現(xiàn)代音響與調(diào)音技術(shù)課件第17次課

非線性失真、諧波失真等這些歷來被視為音響設(shè)備必須力求防止的大敵，隨著人們對音樂聲學(xué)，心理聲學(xué)的深入研究發(fā)現(xiàn)，在音響作品中適當(dāng)參加特定的諧波失真(主要是低電平的高中頻成分)，不但不會破壞樂曲的音質(zhì)，反而聽起來更感清晰、明亮且有穿透力，這就是近年來脫穎而出的“聽覺鼓勵器〞之類的處理設(shè)備的根本構(gòu)思。5.5聽覺鼓勵器15.5聽覺鼓勵器鼓勵器是對音頻信號添加特定的諧波〔泛音〕成分以改善聽感的音頻處理設(shè)備。鼓勵器的創(chuàng)造，對于傳統(tǒng)的音頻信號處理技術(shù)來說是一個變革。鼓勵器與其他音頻設(shè)備工作原理的不同之處在于：其他音頻處理設(shè)備都是對原始信號中所包含的各種成分進行處理加工；而鼓勵器是根據(jù)人們對“心理聲學(xué)〞的研究，結(jié)合原聲音信號再生出新的諧波成分，以到達增加聲音透明度和臨場感及細(xì)膩感的目的，從而獲得更動聽的效果。2聽覺鼓勵器的設(shè)計思想：在原來的音頻信號的中頻區(qū)域參加適當(dāng)?shù)闹C波成分，以改善聲音的泛音結(jié)構(gòu)。聽覺鼓勵器的作用：1.提高聲音的清晰度和表現(xiàn)力，使聲音更加悅耳動聽，降低聽音疲勞；2.增加聲音圖像的立體感，以及聲音的別離度，改善聲音的定位和層次感；3.提高重放聲音的音質(zhì)，明顯改善聲音的高頻特性，又不會降低信噪比；4.對樂器的聲音進行處理，可以強化樂器音色特征，使該樂器更突出。3聽覺鼓勵器由兩局部組成：一局部使信號不經(jīng)處理直接送入輸出放大電路得到直接信號；另一局部設(shè)有專門的“鼓勵〞電路，產(chǎn)生豐富可調(diào)的諧波(泛音)，在輸出放大電路中與直接信號混合。電路結(jié)構(gòu)如下圖。聽覺鼓勵器的電路結(jié)構(gòu)4聽覺鼓勵器的電路結(jié)構(gòu)在諧波發(fā)生器中產(chǎn)生一個1kHz到5kHz的“隨機噪聲〞，利用延時原理將這段頻率的噪聲泛音疊加在聲源中，使其參加諧波分量。在中頻泛音段開始激發(fā)，增強了中頻泛音和高頻泛音的強度，從而使聲源的音色結(jié)構(gòu)得到改善。由于諧波的電平比直接信號電平低得多，且主要在高頻局部，因此不會增加信號的功率，但聽起來卻更清晰、明亮有穿透力。這就是“鼓勵〞的含義。5聽覺鼓勵器實例具有兩個相互獨立的通道，可以分別控制；也可用作立體聲的左右聲道〔要注意兩聲道調(diào)整的一致性〕。前面板是鍵鈕控制，后面板是接線端口。DRIVE——驅(qū)動控制。此旋鈕用來調(diào)節(jié)送入“鼓勵〞電路的輸入電平(即鼓勵電平)，用一只三色發(fā)光二極管指示電平大小是否恰當(dāng)。TUNE——調(diào)諧控制。此旋鈕用來控制鼓勵器的基頻。一般選擇原音中的中頻及高中頻范圍內(nèi)。美國Aphex-C型鼓勵器6聽覺鼓勵器實例MIX——混音控制。此旋鈕用來調(diào)節(jié)“鼓勵〞電路產(chǎn)生的諧波(泛音)信號混入量，從而改變混入節(jié)目中的增強效果。即調(diào)整鼓勵信號混入的比例?；煲艨刂瓶捎闪阏{(diào)至最大。它可增加優(yōu)質(zhì)音響系統(tǒng)的自然效果，或在劣質(zhì)的呼叫/公共擴聲系統(tǒng)中增強聲音的清晰度。IN/OUT——鼓勵器的旁通開關(guān)。按下，鼓勵器處于工作狀態(tài)，抬起，鼓勵器處于旁路狀態(tài)。旁邊的發(fā)光二極管可表示鼓勵器的狀態(tài)：當(dāng)交流電源開啟時，假設(shè)無增強效果(綠色)；正在采用增強效果(紅色)。此鍵同時控制兩個通道。75.5.3鼓勵器在擴聲系統(tǒng)中的應(yīng)用⑴公共擴聲系統(tǒng)中——在劇院、會場、廣場、Disco舞廳和歌廳等場合，使用鼓勵器可使聲音具有穿透力，增加覆蓋面積，并且不需要增加重放功率，大大提高了重放聲音的質(zhì)量。此外鼓勵器的使用能幫助聲音滲透到所有空間，使聲音在很嘈雜的環(huán)境中仍清晰可聞。⑵錄制和重放音色飽滿、力度強勁的流行歌曲——人聲和伴奏聲的比例往往是處于“臨界狀態(tài)〞，有時樂隊伴奏的強烈音響和氣氛會壓住歌聲，如果降低樂隊的伴奏聲又會影響氣氛，此時可在歌聲信號中參加鼓勵成分。可在不影響氣氛的情況下，使歌詞更清晰。8鼓勵器在擴聲系統(tǒng)中的應(yīng)用⑶一個沒有經(jīng)過專門訓(xùn)練的普通歌唱者，泛音不夠豐富，利用鼓勵器配合混響器，可以在音色方面增強飽滿的泛音，使其具有良好的音色效果。⑷錄音——在翻錄磁帶時使用鼓勵器，能使所翻錄的磁帶質(zhì)量提高，使各種樂器的音色更加突出和清晰，歌詞更易聽清楚，更具真實感，聲音更具穿透力。聽覺鼓勵器的主要目的是用于改善聲音的音色結(jié)構(gòu)，增加聲音里的泛音局部，使音色效果更佳。95.6其它處理設(shè)備

聲反響抑制器在擴聲系統(tǒng)中，常常需要將話筒的音量進行較大的提升，與此同時，音箱發(fā)出的聲音會傳入話筒，使某些頻率成分的信號產(chǎn)生正反響，在音箱中發(fā)出刺耳的嘯叫聲。這種現(xiàn)象就是通常所說的聲反響。傳聲器擴聲通路揚聲器揚聲器到傳聲器的傳輸引起反響的信號往往是一個單一頻率的信號，而且它還是一個引入正反響的不斷增大的信號。聲反響的存在不僅破壞了音質(zhì)，限制了話筒的音量，使話筒拾取的聲音不能良好地再現(xiàn)；而且深度的聲反響還會使系統(tǒng)信號過強而燒毀功放或音箱，特別是燒毀音箱的高音揚聲器。10聲反響抑制器就是專門用來抑制聲反響現(xiàn)象的設(shè)備。它是利用移相器來消除反響頻率，從而到達抑制聲反響的目的。聲反響抑制器一般都具有多個抑制聲反響的通道，可消除多個反響頻率，從而使傳聲增益得到提高，使整個聲場的聲壓級提高，聲場響度增大。在擴聲系統(tǒng)中，聲反響抑制器一般串接于調(diào)音臺與壓限器之間，也可并接在調(diào)音臺上。聲反響抑制器是一種自動尋找嘯叫頻率點并將其衰減的設(shè)備。其工作原理是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)聲反響時，它會立即發(fā)現(xiàn)和計算出其嘯叫頻率、衰減量，并按照計算結(jié)果對聲反響進行抑制。11移頻器也是用來抑制聲反響現(xiàn)象的設(shè)備，與聲反響抑制器不同的是：它是對揚聲器送出的聲音信號的頻率進行提升(移頻)處理，使聲頻增加5Hz(或3Hz、7Hz)，使其與原話筒聲音的頻率發(fā)生偏移，無法構(gòu)成正反響，也就不會產(chǎn)生聲反響現(xiàn)象。與聲反響抑制器相同，移頻器在擴聲系統(tǒng)中也是串聯(lián)在調(diào)音臺與壓限器之間或并接在調(diào)音臺上。由于移頻器的低頻調(diào)制畸變較大，因此它只適用于以語音為主要內(nèi)容的擴聲系統(tǒng)；而聲反響抑制器畸變小，可用在音樂擴聲系統(tǒng)中。移頻器12立體聲合成器立體聲合成器是一種可以在單聲道非立體聲源中產(chǎn)生逼真的“假立體聲〞效果的信號處理設(shè)備。它將非立體聲源信號分成多個頻率段，將其中一局部頻段放在立體聲的一個聲道上，另一局部頻段放在立體聲的另一個聲道上，從而產(chǎn)生“假立體聲〞效果。立體聲合成器大多用在錄音制作系統(tǒng)中。13監(jiān)聽處理器是專門為擴聲系統(tǒng)的舞臺返送監(jiān)聽而設(shè)計的處理設(shè)備。在這種設(shè)備內(nèi)部，通常設(shè)有多頻段均衡器和陷波濾波器，以及限幅器和高通濾波器。均衡器和陷波器能夠過濾有害信號，降低反響時機，提高系統(tǒng)增益；而限幅器和高通濾波器那么用來保護功率放大器和揚聲器。監(jiān)聽處理器14它與壓限器的“噪聲門限〞的功能根本相同。噪聲門實際上是一個門限可調(diào)的電子門限電路，只有輸入信號電平超過門限時，才能形成信號通路，否那么電路不通，信號被距之“門〞外。利用噪聲門對弱信號“關(guān)閉〞的功能，可有效地防止話筒之間的串音。但需注意，噪聲門只能降低或消除門限以下(可視為無信號狀態(tài))的噪聲(信號)，而不能提高門限以上有信號傳輸時的信噪比。噪聲門15音頻信號處理設(shè)備是現(xiàn)代音響系統(tǒng)中的重要組成局部，本章主要討論了圖示均衡器、壓縮/限幅器、數(shù)字延時器多效果處理器電子分頻器和聽覺鼓勵器等擴聲系統(tǒng)中常用的信號處理設(shè)備的原理及作用，并介紹了它們的使用情況。在這些設(shè)備中，圖示均衡器和多效果處理器是擴聲系統(tǒng)中使用最多的信號處理設(shè)備，幾乎所有的演出或娛樂場所的擴聲系統(tǒng)都會使用。和其他音響設(shè)備一樣，音頻信號處理設(shè)備的生產(chǎn)廠家很多，并有不同的類型，但根本原理和使用萬變不離其宗。作為常規(guī)，一般來說，均衡器，效果器和壓限器應(yīng)該選用。其他音頻信號處理設(shè)備酌情考慮。本章小結(jié)16第6章

聲源設(shè)備

聲源設(shè)備也稱為信號源設(shè)備，它主要包括傳聲器、調(diào)諧器(收音頭)、電唱機、磁帶錄音機、激光唱機以及其它數(shù)字信號源等。擴聲系統(tǒng)中的聲源分為兩類：自然聲〔人聲或樂器演奏聲〕和軟件制品〔唱片，磁帶，CD〕的重放聲。17記錄聲音的方法：機械錄音：用機械變形來模擬聲波，使聲音保持在唱片上。如電唱片和激光唱片等。光學(xué)錄音：用光調(diào)幅器將電信號轉(zhuǎn)換為光強的變化，并使電影膠片感光而形成聲帶，此聲帶不但儲存聲音信息，而且還儲存圖像信息。如膠片聲帶。磁帶錄音：鐵磁載音體在被錄音信號所形成的交變磁場中作勻速運動，使載音體的各個小段在磁場掃描的方向內(nèi)留下對應(yīng)于被錄音信號的剩磁。磁性錄音很容易用去磁的方法來消除。如磁帶。18磁帶及電唱片使用率目前已經(jīng)比較低，特別是最近幾年激光唱機迅猛開展，使人們幾乎將其遺忘。激光唱機〔CD〕是最早進入家庭的數(shù)字信號源設(shè)備，由于它的性能優(yōu)良，合理的價格以及操作方便等優(yōu)點，它的普及率已成為僅次于盒式錄音機的高保真信號源設(shè)備。數(shù)字信號源設(shè)備除了最常見的激光唱機(CD)、微型磁光盤錄音機(MD)、數(shù)字盒式磁帶錄音機(DCC)、數(shù)字音頻磁帶錄音機(DAT)外，還有音視頻信號源設(shè)備，如激光影碟機(LD)、小影碟機(VCD)、(DVD)以及數(shù)字錄像機、數(shù)字電視機等。19突出優(yōu)點是：①電聲指標(biāo)較高，音質(zhì)優(yōu)良；②工作穩(wěn)定，不像磁帶那樣容易出現(xiàn)卡帶；③容易從中間選取任意段落的信號；④唱片能長期保存。缺乏之處是不能由用戶自行錄音，防震能力差。6.1電唱機206.1.1唱片唱片是以機械形變方式模擬并存儲聲音信息的一種載體。隨著電子技術(shù)的開展，唱片經(jīng)歷了粗紋唱片、密紋唱片和立體聲唱片等開展階段.現(xiàn)在流行的高保真密紋唱片、立體聲唱片放唱時間可到達粗紋唱片的5～6倍，而且諸如信號噪聲比、頻率特性、非線性失真和動態(tài)范圍等重要技術(shù)指標(biāo)也都有所提高。21唱片的分類方法很多，有按轉(zhuǎn)速分類的，如每分鐘33又1/3轉(zhuǎn)、45和78轉(zhuǎn)唱片。有按唱片的功能來劃分的，如單聲道唱片、雙聲道立體聲唱片和四聲道立體聲唱片等。此外，還有按紋槽粗細(xì)及直徑大小來分的，如“粗紋唱片〞、“密紋唱片〞、“薄膜唱片〞以及30cm,25cm等唱片。1.唱片的種類和尺寸22為了簡化唱片類別，國際電工委員會于1982年建議推行一種唱片四位數(shù)符號表示法，其前兩位數(shù)表示唱片的標(biāo)準(zhǔn)直徑，后兩位數(shù)表示唱片的轉(zhuǎn)速.表6―3國產(chǎn)唱片代號

國產(chǎn)唱片規(guī)定用漢語拼音字母作為代號，并且在唱片引出槽間隙、片芯、目錄和封套上明文標(biāo)記。例如，M—×××表示密紋唱片。字母后面的數(shù)字是唱片順序號。23為了區(qū)分單聲道和立體聲唱片，在唱片芯上都作出明確標(biāo)記。對單聲道唱片必須標(biāo)明“單聲〞(MONO)字樣或“〞符號；對于立體聲唱片，應(yīng)標(biāo)明“立體聲〞(STEREO)或雙環(huán)“○○〞符號。文字和符號兩者也可同時并用。242.立體聲唱片雙聲道立體聲唱片要求能同時記錄兩路聲音信息。第一種是雙軌方式，即用兩條獨立的紋槽同時記錄兩路信息，唱片的錄音面被一分為二。外周局部記錄右聲道，內(nèi)周記錄左聲道。放唱時，由安裝在同一音臂上的兩個拾音頭同時在唱片的外周和內(nèi)周局部拾取信號。第二種是采用頻率分割方式，可以在同一紋槽內(nèi)記錄兩個聲道的信息。第三種是“縱、橫〞(VL)方式，這種方式以縱向調(diào)制記錄左(L)聲道信息，紋槽隨調(diào)制信號作深淺變化；以橫向調(diào)制記錄右(R)聲道信息，紋槽沿水平方向位移。25第四種即45°/45°調(diào)制方式。所謂45°/45°制式是指把右聲道信號刻錄在與刻紋刀成+45°的聲槽外壁上，而把左聲道信號刻錄在與刻紋刀成-45°的聲槽內(nèi)壁上。由于聲槽內(nèi)、外壁是互相垂直的，因而右聲道刻錄方向垂直于聲槽外臂，左聲道刻錄方向?qū)⒋怪庇诼暡蹆?nèi)壁。45°/45°立體聲唱片制式是一種比較理想的制式，它能和單聲道系統(tǒng)兼容放唱，而且左、右聲道對稱性較好，不會破壞雙聲道的平衡度。26立體聲唱片的構(gòu)造為了解決一只唱針拾取立體聲信號的問題，立體聲唱片的聲槽的外表呈“V〞字型，聲槽左右兩壁的壓角稱為包含角，為90度左右。槽的寬度與深度不僅取決于刻紋刀的大小，還同錄制聲音信號的變化有關(guān)。立體聲密紋唱片的聲紋較密，以延長放唱時間。在立體聲密紋唱片上，一般把左聲道信號刻錄在聲槽的內(nèi)側(cè)壁，而把右聲道的信號刻錄在聲槽的外側(cè)壁。這樣就可以使用一只唱針，同時拾取左右聲道的兩個音頻信號。27立體聲唱片的拾音立體聲唱片是在一條聲紋上存儲了左右兩路信號，每個聲紋的側(cè)壁都包含著一個獨立通道的信號，在立體聲唱頭的唱針的上部有兩個互相垂直的拾音線圈，里面包含著一個運動磁鐵。28立體聲唱片的拾音如圖，當(dāng)唱針運動在左臂時，唱針的運動會帶動上面的磁鐵的磁力線切割左線圈，從而饋送出左聲道信號；由于右邊運動磁鐵的磁力線此時沒有切割線圈，所以右聲道沒有信號輸出。此時發(fā)出的只有左聲道信號，沒有右聲道信號。29立體聲唱片的拾音如圖，當(dāng)唱針運動在右臂時，唱針的運動會帶動上面的磁鐵的磁力線切割右線圈，從而饋送出右聲道信號；由于左邊運動磁鐵的磁力線此時沒有切割線圈，所以左聲道沒有信號輸出。此時發(fā)出的只有右聲道信號，沒有左聲道信號。30立體聲唱片的拾音也就是說，每個線圈只響應(yīng)與之對應(yīng)的側(cè)壁運動分量。即左線圈只讀取左臂的運動，檢測不出右臂的任何變化或位移，而右線圈同理。當(dāng)左臂和右臂中包含的信號起伏同時共同作用于唱針時，唱針便按兩臂相對位移決定的某一方向運動，從而拾取出內(nèi)容豐富的立體聲信號。31唱片錄放聲頻率預(yù)均衡和去均衡唱片制作時的頻率預(yù)均衡特性為的是提升高頻和壓低低頻。但如果此時直接用密紋唱片放音，就會造成高音過強刺耳，低音過弱無力。音樂欣賞失去意義。為了把錄音節(jié)目在放音時恢復(fù)到本來的面目，恢復(fù)高保真音樂所要求的平直頻率響應(yīng)特性，在放音時要設(shè)置去均衡電路：提升低音，衰減高音，即提升低頻，衰減高頻。去均衡電路通常稱為唱頭放大電路，也稱RIAA唱頭放大電路。32RIAA唱頭放大電路這是一個由集成運放組成的放大電路，引入了負(fù)反響。這個電路有兩個任務(wù)：一是把電磁唱頭輸出的約3mV左右的微弱信號先行放大到幾十毫伏或幾百毫伏，再送入前置放大器；二是進行頻率特性的去均衡，去均衡網(wǎng)絡(luò)由負(fù)反響元件組成。33346.1.2電唱機電唱機主要由電動機、拾音頭、拾音臂、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)盤和機箱等組成。對高級電唱機往往還有頻閃測速、唱盤水平調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)速微調(diào)、音臂自動升降、自動放唱等附屬裝置。電唱機的傳動方式可采用摩擦傳動、帶傳動和直接傳動等方式。其中，直接傳動方式比較好，轉(zhuǎn)速非常穩(wěn)定，抖晃率可在0.03%以下，信噪比高于60dB。35電動機是驅(qū)動裝置的核心，電機速度的穩(wěn)定性，決定了整個電唱機拾音效果的好壞。拾音頭和拾音臂組成了拾音器。拾音器是在唱片放音時完成力——電轉(zhuǎn)換的一種換能器。其作用是把唱針沿唱片槽紋運動做的機械功率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號。由于拾音器擔(dān)任能量轉(zhuǎn)換的重任，因而是電唱機中最重要，也是最薄弱的環(huán)節(jié)。電動機36拾音臂對重放聲音的音質(zhì)影響很大。它不但要保持唱頭在唱片上輕巧、靈活、平滑地運行，而且拾音臂不應(yīng)隨唱針的振動而發(fā)生共振。如有任何缺陷，都將影響電唱機的放唱質(zhì)量。拾音臂大致可分為兩大類：一類是支點式拾音臂，它的臂前端彎曲，并以支點為中心轉(zhuǎn)動，從而使唱針沿聲槽平滑地移動；另一類是線性跟蹤臂，它與刻紋頭一樣，使唱針沿直線移動，其失真較前者小，但構(gòu)造復(fù)雜，目前使用不普遍。拾音臂37拾音臂拾音臂按形狀有以下三種圖6―6拾音臂的形狀(a)直線型；(b)J型；(c)S型38轉(zhuǎn)盤優(yōu)質(zhì)的轉(zhuǎn)盤是高檔電唱機的另一個重要標(biāo)志，應(yīng)該具有很高的加工精度，質(zhì)量大且必須進行動平衡校正，使其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)以減小抖晃率，提高信噪比。39聲槽刻紋所記錄的音樂信號是通過唱針來拾取的，并經(jīng)過拾音臂使磁鐵振動而轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。目前高質(zhì)量電唱機使用的唱針，根本上都是人造寶石或鉆石制做的。前者的壽命可播放幾百次，后者壽命達幾千次。從針的斷面形狀來分有圓形和橢圓形唱針兩種。橢圓形唱針具有優(yōu)越的性能，由于其研磨加工比較困難，所以只在高級唱機上使用。唱針40唱頭的種類很多，早期普及型唱機采用晶體型(CR)和陶瓷型(CE)唱頭，近年一般選用可動鐵型(MI)、可動磁鐵型(MM)或動圈型(MC)唱頭。唱頭(1)陶瓷型。這種類型的唱頭是利用陶瓷晶體產(chǎn)生的壓電效應(yīng)制成的。這種類型的唱頭不需要均衡電路。但是音質(zhì)不如其它型式的好，所以高質(zhì)量的唱機幾乎不采用。

41唱頭的種類很多，早期普及型唱機采用晶體型(CR)和陶瓷型(CE)唱頭，近年一般選用可動鐵型(MI)、可動磁鐵型(MM)或動圈型(MC)唱頭。唱頭(2)可動磁鐵型。在唱頭中，它是主要的一種，因為它的頻率特性、音質(zhì)都比較好，價格適中，所以被廣泛使用。它的工作原理是利用磁鐵在磁場中振動而產(chǎn)生電信號。42唱頭的種類很多，早期普及型唱機采用晶體型(CR)和陶瓷型(CE)唱頭，近年一般選用可動鐵型(MI)、可動磁鐵型(MM)或動圈型(MC)唱頭。唱頭(3)動圈型。這種類型的唱頭，其磁鐵是固定的，它的工作原理是利用線圈在磁場里振動而產(chǎn)生電信號。其音質(zhì)清徹透亮。由于其輸出信號很小，所以需要另配專用的前置放大器，根本上不能更換唱針，價格昂貴。43不管哪一種類型的唱頭，其原理都是由于唱針的振動而使得通過線圈的磁通量發(fā)生變化，因此在線圈上就產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。唱針拾取唱片聲槽的振動信號后，通過懸臂使另一端的微小磁鐵產(chǎn)生振動，于是通過磁鐵的磁通量將發(fā)生變化，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。唱頭44電唱機按放唱操作的自動化程度可分為五種：

(1)全手控唱機：一切控制都由使用者自己操作。(2)半自動唱機：只需使用者將音臂抬起移離托臂架，其余放唱過程全部自動完成。(3)自動唱機：只需使用者開機，其余放唱過程全部自動完成。

自動裝置

45(4)自動換片唱機：使用者先把假設(shè)干張唱片(約6張)放在特制的中心軸上，開機之后，將自動按順序完成全部唱片的放唱過程。(5)全自動