扩声与公共广播系统.ppt

扩声与 音响系统,扩声和音响系统的类型,语言系统和音乐系统（声源性质） 室内系统和室外系统（工作环境） 单声道、双声道和多声道声音处理 （工作原理） 集中输出系统、分区输出系统、混合输出系统（能量分配） 定压式输出和定阻抗输出（输出方式）,三种类型（系统工程）：,一是公共广播（PA）系统，无声反馈的问题，并以定压式传输方式为其典型系统 二是专业音响系统 ，这种系统使用专业音响设备，并要求有大功率的扬声器系统和功放，存在声反馈乃至啸叫的问题，且因其距离较短，所以系统一般采用低阻直接传输方式 三是专用的会议系统，它虽也属于扩声系统，但有其特殊要求，如同声传译系统等,系统的组成,信号源 信号的处理和放大设备 扬声器系统,设备,声源 无线电广播（调频、调幅）相应的节目源设备有FMAM调谐器 普通唱片、激光唱片（CD）和盒式磁带等，相应的节目源设备电唱机、激光唱机和录音卡座等。 传声器（话筒）、电视伴音（包括影碟机、录像机和卫星电视的伴音）、电子乐器等,信号放大设备,调音台、前置放大器、功率放大器 首要任务是信号的放大电压放大和功率放大 功率放大器则将前置放大器或调音台送来的信号进行功率放大，通过传输线去推动扬声器放声。,声音处理设备,混响器 延时器 变调器 激励器 均衡器 降噪器 压限器和扩展器 环绕声处理器,传输线路：,礼堂、剧场、歌舞厅、卡拉OK厅等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，故一般采用低阻大电流的直接馈送方式 公共广播系统，由于服务区域广、距离长，为了减少传输线路引起的损耗，往往采用高压传输方式 在客房广播系统中，有一种与宾馆CATV（共用天线电视系统）共用的所谓载波传输系统，这时的传输线就使用CATV的视频电缆,扬声器系统,扬声器是广播音响系统的终端，是声音的还原设备 根据播放信号的性质、环境要求、具体用途来选取 公共广播系统使用的声柱，吸顶喇叭，歌舞厅音响系统使用的各种音箱等 它们的功率、阻抗、频响等性能均不相同，不能简单换用,两种类型的广播音响系统,以前置放大器（或AV放大器）为中心的广播音响系统,以调音台为中心的专业音响系统,传声器和无线传声器,传声器和无线传声器 （）传声器的作用和种类 1按换能原理分类 电动式传声器（有动圈式传声器、铝带式传声器等）； 电容式传声器（其中包括驻极体式传声器）； 电磁式传声器； 半导体式传声器； 压电式传声器（晶体传声器、陶瓷传声器、 压电高聚物式传声器）。,2按指向性图分类,2按指向性图分类,2按指向性图分类 无指向传声器（又称全指向传声器）； 双向传声器（又称8字形指向性传声器）； 心形传声器、超心形传声器、超指向传声器（它们又称为单向传声器） 3按传声器的输出阻抗分类 高阻式传声器（2050K） 低阻式传声器（150200） 4. 按电信号传输方式分类 有线话筒 无线话筒,传声器的特点,动圈式 : 结构简单，坚固耐用，工作稳定好，价格较低。频率响应特性较好等 振动产生出相应的电压变化 灵敏度约为01504mVbar，即154mVPa , 一般为一56dB 电容式 : 频率响应好，失真小，噪声低，灵敏度高，音色柔和 振动产生出相应的电容变化 灵敏度约为1540mVbar，即154mVPa ,一40dB ，一般为一40dB 传声器灵敏度也有用dB值表示，其参考灵敏度0dB相当于1VPa,传声器的特点,频率响应：高保真传声器的频响最低性能要求为5013kHz。通常卡拉OK演唱用的传声器频率范围在80Hz13kHz，扩声用时一般在70Hz15kHz，此外有时传声器并不一定取平坦频响曲线，而是在高频段（主要在30008000Hz）有所提升或其它频段 指向性：要求抑制背面声音或噪声，则使用心形传声器的效果最好，会场讲演、卡拉OK演唱、舞台扩声和录音大都使用心形传声器或超心形传声器 输出阻抗 ：输出阻抗在1000以下的称为低阻抗输出，大于1000的称为高阻抗输出。常用的传声器输出阻抗大致有200（低阻抗），20k（高阻抗）和约15k（驻极体式传声器） 输出方式，又可分为平衡接法和不平衡接法两种 如果低阻传声器采用平衡接法输出方式，则话筒线允许长度可达100m ，不平衡接法的话筒线长度至多不超过10m，否则噪声干扰严重，音质变差 高输出阻抗的传声器灵敏度较高，但所接的传输电缆线不宜过长 ，专业用高质量传声器基本上都采用200低阻传声器。,无线传声器,无线传声器又称无线话筒，它是利用无线电波在近距离内传递声音信号的传声器。它由无线话筒部分和接收机两部分组成,无线传声器,无线传声器,无线传声器的分类,按振荡回路方式分为 调谐振荡回路式（其线路简单，频率稳定度较差，是普及型产品）； 石英晶体控制电路或（频率准确稳定，但频道固定）； 锁相环频率合成式（频率精确稳定，且为可变换频率的多频道型） 按载波频率分为 FM型（工作在调频波段88108MHz）； VHF型（又分低频段VHF型，工作在3050MHz，因其频率太低，需较长天线；高频段VHF型，工作在150250MHz）； UHF型（又分低频段UHF型，工作在300600MHz；高频段UHF型，工作在7001000MHz）。 按接收方式可分为 单接收机单频道接收型（是最基本无线传声器系统，是廉价的普及型）； 单接收机多频道接收型（由几个不同频率的接收机组合而成，亦为普及型）； 双接收机单频道接收型（由两个同频率接收机构成自动选择接收的方式，以消除接收死角及不稳定现象，属专业级）； 双接收机多频道接收型（由几台自动选择接收的接收机组合而成，属专业级）,无线传声器系统指标,频率范围 169186MHz，共备有8个频率； 工作范围 300m（理想环境下）； 发射调制 直接FM，晶体稳频，频偏15kHz； 频率响应 60Hz14kHz（土 15dB）， 30Hz16kHz（士 3dB）； 谐波失真 最大05（低于发射机极限）， 典型025（1kHz）； 动态范围 105dB； 信噪比（20kHz带宽） 最小105dB（平滑）， 典型108dB（A加权）,接收机指标,接收形式 单频单变换，超外差FM； 镜频干扰抑制 80dB（典型）； 灵敏度： 16V（SN50dB，20kHz带宽）； 极限静噪 105dB（20kHz平滑），108dB（A加权）； 静噪 105dB（ 15kHz频偏基准）； 音频输出 线路电平限幅时，最小 十16dBm，12一18dBm（全频偏）， 话筒电平 1846dBm全频偏，(3060dBm正常自由空间)； 音频处理 1：2对数扩展,发射机指标,话筒元件 EV ND757A 超心形； 载波功率输出 50mw（标称）； 频率稳定度 士0005； 控制 电源开关、话筒-音频开关、话筒-电平调校； 音频调校范围 30dB； 电池寿命 810h (1个9V碱性电池),AMFM调谐器,调谐器分为调幅调谐器和调频调谐器，它们分别用来接收调幅和调频广播信号 最主要的技术是采用石英晶体频率合成和微机相结合的数字调谐技术，这种具有数字调谐系统（DTS）的调谐器，简称数字调谐器,调谐器的性能指标,灵敏度 允许混入最大限度噪声和失真的前提下，调谐器对于无线电广播电波微弱信号的接收能力叫做调谐器的灵敏度 。一般高档调幅调谐器为30V，一级机为50V 选择性 调谐器从到达的无线电波中选出需要电台信号的能力，亦即表示抗“串台”干扰的性能，大于50dB ，高级的调频调谐器的选择性已经达到80dB 谐波失真 规定的输入信号和调制频率下，调谐器输出的谐波畸变分量与原来信号总量的百分比 ，调幅调谐器的谐波失真一般在3以内，高档机小于 1；调频调谐器失真度一般在1以内，高档机小于001。 信噪比 调谐器输出信号与输出噪声之比，中档调幅调谐器的信噪比大于40dB；中档调频调谐器的信噪比大于70dB。 立体声分离度表示接收立体声广播时左、右两声道信号分开的程度 ，左、右声道分离度为1520dB即可有明显的立体感，现在调谐器由于采用了锁相（PLL）技术，立体声分离度约在 40dB以上。 俘获比抑制两个同频率射频信号中较弱一个的能力，允许只接收两个同频率信号中较强的一个 ，最低要求小于3dB,卡座,按使用的磁带分类 盘式录音机、盒式录音机和卡式录音机三种 盘式录音机 磁带宽度为625mm的大型盘式 带速为381cms、1905cms 录音公司、电影制片厂、电视台、广播电台 盒式录音机 带宽度为381cm，带速为475crns 卡式录音机 卡式磁带，磁带卷绕在带卡的一个盘芯上，能够循环走带 ，用于广播电台播音和汽车放音等 按结构形式分类 录音机、收录机、放音机 按工作方式分类 模拟式磁带录音机和数字式磁带录音机 数码方式工作的数字磁带录音机（简称DAT） DAT的性能指标和音质都非常好，远远超过传统的模拟式录音机 ， DCC数字录音机 它保持DAT的高超性能，但又能重放模拟盒式磁带的节目,其他分类,按磁迹或声道来分，有单声道、双声道（即立体声）多声道录音机 按磁头数目来分，有三磁头（录音磁头、放音磁头、抹音磁头）、二磁头（录放音兼用磁头、抹音磁头） 按盒座数目来分，有普通单盒式（单卡）录音机、双盒式（双卡）录音机、四盒式录音机等 录音座一般是指不带功率放大器、扬声器以及收音的AMFM调谐器的高级录音机 ，性能指标一般比普通录音机高,卡座的性能指标,五大指标：即带速误差、抖晃率、频率响应、信噪比和失真度，前两项属于机芯部的机械性能指标，后三项属于电路部分的电声性能指标 带速误差 实际带速v与额定带速v0的相对误差的百分数 额定带速规定为475cm/s。一般普及型录音机的带速误差应在 土3以内，高级录音机在02以内。如果有5的带速误差就会使人听起来生厌。 抖晃率 走带速度的瞬时变化，会使原来录制在磁带上的固定频率 f0发生偏移，这种由磁带不规则运动引起记录信号的寄生调频现象称为抖晃 ，抖晃率应在全05以内，在欣赏音乐时，应保持在上03以下 频率响应 录音输入端到放音输出端之间的频率响应称为录音机的频响特性 ，欣赏音乐，录音机的频响特性为4015000Hz ，语言录、放音，频响为1206300Hz 失真度 谐波失真和互调失真 ，一般盒式录音机要求谐波失真小于5，高保真系统要求不大于2，高档盒式录音座则1。 信噪比 录音机输出信号与输出噪声之比，一般录音机的信噪比在40dB左右，高保真系统要求在55dB以上，数字式录音机的信噪比高达90dB以上。 附加了诸如自动选曲、杜比降噪系统、频谱显示、轻触机芯、自动反转磁头、连续放音等多种功能，性能越来越高，使用越来越方便。,激光唱机,使用激光方法拾取声音信号的小型数字音响唱片系统 CD唱机包括激光拾音器（激光头）、唱盘机构、伺服系统、信号放大和处理电路、信息存储器及单片微机控制系统 系统采用了激光技术,数字信号处理技术、高密度记录技术、精密伺服技术和超大规模集成电路技术等，因此CD唱片唱机是集光、声、机、电子于一体的高科技数字音响产品 激光唱机的特性主要体现在两个方面：一是电声指标高；二是操作方便,调音台,多路输入多路输出的前置放大器。 调音台具有对声音进行放大、处理、混合、分配的四大功能 放大 调音台接收的是各种信号，有的是从话筒来的很微弱的信号，其信号幅度大的约200mV，小的则只有 12mV，而CD唱机送出的信号可能高达1000mV。这就需要调音台对这些大小不同的信号进行不同程度的放大，使这些信号幅度最终相差不多 处理 对声音信号进行调整或加工处理的过程，就是音响师对声音进行二次创作的过程。调音台的加工处理主要是音色处理和声像处理。 混合 对一个演出来说，进入调音台的信号可能有很多路，而最后通过调音台输出的信号可能只有一路或两路（这里是指主输出，不包括辅助输出或编组输出），这就需要将多路信号混合成为一路或两路。当然，这类混合还得按照一定比例进行 分配 这是一个重要的功能。进入调音台的各种信号均可根据需要进行分配。比如，它可将一路输入信号同时分配到主输出和各辅助输出上。,不同的分类方法,按输入路数分有：4路、6路、8路、10路、12路、16路、24路、30路、48路等。厅堂扩声和歌舞厅常用824路。 按输出路数分有：单声道、双声道、四声道、多声道等。这是指主输出路数，通常调音台除主输出外，还有辅助输出（如效果输出、监听输出）、编组输出等，以便于使用。 按用途分有：扩声用调音台、录音用调音台、播出用调音台、迪斯科专用调音台等。一般厅堂和歌舞厅都采用扩声用调音台。 按信号处理方式分有：模拟式调音台、数字式调音台。目前虽有数字式调音台产品，但大量使用的还是模拟式调音台。,调音台的技术特性,增益 调音台的增益应根据各种传声器灵敏度的不同而可以调整，它必须能满足灵敏度最低的传声器的放大要求。因此，调音台在传声器输入时最大增益至少应有60dB，较高的可以在80dB以上。通常，调音台在正常工作时，应有约20dB左右的动态余量，相应地约有20dB电平控制余量。因此，较好的调音台其额定增益必须在60dB以上。在线路输入时，调音台的增益通常为0dB 噪声 衡量调音台噪声大小的方法，对传声器输入通路是用等效输入噪声电平来表示的，即将输出端总的输出噪声电平折算到输入端来衡量。这是由于调音台的传声器放大器在不同的增益位置时，噪声电平随增益的不同而变化，测量到的信噪比也就不同。但调音台输入端的等效噪声电平是固定不变的，因此用等效输入噪声电平能比较确切地反映调音台噪声电平的大小 频率特性 调音台的频率特性的不均匀度，一般在全部工作频段范围内约为1dB左右。如果有的调音台传声器输入通路和线路输入通路稍有差别，那么在该机的技术说明书中应给予注明,非线性谐波失真 调音台的非线性谐波失真通常是指额定输出电平时，在整个工作频段内的全部谐波失真值。有的调音台在不同的频段非线性谐波失真数值稍有差别，在技术说明书中对测试频率应作出相应的规定。专业用调音台非线性谐波失真一般需要小于01 动态余量（电平储备量） 调音台的动态余量是指最大的不失真输出电平和额定输出电平之差，以dB表示。动态余量愈大，节目的峰值储备量也就愈大，声音的自然度也就愈好。通常调音台的动态余量至少应有1520dB，较高档的调音台可在20dB以上 串音 调音台的串音是指相邻通路间的隔离度。隔离度的优劣和信号的频段有关，高频段的串音较中、低频严重。,LIVE32型调音台（英国声艺公司产品）,有四种规格：8路、12路、16路和24路输入。24路可接多至32组输入。 输入通道采用超级话筒（UItra MIC）放大器的专利设计，可提供 66dB的高增益。 EQ均衡器采用四段的半参量均衡器，高、低两段的高频点和低频点分别为12kHz和 80kHz，均衡量为15dB；中间两段的中心频率可调，分别为 550Hz13kHz和 80Hz19kHz,土15dB。 输入通道具有18dB倍频程、高通滤波器，分频点设在 100Hz，可用来滤除舞台脚踏的噪声和话筒的气流声。 设有EQ InOut旁路开关，便于调音师比较EQ前、后的音响效果。 具有四组辅助输出，其中三组可选自推子（FADER）前或后，便于灵活进行信号输出组合。 主输出有三路，即左、右立体声输出和一路单声道（MONO）输出。单声道可供作中央声道超低音输出使用。混合后的左、右声道可再混合进单声道母线，因此特别适合一些单声道的扩声系统。 具有两组立体声输入和立体声效果返送。两路立体声输入可用来连接CD唱机或电子乐器，两路立体声效果返回（FX RETURNS）可供效果器作立体声效果信号返回使用。 具有立体声录音输出，电平为 一20dBV，可配接录音卡座或数字录音机。 有两组12段光柱电平表以显示调音台混合后的信号电平。但当任何通道选为“独唱”时，显示PEL或AFL电平。,前置放大器,作用是将各种节目源（如调谐器、电唱盘、激光唱机、录音卡座或话筒）送来的信号进行电压放大和各种处理，它包括均衡和节目源选择电路。音调控制、响度控制、音量控制、平衡控制、滤波器以及放大电路等，其输出信号送往后续功率放大器进行功率放大； 对各种节目源信号进行切换选择和处理； 将微弱的输入信号放大到051V，以推动后续的功率放大器； 进行各种音质控制，以美化音色。,前置放大器的主要性能,1失真度 失真包括谐波失真和互调失真等，当然其值越小越好。作为高保真前置放大器的最低要求，其谐波失真应05。目前，前置放大器的指标可做得很高。谐波失真一般均能做到小于 0 01，瞬态互调失真大多在 0 05以下。 2信噪比 其值越大越好。作为高保真前置放大器对宽带信噪比的最低要求为58dB，现在做到90dB以上也不难了。 3频率响应 作为高保真前置放大器对频响的最低要求为 4016000Hz，允差土15dB，现在一般能做到 2020000Hz，通带内平直，正负不超过 01。 4其他要求 除了以上三个最主要指标外，还有许多指标，如要求转换速率（SR）快、动态范围大、各控制电路特性好、整机对电源和温度的变化影响小、工作稳定等。对于输入阻抗，目前国内外都有规定，以实现输入阻抗的匹配。,功率放大器,将前置放大器输出的音频电压信号进行功率放大，以推动扬声器放声 功率放大器和前置放大器都是声频放大器（亦称音频放大器），两者可以分开设置，也可以合并成一个机器，两者组合在一起时则称为综合放大器,功率放大器的种类,按输出级与扬声器的连接方式分为：变压器耦合输出方式和无输出变压器方式两类。无输出变压器方式中又分为OTL方式（采用电容输出）、OCL方式（无输出电容而采用直接耦合）和BTL（桥式推挽的直耦输出）等方式。 按功放所用的放大器件可分为：电子管功率放大器、晶体管功率放大器和集成电路功率放大器 按功放的输出方式可分为：定阻抗输出和定电压输出两种方式,功率放大器的性能指标,输出功率 额定输出功率（RM）谐波失真度为10时的平均功率，称为额定输出功率，亦称最大有用功率或不失真功率。 最大输出功率 不考虑失真的大小，给功放输入足够大的信号，并将音量和音调电位器调至最大时，功放所能输出的最大功率称为最大输出功率 音乐输出功率（MPO） 功放工作于音乐信号时的输出功率，亦即在输出失真度不超过规定值的条件下，功放对音乐信号的瞬间最大输出功率 峰值音乐输出功率（PMPO）不计失真的条件下，将功放的音量和音调电位器调至最大时，功放所能输出的最大音乐功率 峰值音乐输出功率音乐输出功率最大输出功率最大有用功率（额定输出功率）。 通常，峰值音乐输出功率是额定输出功率的810倍,频率响应,频率响应是指功率放大器对声频信号各频率分量的均匀放大能力。频率响应一般可分为幅度频率响应和相位频率响应 幅度频率响应表征了功放的工作频率范围，以及在工作频率范围内的幅度是否均匀和不均匀的程度 输出信号电平相对于1000Hz信号电平下降3dB处的上限频率与下限频率之间的频率范围 相位频率响应是指功放输出信号与原有信号中各频率之间相互的相位关系 家用功率放大器的工作频率范围为20Hz20kHz； 专业用功率放大器的工作频率范围为1040kHz； 现代高级功率放大器的频响范围甚至达到了10Hz80kHz。频响宽，可减少瞬态失真等,谐波失真 谐波失真是由功率放大器中的非线性元件引起的，这种非线性会使声频信号产生许多新的谐波成分 功率放大器在整个音频范围内的总谐波失真一般小于01；优秀功效谐波失真值大多在 003005之间 失真除了谐波失真之外，还有互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真 信噪比 信噪比是指功放输出的各种噪声（如交流声、白噪声）电平与输出信号电平的比值的分贝数。一般要求在50dB以上，优质功放在放唱片时的信噪比大于72dB 输出阻抗和阻尼系数 功放输出端对负载（扬声器）所呈现的等效内阻抗，称为输出阻抗 阻尼系数则是指功放给扬声器的电阻尼的大小。 阻尼系数定义为扬声器阻抗与功放输出阻抗（含接线电阻）之比 家用功放的阻尼系数值在15100，专业功效更高,频率均衡器,频率均衡器，有时又称图示均衡器、房间均衡器 用来精确校正频率特性的音响设备 主要作用有 : （1）校正音响设备产生的频率畸变，能补偿各种节目信号中欠缺的频率成分，又能抑制过重的频率成分； （2）校正室内声学共振特性产生的频率畸变，弥补建筑声学的结构缺陷； （3）抑制声反馈，改善厅堂扩声的质量； （4）修饰或美化音色，提高音质和直响效果 图示均衡器按频率划分可分为倍频程式、1 / 2倍频程式和13倍频程式等几种,倍频程式的中心频率一般设在63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz和16kHz等9个频率上，所以有时也称为9段均衡器 13倍频程式的中心频率定为20Hz、25Hz、315Hz、40Hz、50Hz、63Hz、80Hz、100Hz、125Hz、160Hz、200Hz、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz、630Hz、800Hz、lkHz、125kHz、16kHz、2kHz、25kHz、315kHz、4kHz、5kHz、63kHz、8kHz、10kHz、125kHz、16kHz、20kHz，即把整个音频范围（20Hz20kHz）分为31个频率点，因此通常称为31段均衡器 有时将其两端频率（如20Hz、25Hz、315Hz、20kHz）省掉几个，就成为27段或30段的均衡器 频段划分越窄，越有利于进行房间特性补偿，但频率点增多。目前最常用的是2731个频率点的13信频程频率均衡器 通常要求谐波失真不大于01，等效输入噪声级不大于 一90dB，频响在20Hz20kHz，均衡量土12dB。 还有一种均衡器，其中心频率、Q值（对应于该中心频率的带宽）和提升（或衰减）幅度三种参数都分别可调，所以称之为参量均衡器 近来，调音台中也大量采用参量均衡器或半参量均衡器方