現(xiàn)代音響與調(diào)音技術(shù)課件第4次課PPT課件

1、1 2. 3D立體聲 3D即數(shù)字混響、數(shù)字錄音和數(shù)字制作。3D立體聲是指采用數(shù)碼技術(shù)進行混響、錄音和制作的立體聲技術(shù)。 對輸入信號中200Hz以上的中高音聲頻仍然采用左右兩個聲道的立體聲功放和左右兩只音箱播放，以保證聲源中的立體聲信息能使人耳對聲源進行準確的聲像定位。第1頁/共40頁2 2. 3D立體聲 與普通立體聲的區(qū)別在于它將左右聲道中頻率低于200Hz的重低音超低音部分通過一個低通濾波器給分離了出來，送到一個單通道的中央放大器和揚聲器輸出。由于200Hz以上的低音基本上不具備方向性。所以可以隨意移動音箱的角度和位置都不會對聽音產(chǎn)生影響。第2頁/共40頁3 3.環(huán)繞立體聲 所謂環(huán)繞聲或環(huán)繞

2、聲系統(tǒng)，是在音頻信號的傳送過程中使聽眾產(chǎn)生一種被聲音所環(huán)繞(包圍)的效果。這種環(huán)繞聲效果，是在重放的聲場中，保持了原有信號聲源的方向性，從而使聽眾產(chǎn)生聲音的包圍感、臨場感和真實感。因此，揚聲器越多，聽者被包圍的感覺越強。雙聲道的立體聲只能辨別出聲源的相對位置。 第3頁/共40頁4 環(huán)繞立體聲可通過以下三種方式獲得： 第一種，分離四通道(444)系統(tǒng)，亦稱為四方聲系統(tǒng)。即在軟件(錄音帶或唱片)制作時就直接采用四個拾音器拾音，四通道錄音，在錄音帶或唱片上錄下四條聲軌。重放時則必須用四軌錄音機或四通道電唱機配合四臺擴音機和四個音箱放音。圖116 444環(huán)繞聲 四個傳聲器第4頁/共40頁5 四個傳聲器

3、中的兩個靠近舞臺，拾取舞臺的直達信號，另兩個離舞臺較遠，拾取反映環(huán)境聲效果的混響信號。四個傳聲器拾取的信號由四個獨立的聲音通道送到四個揚聲器。四個傳聲器 對應于傳聲器的位置，揚聲器分別為左前、右前、左后、右后；其中左前、右前用于重放舞臺的直達聲，左后、右后用于重放反映環(huán)境效果的混響聲。而聽者因其前后方都有揚聲器，不僅在橫向上有臨場感，而且有被聲音包圍的感覺，因而也稱環(huán)繞立體聲。第5頁/共40頁6 由于四聲道立體聲系統(tǒng)每個部分都是由四套重放設(shè)備組成，對于遠距離的傳輸需要比雙通道多一倍的線路，因此很有必要將四條傳輸通路減少為兩條。 為了防止聲源的相互干擾，在傳輸時需將四個聲源的信號按照一定的數(shù)量關(guān)

4、系進行組合，重新編組為兩個聲道，稱此操作為編碼。經(jīng)過傳輸線路，在重放端需要反解碼，即按照編碼的逆過程將四個聲源的聲音重新恢復，稱此過程為解碼。解第6頁/共40頁7圖117 424環(huán)繞聲 第二種，編碼式的四通道(424)系統(tǒng)。 424指的是節(jié)目源制作是四個通道，然后經(jīng)過編碼器使之壓縮為兩通道，重放時再通過解碼器恢復為原來的四個通道，如圖1-17所示。 由于4-2-4制解碼輸出的還原信號中，存在四個聲源信號的相互干擾，影響聲音的正確恢復。但它的優(yōu)點也是顯而易見的，簡化了傳輸線路，還可解決各種立體聲系統(tǒng)之間的兼容性。第7頁/共40頁8杜比環(huán)繞聲(Dolby Surround)：一種將后方效果聲道編碼

5、至立體聲信道中的聲音。重放時需要一臺解碼器將環(huán)繞聲信號從編碼的聲音中分離出來。 第三種，杜比環(huán)繞聲電影系統(tǒng)。 制作杜比環(huán)繞聲軌時，四個聲道的音頻信息左、中、右和單環(huán)繞聲道以矩陣編碼方式編碼在兩個聲軌上。然后像錄像帶和電視節(jié)目這樣的立體聲節(jié)目源會攜帶著兩條聲軌進入千家萬戶，經(jīng)杜比定向邏輯（Dolby Pro Logic）技術(shù)解碼后還原出原始的四聲道環(huán)繞聲。第8頁/共40頁9 第三種，杜比環(huán)繞聲電影系統(tǒng)。四個通道：分別是前置三聲道右通道R、左通道L、中央通道C，后置環(huán)繞聲通道S，還有一個重低音通道B。用上述五個信號分別推動五臺擴音機和音箱，放置于電影院銀幕背面的左、中、右位置和觀眾席處，即可獲得與

6、電影畫面相配合，使人有親臨其境的逼真環(huán)繞立體聲效果，如圖1-18所示。 第9頁/共40頁10 杜比定向邏輯系統(tǒng)是一個模擬系統(tǒng)。它的四個聲道是從編碼后的兩個聲道分解出來的，因此難免有分離度不佳、信噪比不高，對環(huán)繞聲缺乏立體感，并且環(huán)繞聲的頻帶窄等缺點。 杜比數(shù)字AC-3（Dolby Digital AC-3）是根據(jù)感覺來開發(fā)的編碼系統(tǒng)多聲道環(huán)繞聲。它將每一種聲音的頻率根據(jù)人耳的聽覺特性區(qū)分為許多窄小頻段，在編碼過程中再根據(jù)音響心理學的原理進行分析，保留有效的音頻，刪除多余的信號和各種噪聲頻率，使重現(xiàn)的聲音更加純凈，分離度極高。AC（Audio Coding）指的是數(shù)字音頻編碼，它拋棄了模擬技術(shù)，

7、采用的是全新的數(shù)字技術(shù)。第10頁/共40頁11 杜比數(shù)字AC-3提供的環(huán)繞聲系統(tǒng)由五個全頻域聲道加一個超低音聲道組成，所以被稱作5.1個聲道。五個聲道包括前置的左聲道、中置聲道、右聲道、后置的左環(huán)繞聲道和右環(huán)繞聲道。這些聲道的頻率范圍均為全頻域響應3-20000Hz。第六個聲道也就是超低音聲道包含了一些額外的低音信息，使得一些場景如爆炸、撞擊聲等的效果更好。由于這個聲道的頻率響應為3-120Hz，所以稱.1聲道。 六個聲道的信息在制作和還原過程中全部數(shù)字化，信息損失的很少。全頻段的細節(jié)十分豐富，具有真正的立體聲。 第11頁/共40頁12 1.5.4 雙聲道立體聲拾音 拾音是指用傳聲器拾取聲音，

8、并將聲音轉(zhuǎn)換為電信號。雙聲道立體聲采用兩個傳聲器拾音，產(chǎn)生左右兩個聲道信號，供給雙揚聲器放聲。 根據(jù)兩個傳聲器放置方式不同，構(gòu)成了AB制、XY制、MS制和仿真頭制等拾音方式。第12頁/共40頁13 1. AB制 AB制拾音方式是將兩只型號及性能完全相同的傳聲器并排放置于聲源的前方，左右兩只傳聲器拾音后分別將信號送至左右兩個聲道。當聲源不在正前方時，聲源到達兩只傳聲器的路程是不同的。第13頁/共40頁14 2. X - Y制 X - Y制拾音方式采用兩只型號及特性完全一致的傳聲器, 上下靠緊安裝在一個殼體內(nèi), 構(gòu)成重合傳聲器. 第14頁/共40頁15 . - 制 - 制拾音方式是將一只傳聲器M的

9、指向性主軸對著拾音范圍的中線, 而另一只傳聲器S的指向性主軸則向著兩邊.M - S制拾音方式也可以將兩只傳聲器上下靠緊安裝在一個殼體內(nèi), 構(gòu)成重合傳聲器. 由于M傳聲器拾得的是全聲場的信號, LR = M可供給單聲道系統(tǒng)放聲, 因而有較好的兼容性. 第15頁/共40頁164. 仿真頭制 仿真頭制拾音方式是將兩只傳聲器放置在用塑料或木材仿照人頭形狀做成的模擬人頭的兩耳部位,這兩只傳聲器輸出的信號分別為左右聲道的信號。仿真頭左右傳聲器所拾得的聲音信號與人耳左右鼓膜所聽到的聲音信號非常相似,也有聲級差、時間差和相位差等.真實感強,立體聲效果很好。第16頁/共40頁17第2章 傳聲器與揚聲器 傳聲器的

10、分類與原理結(jié)構(gòu) 傳聲器的技術(shù)指標 有線傳聲器 無線傳聲器 傳聲器的選擇和使用第17頁/共40頁182.1.1 2.1.1 傳聲器的分類與原理結(jié)構(gòu) 傳聲器(Microphone)簡寫為MIC，又稱話筒或“麥克風”。它是音響系統(tǒng)中最為廣泛使用的一種電聲器件之一，它包含一個由聲波驅(qū)動的傳感器，并發(fā)出對應的電波。 它的作用是將話音信號轉(zhuǎn)換成電信號，再送往調(diào)音臺或放大器，最后從揚聲器中播放出來。第18頁/共40頁191.按能量的來源有源類傳聲器無源類傳聲器外加直流電源傳聲器的分類直接把振膜的振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽幌钠渌芰? 按換能原理3.按聲場作用力4.按指向性單向、雙向、全向、8字形、無指向和可

11、變指向動圈式電容式壓強式 壓差式第19頁/共40頁20 1.動圈式傳聲器 動圈式傳聲器屬于無源類傳聲器，其結(jié)構(gòu)如圖21所示。 2.1.2 傳聲器的原理結(jié)構(gòu)第20頁/共40頁21 2.電容式傳聲器 電容式傳聲器的原理結(jié)構(gòu)如圖22所示。第21頁/共40頁22 如何把電容變化量轉(zhuǎn)化為電信號呢？ 一種是直流極化式:直流極化式基于電場原理，通過電場的作用將機械振動變成電信號，這種形式的換能器稱為靜電換能器。在專業(yè)音響場合中，多使用外加直流極化電壓(40200V)的高檔電容傳聲器。另一種是駐極體式: 采用經(jīng)過事先極化的駐極體代替上述極化電壓的電容傳聲器稱為駐極體電容傳聲器，簡稱駐極體傳聲器。常用在家用錄音

12、機中作內(nèi)置傳聲器和普通歌舞廳樂隊的擴音中，效果優(yōu)良。缺點是極化電壓保持時間有一定限度。對于使用者來說，應避免在高溫和高濕環(huán)境下存儲和使用電容傳聲器，這對延長其使用壽命是有利的。第22頁/共40頁23 2.2.1 靈敏度 靈敏度是指傳聲器在一定強度的聲音作用下輸出電信號的大小.靈敏度高，表示傳聲器的聲-電轉(zhuǎn)換效率高.對微弱的聲音信號反應靈敏.其定義為：在自由聲場中，當向傳聲器施加一個聲壓為1bar的聲信號時，傳聲器的開路輸出電壓(mV)即為該傳聲器的靈敏度。換句話說，在一個標準聲壓的作用下，傳聲器的開路輸出電壓越高，傳聲器就越靈敏，反之，傳聲器就不靈敏。 2.2 2.2 傳聲器的技術(shù)指標第23頁

13、/共40頁24 2.2.2 頻率范圍(帶寬) 頻率范圍是指傳聲器正常工作的頻帶寬度，通常以帶寬的下限和上限頻率來表示。一只好的傳聲器應具有較寬的頻率范圍，最好包含人的音頻整個范圍，有時為了增加拾音的明亮度和清晰度，還可在某一頻率范圍內(nèi)，使其輸出有所增強。頻率范圍可通過頻響曲線來反映，電容傳聲器的頻響特性較動圈式要寬闊且平直。第24頁/共40頁25 2.2.3 信號噪聲比(S/N) 信號噪聲比指的是傳聲器有電信號輸出時的信號電壓與傳聲器內(nèi)在噪聲電壓的比，通常用dB表示。例如，電動傳聲器的靈敏度為0.1mV/bar，當在1m距離講話時，到達振膜的聲壓約為1bar，此時，傳聲器輸出電信號為0.1mV

14、。而傳聲器的內(nèi)在噪聲電壓約為0.5V，則信噪比為30.1 1020lg42()0.5SdBN一般優(yōu)質(zhì)電容式傳聲器的S/N值為5557dB。 第25頁/共40頁26 2.2.4 源阻抗及推薦的負荷阻抗 源阻抗簡稱阻抗，指傳聲器的交流內(nèi)阻，以為單位，通常用1kHz信號測得。對低阻抗傳聲器，源阻抗為200左右；對中阻抗傳聲器，一般在500到5k之間；對高阻抗傳聲器，則在25k到50k之間。由于中阻抗及高阻抗傳聲器的導線容易感應交流聲，所以專業(yè)用的高質(zhì)量傳聲器，一律采用低阻抗方式。第26頁/共40頁27 為了使傳聲器的阻抗特性和后面設(shè)備的輸入阻抗對整個系統(tǒng)的頻率響應不會產(chǎn)生任何影響，通常要求后面設(shè)備的

15、輸入阻抗是傳聲器阻抗的611倍，稱為推薦的負荷阻抗。由于高質(zhì)量低阻抗傳聲器的阻抗多為200，所以推薦的負荷阻抗多為1k。這是專業(yè)用調(diào)音臺和錄音機常用的輸入阻抗值。第27頁/共40頁28 2.2.5 最大容許聲壓級 通常以傳聲器產(chǎn)生0.5%諧波畸變時的聲壓級作為最大容許聲壓級。高質(zhì)量傳聲器的最大容許聲壓級已達135dB聲壓級。 2.2.6 隔振能力 隔振能力包括傳聲器與其支架間的隔振能力，以及傳聲器外殼內(nèi)芯件與殼體間隔振能力。第28頁/共40頁29 2.2.7 瞬態(tài)響應 瞬態(tài)響應就是傳聲器對脈沖型聲波的跟蹤能力。由于方波信號是一種典型的瞬態(tài)信號，所以常常用一個矩形波信號來激勵傳聲器，然后用示波器

16、來觀測傳聲器輸出信號的波形，從而判斷它的瞬態(tài)跟蹤能力。通常，電容傳聲器的瞬態(tài)響應要優(yōu)于動圈傳聲器。第29頁/共40頁30 2.2.8 指向特性 傳聲器的指向特性，又稱傳聲器的方向性，是表征傳聲器對不同入射方向的聲信號檢拾的靈敏度，也可以說是傳聲器的靈敏度隨聲波入射方向而變化的特性。如單方向性表示只對某一方向來的聲波反應靈敏，而對其他方向來的聲波基本無輸出。無方向性則表示對各個方向來的相同聲壓的聲波都有近似相同的輸出。指向性是傳聲器十分重要的電聲指標。 第30頁/共40頁31 2.2.8 指向特性 1. 壓強式傳聲器無方向指向特性圖23 無方向指向特性 結(jié)構(gòu)特點：壓強式傳聲器的振膜是裸露在聲場中

17、的，振膜后面是密封的，聲波無法入射。具有這種結(jié)構(gòu)的傳聲器對所有方向的聲波入射都具有相同的靈敏度。 不管是從00，900，2700方向傳來的聲波對振膜而言都具有聲壓，使振膜振動；從1800方向傳來的聲波則繞過傳聲器到達00方向，然后使振膜振動。所以說壓強式傳聲器具有無方向指向特性，或說具有球形指向。第31頁/共40頁32 2.2.8 指向特性1. 壓強式傳聲器無方向指向特性圖23 無方向指向特性 當入射聲音為高頻波時，考慮到聲繞射在頻率約5KHz以上的聲音由于聲波的波長短，從1800方向入射的波無法繞過傳聲器罩，以至于無方向的指向特性在隨著聲波頻率的增高越來越趨向心形。即對1800方向入射的波靈

18、敏度下降或不拾音。第32頁/共40頁33 2. 壓差式傳聲器8字形指向特性 壓差式傳聲器的振膜后面不密閉，因此振膜的振動取決于前面和后面的瞬時聲壓差，即對聲壓梯度產(chǎn)生響應。很顯然，從前面0和后面180入射的聲波，都可以產(chǎn)生很大的聲壓梯度，所以接收能力最強，具有較高的靈敏度。從側(cè)面90和270入射的聲波，到達振膜前后兩面的強度相等，因而聲壓梯度為零，傳聲器沒有輸出，靈敏度為零。因此，壓差式傳聲器具有8字形(或雙向)指向特性，如圖24所示。第33頁/共40頁34圖24第34頁/共40頁35 3. 多種指向圖形的組合 將一個無方向圖形與一個8字形圖形疊加起來，就能得到一個心形圖形，如圖25所示。這是因為在0方向上，無方向圖形與8字形圖形相疊加，得到了兩倍的靈敏度；在180方向上兩者大小相等，方向相反，結(jié)果相互抵消；在90和270方向上，因8字形圖形靈敏度為零，因而，疊加的結(jié)果是保持無方向圖形的靈敏度，它是0入射靈敏度的一半。第35頁/共40頁36圖25 心形特性的合成 第36頁/共40頁37 心形指向特性是一種單方向指向特性，介