现代音响工程分析报告方案手册第九章.docVIP

第九章 专业音响周边设备的原理与应用 周边设备是专业音响系统中的重要组成部分。它的作用是对各种节目信号进行加工处理和润色、弥补建筑声学的缺陷、补偿电声设备性能的不足和产生特殊的声音效果等等。使系统的声音更为悦耳动听，满足使用要求。 周边设备的特点是品种繁多、功能各异、原理复杂、更新极快、使用广泛；如果不掌握其工作原理和使用方法很难用好用活它们，甚至会适得其反，把音响效果搞得更糟或者把它们全部傍通作为摆设，浪费投资。 本章将分别对频率特性均衡器(EQ)、～dB，远低于节目源的最大信号动态范围（可达130dB）； 在信号编辑和变换中（节目编辑、转录和延时效果处理等）随着变换次数的增加，音质会迅速恶化。 音频信号的数字化则可以完全解决上述问题，使音质有了飞跃的提高。 9.1.2如何把模拟类信号变成数字化音频？ 把连续变化的模拟信号变换成离散变化的脉冲数字信号（简称A/D变换）需要经过如图9-2所示的取样（或称采样）—量化—编码三个步骤。 取样（Sampling） 根据信息论原理，一个频率为fs正弦波连续信号的信息量完全包含在频率为其2倍的不连续的脉冲信号中，即fp=2fs。如图9-1所示。 如果要把20HZ～。因此我们现在制定的数字化音频的取样频率标准为44. 1KHZ或48KHZ。 图9-1 取样定律 量化（Quantization） 模拟信号采样后，需解决采样点振幅数值的读取问题。把连续变化的信号振幅按规定级差变成阶梯状变化的不连续的过程称为量化。 图9-2 取样—量化—编码的概念 图9-2中的量化级数为三位二进制编码，三位二进制码最多可表达8个十进制的等级（0～n（n为二进制码元0或1的数量—即bit数）。很明显，bit数越多，量化的级数就越多，量化后的取值与连续信号数值的误差就越小，这个误差值我们称为量化噪声。 用三位二进制数（3bit）读取连续信号的声音范围可划分为8个等级，如果用16位二进制数（16bit）读取时，声音的强弱范围就可划分成216=65536个等级，因而动态范围可达20lg216=96dB。但是bit数越多，传输、储存时需占有的频带也越宽。如取样频率为44. 1KHZ，采用16bit量化位数，将立体声（2路）信号数字化，那么在1秒需传递的脉冲（0，1）数（即需占有的频带宽度）为： 44.1103162=1.41106bit/S (即1.5Mbit/S) (9-1) 编码（Coding） 把量化了的采样值变换成码序列的过程称为编码。二进制使用0和1两个数字，逢2进1。 取样、量化和编码的过程统称为模拟/数字（A/D）转换。 9.1.3数字化音频信号具备的优点： 编码信号的振幅变化仅为0和1两个状态，其变化范围最多为20dB。因此非常适宜于各种媒体的储存。音频信号的动态范围则取决于采样率和量化的bit数，很容易实现大于90dB的动态范围。目前做得最好的模拟音频系统的动态范围不会超过75dB。 数字音频信号传输时尽管也会有噪声叠加在它上面，但通过对编码脉冲的削波/限幅可完全把它去除。因此数字音频的信号/噪声比极高，声音纯真清晰。 数字音频信号可以进行反复录制，编辑和变换，而不会给音频信号增加失真。 数字信号便于加工处理和控制，因此在周边设备中获得了广泛的应用。 9.2频率特性均衡器（Equalizer） 频率特性均衡器简称EQ，用来校正扩声系统频响特性的设备。可分为图示式均衡器（Graphic EQ）、arameter EQ）和数字均衡器（Digital EQ）三类。应用最多的是图示式均衡器，主要用于均衡房间和系统的频率特性，因此又称房间均衡器，如图9-3所示。参数均衡器用来补偿节目信号中欠缺的频率成分，抑制过重的频率成分。数字均衡器是一种使用数字电路的均衡器，它具有非常优异的性能，既可组成图示式均衡器，又可组成参数均衡器，使用极为方便。 图9-3 扩声系统频响特性的均衡 (a)系统均衡特性 (b)均衡的特性 9.2.1图示式均衡器 图示式均衡器简写为GEQ。由多个中心频率固定的带通/带阻滤波器组成。通过面板上推拉电位器键位置的分布，可以直观地反映出所调节的均衡频率的补偿曲线。此均衡器的最大特点是非常直观，当音响师调节完毕后，各频率的提升和衰减曲线一目了然，为使用者提供了很大的方便。图示式均衡器在系统中的作用是： 弥补建筑声学结构的缺陷，校正室内声学共振产生的频率特性畸变。 抑制声反馈，提高传声增益，改善厅堂扩声质量。 补偿扬声器箱频率特性不均匀引起的某些音频频率过强、某些频率声音不足等问题。 修饰和美化音色，提高音响效果，提供不同节目需要的频响特性。 图示式均衡器一般由10～～12dB或6dB，并可由开关转换。中心频率的间隔设置，即后一个频率f2与前