《音响设备技术》习题答案.docx

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《音响设备技术》习题答案

《音响设备技术》习题参考答案

第1章习题参考答案

1.1什么是音响、音响设备、音响系统？

在音响技术中，音响是特指通过放音系统重现出来的声音。

例如通过组合音响重现CD片或磁带中的音乐、歌曲及其他声音，又如演出现场通过扩音系统播放出来的歌声和音乐声等，都属于音响范畴。

音响设备是指对音频信号能够进行变换、放大、记录、重放、修饰、还原等处理的设备。

如话筒、功放、录音机、调谐器、CD机、扬声器等，都是音响设备。

能够重现声音的放音系统，称为音响系统。

例如由CD机、功率放大器和扬声器所组成的音响系统。

1.2高保真音响系统有哪些重要属性？

高保真音响系统有3个重要的属性。

（1）如实地重现原始声音。

（2）如实地重现原始声场。

（3）能够对音频信号进行加工修饰。

1.3音响技术的现状有什么特点？

音响技术的现状的特点主要有：

高保真（Hi-Fi）化、立体声化、环绕声化、自动化、数字化。

1.4高保真音响系统由哪些部分组成？

各部分的主要作用如何？

高保真音响系统通常由高保真音源、音频放大器和扬声器系统这3大部分组成。

各部分的主要作用是：

高保真音源：

为音响系统提供高保真的音频信号。

如调谐器、录音座、电唱机、CD唱机、VCD、DVD影碟机和传声器等。

音频放大器：

对音频信号进行处理和放大，用足够的功率去推动扬声器系统发声。

音频放大器是音响系统的主体，包括前置放大器和功率放大器两部分，必要时可以插入图示均衡器等辅助设备。

扬声器系统：

将功率放大器输出的音频信号分频段不失真地还原成原始声音。

扬声器系统由扬声器、分频器和箱体三个部分组成。

扬声器系统对重放声音的音质有着举足轻重的影响。

1.5音响设备中的频率范围、谐波失真、信噪比的含义是什么？

频率范围：

也称为频率特性或频率响应，其含义是指各种放声设备能重放声音信号的频率的范围，以及在此范围内允许的振幅偏差程度（允差或容差）。

频率范围越宽，振幅容差越小，语言和音乐信号通过该设备时的频率失真和相位失真也就越小，则音质也就越好。

谐波失真：

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。

信噪比：

又称信号噪声比，是指有用信号功率与噪声功率之比，记为S/N，通常用分贝值（dB）表示。

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。

1.6人耳听觉的频率范围、听阈、痛域分别是多少？

人耳听觉的频率范围为20Hz~20kHz，其中对中频段1~4kHz的声音最为灵敏，对低频段和高频段的声音则比较迟钝。

对于低于20Hz的次声和高于20kHz的超声，即使强度再大，人耳也是听不到的。

人耳的听阈是指能够听得到的声音的最低声压值，它和声音的频率有关。

在良好的听音环境中，听力正常的青年人，在800~5000Hz频率范围内的听阈十分接近于0分贝（20µPa）的声压值。

人耳的痛域是指使耳朵感到疼痛的声压值，它与声音的频率关系不大。

通常声压级达到120dB时，人耳感到不舒适；声压级大于140dB时，人耳感到疼痛；声压级超过150dB时，人耳会发生急性损伤。

1.7什么是声音的三要素？

它与声波的幅度、频率和频谱的对应关系如何？

声音的特征主要由音量、音调、音色这三个要素来表征。

音量是指声音的大小；音调是指声音调子的高低；音色是指声音的特色。

音量的大小主要取决于声波的振幅；音调的高低主要取决于声波的基波频率；音色的特色主要取决于声音的频谱结构。

1.8分别说明听觉等响特性、听觉阈值特性、听觉掩蔽特性的含义。

听觉等响特性是反映人们对不同频率的纯音的响度感觉的基本特性：

一是人耳对3~4kHz频率范围内的声音响度感觉最灵敏；二是人耳对低频和高频声音的灵敏度都要降低；三是声压级越高，不同频率的纯音的响度感觉的差别越小，等响特性越趋于平坦。

听觉阈值特性是指人耳对不同频率的声音具有不同的听觉灵敏度的特性：

正常人能听到的声音强度范围为0~140dB；人耳在800Hz~5kHz频率范围内的听阈十分接近于0dB（声压为20µPa），而对100Hz以下的信号或18kHz以上的信号的听觉灵敏度却大大降低，可觉察的声级明显高于800Hz~5kHz的中音频段。

听觉掩蔽特性，是指一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的声音，使较弱的声音不能被听到。

这种掩蔽特性有频域掩蔽和时域掩蔽：

频域掩蔽是指一个幅度较大的频率信号会掩蔽相邻频率处的幅度相对较小的频率信号，使小信号不能被听不见；时域掩蔽是指在时间上，一个强信号会掩蔽掉前后一段时间内的较弱的声音，使之不能被听到。

1.9什么是立体声？

立体声的成分如何？

立体声有哪些特点？

立体声是指具有方位感、层次感、临场感等空间分布特性的声音。

用立体声音响技术来传播和再现声音，不仅能反映出声音的空间分布感，而且能够提高声音的层次感、清晰度和透明度，明显地改善重放声音的质量，大大地增强临场效果。

立体声的成分可以分为三类：

第一类为直达声，直达声是指直接传播到听众左、右耳的声音；第二类为反射声，它是指从音乐厅内的表面上经过初次反射后，到达听众耳际的声音，约比直达声晚十几到几十毫秒到达人耳；第三类为混响声，它是指声音在厅堂内经过各个边界面和障碍物多次无规则的反射后，形成漫无方向、弥漫整个空间的袅袅余音。

反射声和混响声共同作用，综合形成现场环境的音响气氛，即产生所谓临场感。

立体声的特点主要有：

（1）具有明显的方位感和分布感。

（2）具有较高的清晰度。

（3）具有较小的背景噪声。

（4）具有较好的空间感、包围感和临场感。

1.10什么是环绕立体声？

它与双声道立体声有什么区别？

环绕立体声一种能使重放的声场具有回旋的、缭绕的、空间的环绕感觉，使聆听者犹如置身于真实的实际声场中的多声道立体声系统。

环绕立体声与双声道立体声相比，不同之处在于它除了具有前方的左右主声道外，还增加了后方的环绕声道，因而大大增强了声像的纵深感和临场感。

通常所指的环绕声，就是指声场中位于聆听者后方的声场，这个后方声场主要由混响声构成，其特点是无固定方向，均匀地向各个方向传播。

第2章习题参考答案

2.1调谐器的主要性能指标有哪些？

什么叫灵敏度？

什么叫选择性？

调谐器的主要性能指标有：

接收频率范围、灵敏度、选择性、不失真输出功率等。

灵敏度是指调谐器正常工作时能够接收微弱无线电波信号的能力的大小。

灵敏度高的调谐器能够收到远地的电台信号或微弱信号，而灵敏度低的调谐器则收不到。

灵敏度的数值越小，表示接收微弱信号的能力就越强。

选择性是指调谐器选择电台信号的能力，即调谐器分隔邻近电台信号的能力。

选择性好的调谐器表现为，接收信号时只收到所选电台的信号，而无其他电台的信号干扰。

2.2输入电路的作用是什么？

简述选台的工作原理。

输入电路的主要作用是选频。

即从接收下来的各种不同频率的信号中选出所要接收频率的电台信号，并抑制掉其他无用信号及各种噪声与干扰信号。

输入电路选台的工作原理是利用由LC谐振电路的选频特性进行的。

当磁性天线或外接天线所产生的感应电动势馈入到输入回路中，输入回路的电感L与可变电容C组成的LC串联谐振电路，其谐振频率为：

ƒ=1/（2π），调节可变电容C使回路谐振在某一电台的频率上，这时，该电台信号在L上的感应电动势最强，则该频率的电台信号就被选择出来，并经互感耦合将电台信号送入后级变频电路。

2.3变频电路的作用是什么？

输入信号、本振信号、中频信号的频率之间有什么关系？

变频电路的主要作用是变换电台信号的载波频率。

即将输入电路选出的各个电台信号的载波都变为固定的中频（465kHz），同时保持中频信号的包络与原高频信号包络完全一致。

输入信号、本振信号、中频信号三者之间的频率关系是：

本振频率信号f本与输入频率信号f入通过混频器差出中频信号f中，即f本-f入=f中。

2.4在超外差式调谐器中，为什么要选择差频信号作为中频信号？

在超外差式调谐器中，根据混频原理，其混频器的输出信号含有两个输入信号的和频分量（本振信号f本＋输入电台信号f入）和差频分量（f本-f入），这二个信号都是混频的结果，都能使信号的载波频率进行变换。

但因为和频分量的频率信号要比输入的电台信号f入的频率高，不利于放大器对信号的放大，而差频信号的频率可以比输入电台信号的载波频率低得多，因而通常选择差频分量作为混频器的输出，送到后级的中放电路进行放大。

2.5画出调幅超外差式接收电路方框图，简述信号接收处理过程。

超外差式调幅接收电路由输入电路、高放电路（中低档机无此电路）、变频电路（混频器和本振）、中频放大电路、检波电路、自动增益控制（AGC）电路等组成。

由检波器输出音频信号到后面的功率放大器。

其电路组成方框图如下：

信号接收处理过程：

输入电路从天线接收到的众多无线信号中选出所要接收的电台频率信号，经高频放大电路放大后送入变频级的混频器，送入混频器的还有本机振荡器产生的等幅高频振荡信号，其频率总比接收来的电台信号频率高465kHz。

在混频器中对输入的两路信号进行混频处理后，产生载频为465kHz的中频（差频）信号，送入中频放大电路，然后由中频放大器将幅度放大到检波电路所需要的幅度后，再送入检波器。

检波器对中频调幅波进行解调，得到音频信号，再经过音频电压放大电路和音频功率放大电路放大后，送入扬声器还原成声音。

AGC电路为自动增益控制电路，用于当输入强弱不同的电台时，通过自动调节中放电路增益，使检波器输出的音频信号幅度基本不变，以防强信号时，电路出现饱和失真。

2.6中频放大电路的主要作用是什么？

中放电路对整机灵敏度和选择性的影响如何？

中频放大电路的主要作用是放大和选频。

即将变频电路送来的465kHz中频信号进行放大，以提高整机的灵敏度；同时，还要通过选频回路对中频信号进一步筛选，以提高整机的选择性，然后将筛选出来的经放大的中频信号送到检波电路去检波。

中放电路性能的优劣，对整机的灵敏度和选择性等技术指标有着决定性的作用。

中放级增益越高，整机灵敏度越高，中放级应具有60～70dB的增益；中放电路的选择性越好，抑制邻近电台信号的串扰也就越好，通常要求中放电路的选择性在20～40dB。

2.7同步检波器的电路结构如何？

简述同步检波器的工作原理。

同步检波器主要由双差分模拟乘法器构成，其电路结构如下图所示。

工作原理：

模拟乘法器有两个输入端、一个输出端。

一个输入端送入中频调幅信号，调制的包络为音频信号；另一个输入端送入中频载波信号，该中频载波信号与调幅信号中的中频载波信号同频同相。

模拟乘法器将两个输入信号进行乘法处理，经乘法处理后在输出端得到这两个信号的和频分量和差频分量，再经低通滤波器滤除和频（高频成分）分量后，就得到差频分量，因为两个输入信号的载波频率和相位相同，使差频后的载波频率为0，因此其输出信号为调幅中频信号的包络，该包络就是音频信号。

在电路中，从中频放大电路输出的中频调幅信号一路直接送往双差分模拟乘法器，另一路送到限幅放大电路，限幅放大电路外接一个中频选频网络，可以从中频调幅信号中取出中频等幅信号后再送往模拟乘法器，该中频等幅信号必然与调幅信号中的中频载波同频同相。

这样，在模拟乘法器的输出端就将调幅信号中的调制信号（音频信号）解调出来。

2.8什么叫调频？

调频广播有哪些特点？

调频是指用低频信号（音频信号）去调制高频载波的频率，使高频载波的频率随低频信号的变化而有规律地变化，而高频载波的幅度则保持不变，这一过程就称为调频。

调频广播有以下几个特点：

（1）频带宽，音质好，动态范围大。

调频广播电台间隔为200kHz，音频频率范围可达30Hz～15kHz，能够很好地反映节目源的真实情况。

（2）信噪比高，抗干扰能力强。

由于调频广播的调制方式和限幅器、预加重、去加重等措施，使调频广播比调幅广播具有较高的信噪比，