声频技术2生理心理声学电声学.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,#,厅堂扩声基础,室内声学,听觉范围,声压级范围（闻阈，痛阈）,频率范围：次声，可闻声，超声（,20Hz20KHz,。低于,20Hz,：次声波，高于,20KHz,：超声波。）,厅堂扩声基础,室内声学,听觉灵敏度,人耳对声压、频率及方位的微小变化的判断能力称为听觉灵敏度,声源声压级大于,50dB,声源声压级小于,40dB,可分辨的声压级的微小变化,1dB,1-3dB,声源参数：,1000Hz,，,40dB,可分辨的频率的微小变化,3Hz,厅堂扩声基础,室内声学,响度（,Loudness,）,Vs.,振幅,响度：响度是人耳对声压大小的感觉判断,响度级：,1KHz,的声压级为响度级，单位：,phon,（方）,声级，声级计，计权，计权网络,为了用仪器直接测出反映人对噪声的响度感觉，便从,等响曲线,中选取了,40,方、,70,方、,100,方这三条曲线,按这三条曲线的反曲线设计了由电阻、电容等电子器件组成的,计权网络,设置在,声级计,上,使声级计分别具有,A,、,B,、,C,计权特性。,用声级计的,A,、,B,、,C,计权网络分别测出的声级即为,A,声级、,B,声级、,C,声级。,A,声级能较好地反映人对噪声的主观感觉，因而在噪声测量中，,A,声级被用作噪声评价的主要指标,厅堂扩声基础,室内声学,等响度曲线（,Equal Loudness Curves,）,人耳对声音的响应并不是在所有的频率上都相同。,2K,4K,最敏感,低于,1K,，人耳的灵敏度随频率的降低而降低；高于,4K,，人耳的灵敏度也逐渐下降。,相同声压级的不同频率的声音，人耳听起来不一样响。,不同频率的声音，如果听起来要一样响，就应该具有不同的声压级,厅堂扩声基础,室内声学,由,ISO1959,年确定（,ISO R226,）,以连续纯音作实验，取,1KHz,的某个声压级（如,40dB,）作为参考标准，则听起来和它同样响的其他频率的纯音的各自的声压级的值就构成了一条等响曲线，并称为响度级为（,Phon,（如,40,方）的等响曲线,厅堂扩声基础,室内声学,音高（,Pitch,）,Vs.,频率,人耳对频率的感觉是音高（音调）,（习惯：,6300Hz,高音）,（也有,63,125,，低频；,500,1000,，中频；,2000,8000,，高频。）,厅堂扩声基础,室内声学,音色（,Timbre,）,Vs.,（波形频谱音头音尾）,纯音,乐音,噪音（噪声）：（粉红噪声，白噪声）,1,、对数坐标，白噪声的能量以每倍频程增加,3dB,分布，粉红噪声均匀分布。,2,、线性坐标，白噪声的能量均匀分布，粉红噪声以每倍频程下降,3dB,分布。,3,、白噪声和粉红噪声的转化,白噪声通过一个每倍频程衰减,3dB,的滤波器，得到粉红噪声,。,厅堂扩声基础,室内声学,掩蔽效应（,Masking Effect,）,（,mpeg,压缩的理论基础）,声音的响度不仅取决于自身的强度和频率，而且也与同时出现的其它声音有关。,各种声音可以互相掩蔽，一种声音的出现可能使得另一种声音难于听清。,一种频率的声音阻碍听觉系统感受另一种频率的声音的现象称为,掩蔽效应,。前者称为掩蔽声音,(masking tone),，后者称为被掩蔽声音,(masked tone),。,厅堂扩声基础,室内声学,频域掩蔽,一个强纯音会掩蔽在其附近同时发声的弱纯音，这种特性称为,频域掩蔽,。例如，同时有两种频率的纯音存在，一种是,1000 Hz,的声音,(60dB),，另一种是,1100 Hz,的声音,(42dB),，此时，,1100 Hz,的声音就听不到。,弱纯音离强纯音越近就越容易被掩蔽。,厅堂扩声基础,室内声学,不同纯音的,掩蔽效应,曲线在,250 Hz,、,1 kHz,、,4 kHz,和,8 kHz,纯音附近，对其他纯音的掩蔽效果最明显，低频纯音可以有效地掩蔽高频纯音，但高频纯音对低频纯音的掩蔽作用则不明显。,厅堂扩声基础,室内声学,时域掩蔽,时间上相邻声音相互之间的掩蔽现象。分为超前掩蔽,(pre-masking),和滞后掩蔽,(post-masking),时域掩蔽的主要原因是人的大脑处理信息需要花一定的时间。一般地，超前掩蔽很短，只有大约,5,20,毫秒，而滞后掩蔽可以持续,50,200,毫秒。,厅堂扩声基础,室内声学,时间效应（哈斯效应,Haas Effect,）,当两个强度相等而其中一个经过延迟的声音传播到聆听者耳中时，如果延迟在,30ms,以内，听觉上将感到声音好像只来自未延迟的声源，并不感到经延迟的声源存在。当延迟时间超过,30ms,而未达到,50ms,时，则听觉上可以识别出已延迟的声源存在，但仍感到声音来自未经延迟的声源。只有当延迟时间超过,50ms,以后，听觉上才感到延迟声成为一个清晰的回声。这种现象称为哈斯效应，有时也称为优先效应。,厅堂扩声基础,室内声学,双耳效应,(,Binaural effect),：声像定位（,Sound Image Localization,）,双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差判别声音方位的效应,厅堂扩声基础,室内声学,建筑声学（,architectural acoustics,）,生理声学与心理声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,厅堂扩声基础,室内声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,厅堂扩声基础,室内声学,电声学（,Electroacoustics,）为什么需要电声学：,增加响度,自然声源功率有限,声场空间大,改善音质,增加直达声，模拟近次反射声,控制厅堂的声场特性（混响时间）,对声源音色进行美化和加工,听众区的声压级靠电声设备及其有效的组合来增加,厅堂扩声基础,室内声学电声学的内容,声频信号的拾取，产生，存储技术,声频电信号的放大，滤波，倍频与分频等处理技术,声频电信号的传输技术,声频电信号的重放技术,上述技术通过电声设备及其有机组合集中体现出来,厅堂扩声基础,室内声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,重放系统,厅堂扩声基础,室内声学,音源（,Sound Source,）：,种类,自然声源人声话筒输出,调谐器,LP,卡座,walkman,VCR,CD,MD,MP3,LD,VCD,DVD,DCC,）,参数,Microphone,CD,厅堂扩声基础,室内声学,microphone,灵敏度：在自由声场中，当向传声器施加一个声压为,1bar,（,0.1Pa,）频率为,1kHz,的声音信号时，传声器的开路输出端产生的电压。（,dB,，,0dB,1V,）,典型的灵敏度的值在,35,85dB,之间。,厅堂扩声基础,室内声学,各类传声器的灵敏度,传声器种类,灵敏度,动圈式传声器,50,70dB/,bar,铝带式传声器,70,80dB/,bar,电容式传声器,35,60dB/,bar,厅堂扩声基础,室内声学,频率特性,传声器在一恒定声压下，不同频率时所测得的输出电压变化值。,指向性,某指定频率下，传声器在某个方向的灵敏度与最大灵敏度的比值。（用指向性图描述）,最高允许输入声压级：,输出阻抗（信号为,1KHz,时）：,高阻抗型（,10,、,30,、,50 K,等）,低阻抗型（,50,、,150,、,200,、,600,等）,哪种输出阻抗类型的传声器可以接较长的传输线,？,厅堂扩声基础,室内声学,典型传声器品牌,美国,shure,（,type,Condenser,Frequency response,50-20,000 Hz,Polar pattern,Half-cardioid,Open circuit voltage at 1 kHz(0 dB=1 V/Pa),14 mV/Pa=-37 dBV,Nominal impedance,200,Load impedance,1 k,S/N ratio rel.to 1 Pa,60 dB,weighted equivalent SPL,26 dB,Phantom supply,8-52 V,Current consumption,3.4 mA,Connection,3-pin XLR,Weight,approx.70 g,拜亚动力的一款界面话筒的参数,厅堂扩声基础,室内声学,CD,：,Compact Disc,典型产品的特性参数（,SONY CDP,501,）,频率响应,5,20KHz,，,0.5dB,纠错编码,CIRC,取样频率,44.1kHz,动态范围,95dB,量化位数,16bits,谐波失真,0.003,（,1kHz,）,D/A,转换,16bits,线性,立体声分离度,90dB,抖晃率,仪器无法测出,输出电平,2V,（负载阻抗,10k,）,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,重放系统,厅堂扩声基础,室内声学,声频处理设备（传输系统,Transmission System,）,调音台,效果器,反馈抑制器,混响器,延时器,激励器,均衡器,压限器,分频器,学习内容,原理、参数、应用,厅堂扩声基础,室内声学,调音台（,Mixer,）,作用：输入,+,放大处理混合分配,+,输出,分类：,按照输入路数：,4,路，,8,路，,；,按照功能：扩音，录音，,；,按照信号处理方式：模拟，数字；厅堂扩声基础,室内声学,技术指标：,增益：额定增益大于,60dB,噪声：通常,-126dBV,（,0dBV=0.775V,）,频率特性：一般：,2020KHz,1dB,THD,：一般小于,0.1%,动态余量：最大不失真输出电平与额定输出电平之差,；（,较好者,20dB,以上）,厅堂扩声基础,室内声学,典型扩声调音台品牌：,（英国）声艺：,Vs.cut),节目信号中欠缺或过多的频率成分。,校正室内声学共振特性（简正方式）产生的频率畸变，弥补建筑声学的结构缺陷。,抑制声反馈，改善厅堂扩声的质量。,修饰或美化音色，提高房间音质,厅堂扩声基础,室内声学,分类：,房间均衡器（图示均衡器,Graphical Equalizer,）：中心频率固定,厅堂扩声基础,室内声学,参量均衡器（,Parameter Equalizer,）：中心频率，,Q,值，提升或衰减幅度分别可调。,三段全参数均衡，可衰减,/,提升。均衡频率和,Q,值可调。正常工作于,16dB,衰减和提升。在窄波滤波器状态时（,1/20,倍频程）可作,40dB,的陷波衰减。另外还有两个（高通和低通）均衡器。,平衡输入,，削波显示灯和旁路开关。,标准,1U,机架,。外接随机的,AC-1,电源器。,厅堂扩声基础,室内声学,参数：,中心频率数（,9,31,段），倍频程，,1/2,倍频程，,1/3,倍频程。,THD,：不大于,0.1,等效输入噪声级：,频率响应：,均衡控制范围：,12dB,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,概念,分类,指标,典型产品,重放系统,厅堂扩声基础,室内声学,功率放大器（,Power Amplifier,）,作用：将电源能量转化为声频信号能量,分类：,应用领域：民用专业,原理：,A,B,AB,D,输出形式：定压定阻,厅堂扩声基础,室内声学,指标：,输出功率,额定输出功率（,RMS,）：,1000Hz,正弦信号输入，谐波失真度,10%,时的输出功率。,最大输出功率：不考虑失真度的输出功率。,音乐输出功率：音乐信号输入，一定的失真度时的输出。,峰值音乐输出功率（,PMPO,）：不计失真时，音乐输出功率。,厅堂扩声基础,室内声学,指标,频率响应,工作频率范围：功放的输出信号相对于,1000Hz,信号电平下降,3dB,处的上限频率和下限频率范围。,幅频响应：表征工作频率范围内，不同频率信号的输出不均匀度，通常用,dB,表示。,典型高保真功放：,20Hz,50kHz,1dB,厅堂扩声基础,室内声学,指标,总谐波失真：,0.03,0.05,互调失真，瞬态失真，瞬态互调失真,信噪比：输出信号电平,/,输出噪声电平（,dB,）,优质功放：,SNR,大于,72dB,输出阻抗,功放输出端对负载所呈现的等效内阻抗,阻尼系数（,Damper Factor,）,扬声器系统的阻抗与功放输出阻抗（包括线材的阻抗）之比。,厅堂扩声基础,室内声学,典型产品：,BGW,、,CROWN,、,CREST,、,PEAVY,、,EV,、,JBL,、,YAMAHA,、,湖山,厅堂扩声基础,室内声学,典型产品基本性能（,CROWN XLS 202,）,输入灵敏度：,0.775V,满负荷分配给,4,负载,频率响应（从,20Hz-20KHz,）,0.75dB,相位响应（在,1,瓦时）在,10Hz,时，,-10,在,20KHz,时，,+19,信噪比（,20Hz-20KHz,）,100dB,（,A,计权，在满负荷工作时）,总谐波失真（,THD,）：,0.15%,（在满负荷输出时，从,20Hz-1KHz,）互调失真（,IMD,）（,4,：,1,时，在,60Hz,和,7KHz,）额定功率下，输出值为,-40dB,时,200,厅堂扩声基础,室内声学,电压增益：,31dB,串音（在额定功率下）在,1KHz,时,-82dB,，在,20KHz,时,-58dB,输出功率（,1KHz Rated THD,）,2,欧 通道,250W,；,4,欧 通道,200W,；桥接,500W8,欧 通道,145W,；桥接,400W,阻抗负载所有系列在立体声,2,欧,8,欧的情况下，桥接单声道,8,欧的情况下都是安全的工作范围。,交流电源（,10%,）,120V,和,230V,，,50Hz/60Hz,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,重放系统,扬声器（,Loud speaker,）系统,耳机（,Earphone,）,蜂鸣器（,Buzzer,）,厅堂扩声基础,室内声学,重放系统（,Reproducing System,）：,扬声器（,Loud speaker,）系统,耳机（,Earphone,）,蜂鸣器（,Buzzer,）,厅堂扩声基础,室内声学,扬声器系统,组成,扬声器单元,分频器,箱体,厅堂扩声基础,室内声学,箱体（包括吸声材料）,密闭箱,倒相箱，倒相管,厅堂扩声基础,室内声学,原则,分类,箱体形式,密闭式,倒相式,号筒式,声柱式,分频数,二分频,三分频,四分频,用途,高保真,监听,扩声,广播,厅堂扩声基础,室内声学,性能指标：,频率响应：典型值（,50,12.5K,）（,4,8dB,）,指向性：（声柱，号筒可以加强指向性）,灵敏度：扬声器系统加上相当于额定阻抗上,1W,功率的粉红噪声（,Vs.,白噪声）信号电压时，轴向,1m,处测得的声压级。,失真（谐波失真，互调失真，瞬态互调失真）,Hi,Fi,（,THD,2,）,额定阻抗：某一特定工作频率在输入端测得的阻抗（,4,，,8,，,16,，,32,等）,额定功率：非线性失真不超过某一标准条件下，最大输入功率。,厅堂扩声基础,室内声学,产品：,JBL,、,EV,、,BOSE,、,Tannoy,（天朗同轴）、,PEAVY,厅堂扩声基础,室内声学,小结：电声设备的技术指标：,频率范围：,电话：,300,3400,语音：,80,10KHz,（,AM,：,150,5K,）,乐音：,FM,：,40,15KHz【Hi,Fi,：,20,20KHz,（理论），,25,30KHz,（实际）,】,厅堂扩声基础,室内声学,动态范围,由等效输入噪声所限制的最小输入信号与额定最大输入信号的差。,名称,播音,话剧,歌唱,管乐,弦乐,小型,音乐,中型,音乐,交响乐,动态,范围,dB,2535,4055,4555,3040,5060,4555,6585,7585,厅堂扩声基础,室内声学,失真度：（线性失真,Vs.,非线性失真）,2%,是容许底线。,信噪比：,30dB,：不严格要求的场合,50dB,：大多数听众满意,70dB,：在极安静的房间里也会有满意的效果,厅堂扩声基础,室内声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,电信号的大小,信号的平衡与非平衡传输,功率分频与电子分频,厅堂扩声基础,室内声学,电声系统的信号传输,电信号的大小,0dB,+4dB,信号的传输方式,平衡传输,非平衡传输,功率分频与电子分频,功率分频,电子分频,分别是多大的电压呢？,以两分频为例，分别绘制某扩声系统示意图,谢谢大家,