括了聲音的展開感、縱深感、方向感、聲包圍感、聲像的定位感、聲像的移動(dòng)感和臨場(chǎng)感等，由于其具有三維空間的立體感覺而得名，音響技術(shù)中稱其為原發(fā)聲。在音樂廳內(nèi)，聆聽者聽到的立體聲由直達(dá)聲、早期反射聲和混響聲三部分聲音構(gòu)成。直達(dá)聲能夠幫助人們確定聲源的方位；早期反射聲給人空間感，可以感覺到音樂廳的空間大??；混響聲給人包圍感，可以感受到聲音在三維空間環(huán)繞。早期反射聲和混響聲共同作用，綜合形成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的音響氣氛，即產(chǎn)生

35、所謂臨場(chǎng)感。 第1章組合音響系統(tǒng) 2.立體聲技術(shù)立體聲技術(shù)立體聲技術(shù)是指如何將立體聲處理為立體聲信號(hào)并通過(guò)傳播而重現(xiàn)立體聲。用立體聲技術(shù)來(lái)傳播和再現(xiàn)聲音，不僅能反映出聲音的空間分布感，而且能夠提高聲音的層次感、清晰度和透明度，明顯地改善聲音再現(xiàn)的質(zhì)量，極大地增強(qiáng)臨場(chǎng)效果。音響技術(shù)中的立體聲是指利用錄音、傳輸和重放系統(tǒng)還原的聲音，它應(yīng)該具有原發(fā)聲的特點(diǎn)。立體聲音響技術(shù)是一種按照原發(fā)聲特點(diǎn)進(jìn)行音頻信號(hào)處理的技術(shù)。在這個(gè)處理過(guò)程中，需要研究各類不同原發(fā)聲的物理特性和人耳的主觀感受特性，并且根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和使用。 第1章組合音響系統(tǒng) 現(xiàn)代立體聲技術(shù)充分利用人耳的聽覺效應(yīng)來(lái)使得聽音者聽

36、到立體聲效果。立體聲技術(shù)中包括雙聲道、多聲道、模擬立體聲以及環(huán)繞立體聲等音頻信號(hào)處理方式。多聲道與單聲道重放聲相比，具有清晰度高、方位感和分布感明顯、背景噪聲小、空間和臨場(chǎng)感強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。由此可見，立體聲技術(shù)就是在聲電聲的處理過(guò)程中，原汁原味地產(chǎn)生、傳播、重放和聆聽原發(fā)聲的技術(shù)，缺一不可。 第1章組合音響系統(tǒng) 3立體聲系統(tǒng)立體聲系統(tǒng)立體聲系統(tǒng)是由不同數(shù)目的聲源、聲音傳輸通道及揚(yáng)聲器（音箱）所組成的聲音再現(xiàn)系統(tǒng)。電聲音響系統(tǒng)可按表11表述分類。 第1章組合音響系統(tǒng) 表表11電聲音響系統(tǒng)分類電聲音響系統(tǒng)分類 系統(tǒng)名稱 聲源路數(shù)（N1） 傳輸?shù)罃?shù)（N2） 揚(yáng)聲器數(shù)（N3） 單聲道 1 1 1 模擬立體聲 1 1 2 雙聲道立體聲 2 2 2 雙聲道編碼立體聲 2 1 2 四聲道立體聲 4 4 4 四聲道編碼立體聲 4 2 4 六聲道立體聲 6 6 6 六聲道編碼立體聲 6 2 6 第1章組合音響系統(tǒng) 圖13立體聲系統(tǒng)框圖 第1章組合音響系統(tǒng) 當(dāng)N2=N3=1時(shí)，即為單聲道系統(tǒng)；當(dāng)N2=N3=2時(shí)，即為雙聲道立體聲系統(tǒng)；當(dāng)N22，N32時(shí)，為多聲道系統(tǒng)。如果N2=1，N31，則稱為贗立體聲，又稱模擬立體聲或偽立體聲。顯然贗立體聲不是立體聲，而是借助某種技術(shù)手段(如頻率分割或延時(shí)的方法)，將它模