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1、第七章 音频信号的处理技术,第一节 幅度处理技术第二节 频域处理技术第三节 时域处理技术第四节 调音控制台 第五节 功率放大器,第一节 幅度处理技术,一、问题的提出二、压限器 三、电平压缩与限幅器的应用四、电平扩张与噪声门的应用五、实用电路,一、问题的提出,1、声源的声压变化大（0120dB）2、电声设备的动态有限3、带来问题 大信号时产生非线性失真 小信号时S/N下降 数字化时量化位数增加,二、压限器,1、压限器的功能2、压缩/限幅器的基本原理,1、压限器的功能,小信号放大大信号时减小放大量超大信号时限幅,2、压缩/限幅器的基本原理,原理框图各部分的简单原理压缩特性,原理框图,各部分的简单原
2、理,可控放大器 利用晶体管值的非线性 利用差动放大器I3对增益的控制能力 幅度检测 平均值检测 峰值检测,压缩特性,压缩原理,压扩原理,三、电平压缩与限幅器的应用,1、压限器的特性2、压限器的组成,1、压限器的特性,压缩器 一般采用比例压缩。如：21、41、101、1001如图示：限幅器 二极管限幅 三极管限幅 差动放大器限幅,2、压限器的组成,四、电平扩张与噪声门的应用,1、电平扩张器 2、噪声门,1、电平扩张器,问题的提出解决办法,问题的提出,解决办法,2、噪声门,五、实用电路,第二节 频域处理技术,一、采用频域处理的目的二、频带控制三、频率均衡器四、声激励与移频器,一、采用频域处理的目的
3、,1、对声音进行选择2、对声音进行均衡,二、频带控制,（一）滤波器（二）分频器,（一）滤波器,1、滤波器的分类2、低通滤波器的主要作用3、高通滤波器的主要作用4、带通滤波器与陷波器,1、滤波器的分类,按频率范围分按有无放大环节分按电路的组成形式分按器件类型分,按频率范围分,高通滤波电路低通滤波电路带通滤波电路带阻滤波电路,按有无放大环节分,有源滤波电路无源滤波电路,按电路的组成形式分,T型滤波电路Y型滤波电路型滤波电路型滤波电路,按器件类型分,RC滤波电路RL滤波电路LC滤波电路RLC滤波电路,2、低通滤波器的主要作用,对低频选通对高频噪声进行抑制频谱特性,3、高通滤波器的主要作用,对高频选通
4、对低频噪声进行抑制频谱特性,4、带通滤波器与陷波器,带通滤波器陷波器,（二）分频器,1、分频器的作用 可提高传音质量 可防止低频声对高频声的掩蔽2、电子分频器,2、电子分频器(18dB/OCT),电路的基本组成电子分频器的类型分频器的连接,电路的基本组成,电子分频器的类型,二分频电子分频器三分频电子分频器四分频电子分频器,分频器的连接,三、频率均衡器,1、频率均衡器的作用2、频率均衡器的类型3、LC式频率均衡器4、模拟电感式多频段图示频率均衡器5、频率均衡器的技术指标6、频率均衡器在使用时的注意事项、实用的均衡曲线,1、频率均衡器的作用,改善声场的频率传输特性对声源的音色结构加工处理满足人们生
5、理和心理上的听音要求改善音响系统的频率响应,2、频率均衡器的类型,斜坡型单频率补偿型多频段补偿型,3、LC式频率均衡器,电路的组成频响曲线,电路的组成,等效电路,频响曲线,4、模拟电感式多频段 图示频率均衡器,1）LC频率均衡器的缺点 2）模拟电感式多频段图示频率均衡器,1）LC频率均衡器的缺点,当信号过大时会产生磁饱和易受外界的干扰无法集成,2）模拟电感式多频段 图示频率均衡器,基本电路的组成参数的估算实用电路,基本电路的组成,参数的估算,由图有：,实用电路,5、频率均衡器的技术指标,频响频率中心误差最大输入信号最大输出信号总的谐波失真S/N,6、频率均衡器应用时的注意事项,测出厅堂的频率特
6、性（测试法、听音法）选择各频率点要有针对性和目的性（使响度平衡）高低音频率的调节要有限度两个相邻频率点之间的提升和衰减不要出现大幅度的峰谷交错 （3dB为宜）各扩声通道不要按同一频响特性均衡 要注意对啸叫声的频率进行衰减,、实用的均衡曲线,四、声激励器与移频器,、听觉激励器（声激励器）、移频器,、听觉激励器（声激励器）,听觉激励器的作用电路的组成,听觉激励器的作用,恢复声音在传递过程中损失的高频成分可以提高声音的穿透力可减少啸叫声可提高小力度的共鸣效果可提高主唱的效果又可保持乐队的气势与混响器结合可提高音色,电路的组成,、移频器,移频器的作用 可抑制声反馈 可改变原声的声调移频器的组成,移频器
7、的组成,第三节 时域处理技术（效果处理器）,一、效果处理器的作用二、效果器的类型,二、效果器的类型,1、延时器2、混响器,一、效果处理器的作用,1、可使厅堂各处的声音同时到达2、可使厅堂有良好的声象效果3、可对厅堂的混响时间进行调整4、可对声源的音色进行补偿,1、延时器,（1）延时器的作用（2）延时器的组成（3）延时器的应用,（1）延时器的作用,可以解决声象问题可用来消除回声以提高清晰度产生合唱效果可模拟近期反射声,（1）延时器的组成,（2）延时器的应用,使声音同时到达听众对声象进行调整解决声象问题产生模拟立体声效果产生合唱效果特殊效果的获得,使声音同时到达听众,对声象进行调整,特殊效果的获得
8、,高频切割：模仿声反射时，高频成分的丢失状态。预延时：产生与主声间隔大于4050ms的声音。数字延时：产生多次回声(产生层次感)。反馈支路：产生层次范围，反馈量越大，效果愈强。混合器：将延时信号与原信号按比例混合，可输出带有回声等效果的信号。,解决声象问题,产生模拟立体声效果,产生合唱效果,2、混响器,（1）混响器的作用（2）混响器的组成,（1）混响器的作用,混响声与直达声的结合可产生延续感可产生明显的空间纵深感和声场环境感可使声音丰满、浑厚（通过调整直达声与混响声的比例）,（2）混响器的组成,第四节 调音控制台,一、调音台的主要功能二、调音台的分类三、调音台的技术指标四、调音台的基本组成五、
9、典型电路简介六、调音台的使用,一、调音台的主要功能,1、信号的放大与阻抗匹配2、信号的混合与分配3、 信号的均衡与滤波4、音量控制压缩与限幅5、声象定位 6、监听、信号显示、测试信号、通讯,二、调音台的分类,按其结构分 大型固定式调音台、中小型半固定式调音台、 小型便携式调音台 按其用途分 录音调音台、扩音调音台 按声道分 按信号的处理方法分,三、调音台的技术指标,1.增益 （ 8090dB）2.频率响应 （不平度1%）3.噪声系数（尽量小）和信噪比（80dB）4.非线性失真（0.1%） 5.分离度（幅度差7080dB）,四、调音台的基本组成,1、原理框图2、调音台的混合矩阵,1、原理框图,2
10、、调音台的混合矩阵,五、典型电路简介,1、频响控制电路2、电平控制电路3、声像方位控制4、电压混合电路,1、频响控制电路,2、电平控制电路,3、声像方位控制,4、电压混合电路,六、调音台的使用,1、面版介绍2、调音台的连接,1、面版介绍,a、前面版介绍b、后面版介绍,a、前面版介绍,通道控制部分,主控部分,通道控制部分,（1）GAIN（增益）控制（2）PEAK（峰值）指示（3）80开关（HPF）（4）均衡器（H、M、L）（5）AUX1、AUX2控制（6）PRE开关,（7）PAN控制（CH1-8）（8）ST开关（9）PFL开关（前置衰减开关监听）（10）GROUP开关（11）通道衰减器,（1）S
11、T主衰减器（2）GROUP1-2衰减器（3）TO ST开关（4）S AUX1 AUX2控制（5）R AUX1 AUX2与ST控制（6）2TR IN控制,主控部分,（7）PHANTOM +48V开关（8）电平计信号开关（9）C-R/PHONES控制（10）电平计（11）POWER指示（12）PHONES接口,信号开关,b、后面版介绍,（1）通道输入接口（2）INSERTI/O接口（3）通道输入接口（4）GROUP OUT901/2接口（5）ST OUT （L、 R）接口（6）C-R OUT接口,（7）SEND接口（8）RETUNR（L、R）接口（9）REC OUT（L、R）接口（10）2TR I
12、N接口（11）POWER开关（12）AC结合器接口,2、调音台的连接,a、简单的录音系统b、实况扩声系统,a、简单的录音系统,b、实况扩声系统,第五节 功率放大器,一、功率放大器的分类二、功率放大器的主要指标三、室内扩声系统的功率要求四、 BTL功率放大器五、功率放大器的配接,一、功率放大器的分类,1、按与音箱的配接方式分2、按器件的类型分3、按放大器的工作类型分4、按与负载的连接方式分,1、按与音箱的配接方式分,定压式功率放大器定阻式功率放大器,2、按器件的类型分,电子管功率放大器晶体管功率放大器集成电路功率放大器,3、按放大器的工作类型分,甲类功率放大器乙类功率放大器甲乙类功率放大器丙类功
13、率放大器,4、按与负载的连接方式分,TTL功率放大器OTL功率放大器OCL功率放大器,TTL功率放大器,OTL功率放大器,OCL功率放大器,二、功率放大器的主要指标,1、输出功率2、频率特性3、谐波失真4、信噪比5、动态范围6、阻尼系数,1、输出功率,指放大器向扬声器提供的功率。标称的形式额定功率（Prms=U2/Z）（阻抗8欧姆、20Hz20kHz、输出谐波失真1%（消费类机5%）的最大功率为额定功率。）最大不失真功率(MPO)（峰-峰值）峰值音乐功率(PMPO)（瞬时值）,2、频率特性,指音频频带内不同频率的输出电平相对于1kHz(400Hz)输出电平的增益差。语言10kHz、音乐20Hz
14、20kHz带内平坦度：正负1dB或（0.5dB）之内.,3、谐波失真,谐波失真：输出信号中谐波电压有效值的总和与基波电压有效值之比的百分数。要求如下： 普及型：510； 高保真型：1以下； 专业型：0.1以下,4、信噪比,S/N=10(额定输出功率)/(噪声功率) =20(额定输出电压/噪声电压)通用级的功率放大器,信噪比约50dB左右专业级功放,信噪比100dB以上.,5、动态范围,扩音机最大的不失真输入电平与额 定输入电平之比。越大越好，专业音响一般要大于90dB。,6、阻尼系数,阻尼系数DF=功放额定负载阻抗/输出内阻抗FD=30300之间.,三、室内扩声系统的功率要求,1、室内扩声系统
15、的功率要求2、室内扩声系统的功率故算,1、室内扩声系统的功率要求,1)平均声压级 语言 6874dB 音乐 7384dB 声场不均匀度68dB.2)信噪比:大于30dB.3)最大扩声距离 Dm=(34)rc. （ rc为混响半径）,2、室内扩声系统的功率故算,1）查图法2）估算法,1）查图法,曲线A适用：采用高效率号筒式扬声器的低噪声语言扩音 曲线B适用：使用纸盒式扬声器而电平要求不高的场合 曲线C适用：一般的音乐扩声；曲线D适用：对于音质要求较高以及范围大的扩声,2）估算法,要得到高质量的重放声场，需要有约96dB有效峰值的声压级(重放声场的动态范围约60dB)。 根据房间的体积估算： 式中
16、：W是以有效峰值声压为单位的发射声功率，V是以立方米为单位的房间体积。上式是根据0.4s左右的混响时间来近似推算的。 根据人数估算： W=10+0.02N,四、 BTL功率放大器,1、电路组成2、电路的优点,1、电路组成,2、电路的优点,电源利用率高，输出功率大扬声器中心始终为零电平，冲击电流小共模抑制比高、稳定,五、功率放大器与扬声器的配接,A、定阻式扩大机与扬声器的配接B、定压式扩大机与扬声器的配接,A、定阻式扩大机与扬声器的配接,1、阻抗失配带来的危害2、怎样实现阻抗的匹配、假负载的引入,1、阻抗失配带来的危害,轻载失配（R0 RL） 输出功率变小 放大器的功耗变大 功放有变压器时可能损
17、害变压器重载失配（R0 RL ） 使功放的功耗巨增 非线性失真加大,2、怎样实现阻抗的匹配,1） 配接条件2）配接方法,1） 配接条件,扬声器的功率应大于扩大机的额定功率。 每只扬声器应工作在其额定功率以下。 连接好后的扬声器组总阻抗，应大于等 于扩大机的额定阻抗。,2）配接方法,、低阻时的配接方法（o ）、高阻时的配接方法（o）,、低阻时的配接方法,）低阻时的配接时的步骤）配接实例,）低阻时的配接时的步骤,计算扬声器总功率与功放的额定功率是否相配。一般要求P0Z0=PLZL计算每只扬声器所得实际功率是否符合要求连接在相应的接线端即可试音,）配接实例,设：有扬声器一台，输出阻抗分别为：、。今有
18、扬声器两只，怎样配接才能正常工作？解：（）计算两只扬声器的总功率为：（）小于等于扩大机的额定功率（） 计算扬声器并节与串接时应接入阻抗端：并接时由P0Z0=PLZ有：,接下页,接下页,串接时由P0Z0=PLZ有：,接下页,接下页,（）接线图,、高阻时的配接方法,（a）高阻配接的注意事项（b）线间变压器（c）例 题,（）高阻配接的注意事项,当扬声器与扩大机的阻抗相差太远时可用高阻配接为使阻抗匹配一般采用线间变压器连接线间变压器一般为多抽头方式，只要接入相应的接点即可,线间变压器,例 题,40W扩音机一台，要求在0-250上配接四只10W/8的扬声器，怎样连接？解：计算要求的负载阻抗：接线图,接线
19、图,、假负载的引入,当扬声器所得总功率远小于扩音机额定输出功率时（80%）要引入假负载例题：有一台25W扩音机，只有一只10W/8扬声器，如何配接?解：计算扬声器应接的位置：,接下页,接下页,然后计算假负载。设将假负载接至扩音机的016端，则有：接线图,接线图,B、定压式扩大机与扬声器的配接,、定压式扩大机与扬声器配接时的注意事项、输出变压器的连接方法、配接步骤 4、实例,、定压式扩大机与扬 声器配接时的注意事项,扬声器的功率是否与扩大机匹配不要将二者直接相连（经输出变压器连接）,、输出变压器的连接方法,、配接步骤,计算功率是否匹配求各扬声器的等效电压求各扬声器的变比按变比接线,、实例,设：有一的定压式扩大机，其输出电压为。现有扬声器：一只、只、只，怎样连接方能正常工作？解：（）扬声器的总功率为： 25+10*4+3*10=95（W） （2）各扬声器的等效电压由有可求出各扬声器的等效电压：,（2）求等效电压,（）求变比,（3）求变比,（5）接线图,（4）接线图,
