电声学及其相关技术

超低音音箱
用于播放300Hz以下的低音和超低频。因为 人类的耳朵对于低音的方位是不敏感的，即 低音基本没有方向性或指向性不强，所以低 音炮可以随便放在房间任何一个部位。 （没有隔音设施，不宜采用）
杜比AC-3环绕声对AV音响的要求
4声道杜比定向逻辑环绕系统：由于技术原 因，环绕声道的频响范围只有100-7000Hz。 杜比AC-3提供了全频带的5声道信号和1路独 立的重低音信号。全频带是指5声道均可重 放20Hz-20kHz的全频带信号。一般采用5个 完全一样的音箱组成AC-3影院系统。重低音 音箱价格较高，可根据条件选择。
电声学及其相关技术
（一）电声学的研究内容及其 在录音中的作用
电声学是一门研究电声换能原理、技术和应 用的科学。除了包括再生声源（如扬声器） 和声接收器（如传声器）外，还有录音系统、 放声（扩音）系统及声测量与分析系统设 备。 电声学的基本研究内容则是电声换能器 。
（一）电声学的研究内容及其 在录音中的作用
与音响设备的特性相匹配 各种插接件要牢固可靠 使用音频屏蔽传输线 传声器位置附近不应有大的反射面，并安放 在音箱的后面
声源的方向与距离
近讲话筒与嘴的距离在1-20cm，讲演时，为了 提高清晰度，宜在20~30cm左右。
防风、防震、防潮
防风罩；减震装置；不许用吹气和敲打传声器 的方法试音；电容传声器尤其注意防潮。
（三）扬声器的技术特性
灵敏度：在音箱输入端加上额定功率为1W的 电信号时，在参考点1米处产生的声压级， 单位用dB表示。相同条件下，灵敏度高的音 箱听起来声音较大，但灵敏度过高会导致动 态范围下降。扬声器的灵敏度分布在70115dB，专业音箱一般为98-110dB。
功率：
最大额定功率：使用时注意不应超过该值的2/3。 最小推荐功率：小于该功率时，音箱无法工作。
2、电动号筒式扬声器
磁路系统由永久磁铁和软铁组成，磁场集中在缝隙 处。振动系统主要由带音圈的振动膜组成。音频电 流通过音圈时，受磁场力作用，音圈便带动振动膜 运动，从而使周围空气发生振动。因发音头前面装 有助音筒，能使空气共振，产生宏亮的声音。
（二）音箱
1、音箱的类型和特点
按用途分：扩声音箱（演出用音箱）、监 听音箱。
3、多媒体音箱（有源音箱）的摆放
一般多媒体音箱的低音炮所含括的低频范围 上限至少为300Hz、甚至3000Hz，不少低频 中较高频率的声音是从低音炮中发出来的， 所以建议将低音炮摆放在电脑桌下、显示器 的正下方位置，即聆听者正前方和前置声道 同一条线的地面上，如此才能获得较好的效 果。
一对主音箱面向聆听者一字排开，摆放在显 示器两侧，两音箱之间的距离应当在1.5~2 米为宜。注意音箱应与后墙、侧墙相隔一定 距离（20~50厘米以上）。
（三）传声器的技术特性
灵敏度 输出阻抗 频率响应 动态范围 方向性
1、灵敏度
传声器在声电转换过程中将声压转换为电压 的能力。 传声器的灵敏度用dB值表示，称为灵敏度级。 一般动圈式传声器的灵敏度级约为-60~70dB；电容式传声器约为-40~-50dB。
2、输出阻抗
连线要短。 清洁维护。
一、传声器
传声器俗称话筒，也有人称之为麦克风 （MICROPHONE），又称麦克(MIKE)。 它是录音中拾取声信号，并将声信号转换为 电信号的基本器件。 对于自然声源而言，它不仅是进行拾音的基 本条件，而且还是“音质加工处理”的一种 方法 。
（一）传声器的分类
1、按换能原理的类型分类
对于环绕音箱，一般建议摆在聆听者主座位 置的左右两侧，以面对面方式架设。架设高 度约高出聆听者坐姿时头部以上60~90公分 处，将其挂在聆听者左后和右后180CM高的 墙上，这样有助于减少定位效果的影响。一 般来说，最好与用户中轴线对称，与用户的 距离不超过1.5米。
对于中置音箱，可将其摆放在显示器的上方 或显示器前的桌面上，要求它与前方的两个 主音箱面向聆听者一字排开，可在同一平面 上且高度尽可能相同，也可将中置音箱稍稍 后移一些，但其正面仍与前置主音箱正面平 行。
传声器 调音台
3、频率响应
传声器的频率响应是表征传声器对不同频率 声波的灵敏度。 传声器的理想频率响应曲线要较为平坦，使 人而能听到20~20kHz范围内的声音。
4、动态范围
传声器的动态范围是指传声器在可以允许失 真限度内（0.5%），能够传输有用音量的范 围。 超近距离拾音时，选用宽动态范围的传声器。
主音箱
主要用来播放电影中的效果声和音乐，因此 要有较宽的频响和较小的失真，动态范围大， 声音刚劲凌厉。
中置音箱
主要用来播放电影中的人物对白和中间音响 效果，要求音质清晰自然。
环绕音箱
放在听音室的后方，用以模拟环境声场中的 反射声和混响声。
扩展音箱
主要应用于与投影电视配合的AV音响系统， 一般放在影幕两侧，以扩展前方声场的宽度。
传声器的阻抗分高阻抗与低阻抗，专业传声 器一般都采用200-600Ω的低阻抗，高阻抗 的阻值为20-50k Ω。 高阻抗传声器容易被噪声干扰，传声器馈线 不宜过长。
阻抗匹配
传声器的输出阻抗要与调音台、扩音机等设备 的输入阻抗相匹配。 传声器的输出阻抗与调音台的输入阻抗相等时， 传输功率最大，但失真也较大， 为了保证传声器的正常工作，要求调音台的输 入阻抗应大于或等于传声器输出阻抗的5倍。
扩声音箱：大功率、宽频带、高声级；高频单 元采用号角式扬声器；组合式音箱或分频式音 箱。 监听音箱：供录音师、音控师监听节目用的音 箱；具有极高的保真度和很好的动态特性，不 对节目做任何修饰和夸张，真实反映音频信号 原来的面貌；一般不具备扩声音箱的功率承受 能力、灵敏度以及恒指向性特性。
按音箱结构分：密闭式音箱、倒相式音箱、 号筒式音箱。
（二）常用传声器的组成与原理
动圈传声器（Dynamic Microphone） 电容传声器（Condenser Microphone Capacitor Microphone） 无线传声器 驻极体传声器
1、动圈传声器
1、动圈传声器
工作原理：当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音 前后颤动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的 运动。根据电磁感应原理，在线圈两端就会产生感 应音频电动势，从而完成了声电转换。为了提高传 声器的输出感应电动势和阻抗，还需装置一只升压 变压器。
传声器的种类很多，按换能原理可分为电动式、 静电式、电磁式、压电式传声器。电动式传声 器又分为动圈式与铝带式，静电式传声器又分 为电容式、驻极性体式和电压式。
2、按指向性类型分类
传声器按指向性类型分为全向、单向、心形、 超心形、超指向和双向 。
3、按使用方式分类
有线传声器 无线传声器
（六）无线传声器的使用要点
接收机的天线尽量要与发射机近一些。 其间最好没有障碍物，尤其要避开金属结构、 通风管道等金属框架。 避开盲点区。 同时使用无线传声器不要过多：一般不超过 4只。 更换电池：调音台哑音或关死接收器的输出 音量。
动圈传声器
大振膜声器
扬声器是把电能转换成声音的一种器件。 根据构造不同，扬声器可分为电动式、电磁 式、压电式等几种，教学中最常使用的是电 动式扬声器。
（一）扬声器原理
1、电动纸盆式扬声器 2、电动号筒式扬声器
1、电动纸盆式扬声器
磁路系统由环形永久磁铁和软铁组成，磁场集中在缝隙处。 振动系统由带音圈的纸盆组成，弹性片把音圈固定在磁隙 的正中。当音频电流通过时，音圈在磁场力的作用下，带 着纸盆运动，发出声音。 纸盆扬声器的口径，是影响扬声器发声的频率范围，以及 所能承受之最大功率的主要因素。一般来说，扬声器纸盆 口径越大，低音就越丰富，最大发声功率也越大。
（二）电声换能器与电声测量技术应用 电声换能器的一般原理
电声换能器按其机电换能原理分为电感型换 能器和电容型换能器两大类 。 电声换能器可以近似地看作由集总元件组成 的简单振动系统。对应于集总参数系统。 按功能分传声器和扬声器。
电声系统组成： 声接收器（如传声器）， 录音系统、放声（扩 音）系统，扬声器。
1、动圈传声器
特点：结构简单、稳定靠、使用方便、固有噪声小， 被广泛用于语言广播和扩声系统中。但缺点是灵敏 度较低、频率范围窄。
2、电容传声器
工作原理：当膜片受到声波的压力， 并随着压力的大小和频率的不同而 振动时，膜片极板之间的电容量就 发生变化。与此同时，极板上的电 荷随之变化，从而使电路中的电流 也相应变化，负载电阻上也就有相 应的电压输出，从而完成了声电转 换。因为极头的电容量非常小，阻 抗很高，不能用电缆线直接引出， 需要一个前置放大器紧接在极头后 面作阻抗变换。
2、电容传声器
电容传声器一般由极 头、前置放大器和极 化电源三部分组成。 特点：灵敏度较高， 频率响应平坦，瞬态 特性好，音质较好， 一般用于高质量的广 播、录音中，也用于 测试传声器。
3、无线传声器
3、无线传声器
无线传声器系统是由微型无线传声 器、微型发射器和接受器组成的。 其工作原理是：传声器把声音信号 转变成电信号，通过小型发射器调 制成高频信号以电磁波形式从天线 辐射出去，再由小型接收器接收还 原成声频信号。 工作频率主要是采用特高频（VHF） 或超高频（UHF），即30MHz~950MHz。 辐射功率选取的原则是既保证有一 定的传播距离，又不干扰其他通信 设备。当两套无线话筒一起使用时， 频率要错开，以减少相互干扰。
5、方向性
（四）传声器的选择
• 在需要高质量的播音和录音时，可选用电容 式传声器； • 在作一般语言扩声时，可用动圈式传声器； • 作流动宣传时也宜用动圈式传声器； • 在环境噪声较大时，可选用方向性强的传声 器； • 当要求用在收录机的机内或放置在隐蔽场合 使用时，最好选用驻极体传声器。