声学及录音技术题目Word文件下载.docx

1、特性平滑，其数值应为 0或n的整数倍，但是事实并非如此，单只扬声器本身就存在相位失真，现在是采用测量扬声器的 群迟延时间频率特性来测量扬声器的相位失真。扬声器相位失真产生的原因有两点： 电流的相位所产生的失真，低频段是在 f0 附近的相位变化,在中高频段是由于轭环的反射、音圈电感等引起的相位变化。在电路上可以进行补偿。 纸盆在分割振动时因音圈和纸盆各部分振动相位不一致。非线性失真什么叫非线性失真： 扬声器的非线性失真是指在放声中出现了输入信号中没有的频率成份, 这种非信号的频率声音称为非线性失真。这些分量可分为谐波失真,分谐波失真,调制失真等。 我们讨论对声音影响最大的谐波失真是由那些因素造成

2、的 （1）支撑系统的非线性,在大振幅时产生的三次谐波失真 扬声器的顺性元件是振膜的轭环和弹波,它们的作用是保证振膜在中心位置上下做线性振动，设力顺为 Cm，位移为X，力为F，总的力顺：Cm=x/f 如果Cm不变，则X与F成正比，但是实际上 F与X的关系不是线性的，是呈磁滞回线的形状，所以 Cm发生改变时，就会出现非线性振动,如下图： 这种非线性失真主要出现在低频段,尤其是当扬声器出现低频谐振时这种失真就更为明显,低频非线性失真主要是二次谐波和三次谐波，改善办法是提高振膜轭环和弹波的线性工作范围，合理的设计他们的几何形状并选择好材 扬声器在低频段工作时我们近似看作是活塞运动（振膜整体运动）但是到

3、达中频以后，振膜就会产生分割振动，频响曲线 中频谷点的产生就是分割振动造成的，谷点附近有较大的质。（2 ）纸盆引起的非线性失真谐波失真：是由振幅非线性引起的一种失真，当扬声器输入某一频率的正弦信号时，扬声器输出的声信号中，除了原输入之基波信号外还出现有 2倍、3倍于基波频率的信号（称为谐波）。 失真的百分率值和分贝值之间的关系：分贝值=20x loglO （百分率值）如1 %的失真系数对应-40dB, 5%的对应-26dB。一个声音的音色由它的成分音的构成所决定。由于扬声器的振动系统或磁路系统的非线性，导致各成分音产生谐波失真和 互调失真，使频谱改变，因而音色也发生变化。互调失真1kHz和5k

4、Hz的混合信号后，便会产生指由放大器所引入的一种输入信号的和及差的失真。例如，在给放大器输入频率为6kHz （1kHz和5kHz之和）及4kHz （1kHz和5kHz之差）的互调失真成份1.3噪声的理论和计算一般用Lx表示，指x%的测量时间所超过的声级。如L90=70dB，表示整个测量时间内有 90%的测量时间噪声都超过 70dB ,通常把它看作背景噪声。L50=74dB，表示整个测量时间内有 50%的测量时间噪声都超过 74dB，通常把它看作中间值噪声（平均噪声）。L10=80dB,表示整个测量时间内有 10%的测量时间噪声都超过 80dB，通常把它看作峰值噪声求统计噪声的方法将测得的声压级

5、从大到小排列：若100个数据，第10个为L10 ,第50个为L50 ,第90个为L90。若200个数据，第 20个为L10，第100个为L50，第180个为L90。Leq和L50之间的关系：Leq= L50+d2/60 （其中 d= L10- L90 ）噪声污染级用来评价噪声对人体的影响，它用等效声级和标准差表示，综合了能量平均值和变动特性两者的影响。标准偏 差越大，表示噪声离散程度越大，即噪声起伏越大。噪声污染级用 LNP表示，表达式为LNP=Leq-k crLeq 指定的测量时间内 A计权声级的等能量声级值。c 声级的标准偏差k常数，为2.56。1.4声压级、响度的概念和计算声压：用声扰动

6、在空气中所产生的逾量压强 p来表述声波的状态：p=P- P0,这个逾量压强 p称为该点的瞬时声压，单位是帕斯卡（PA）。听阈（Yu）为：2x 10-5Pa痛阈为：20Pa声压级：声压的平方与一个基准声压平方比值的对数再乘 10。（单位分贝，计作 dB） 响度：响度的单位是 ？宋？（ sone）,定义1000Hz纯音声压级为 40dB时的响度为1 sone。响度级：把1000Hz纯音时声强的dB数称为这条等响曲线的以？方？为单位的响度级。1.5音频采样率、码率的计算指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数 声压：p=P -通过垂直于声波传播方向单位面积的平均声能量叫声强，一般用 I表示，单位为

7、W/m2。声强级：声强级常用LI表示， 声功率：声源在单位时间内辐射的声能量叫声功率， 声功率用 W表示，单位为瓦。 由声源做简谐震动所辐射的声波叫简谐波，线状谱，连续谱，符合谱 对噪声进行评价是一个比较复杂的问题，主要是由于各种不同的噪声有各自的物理性质，并且不同环境下，人们进行噪声控制的目的不同，要根据不同情况，拟定不同的噪声评价量，以制定不同的噪声控制标准。现在国际上已经提出的各种噪声评价量已有上百种， 大部分的评价量是在某些基本评价量的基础上作些变化或修正。 响度：响度的单位是？（ sone ），定义1000Hz纯音声压级为 40dB时的响度为1 sone。把1000Hz纯音时声强的d

8、B数称为这条等响曲线的以 ？编码率 /比特率直接与文件体积有关。且编码率与编码格式配合是否合适，直接关系到视频文件是否清晰。 在视频编码领域，比特率常翻译为编码率，单位是Kbps，例如800Kbps 其中，1K=1024 1M=1024K b 为比特（bit） 这个就是电脑文件大小的计量单位， 1KB=8Kb，区分大小写，B代表字节（Byte） s为秒（seco nd） p为每（per） 以800kbps来编码表示经过编码后的数据每秒钟需 要用800K比特来表示。 1MB=8Mb=1024KB=8192Kb Windows 系统文件大小经常用 B（字节）为单位表示，但网络运营商则用b（比特），

9、也就是为什么2Mb速度宽带在电脑上显示速度最快只有约 256KB的原因，网络运营商宣传网速的时候省略了计量单位。完整的视频文件是由音频流与视频流 2个部分组成的，音频和视频分别使用的是不同的编码率， 因此一个视频文件的最终技术大小的编码率是音频编码率 +视频编码率。例如一个音频编码率为 128Kbps，视频编码率为 800Kbps的文件，其总编码率为 928Kbps，意思是经过编码后的数据每秒钟需要用 928K比特来表示。 了解了编码率的含义以后，根据视频播放时间长度，就不难了解和计算出最终文件的大小。编码率也高，视频播放时间越长，文件体积就越大。不是分 辨率越大文件就越大，只是一般情况下，为

10、了保证清晰度，较高的分辨率需要较高的编码率配合，所以使人产生分辨率越大的视频文件体积越大的感觉。 计算输出文件大小公式： （音频编码率（Kbit为单位）/8 +视频编码率（Kbit为单位）/8）x影片总长度（秒为单位） =文件大小（MB为单位） 这样以后大家就能精确的控制输出文件大小了。1.6 AD/DA原理及主要指标AD:模数转换，将模拟信号变成数字信号，便于数字设备处理。 DA :数模转换，将数字信号转换为模拟信号与外部世界接口。DA转换器的主要技术指标： 1）分辩率（Resolution）指最小模拟输出量 （对应数字量仅最低位为 1）与最大量（对应数字量所有有效位为 1）之比。2）建立时

11、间（Setting Time）是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间，也可以 认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度， 而不是AD中常用的转换速率。 一般地，电流输出DA建立时间较短，电压输出DA则较长。其他指标还有线性度（Linearity），转换精度，温度系数/漂移。1.7数字音频接口及相关指标AES/EBU 接口（ AES3-1992），在 AES3-1992 , IEC958 （类型 1）, CCIR Rec.647 和 EBU Tech 3250E 中所述基本上是一致 的，它可以通过一个平衡接口来串行传送两通道的数字声频信号 （A和B）,它采用的平衡驱动器和接收器， 与用

12、于RS422数字传输的标准类似， 其输出电平为2V到7v，这种接口允许的两通道声频信号传送的距离可以达到 100m，但更长的距离则需要采用相应的线缆、均衡和端口。一般使用标准的 XLR-3接口，并标有 DI （数字输入）和 DO （数字输出）。SPDIFSony/Philips数字接口有关，与专业的 AES/EBU接口非常相似，但是它采用特性阻抗为 75Q的同轴电缆来进行不平衡的电气连接，如图7所示。这种接口常用于准专业级或民用级数字声频设备的技术规格中，比如 CD放音机和DAT机。通常其端口采用的是 RCA型唱机接口。尽管有些 Hi-Fi设备也采用光缆来传送同样的信号。实用中通常使用格式转换

13、器来将 民用格式的信号转换为专业格式的信号，或反过来进行，并且可以在电气和光格式间进行转换。 SPDIF-2，它被设计用每根电缆来传送最高为 20比特分辨率的一个通道的数字声频信息（尽管大多数的设备仅采用 16比特）。当在大多数双通道设备中，接口是不平衡式的， 并采用75 Q同轴电缆和75 Q BNC型接口端子，每个通道一个。电平为TTL兼容电平（05V）。MADI （ Multi-cha nnel Audio In terface，多通道数字接口），它是以双通道 AES/EBU接口为基础而制定的。 它的设计对 AES/EBU 数据是透明的，并且已经应用到大规模数字跳线系统和多通道数字设备互连

14、中。 MADI自然采用更高速的数据率来传送更高的信息量，它可以通过一条 75 Q的同轴电缆或光导纤维来串行传送 56个通道的声频数据，以便每个通道的一个采样能够在一个声频采样周期内传送出去。1.8音频压缩编码 数字音频压缩编码的任务除了对音频数据信号进行有效压缩之外，还必须要保证压缩后的信号不产生失真。为实现上述目 的， 数字音频压缩编码采取去除声音信号中冗余成分的方法来实现。 所谓冗余成分指的是不能被人耳感觉到， 听到的信号，它们对声音信号的音色、音调、发音位置的确定没有任何作用，在信号处理过程中可以将它们视为无用信号而不用传送。 频谱掩蔽效应 时间掩蔽效应 方法有，时域编码，频域编码，统计

15、编码，波形编码，参数编码，混合编码 lfe 升到包含 15-120hz 的信息 称呼为 0.1 声道1.9室内声场理论及声压级、混响时间的计算 所谓混响，是指声源停止发声后，在声场中还存在着来自各个界面的迟到的反射声形成的声音 ?残留 ?现象。这种残留现象的长短以混响时间来表征。混响时间公认的定义是声能密度衰减 60dB 所需的时间。根据声能密度的衰减公式（ 11-8）可知，其衰减率（每秒的衰减量）是 e-4v/ca , 以 dB 表示，衰减率可写为 d=10lge-4v/ca （ dB/s ）。根据混响时间定义1.10常用数字音频文件格式二、专业知识2.1总局 62 号令及广播中心实施细则2

16、.2音频系统（1）音频系统构成a 话筒的功能和应用 b 音频分配器的功能和应用 c 数字调音台的功能和应用 d 音频工作站的功能和应用 e 数字矩阵的功能和应用 f 扬声器的功能和应用 g 音频编码器的功能和应用 h 响度控制器的功能和应用 i 技术监看设备的功能和应用（2）音频相关指标a）音频客观测量指标概念、技术要求b）音频接口指标（3）其他a 同步系统b 工艺电源质量c 系统接地d 时钟系统（1） 工作接地。根据系统运行需要进行的接地 ,例如中性点接地 ,这个接地系统通常有电流通过。三相四线制的零线在供电变压器端是接在这个接地点上的 ,保护接零也属于这种接地。（2） 逻辑接地。造成一个等

17、电位点或等电位面作为电子电路的公共电位参考点 ,这仅是逻辑上的接地 ,不一定是大地零电位。（3） 电磁适应性接地。 为防止寄生电容回授或形成噪声电压而进行的屏蔽接地 ,也称为电磁兼容接地即出于电磁兼容设计要求的接地 ,包括 :a.屏蔽接地：为了防止电路之间由于寄生电容存在而产生相互干扰、电路辐射电场或对外界电场敏感 ,必须进行隔离和屏蔽 ,这些隔离和屏蔽的金属必须接地。b.滤波器接地：滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容 ，当滤波器不接地时，这些电容就处于悬浮状态，起不到旁路的作用。c.噪声和干扰抑制：对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连 ，从而为干扰信号提供

18、？最低阻抗？通 道。 1.2 保护性接地（1） 外露导电部分接地。将电气设备的外露导电部分接地 ,使其处于地电位 ,一旦电气设备带电部分的绝缘被损坏时 ,可以减轻或消除电击危害。（2） 装置外导电部分接地。将非电气设备的导电部分 ,例如机械设备的外壳、建筑物的金属结构、金属管线等进行接地或连接到接地干线或相互连接 ,以减少电击的危害。（3）防雷接地。为了消除或减轻雷电危害而将雷电电流导入大地的接地。（4）防静电接地。将静电导入大地防止其危害的接地电路接地的方式（1） 单点接地。单点接地是为许多连接在一起的电路提供公共电位参考点的方法 ,这样信号就可以在不同的电路之间传输 ,若没有公共参考点 ,

19、就会出现错误信号传输。单点接地要求每个电路只接地一次 ,并且接在同一点 ,该点常常以地球为参考。由于只存在一个参考点 ,没有地回路存在 ,因而也就没有干扰问题。（2）多点接地。 设备内电路都以机壳为参考点 ,而各个设备的机壳又都以地为参考点。 这种接地结构能够提供较低的接地阻抗 , 这是因为多点接地时 ,每条地线可以很短 ,并且多根导线并联能够降低接地导体的总电感。在高频电路中必须使用多点接地 ,并且要求每根接地线的长度小于信号波长的 1/20。（3） 混合接地。混合接地既包含了单点接地的特性 ,又包含了多点接地的特性。例如 ,系统内的电源需要单点接地 ,而射频信号又要求多点接地 ,这时就可以

20、2.3广播中心网络化系统（ 1） IP 网络的基本概念（2）存储的基本概念（3）信息安全基本知识（4）信息系统登记保护基本知识（5）以太网络性能和布线指标（6）网络监控和管理技术（7）网络节目质量自动技术审查2.4监控系统2.5运维和技术管理三、专业技能3.1仪器使用 音频信号源、音频测试仪、环境噪声分析仪、网络布线测试仪、以太网性能测试仪、响度表等得操作与使用。3.2模拟 /数字音频特性测量（1）幅度电平（2）谐波失真（3）串话（4）幅频特性（5）双声道相位差（6）信噪比（7）最大输入电平（ 8） AES/EBU 数字接口电平（ 9） AES/EBU 数字接口信号抖动（10）音频节目响度 信

21、噪比、失真率、频率响应这三个指标是音响器材的 ?基础指标 ?或?基本特性 ?，我们在评价一件音响器材或者一个系 统水准之前， 必须先要考核这三项指标， 这三项指标中的任何一项不合格， 都说明该器材或者系统存在着比较重大的缺陷1、 信噪比 SNR（Signal to Noise Ratio） ：（1） 简单定义：狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的 比，常常用分贝数表示，设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小， 声音回放的音质量越高，否则相反。信噪比一般不应该低于 70dB，高保真音箱的信噪比应达到 110dB以上。 音频信噪比是

22、指音响设备播放时，正常声音信号强度与噪声信号强度的比值（2）计算方法：信噪比的计量单位是 dB,其计算方法是10LG（PS/PN），其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率， 也可以换算成电压幅值的比率关系： 20LG（VS/VN） ， Vs 和 Vn 分别代表信号和噪声电压的 ?有效值? 。（ 3）测量方法：信噪比通常不是直接进行测量的,而是通过测量噪声信号的幅度换算出来的,通常的方法是：给放大器一 个标准信号,通常是 0.775Vrms 或 2Vp-p1kHz, 调整放大器的放大倍数使其达到最大不失真输出功率或幅度（失真的范围 由厂家决定，通常是10%，也有1%），记下此时放大器的输出幅

23、 Vs，然后撤除输入信号，测量此时出现在输出端的噪声电压，记为Vn,再根据SNR=20LG（Vn/Vs）就可以计算出信噪比了 或者是10LG（PS/PN），其中Ps和Pn分别代表信号和噪声 的有效功率 计权：这样的测量方式完全可以体现设备的性能了。但是,实践中发现,这种测量方式很多时候会出现误差,某些信噪比 测量指标高的放大器,实际听起来噪声比指标低的放大器还要大。经过研究发现,这不是测量方法本身的错误,而是这种 测量方法没有考虑到人的耳朵对于不同频率的声音敏感性是不同的，同样多的噪声，如果都是集中在几百到几千 Hz,和集中在 20KHz 以上是完全不同的效果,后者我们可能根本就察觉不到 这样

24、就引入了权的概念。噪声中对人耳影响最大的频 段?权?最高,而人耳根本听不到的频段的 ?为 0。这种计算方式被称为? A 计权?,已经称为音响行业中普遍采用的计算方式。2 、频响范围 ： （ 1 ）频率响应是指在振幅允许的范围内音响系统能够重放的频率范围, 以及在此范围内信号的变化量称为频率响应。（2）测试方法：要求输入信号幅值为一个固定值（要在动态范围之内,音响设备我们可以取 100mv）。 当输入信号为正常频率时（不能有失真，可以定位 1KZ ），记录这个时候的输出电压的大小 V1。然后开始逐渐降低输入信号的频率，当降低到一定程度时，输出信号的幅值会开始减小。继续降低频率，直到输出电压为 0

25、.707V1时，记下此时的频率 F1,那么该频率就是此通道的最低响应频率。然后就可以调高频率，直至输出电压为 0.707V1时，记下此时的频率 F2，那么此频率就是该通道的最高响应频率。那么就 可以得出频率响应范围为： F1F2。 也可以表示为： 20log（F2/F1） （3）相频特性,不同频率经过系统后,相移滞后的现 象称为相频特性。（ 1 ）,（ 2）的测试方法是针对幅频特性来说的。3、失真度（ DISTN ）： 指信号在传输过程中与原有信号或标准相比所发生的偏差。在理想的放大器中,输出波形除放大外,应与输入波形完全相 同,但实际上,不能做到输出与输入的波形完全一样,这种现象叫失真。3.

26、1类型：A、按波形失真的不同情况有： 幅度失真：对幅度不同的信号放大量不同。 频率失真：对频率不同的信号放大量不同。 相位失真（或时延失真）：频率不同的信号，经放大后产生的时间延迟不同。 B、按性质分：线性失真：是指信号频率分量间幅度和相位关系的变化,仅出现波形的幅度及相位失真,这种失真的特点是不产生新的频 率分量。非线性失真：是指信号波形发生了畸变,并产生了新的频率分量的失真。3.2声音失真的要点 3.2.1 谐波失真 这种失真是由电路中的非线性元件引起的,信号通过这些元件后,产生了新的频率分量（谐波）,这些新的频率分量对原 信号形成干扰,这种失真的特点是输入信号的波形与输出信号波形形状不一

27、致,即波形发生了畸变 现代数字音频设备多数采用脉冲编码调制（ PCM ）的方法，即将模拟声音信号通过采样、量化、编码成串行数据来传输或记录的。这与模拟音频系统有本质的区别，因此在声音信号的电平的监测方面也发生了新的变化。如图 2.1所示，（a）是模拟音频系统的情况。当输入信号电平上升但不超过 Va时，输出信号电平上升速度相对逐渐减慢，形成一个过渡区（约相当于PPM表和VU表的警示区），最后达到饱和削波电平。而数字音频系统如图（ b）所示，这里没有模拟音频系统那样的过渡区。在 Vb 以下时， 输出信号电平于输入信号电平为线性关系。 只要输入信号电平到达 Vb 即满刻度电平 （ 0dBFS）， 输出信号电平就立刻被削平，造成不可修复的失真。因此，在数字设备的输入端设有监测信号上冲幅度的峰值节目表，并 将表的 0dB 电平与量化的满度电平对应起来。当信号的上冲部分超过峰值表的 0dB 时，应进行报警。3.3网络化电台指标测量（ 1）网络传输性能测量（ 2）网络状态监看，例如交换机端口状态查询3.4扩声系统声学测量 测量最大声压级、最高可用增益、传输频率特性、传声增益、声场不均匀度、背景噪声、混响时间、总噪声、系统失真等 指标。第