监控设备基础知识

监控设备基础知识

典型的电视监控系统主要由：前端设备和后端设备组成。

前端设备通常由：摄像机、手动或电动镜头、云台、防护罩、监听器、报警探测器和多功能解码器等部件组成，并通过有线、无线或光纤传输媒介与中心控制系统的各种设备建立相应的联系（传输视/音频信号及控制、报警信号）。这些设备中实现监控现场图像采集的摄像机和镜头是比不可少的。

后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。

前端设备和后端设备之间的传输系统可通过电缆、光纤或微波等多种方式实现。电视监控系统由摄像机部分(麦克风)、传输部分、控制部分以及显示和记录部分四大块组成。

声音的三要素：

音量（响度）:

响度又称声强或音量，他表示的是声音能量的强弱程度，主要取决与声波振幅的大小，响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围为0dB-140dB。

音调（音高）：

表示人耳对声音调子的主观感受，客观上音高大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之则低，单位用（HZ）表示。

音色（音品）：

由声音波形的谐波频谱和包络决定。声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音。各次谐波的微笑振动所产生的声音称泛音。单一

频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。

声波的基本量：

f:频率，每秒钟振动的次数，单位Hz,频率高的声音称为高音，频率低的声音称为低音。声音是声波作用于人耳引起的主观感受，人耳对声波频率的主观感觉范围为20Hz-20kHz,通常称此范围为音频；低于20Hz为次声波，高于20kHz为超声波。

λ：波长，在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位m,声波完成一次振动所走的距离。

C:声速，声波在某一介质中1秒钟传播的距离，单位m/s.声速受温度的影响，用下式表示为：C=331.5+0.6t（m/s）

声压：疏密波压力的大小称为声压。压力变化的幅度越大，听觉上声音越大，振幅小的声音小，单位Pa. 引起人耳听到声音时的声压为可闻國，它与声源的频率及人的年龄有关，使人的耳膜感到疼痛时的声压为痛國。

声强：单位面积，单位时间内通过声音的能量称为声强（能量密度），单位W/m2。

声功率：声源在单位时间内所发出的声能称为声功率，单位w。

分贝: 功率增加一倍，声压增加3dB;距离增加一倍，声压减少6dB。常见声源的声压级：

窃窃私语：20dB-35dB

人声语言：30dB-80dB

女高音：35dB-105dB

男高音：40dB-95dB

小提琴：40dB-100dB

打击乐：55dB-105dB

交响乐：20dB-120dB

本底噪声：在厅堂声学设计中，本底噪声是指房间内部自身振动或外来干扰而形成固有的噪声，大小以声压级dB表示。

由于本底噪声主要来自于外界环境噪声和振动、设备噪声和振动两个方面。在音响工程中，这两方面的内容都会不同程度上的涉及，一是在建筑上进行隔声，二是在设备上降低噪声。

各种场所的噪声级:

分贝（dB) 场所

120 飞机起飞着陆时，正下方

110 列车通过铁路时，正下方

100 地铁行车时，车厢内

90 公共汽车内

80 白天十字路口

70 普通讲话

60 安静的街头

50 安静的办公室

40 安静的住宅小区，白天

30 安静的住宅小区，夜晚

声波的绕射、反射和散射。在隔声中用透射系数小的材料防止噪声。

在音质设计中需要选择吸声材料，控制室内声场。

声音在室内传播：

直达声：指室内任一点直接接收到声源发出的声音，是接收声音的主体，不受空间界面的影响。

早期反射声: 指延迟直达声50毫秒以内到达听音点的反射次数较少的声音，包括一次、两次或少数三次反射声。

混响声: 指声源发出的声波经过室内界面多次反射，迟于早起反射声到达听音点的声音。

混响时间: 表示声音混响程度的参量，声源停止发声后，声压级减少60分贝所需要的时间，单位为秒，用T60 或RT表示。房间的混响长短是由它的吸引量和体积大小所决定的，体积大且吸音量小的房间混响时间长，吸收强且体积小的房间，混响时间就短。

混响时间过短，声音发干，枯燥无味，不亲近自然

混响时间过长，使声音含糊不清，合适时声音圆润动听。

赛宾公式：赛宾，美国物理学家，他发现混响时间近似与房间体积成正比，与房间总吸声量成反比，并提出了混响时间经验计算公式。T60=0.161V/A（s) V=房间空间体积 A=室内总吸声量

伊林公式：T60=0.161V/(-sa+4mV) 4m：空气吸收系数

a:房间平均吸收系数 s:房间内总吸声面积

混响时间计算的不确定性：

室内条件与原公式假设条件并不完全一致。

1、室内吸声分布不均匀

2、室内形状高宽比例过大，造成声场分布不均匀，扩散不完全。

计算用材料吸声系数与实际情况有误差

一般误差在10%-15%

计算RT的意义：

1、“控制性”的指导材料的选择与布置

2、预测建筑室内的声学效果

3、分析现有的音质问题

混响时间的意义：

混响对房间的音质有重要的影响，它是决定房间音质的必要条件，混响时间是厅堂声学设计中唯一能定量计算的参量，也是一个公认的最成熟的厅堂音质的评价量。他是建筑声学的一个重要的物理量，它反映了室内声能随时间的衰减，以及不同频率的声能的衰减特性。这衰变与室内的吸声，反射和散射有关，在厅堂内不同位置的混响时间几乎差不多，说明厅堂的声场很均匀，所以混响时间是一个很好的厅堂声学设计的评价量，它与测量用的声源无关。

参考混响时间：

厅堂类型参考混响时间

电影院 1.0-1.2Sec

会议厅 1.0-1.4Sec

音乐厅 1.5-1.8Sec

电视演播室0.8-1.0Sec

语音录音室0.3-0.4Sec

录音控制室0.3-0.4Sec

多轨录音棚0.6Sec

回声：比听到直达声迟50毫秒以上，可以从直达声中分离出来的反射声叫做回声。

语言清晰度和其他声学概念的关系

1、语言清晰度和可懂度得关系；单句可懂度高于单词可懂度。

2、语言清晰度和声压级的关系；在一定声压级范围内，语言清晰度是随声压级的增大而提高的，但达到一定值后，声压级的增大反而会使清晰度下降。

3、语言清晰度和信噪比的关系；在背景噪声较强的情况下，利用一定的手段提高信号的信噪比，可以使语言清晰度得以提高。

房间的特殊声学现象

声聚焦：由于室内存在的凹面，使部分区域的声音汇集在某一个焦点上，从而造成室内声场分布不均匀的现象。

死点：由于声音的聚焦或干涉形成某点（或某区域）声音严重不足的情况。

声影区：由于建筑物或折射的原因，造成声音不能辐射到得区域。声染色：由于房间频率相应的问题，原始声音在传播过程中被赋予了额外的声音特性。

频谱与音质的关系:

高频段：7kHz以上中低频段:500Hz-2kHz

中高频段：2kHz-7kHz 低频段：500Hz以上

高频；声音的高频成分多，表现出声音明亮、清晰、锐利。高频成分过多，声音就会刺耳、有丝丝声，轮廓过于清楚，声音硬、缺乏弹性。高频成分适中，则声音开阔、活跃、透明清晰、自然，但是可能细节过分清楚。高频成分少；声音圆润、柔和、丰满，但是明亮度下降。动态出不来、沉重、浑浊。

中频;声音的中频主要包括中高频和中低频，中频成分多时，声音表现有力、活跃清晰、透亮。中频成分过多，声音动态出不来，浑浊有号角声，呜声（500-800Hz) 电话声（2-4kHz)、刺耳声（4-7kHz）、金属声（3-5kHz）。中频成分适中，声音自然、中性、圆滑、悦耳，但声音可能无活力，平淡。中频成分过少，声音圆润柔和，但是显得松散。

低频；声音的低频成分多，声音有气魄、厚实、有力、有温暖感、柔和、圆润、丰满。低频成分过多，声音浑浊、沉重、有隆隆声。低频成分适中，声音丰满低沉、坚实。低频成分过少，声音可能会比较干净，但是单薄无力。

听觉范围:

最高最低频率可听极限

一般地，青少年20-20kHz，中年30-35kHz，老年100-10kHz，

最小最大可听极限

人耳有一定的适应性，常人上限为120dB,经常噪声暴露的人可能达到135-140dB，下限频率与频率有关。

最小可辨國（差國）

声压级变化的察觉一般是1dB. 3dB以上有明显感觉。频率变化的察觉一般是3%，低频时3Hz。

哈斯效应:人耳有声觉暂留现象，人对声音的感觉在声音消失后会暂留一小段时间。如果到达人耳的两个声音的时间间隔小于50毫秒，那么就不会觉得声音是断续的。直达声到达后50毫秒以内到达的反射声会加强直达声。直达声到达后50毫秒后到达的“强”反射声会产生“回声”-哈斯效应。根据哈斯效应，人耳在多声源发声内容相同的情况下，判断声源位置主要是根据“第一次到达”的声音。因此，剧场演出时，多扬声器的情况下要考虑“声象定位”的问题。掩蔽效应：人耳对一个声音的听觉灵敏度因另外一个声音的存在而降低的现象叫做掩蔽效应。

声压级大的声音掩蔽声压级小的声音。低频声对高频声的掩蔽作用大。先发出的声音掩蔽后发出的声音。

专业音响设备：音源-调音台-周边设备-功放-音响。

功率放大器俗称“功放”，用于推动扬声器。

1、功率额定值如功率、阻抗、频率特性、失真率

2、失真度（谐波失真和互调失真）一般用%表示

3、频率响应一般标出20Hz-20kHz ±_dB

4、信噪比（S/N）表示设备本身的输出噪声是输出信号的百分之比，一般要求在50分贝以上，优质功放的信噪比大于72分贝。

5、阻尼系数D、F =扬声器的阻抗/功放的输出阻抗，一般来说，对

于民用功放来说，阻尼系数取15-100为宜。对于专业用功放，阻尼系数宜在200-400或更高。

6、输入灵敏度表示为得到的额定输出功率需要输入的最小信号电压值。

7、转换速率（SR）描述了放大器在大信号时的响应能力。

音箱是将电信号转换为相应的声音的器件。

频率范围、额定功率、最大功率、阻抗、特性灵敏度、指向特性。音箱按功能上的分类主要分为：

全音域音箱；覆盖频率范围大，可以发出各个频段的声音。

低音音箱;只能发出低频段的声音。

返送音箱；用来使舞台上的表演者能够听到自己的声音。

建筑类音箱；例如体育场内的号角、天花上的吸顶扬声器。

专业名词解释:

阻尼系数表示功放的输出阻抗（负载阻抗)对扬声器起到的阻尼作用的大小，一般用f D表示。

功放输入端信号停止后，扬声器的振动不会立即停止，声音会产生滞后和失真，同时，扬声器的音圈在磁场中运动产生的感应电压与功放输出级电压叠加，使扬声器产生滞后振动和失真，这种有害现象需要用功放的阻尼作用来对扬声器实施阻尼。

反映功放阻尼能力大小的参数就是阻尼系数。

阻尼系数f D=扬声器阻抗/功放内阻

功放内阻越小，在一定扬声器阻抗下，功放的阻尼作用就越强。