音响系统调试技术设计论文定稿.docx

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音响系统调试技术设计论文定稿

毕业设计说明书

题目:

音响系统调试技术

学院（直属系）:

应用技术学院

年级、专业:

2007级机电一体化

姓名:

XXX

学号:

指导教师:

秦老师

完成时间:

2011年5月4日

摘要……………………………………………………………………………3

1.前言…………………………………………………………………………1

1.1音响技术的发展……………………………………………………1

1.2调试在音响系统中作用与地位……………………………………1

1.3小结…………………………………………………………………2

2.音响系统组成………………………………………………………………3

2.1拾音设备及其工作原理……………………………………………4

2.2调音设备及其工作原理……………………………………………4

2.3录音设备及其工作原理……………………………………………7

2.4放音设备及其工作原理……………………………………………8

2.5小结…………………………………………………………………8

3.家庭影院调试………………………………………………………………9

3.1家庭影院的基本组成………………………………………………9

3.2家庭影院的布置……………………………………………………9

3.3家庭影院的调试……………………………………………………11

3.4家庭影院音响效果调试中注意的问题……………………………13

3.5小结…………………………………………………………………14

4.立体声系统调整……………………………………………………………15

4.1系统的调整…………………………………………………………15

4.2音质的调整…………………………………………………………15

4.3音箱系统的调整……………………………………………………16

4.4立体声系统音响效果调试中注意的问题…………………………17

4.5小结…………………………………………………………………17

5.总结…………………………………………………………………………19

致谢……………………………………………………………………………20

参考文献………………………………………………………………………21

摘要

随着数字技术与计算机技术的发展，音响技术迅速发展，音响设备的性能不断提高，功能也不断地完善。

音响技术的发展使其应用领域日益扩大，在音响节目、电视节目制作等领域起了很大的作用，以其良好的音质和画面配合，提高了节目的艺术效果。

为了获得良好的音响效果，除了具有理想的声学环境、高质量的音响设备之外，还需要安装人员精湛的安装与调试技艺。

在销售与安装过程中，我们需要按照使用特点和客户的要求来灵活搭配音响系统，但同样的设备不同的连接方法所产生的音响效果也是不一样的，因此，调试技术在音响系统中具有重要的地位。

本文论述了音响系统的组成及各部分的基本原理，并介绍了家庭影院的调试以及立体声系统调整的基本情况和在调试过程中应注意的一些问题。

由于接触时间时间尚短，我对音响系统还处于熟悉阶段，因此本设计说明书中难免存在错误和不足之处，还望老师批评指正。

【关键词】音响系统；调试；音响效果；立体声系统；家庭影院

1前言

1.1音响技术的发展

音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。

1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术的先河。

1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如“威廉逊”放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低。

至50年代电子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。

由于电子管放大器音色甜美、圆润，至今仍为发烧友所偏爱。

60年代晶体管的出现，使广大音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。

晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点。

在60年代初，美国首先推出音响技术中的新成员--集成电路，到了70年代初，集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点，逐步被音响界所认识。

发展至今，厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。

70年代的中期，日本生产出第一只场效应功率管。

由于场效应功率管同时具有电子管纯厚、甜美的音色，以及动态范围达90d的特点，很快在音响界流行。

现今的许多放大器中都采用了场效应管作为末级输出。

1.2调试在音响系统中作用与地位

  因为实用的音响工程涉及的类型非常的多，有针对于舞台演出的，有针对于休闲娱乐的，有针对于企事业单位多种用途的，有针对于商业广播和背景音乐的，还有专门用于大型会议的，等等。

在尊重用户的意见和实际需要的前提下。

有必要根据工程设计人员的经验为相关的单位提供一些参考，这样做不仅使工程的设计和施工能有根有据，更能符合实际需要让用户满意，而且也使工程在进行中能得到更多的协助和支持。

经过工程一系列的规划、设计、选型和施工，可以说一个工程的基本概貌已经形成了，各种系统也已经构成，甚至多数设备这时就可以使用了，但是专业音响工程与其他工程不同的地方还有一个，这就是各系统设备的调试。

只有经过科学合理调试的系统，它们才能适应不同的环境，充分地发挥相应的功能，相互协调地配合，长期保证正常稳定地工作。

可以这样比喻，没有经过严格调试的系统，它的所有设备就像没有经过严格训练的部队一样，命令各不相同，行动起来始终处在无序的状态，表现出来的水平就很低了。

严格的调试重要性除了直接反映在充分发挥系统的各种性能以外，另一个重要性表现在：

严格规范的调试能让设备准确地在最佳的工作状态工作，加上在后期的使用中注意保养，设备的使用寿命可以延长很多。

实际的经验和调查表明，在正常范围内损坏的设备，绝大多数都是由于设备调试和保养不当造成的。

而在大量的工程中，实际最具有能力、条件和调试经验的就是工程设计、施工单位，可见工程中设备的调试工作显得多么重要。

1.3小结

由于音响技术的迅速发展，它已经融入到我们的日常生活中，大到电视节目录制、各种会议室、娱乐场所、教育单位以及各种交通工具，小到家庭、小型电子产品。

技术的飞速发展以及我们生活水平大幅度的提高，人们对于各种休闲娱乐设备有了更高的要求。

而音响系统作为视听设施中最重要的一部分，它对提高娱乐感官效果方面起到了很大的作用。

音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点，数字音响技术将会成为未来发展的主流。

2音响系统组成

一套基本的放音系统由音源、功放、音箱三部分组成。

音源可以是卡座、CD/DVD、收音头，甚至MP3等；功放是对音源的输出信号进行前置处理、混音、分路、电流放大等；音箱是发声设备，是音响系统的终端器件。

而一个完整的音响设备包括拾音设备、调音设备、录音设备、放音设备四部分组成。

一个基本的音响系统如图1所示。

系统的输入信号是3路传声器拾取的各种声音信号和由录音机、CD机输出的音频信号。

图1基本的音响系统

传声器将自然声源发出的声音信号转换为电信号，转换后的电信号是比较微弱的，因此，网民必须用调音台中的前置放大器将此电信号放大。

由录音机、CD机输出的音频信号具有较大的电平。

这些信号输入到调音台中，为了使声音的质量更好，我们还必须通过调音台以及音频信号处理装置对信号进行加工处理。

调音台调整各输入的电平和音质后，输出一个平衡的、高质量的音频信号（LINEOUT）。

在会场、剧院等场所，此信号经功率放大器放大后通过扬声器还原。

为监视输出信号的质量，调音台输出的信号可以通过监听耳机进行监听。

如果需要以后再次播放，可以用录音机将它记录下来。

音响设备用于完成声音信号和电信号的相互转换以及电信号的加工、处理等工作。

因此，音响设备的质量将直接影响声音的质量。

2.1拾音设备及其工作原理

拾音设备即指各种类型的传声器。

它的作用是拾取各种声源（如人声、乐曲声、歌唱声等）发出的声音，把它们变换相应的音频电信号。

即先进行声能-机械能的转换，然后通过一定的方法进行机械能-电能的转换，输出的电信号即为音频信号。

根据振动膜片受力情况的差异，形成两种不同原理的传声器。

A.压强式传声器原理空间中的振动膜片，其表面任意一点的声波强度可用这一点的声波压力与大气压力之差表示。

因此，在压强式传声器的设计中，把一小块振动膜片装置在一个封闭的盒中，使膜片一个表面受到声波的作用，而另一表面则与封闭盒中的恒定的大气压力相接触。

这样，处于声波场中的膜片将对声压的微小变化做出反应，并把这能量转换为电信号输出。

目前使用广泛的动圈式传声器、电容式传声器等就是根据此原理制造的。

B.压差式传声器原理处于声场中的振动膜片，其两面所受到的瞬间声波压力是略有差异的。

这是因为膜片存在一定的厚度，从而使声波从另一面传到另一面的路程不相等，故形成相位差。

这种声波压力的微小差别就称为压差，这种压差可以推动膜片振动。

在压差式传声器的设计中，它把振动膜片嵌在一个小障板中，使膜片在两面都受到声波而产生振动，然后把这能量转换成电信号输出。

各种带式传声器就是根据这种原理制造的。

传声器的技术特性主要有:

a灵敏度与频率特性；b指向性；c最高允许声压级；d输出阻抗；e噪声。

2.2调音设备及其工作原理

我们利用传声器将声信号转换为电信号，然后进行放大，再把信号记录下来或者传播出去。

但是，为了实现艺术上的效果和技术上的某些要求，我们必须对信号进行预处理与加工，然后在记录或播放。

我们把这些处理和加工装置称为音频信号处理器。

音频信号处理器按功能可分为均衡器、压缩器、扩展器、混响器、降噪器等。

而调音台的作用是将几种不同的信号按一定的方式混合在一起，以达到预期的效果。

调音台是我们进行音响工作的基本设备，它的主要功能是：

多路音频输入信号的混合；多路音频输入信号音量的平衡；音质的均衡与修饰；实现混响、延迟等多种特殊音响效果的处理；立体声的调音控制；具有多路信号输出等。

调音台由输入部分、输出部分及监听部分组成，如图2。

它的技术指标包括增益、频率特性、非线性失真、噪声、串音率。

图2调音台的构成

A.输入部分输入部分包含了多输入通道，接收来自传声器或其它音响设备输出的信号。

每一个通道包含了前置放大器、均衡器、输入音量控制、开关矩阵等组件，如图3所示。

它的作用是对输入信号进行放大和处理。

通过前置放大器放大的信号送入均衡

器，由均衡器对其进行频率补偿。

输入电平控制用来控制本通道输入信号输送给对应输出通道的电平。

开关矩阵用来选择本输入通道信号应输出的输出通道。

通过这几个部分，输入通道实现了信号的输入与放大、处理以及选择所需输出通道的目的。

对输入部分的操作主要是均衡器的调节、输入电平的控制以及输出开关矩阵的选择。

输入电平控制

输

多混响电平控制出

路外接混响部

输混响电平控制混响返回电平控制份

入

混响电平控制

输入电平控制

图3输入部分

B.输出部分输出部分也包含了多路输出通道，每个输出通道包含了调音电路、主音量控制等，如图4。

调音部分实质是一个混合放大器，它含有多个输入端，它接收所

输出

主音量电平控制

输出

主音量电平控制

图4输出部分

有选中该通道的输入通道的信号，也接收来自外接混响器返回的信号，然后将这些信号混合。

主音量电平控制用来控制该输出通道输出的电平。

C.监听部分录音师对各个输入通道反复进行调整，并利用监听部分监听其调节的效果。

当结果令人满意后，再将混合音记录下来。

监听部分是一个独立于输入部分的部件，因此监听部分的操作不会影响输出通道的信号。

2.3录音设备及其工作原理

采用模拟方式的录音机屡经改革，特别是降噪器的使用使其性能大大提高。

尽管如此，由于磁带、磁头及机械结构等因素的影响，模拟方式的录音机在音频失真、动态范围、信噪比等方面仍存在不少缺点，而要完全解决这些问题在模拟领域是相当困难的。

采用数字方式的录音机为录音技术带来了一场变革。

与模拟录音不同，数字录音记录的是数字信号。

数字录音的原理如图5所示。

输入信号

记录信号

记录磁头

重放磁头

输出信号再生信号

图5数字录音原理

在录音的过程中，先通过采样器和模数转换器将音频信号转换为对应的数字信号；此数字信号经过编码后通过记录磁头记录在磁头上。

在放音时，通过重放磁头将磁带中记录的编码信号取出，经编码后成为数字信号，由数模转换器转换为音频信号，并由低通滤波器将其平滑后输出。

在记录的过程中，原来音频信号的频率与幅度仅以编码信号的“0”与“1”两种电平状态表示，并以等幅度的脉冲形式记录下来，以提高记录的可靠性。

2.4放音设备及其工作原理

在音响系统中，扬声器作为整个系统的终端部件。

它的作用是把具有一定功率的音频信号还原成声音，即完成电能到声能的转换。

按照工作频带可以分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器。

扬声器的技术指标主要是标称功率、额定阻抗、频率范围、指向性、灵敏度和失真。

扬声器的工作原理是：

经过功率放大器放大后的信号加入到扬声器的音圈后，使处于恒磁体磁场中的音圈受磁力的作用而发生振动，推动扬声器的纸盆振动，因此引起其周围空气介质的振动，以向四周辐射声波。

扬声器的质量将极大地影响整个音响系统的质量。

2.5小结

为了使音响设备输出一个高保真的声音，我们必须对音响设备的性能提出一定的要求。

不同的音响设备具有不同的功能，其性能也各不相同。

从总体上讲，这些音响设备的性能应从频率范围、动态范围、失真度以及信噪比等多方面加以考虑。

一个性能优良的音响系统可以提高声音的质量，但声音质量不仅仅取决于音响设备的技术性能，还与声源的声学特性及传声器、扬声器所处的环境的声学条件有关。

因此，为提高声音质量，我们不仅要选择高品质的音响设备，还应注意改进拾音方法、改善环境的声学特性。

3家庭影院调试

3.1家庭影院的基本组成

家庭影院在视频方面要求有一台替代影院屏幕的大屏幕的播放设备，如大屏幕彩电或者大屏幕投影机。

在音频方面，它要求有一套模仿影院环绕立体声效果的立体声设备和音箱系统。

除此之外，为了能在各种播放设备上播放节目，还必须有遵循一定技术标准的节目源。

因此，一个完整的家庭影院包含三大组成部分：

视听节目源、播放设备、音箱系统。

现代家庭影院中使用的播放系统，有一部分LD、录像机、VCD机也算不上是其中的一部分。

好像VCD机，其使用的VCD碟片为MPEG-1格式，图像被严重压缩，画质失真非常之大，根本不能说是影院效果。

所以使用VCD机不能算是家庭影院播放系统的中的音视频播放机。

DVD机是现在最普及也是组成家庭影院播放系统的基本配置。

而不支持多声道播放的也不能算是组成家庭影院播放系统的音视频播放机。

AV功放泛指多声道功率放大器。

但多声道功放必需支持多的输入或多声道的解码输出才能叫AV功放。

即最基本也要支持杜比AC-3功放和DTS输出，这才能叫现代家庭影院播放系统组成部分中的AV功放。

现在大部分中低价AV功放也带有杜比AC-3解码和DTS解码，也就是俗称的双解码。

当然还有更高级的THX功放等。

家庭影院播放系统的最后一个组成部分为音箱系统。

也是播放系统中所占价格比例最大的一部分。

最基本的音箱系统为5.1声道，一对主音箱、一对环绕音箱、一只中置音箱和一只超重低音音箱。

3.2家庭影院的布置

家庭影院的布置要根据安装环境而定，家庭影院上的基本布置图如图6所示。

家庭

影院装修最重要的其实并不是表面上看到的电视墙，而应该是投影机位置的选择、HDMI线（这个最重要）、音响线和幕布的定位，当然音响的配置和定位也比较重要，但是对于一般的用户来说，音响因为基本都是整套购买，所以定位工作就变得简单一些，而选什么样的整套音响才是最重要的。

HDMI布线需要考虑到HDMI线的质量、布线管材、布

图6家庭影院基本布置

线方法、HDMI面板等。

由于HDMI线是整套影院中，对品质要求最高的一部分。

因此在布线时，应做到以下要求：

1　远距离（8m以上）的HDMI布线时、严禁扭转接头（扭转接头易破坏线材高频的遮蔽，造成白点或雪花的产生）。

2　HDMI布线时，不能折弯、挤压、拉扯。

避免过度弯折超过90度或多次弯折的安装路线。

否则，会造成高频特性的损坏。

3　HDMI布线时，必须顺应线身自然摆放，强力扭转线身（一次也不可以）会造成高频特性的损坏。

并且必须顺应线身上的箭头方向安装。

正确安装方能发挥HDMI线的优异性能。

4　HDMI布线线材摆放正确位置后才能取出接头上方的防护套，并妥当置入机器内。

不可碰触到镀金接点，避免镀金接点的氧化形成高频阻抗影响传输的稳定性。

5　对于HDMI接头宜减少不必要的插拔，并避免重物挤压线身、挤压防护铝箔的变形而造成遮蔽效果的损耗。

HDMI电缆和接头是一项精密、精致的高科技产品。

任何不当的破坏（如剪断重焊）都将造成彻底的伤害。

6　如果线材在安装的环境中有可能悬空，务必加固HDMI接头。

有助HDMI线材在数字显示的优异表现。

3.3家庭影院的调试

调试在整个过程中最重要，也是花费时间最久的一项工作。

在对系统进行调试时，一般采取的步骤如下：

a.设备的连接——将功放和音箱接入系统，逐一打开设备的电源，待它们工作稳定后，接入相位仪，在较小的音量下，逐一检查所有音箱的相位是否正确。

b.测试设备的接入——将噪声发生器和均衡器接入系统，准备好频谱仪，按照扩声质量测试要求，将频谱仪设置在相应的地方。

然后以适中的音量对粉红色噪声信号扩声，在20-20kHz的音频范围内，细致微小地调节均衡器的各个频点，在保持音量一致的前提下，使得频谱仪显示的房间频响曲线在各个测试点处基本平直，并且记录好均衡器各频点的位置。

同样在音量较小和额定的音量下，再对均衡器进行调试，并记录好，最后将这些记录好的均衡器频点进行相应的折中处理，再利用频谱仪的高一级的档位进行测试，适当修正后就可以确定好均衡器的频点位置了。

在进行均衡器的调试时，调音台的频率均衡点一定要在0处，其他周边处理设备要处在旁路状态。

另外，考虑到普通人的听音习惯，可以将均衡器10k以上的信号适当做一些衰减。

c.分频器的调试——将电子分频器接入系统，对于仅作为低音音箱分频的分频器，可以在均衡器调试结束后，让低音系统单独工作。

将分频器的分频点取在150-300Hz处，适当调整低音信号的增益，感觉音量适合即可，然后与全频系统一道试听，平衡低音和全频音量.

d.声压级的测定——将粉红色噪声仪接入扩声系统，像调试均衡器一样选取几个测试点放置声压计，将音响系统的所有设置都调整完毕。

然后打开系统的设备，逐渐提升噪声信号音量，要求在保证信号的最佳动态的前提下，调整各设备的增益，使得系统的扩声声压在各测试点都要达到设计的要求。

同时需要参考声压级在高、中、低各频段的情况，再对均衡器和分频器略微做一些调整。

当然高、中、低各频段的声压级不可能完全相同，一般为了考虑听感的特点都需要在高频的声压级上做一些降低。

在声压级的测试时，需要将各测试点的声压级比较一番，如果各点的结果偏差较大，即说明该声场的均匀度不好，就应该认真地进行分析和改进。

e.话筒和效果器的调试——对于话筒的调试一般要分类进行，人声、乐器用的有线话筒通常需要日常使用者配合完成。

调试时需要了解好各人、各乐器最合理的话筒型号和使用距离，音质好，没有可闻的线路噪音即可。

而无线话筒需要注意：

天线的位置要合理，话筒使用时的死点和反馈点要足够少，并详细对位置作好记录，接收机的信号增益要适可，噪声抑制的微调旋钮要反复调试等。

对于效果器的调试工程要求都不严格，只要将信号的输入和输出增益调试合理，保证有一定的余量，并且将混响时间和延时量限制在一定范围，以免影响语言的清晰度和信号的连续性即可，其他具体的使用调整可以让操作者来自己进行。

f.对于压限器的调试——一般要在其他设备调试基本完成后再进行。

在多数工程中，压限器的作用是保护功放和音箱，以及保持声音平稳，所以要先视信号强弱来设定压缩起始电平，通常起始电平不要设定太低，否则系统音质会受到影响，但设定太高也会失去保护作用。

压缩启动的时间设置也不宜太长，以免使保护动作不及时，但太短又会破坏音质，产生奇怪的声音，压缩恢复时间却不宜太短，否则也会产生奇怪的声音。

压缩比在一般的工程中设定为4：

1左右。

在设定压限器上的噪声门时，如果系统没有什么噪声，可以将噪声门关闭。

如果有一定的噪声，可以将噪声门的门槛电平设置在比较低的位置，以免造成信号断断续续的打嗝现象，如果系统的噪音较大，就应该在工程的施工上分析了，不应该单独利用噪声门来解决。

总之，压限器的调试没有一个具体的标准，各种设定基本都需要根据信号的情况和声音的质量来决定，反复比较来找到一个最佳点。

g.将视频系统设备电源打开，用各个视频信号源播放各种节目，经过切换后，检查各视频信号的对应位置和播放质量。

特别是投影机的显示效果如果不佳，就要重新对它的图像效果、尺寸、位置等进行调整。

根据其他设备的具体使用情况，单独进行调整。

 当所有系统都完成基本的调试后，应该对整个工程的所有系统同时进行总体的调试。

与各系统单独调试不同的是，各系统综合的调试的目的就是，在各系统协同运行的过程中，检查它们的相互联系的动作是否协调，检查它们协同工作时是否相互影响和干扰。

当然，各系统的总体调试没有明显的调试内容，主要还是在协同工作时发现问题。

  在完成系统的调试工作后，就应该进行系统的模拟运行了。

进行模拟运行的原因是，专业音响工程的工程设计、施工技术复杂性强，难免会有些不足之处。

模拟运行时要测量出各系统单独运行和协同运行时，供电线路各相的电流。

检查各系统里的设备在满负荷和长时间工作时的工作安全性。

3.4家庭影院音响效果调试中注意的问题

在对HDMI布线时，尽可能将线身、自然放直。

收置回包装箱时、必须顺应线身自然缠绕、否则会造成高频特性的破坏。

对HDMI布线质量简易测试时，将HDMI信号源选择播放暗景的画面20分钟左右。

观察播放期间有无白点或噪声，如有宜立即更换新线，需要注意在测试期间禁止遥控器的过度使用已区分信号干扰源。

铺设前要将各种线缆按照设计要求分类放好线，放线时应该小心进行，尽量一一作好明显的标记，作为安装和检修的查找依据。

因为音响工程的所有系统都是靠电能进行工作的，而且在具体的施工中也要涉及大量有关电气方面的处理，所以电气的设计具有与声场设计同等的重要性。

在一般的工程设计中，电气的设计包括：

各系统电源功率的计算，电源的供应形式，管线预埋的形式以及供电、用电的安全考虑等方面。

音响系统的设备单独运行最好不要将功放和系统的其他设备同时打开，以免由于故障而损坏功放和音箱。

在进行完毕各系统的调试和模拟运行后，一定要集中地将所有结果和数据进行必要的分析和总结，并且利用各种明显的表格作好准确地记录，作为日后使用和维修重要的参考资料，尤其是系统运行中发现的需要在使用时注意的问题的记录，对于设备的正常使用至关重要。

3.5小结

调试前一定要认真了解系统构造和设备的性能，因为只有全面掌握了系统和设备的情况，才根据实际情况制定一个可行的调试方案，才能对调试时可能发生的情况有所估计。

否则，对系统、设备情况不了解不熟悉盲目调试，结果肯定不会理想。

尤其是对于我们在一般工程中很少用到的一些新型、特殊设备，安装调试前一定要认真学习它的原理、性能和操作方法。

调试前一定要对系统、设备的设定情况进行全面的检查。

因为安装和单机检查过程和系统调试的侧重点毕竟不同，设备的设定情况往往是随意的。

在进行调试