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日志

音响技术基础普及

热度 2已有 592 次阅读2009-8-4 15:23 |个人分类:音响基础普及|

   

一、概述:

音响技术属于物理学的分支,主要是研究声波发生、传播、接收、以及声信号转化和处理的学科。由于科学技术的发展,以及社会、人类、生产和生活的实际需要,其研究范围正在日益扩大,应用也越来越广,针对不同的用途主要可分成民用音响与专业音响,专业音响还可以分为舞台音响、公共广播、会议系统、卡拉OK系统等。

二、基本概念:

1.      声音:

英文SOUNDAUDIO,是通过机械振动产生的,以波动形式传播的声波剌激人耳而引起的感觉,也称可闻声波。

2.      声波:

英文SOUND WAVE,简单地说就是质点(物体)机械振动的传播过程。构成声波的三个基本条件:1在策动力作用下产生振动的质点(物体)。2传播振动的媒介。

3.      频率:

声波在单位时间内的振动次数,用f表示,单位Hz(赫兹)即f=n/t

如:质点在1秒内振动20次,则其频率f=20÷1=20Hz,

根据声波频率变化,它对人身造成反应也不相同,一般地,频率在20Hz---20KHz的声可被人耳接收,即可闻声,相对而言,频率低,音调低;频率高,音调也较高。可闻声以外的其他频率声波为不可闻声。其中频率小于20Hz的叫次声波;大于20KHz的叫超声波。

另:声波长=音速/频率,声音速度与波长关系:声在21℃时速度为344Mm,那么100Hz的音声波长便为3.44m

4.      倍频程:

英文OCTAVE, 两个声音的频率之比或音调之比,用2为底的对数表示,称为倍频程。 Oct=log2F2/F1          F2=F1 x 2oct

5.      声压:

英文SOUND PRESSURE, 声波在传播过程中,由于媒介的振动而在某点产生的压强,单位Pa()

6.闻 

人耳刚刚能觉察的声压,以1K Hz 的声音为准,人耳的闻阈约为2 x 10-5  N/㎡也叫标准声压Pe

7.痛 

声音大到使人耳感到疼痛的声压,以1K Hz 的声音为准,人耳的痛阈约为20 N/㎡。

一个重要的概念 分贝

概念:通常在各种物理分析中,需要把两个数值的比较进行的划分,一般情况下,在电声技术中,把两个具有功率含 义的量之比的对数值划分为,得到这个物理量叫贝尔bel

其简单表达式,贝尔(bel=lgA/B(A,B为任意两个功率),由于贝尔这个单位太大,使用不方便,所以就起用贝尔1/10来划分级,即分贝,db.

分贝(db=10lgA/B(A,B为功率)

从上图可以看出之间相差竟100万倍,为了把这宽广的范围压缩为容易处理的范围,因此就用分级的概念,即声级压,学习声压级以前,我们必须先了解一个十分重要概念

8.声压级:

规定某点声压与标准声压比值的常用对数值乘以20,即为声压级,单位分贝(db

LP=20lgP某点/Pe

 

变化120db

              

 

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180  dB

声压值(PA2x10-5

人耳刚能听到

2x10-3

轻声细语,一般住宅要求

2x10-1

1米大声讲话

一般工厂

2x101

柴油机房

 

2x103

导弹发射

2x10.4

核爆炸

 

2x102

燃汽轮机

喷气飞机起飞

2

纺织车间

机房

2x10-2

1米交谈

一般办公室

2x10-4

郊区静夜

变化1000000

 

一般来说,在设计方案时,背景音乐的声压级处于60---70db±4db

              

      语言扩音处于70---78±4db

           

     音乐扩音处于80-85±4db

另加上环境噪音+3db,3-10db的功率贮备余量,

两个常用的定律:

1.声压级平方反比定律:在忽略环境因素的影响条件下,离扬声器的距离每增加1倍,声压级降低6db.

 

1m

1m

                                         

   

 
 

 

 


2. 功率与声压级的关系:在忽略环境因素的影响条件下,功率每增加1倍,声压级升高3db.

CS-03在输入1W功率时可发出98db的声压,如输入2W时则达到101db声压

9. 声压级的计算:

根据扬声器的灵敏度(po)和距扬声器的距离(D)及扬声器输入的电动率(W)便可计算D位置的直达声压级(P)

P=Po+10lgw-20lgD

CS-810的灵敏度92db,那么满功率输入时,站其前面10m处,可达到声压级为P=92+10lg10-20lg10=82db

10.混响:

英文Echo,声波经界面(地面,墙面,顶面)的多次反射,在某空间区域形成的声音延续现象。其声波由直达声和反射声交混叠加而成,通常以ms(毫秒)为单位。

 

11. 灵敏度:

英文Sensitivity,在音响中各器材的电→声或声→电的较换能力的大小,通常以db为单位,如话简:音箱:CS-820的灵敏度96db/w.mCS-42090db/w.mCS-820将电(音频电流)转化成声音的能力比CS-430大。

一般来说,电子器材的输入灵敏度多为0db,也有少数-10db+4db+10db.

 

12. 增益:

英文GAIN;在电子技术中,放大器(包括前置放大器及功率放大器等)的输出信号增高的倍数叫该放大器的大倍数,也就增益,通常以dB为单位,在表示了放大器对信号的放大的能力。

各种增益的表达式:

功率增益:GP=10lgP2/P(dB)

电压增益:GV=20lgV/V1(dB)

电流增益:GI=20lgI2/I1(dB)

13. 频响:

英文Frequency Response, 在规定的频率范围内,设备对不同频率信号具有相应的放大(处理)能力,这个范围就叫设备频率响应,即频响,通常表示为xx Hzxx Hz(±xdB)增益范围限制条件,是关键标注。

 

±3db

80

15kk

20k

频率

                                                                                                                                          

 

从上图可看出,增益范围越大,频响越宽。

 

14. 失真:

英文,TOTAL HARMONIC DISTORTION,THD;在电气设备中,信号的传输过程使得信号的输出特性与输入特性相比发生变化和差异,这种变化和差异总称为失真,通常表示为XX%(在某一条件下),存在很大程度上反映设备性能的优劣。

15. 信噪比:

英文SIGNAL/NOISE,S/N;在电气设备中,通常以放大器输出端的信号功率与噪音,功率的比值来衡量放大器的放大性能,这个比值叫信噪比,通常以db为单位,它直接反映设备的内部本身噪声情况或输出信号的质量。表达式S/N=10lgSo/No(So,No分别是输出端信号功率及噪音功率)

16. 动态范围

英文DYNAIC RANYE,描述音响设备规定信噪比,失真等条件下,输出的最小有用信号和最不失真信号的电平差,也就是信号的幅度变化范围,通常以db为单位,它是直接反映设备情能优劣的指标动态范围说明该设备能有效处理的信号强弱范围大

17. 功率:

英文POWER,在单位时间内,电声设备所消或提供的功率,通常 W为单位,当电声设备 中与功率指标相关性较重要的有功率放大器及音和。表达式:

P=U2/RP=I2R(W)

其中U为有效输入或输出电压,I为负载上的有效电流,R为负载电阻。

功放额定输出功率:一定失真制下,功放的输出值,根据测试标准的不同,其输出值也不同。常用来表示的有RMS,连续功率(均方根值)它是传统波测试值的2倍,是PMPO音乐功能(也叫音乐峰值功率,PEAK POWER)的4-10倍,Inter-M的功率值都为RMS值。

18. 前置放大器

英文Pre Amplifier, 把各种微弱信号弹进行放大推动其他功率放大器电路,

如调音台、话筒放大器等。

19. 功率放大器

英文Power Amplifier,将由前置放大器送不的较小的信号进行电压、电流方面的放大,推动大功率负载的电路,简称功放。

20. 周边设备

专业扩声系统中,对音频信号进行加工处理的设备的统称,如均衡器、压限器、音箱处理器等。

21. 音箱

专业扩声系统中,将由功放送来的音频电信号进行还原成声音信号的设备的统称,一般由扬声器单元、箱体、声学材料及电子线路等组成。按不同要求可分成不同类型的音箱。

 

按音箱发声频响范围:可分为全频音箱、高频音箱(如号角)、中频音箱、低音及超低音箱;

按音箱声音辐射范围:远程音箱、中程音箱及近程音箱;

按音箱使用不同范围:主扩声音箱、舞台返听音箱、监听音箱;

         ...........................

2

路过

鸡蛋
1

鲜花

握手

雷人

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回复 fayu 2010-3-11 12:48

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