现代音响与调音技术课件第3次课分析.ppt

有效频率范围习惯上称为频率特性或频率响应，是指各种放声设备能重放声音信号的频率范围，以及在此范围内允许的振幅偏差程度(允差或容差)。显然，频率范围越宽，振幅容差越小，则频率特性越好。 信噪比又称信号噪声比，是指有用信号电压与噪声电压之比，记为S/N，通常用dB表示 由于各音响设备中的放大器存在着一定的非线性，导致音频信号通过放大器时产生新的各次谐波成分，由此而造成的失真称为谐波失真。谐波失真使声音失去原有的音色，严重时使声音变得刺耳难听。 r 电压谐波失真系数 互调失真也是非线性失真的一种。声音信号都是由多频率信号复合而成的，这种信号通过非线性放大器时，各个频率信号之间便会互相调制，产生出新的频率分量，形成所谓的互调失真，使人感觉声音刺耳、失去层次。 与单声道重放声相比，立体声具有一些显著的特点。 1)具有明显的方位感和分布感 采用多声道重放立体声时，聆听者会明显感到声源分布在一个宽广的范围，主观上能想象出乐队中每个乐器所在的位置，产生了对声源所在位置的一种幻像，简称声像。幻觉中的声像重现了实际声源的相对空间位置，具有明显的方位感和分布感。 与单声道重放声相比，立体声具有一些显著的特点。 4)具有较好的空间感、包围感和临场感 立体声系统可以重现反射声和混响声，使聆听者感受到原声场的音响环境。 1) 时间差 设l =20cm，c=340m/s，则 2) 相位差 由于传到两耳的声音存在时间差，因而也会产生相位差。对于频率为f的纯音，相位差与时间差有如下关系： (3) 声级差 两耳虽然相距不远, 但是, 由于头颅的阻隔作用, 使得从某方向传来的声音需要绕过头部才能到达离声源较远的一只耳朵中去. 在传播过程中, 其声压级会有一定程度的衰减, 使两侧耳壳处产生声级差. 人耳对声源距离的定位, 在室外主要依靠声音的强弱来判断, 在室内则主要依靠直达声与反射声, 混响声在时间上, 强度上的差异等因素来判断. 第1章 音响技术基础 * 1.4 音响系统的电声性能指标 1.4.1 有效频率范围 图1―7 常见乐器与男女声的频率范围 图 1―8 (1―21) 式中uS为有用信号电压，uN为无用噪声电压。信噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，重放的声音越干净，音质越好。 1.4.2 信噪比 1.4.3 谐波失真 失真是对信号中所含杂质的一种测量。通常被描述为信号的期望成分和非期望成分的百分比或分贝比。简而言之，在输出端得到的任何频率并不包含在输入频率中就是失真。 测量失真的方法通常有两种： 谐波失真和互调失真 1.4.3 谐波失真 （1 - 22） 该项指标可用新增谐波成分总和的有效值与原有信号的有效值的百分比来表示，因而又称为总谐波失真。 互调失真= 全频带内非线性信号的均方根的和 某一高次基频的振幅 ×100% (1―23) 1.4.4 互调失真 1.有效频率范围的上限频率fm 1.4.5 数字音响的几个主要性能指标 理论上数字设备的取样频率只要高于音频范围的上限2倍，就能保证信息的完整。因此知道数字设备的取样频率fs就可得出该设备允许通过的音频信号上限频率fm。 如：CD唱片的取样频率为fs=44.1Hz，故允许的音频信号上限频率为fm≤fs/2=22.05Hz,也即是有效频率范围的极限上限频率。 fm≤fs/2 在数字音响设备中，要将声频信号数字化，必须进行取样和量化，并编码。取样是对连续的模拟音频信号每隔一定时间将其瞬时值取出，使模拟信号等分为一列幅度随时间变化的脉冲信号。 2. 信噪比和动态范围 式中n为量化位数，在CD唱片中，n=16，所以(S/N)≈96(dB)。在线性量化情况下，上式也就是数字音响设备的动态范围。 量化是把取样后每一取样点上的脉冲幅度转换为一组不同的数码（脉冲串），也即将取样所得的取样值相对于振幅进行离散的数值化操作，这就是量化。数码的位数，称为量化位（bit）数，bit值越大，量化越准确。 3.传码率R 数字音响系统中每秒钟所传送的数据位数称为传码率 R=m·n·fs (b/s) 式中m为声道数， n为量化位数，对于双声道立体声系统，m=2。因为CD唱片的n=16，fs=44.1kHz，故R=1.411Mb/s。 1.5 立体声基础 立体声是一个应用两个或两个以上的声音通道，使聆听者所感到的声源相对空间位置能接近实际声源的相对空间位置的声音传输系统。