演播室通讯及视音频信号切换器

我们电视台由于条件所限，制作机房可以分开，但是只有一个演播室可以共用。演播室机房的视音频信号必须传到各个制作机房供节目制作使用。因为制作机房与演播室相距较远，演播室传来的视音频信号可以从监视器的扬声器监听，但是每一次录音时都要制作人员跑到演播室提示。

为了解决演播室视音频信号传输和演播室与各制作机房间通讯的问题，本人经过参考相关资料，并与实际情况相结合，设计制作了《演播室通讯及视音频信号切换器》，并在实际工作中得到应用。一、设计要求

1．演播室视音频信号可以任意切换到每一个节目制作机房

2．制作机房与演播室可以双向通讯。

3．节目录制中无通讯干扰，保证节目录制质量。

二、电路设计与工作原理

基于以上原则，电路共分两部分。演播室主机部分和各制作机房分机部分。

1．演播室主机部分

演播室主机电路分信号控制及视频切换电路、音频切换和分配电路、电源电路三大部分。

控制电路（见图4-1）由一块74LS374 TTL 三态反相八D锁存器为核心及其他外围元件构成。它的应用特点是输出控制信号端固定为“0”电平，数据信号输入端D n和时钟信号输入端CLOCK都输入控

制信号。选接控制信号“0”电平分两路给出，一路送给指定接通所相应的数据信号输入端D n，另一路经倒向、延时送给时钟信号输入端CLOCK，从而改变相应输出端Q n的输出为0状态。用74LS374构成的8路互锁开关简单可靠。

其Q端控制信号经倒相放大后一路控制干簧继电器接通视频信号到各制作机房，另两路信号进入音频和通讯系统（见图4-2）控制演播室音频输出到各制作机房及各制作机房通讯音频信号到演播室的接入。

演播室控制及视频电路（图4-1）除将视频信号传输制制作机房外，还增加了一路两级视频监视信号输出，用于主持人自己监视画面。

为了减少视频信号的干扰，提高视频传输质量，我们采用了干簧管继电器作为视频电路的切换开关，经实验，使用绕线机将线圈直接绕在干簧管上，效果很好。

演播室话筒信号经调音台输出标准的线路音频信号进入切换器。并经分配器（图4-2所示）分成三路：一路通过电子开关由来自控制电路的控制信号传送至各制作机房的编辑设备；一路通过至机房的通讯线路由制作人员监听输出；一路由播出主持人在播音的同时进行监听。同时还将来自各制作机房制作人员的口令信息传到演播室。2．制作机房分机部分

制作机房的分机部分电路图如图4-4，分三部分，即话筒放大电路；状态控制电路、音频放大部分。

话筒部分采用体积小巧的驻极体话筒，话筒经放大后经DB9的

第四脚输入到演播室通讯及视音频信号切换器主机的分机对讲输入端，放大后供节目主持人根据制作人员的要求作出语速、音量等的调整。为了保证在主持人播音的同时，通讯信号不影响播音质量，分机电路设置了通讯状态控制电路。

状态控制电路由555电路及外围元件组成，该电路组成双稳态电路，通过分机状态开关SW1、SW2控制其输出信号3脚的电平变化通过Q3的基极控制话筒输出信号接地，从而屏蔽话筒输出，保证音频信号传输质量。

分机监听信号来自主机音频电路JP3，通过分机DB9的8脚接入。

制作机房分机电源均通过演播室主机供给，为了减少干扰，电源也采用控制电路信号进行控制，如图4-4 所示，Q1为电源控制开关，当切换开关切到某一路时，这一路控制信号经图4-1JP1通过DB9的2脚提供给Q1基极高电平，打开开关，从而给这一路分机提供电源，而其余各路分机则不工作。

贾汪广播电视局

技术科

赵明

2008年7月23日

演播室通讯及视音频信号切换器

设计与制作

贾汪广播电视局

技术科

赵明

2008年7月

音频信号光纤通信.

音频信号光纤传输实验实验目的 1.了解音频信号光纤传输的方法、结构及选配各主要部件的原则。 2.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及其主要特性的测试方法。 3.学习分析音频信号集成运放电路的基本方法。 4.训练音频信号光纤传输系统的调试技术。实验仪器 YOF-A音频信号光纤传输技术实验仪、光功率计、多波段收音机、音箱实验原理一、系统的组成图1示出了一音频信号光纤传输系统的结构原理图，它由半导体发光二极管LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送部分、传输光纤部分和由硅光电池、前置电路和功放电路组成的光信号接收三个部分组成。图1 光纤传输系统原理图塑料光纤很柔软，而且可以弯曲，加工很方便。在光信息处理技术、光学计量、短距离数据传输等方面已获得较好的应用。本系统中，我们采用的传输光纤是进口低损耗多模塑料光纤，它的纤维直径是lmm，芯径为990μm，包层厚度为5μm。半导体发光二极管是采用发光亮度很高的可见红色光发光二极管作为光源，光电转换采用高灵敏的硅光电池作为转换元件，整个传输过程一目了然。为了避免或减少谐波失真，要求整个传输系统的频带宽度要能复盖被传信号的频谱范围，对于语音信号，其频谱在300--3400Hz的范围内。由于光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。

二、半导体发光二极管(LED)的结构及工作原理光纤通讯系统中对光源器件在发光波长、电光功率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求。所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯任务，目前在以上各个方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)。光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图2所示的N-p-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由直接带隙的GaAs(砷化镓)p型半导体材料组成，称有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由AlGaAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结，在图2中，有源层与左侧的N层之间形成的是P-N异质结，而与右侧P层之间形成的是p-P异质结，敌这种结构又称N-p-P双异质结构，简称DH结构。当给这种结构加上正向偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到右边p-P异质结的阻挡作用不能再进入右侧的P层，它们只能被限制在有源层内与空穴复合，导电电子在有源层与空穴复合的过程中，其中有不少电子要释放出能量满足以下关系的光子： (1) 其中h是普朗克常数，是光波的频率，E 1是有源层内导电电子的能量，E 2 是导电电子与空穴复合后处于价键束缚状态时的能量。两者的差值Eg与DH结构中各层材料及其组份的选取等多种因素有关，制做LED时只要这些材料的选取和组份的控制适当，就可使得LED的发光中心波长与传输光纤的低损耗波长一致。所以为了减少损耗，LED发光波长应与传输光纤的低损耗波长一致，在实际通讯系统中，LED发出的光介于可见光的边远区域。图2 半导体发光二极管的结构及工作原理光纤通讯系统中使用的半导体发光二极管的光功率为光导纤维的尾纤输出功率，出纤光功率与LED驱动电流的关系称LED的电光特性，为了避免和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其修正等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰一峰值应位于电光特性的直线范围内。对于非线性失真要求不高的情况，也可把偏置电流选为LED最大允许工作电

音频技术实验报告

实验编号：四川师大《声音媒体技术》实验报告 2017年11月5日计算机科学学院级班实验名称：声音信号的编辑处理姓名：学号：指导老师：实验成绩: 实验录音系统的连接和使用一．实验目的及要求（1）掌握录音系统的连接方法；（2）熟悉录音系统相应设备的功能，并熟练使用；（3）掌握录音系统功率匹配、阻抗匹配的原理；二．实验内容（1）利用阻抗匹配、功率匹配原理，实现录音系统连接；（2）熟练掌握阻抗匹配、功率匹配实现录音系统连接的工作原理；（3）熟悉录音系统各类设备的操作使用；三．实验主要流程、步骤（该部分如不够填写，请另加附页） 1.利用阻抗匹配、功率匹配原理，实现录音系统连接。（1）老师介绍调音台的各输入与输出端子的功能，以及其控制按钮的名称和作用。（2）用转换头将电容式话筒连接到调音台，电容式话筒的插头插在1和2路录音孔中，（遵循阻抗匹配原理，一定要注意传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同，即传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态）；（3）再把监听耳机的插头插在监听插口。（4）把调音台的输出端用连接线与电脑的主机连接，给电脑传送音频信号，（遵循阻抗匹配原理，电脑的功率要和传输线的输出功率匹配）；（5）最后连接电源线（6）MONITOR是总监听音量旋钮，调节该通路在监听线路中的音量大小。.通过调节HIGH、MIDDLE、LOW三段均衡器旋钮来调节声音大小打开电脑进行调试，测试录音能否正常工作。 2.熟练掌握阻抗匹配、功率匹配实现录音系统连接的工作原理。（1）阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗相适配，得到最大功率输出的一种工作状态，阻抗匹配则传输功率大，内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。（2）设备输出功率要与负载阻抗一致。 3.熟悉录音系统各类设备的操作使用。（1）POWER ON是调音台开关，当 ON 的一边被按下时，调音台便接通电源；（2）MIC是麦克风输入接口，LINE是高电平输入接口，MONITOR是监听输出接口；（3）电容式话筒的敏感度及其高，在录制声音史应该对准说话的人；（4）在调音台每一路输入通道上都有一组均衡旋钮，HIGH是高频，MID是中频，LOW是低频，高中低频率旋钮向左（顺时针）旋时，对应的频段就会得到提升，反之衰减。四.实验结果的分析与评价（该部分如不够填写，请另加附页 1.阻抗匹配的方法有两种，一种是改变阻抗力，另一种是调整传输线的长度。 2.调音台可对输入的不同电平不同阻抗的音源信号进行放大、衰减、动态调整等，用附带的均衡器对信号各频段进行处理，调整各通道信号的混合比例后，对各通道进行分配并送至各个接收端，控制现场扩声信号及录制信号。 3.调音台的输入信号大体上分为低阻话筒信号输入和高阻线路信号输入两种。 4.调音台输入插口基本可以分为3种：TRS，XLR，RCA。

信号光纤传输技术实验.

音频信号光纤传输技术实验预习要求通过预习应理解以下几个问题： 1．音频信号光纤传输系统由那几个部分组成、主要器件（LED 、SPD 和光纤）的工作原理； 2．LED 调制、驱动电路工作原理 3．LED 偏置电流和调制信号的幅度应如何选择、； 4．测量SPD 光电流的I-V 变换电路的工作原理。实验目的 1．熟悉半导体电光/光电器件基本性能及主要特性的测试方法； 2．了解音频信号光纤传输系统的结构及各主要部件的选配原则； 3．掌握半导体电光和光电器件在模拟信号光纤传输系统中的应用技术； 4．学习音频信号光纤传输系统的调试技术。实验原理一．系统的组成音频信号光纤传输系统的原理图如图8-1-1所示。它主要包括由LED （光源）及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光—电转换、I —V 变换及功放电路组成的光信号接收器三个部分。光源器件LED 的发光中心波长必须在传输光纤呈现低损耗的0.85μｍ、1.3μｍ或1.5μｍ附近。本实验采用中心波长0.85μｍ的GaAs 半导体发光二极管作光源、峰值响应波长为0.8～0.9μｍ的硅光二极管SPD 作光电检测元件。为了避免或减少谐波失真，要求整个传输系统的频带

宽度能够覆盖被传信号的频谱范围。对于音频信号，其频谱在20Hz ～20KHz 的范围内。光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的频率特性。二、光纤的结构及传光原理衡量光纤信道性能好坏有两个重要指标：一是看它传输信息的距离有多远，二是看它单位时间内携带信息的容量有多大。前者决定于光纤的损耗特性，后者决定于光纤的频率特性。目前光纤的损耗容易做到每公里零点几dB 水平。光纤的损耗与工作波长有关，所以在工作波长的选用上，应尽量选用低损耗的工作波长。光纤通讯最早是用短波长0.85μｍ，近来发展到能用1.3～1.55μｍ范围的波长，在这一波长范围内光纤不仅损耗低，而且“色散”也小。光纤的频率特性主要决定于光纤的模式性质。光纤按其模式性质通常可以分成单模光纤和多模光纤。无论单模或多模光纤，其结构均由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率较包层折射率大。对于单模光纤，纤芯直径只有5～10μｍ，在一定条件下，只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播。多模光纤的纤芯直径为50μｍ或62.5μｍ，允许多种电磁场形态的光波传播。以上两种光纤的包层直径均为125μｍ。按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光纤，对于阶跃型光纤，在纤芯和包层中折射率均为常图8-1-1 音频信号光纤传输系统原理图数，但纤芯折射率n 1略大于包层折射率n 2。所以对于阶跃型多模光纤，可用几何光学的全反射理论解释它的导光原理。在渐变型光纤中，纤芯折射率随离开光纤轴线距离的增加而逐渐减小，直到在纤芯—包层界面处减到某一值后，在包层

大型演播室音频系统设计与思考

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/378945841.html, 大型演播室音频系统设计与思考作者：郑春颖来源：《科技传播》2013年第22期摘要在广播电视传媒事业蓬勃发展的大背景下，我国电视台基础设施建设工作取得了重大进展，大型演播室建设项目数量呈上升趋势。音频系统是大型演播室项目建设的重要内容，有关部门和工作人员应重视音频系统设计，切实提高大型演播室音频系统的稳定性和安全性，为电视台节目制作和播出任务的顺利完成提供更有力保证，促使电视传媒事业实现进一步发展。关键词大型演播室；音频系统；设计原则；具体策略中图分类号G210 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）103-0006-02 随着现代化进程的不断深入，我国广播电视事业已经进入了一个大发展的时代，各电视台的基础设施建设取得了突出成绩，大型演播室建设项目数量呈上升趋势，而与此同时，对项目建设质量和功能性要求也持续提高。音频系统是大型演播室项目建设的重要内容，如何就大型演播室的使用面积、结构布局和实际功能等具体情况制定音频系统设计方案，切实提高大型演播室音频系统的功能性、稳定性和安全性，为保障电视节目的制作和播出质量提供有力支持，是有关部门和工作人员所应思考的重要问题。 1大型演播室的声环境特点及音频系统的设计需求演播室是电视台专门进行摄制和播放大型电视节目时的工作场所，也是衡量电视台的技术水平和综合实力的重要标准。一般认为，占地达到或超过600m2的演播室为大型演播室。随着文化媒体市场的形成与逐步完善，我国各电视媒体机构进入新的改革扩建阶段，能够满足各类型电视节目制作和播放需求的大型演播室建设项目相继兴建，且规模越来越大。一个大型演播室项目建设主要包括声学装修、机械化提升阶段系统、照明系统、视频系统和音频系统等几大部分，其中，音频系统设计是其中极为重要的构成。一般说来，大型演播室的听觉条件扩声环境应符合下列要求，这也对音频系统设计提出了特殊要求：一是，在演播室内的每个地方，即便是远离中心处都应当有超过80分贝压力级别值的音量；二是，演播室内应能够形成一定的混响和适当的回声，声音的音质应清晰易辨；三是，在演播室内应尽可能地减少能够干扰到听觉的噪音和振动；四是，演播室应具备良好的传输频率特性，使声音在室内能够均匀分布，不会出现长时间的延误反射或声音失真等现象。 2大型演播室音频系统设计的基本原则基于上述要求，为了能够满足演播室服务电视节目制作和播出的客观要求，提高演播室声音制作质量，在进行科学的音频系统设计时，应尽量坚持以下四点原则。

音频功率放大器实验报告

一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。二、实验要求 1）设计要求设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标：（1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真；（2）电路输出功率大于8W；（3）输入阻抗：≥10kΩ；（4）放大倍数：≥40dB；（5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围；（6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力；（7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。发挥部分：（1）增加电路输出短路保护功能；（2）尽量提高放大器效率；（3）尽量降低放大器电源电压；（4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下：（1）画出电路原理图；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；

（5）PCB文件生成与打印输出；（6）PCB版图制作与焊接；（7）电路调试及参数测量。三、实验内容与原理音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，

光纤通信optisystem实验

光纤通信大作业 1.选择一个你认为合适的方案供选方案：NRZ、RZ调制格式，直接调制或者外调制，APD管或者PIN管，low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择你认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。答：选择NRZ调制格式，直接调制，APD管，low pass gauss filter。选择这个方案的理由是：为了使得整个系统得到最好的信噪比，并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下：选择NRZ调制格式，因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性，调制和调解结构简单，在10G和一部分40G系统中得到广泛应用，一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式，通过色散管理和终端可调色散补偿技术，NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。选择直接调制，因为直接强度调制是用信号直接调制激光器的驱动电流，使其输出功率随信号变化.这种方式设备相对简单，研究较早，现已成熟并商品化.外调制则常用于要求较高的通信系统。选择APD管，因为由书上的P264页的图8.3可知，PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信，当系统通信数据速率为10G时，PIN灵敏度管不适于应用，我们优选ADP管。选择low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器），因为low pass rectangular filter（低通矩形响应滤波器）是理想的低通滤波器的模型，在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中，如此理想的特性是无法实现的，所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器）采用时域法测量有效带宽，具有直观、简便的优点，而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。实验过程：本次实验中，由NRZ调制格式、直接调制、APD管和low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1）.根据实验要求，连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态，必须在系统外围增加监测及显示装置，将系统运行结果显示出来，便于观察和分析。因此，在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件，可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态和运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示：

基于Matlab的语音信号处理与分析

系（院）物理与电子工程学院专业电子信息工程题目语音信号的处理与分析学生姓名指导教师班级学号完成日期：2013 年5 月目录 1 绪论 (3) 1.1课题背景及意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3本课题的研究内容和方法 (4) 1.3.1 研究内容 (4) 1.3.2 开发环境 (4) 2 语音信号处理的总体方案 (4) 2.1 系统基本概述 (4) 2.2 系统基本要求与目的 (4) 2.3 系统框架及实现 (5) 2.3.1 语音信号的采样 (5) 2.3.2 语音信号的频谱分析 (5) 2.3.3 音乐信号的抽取 (5) 2.3.4 音乐信号的AM调制 (5) 2.3.5 AM调制音乐信号的同步解调 (5) 2.4系统设计流程图 (6) 3 语音信号处理基本知识 (6) 3.1语音的录入与打开 (6)

3.2采样位数和采样频率 (6) 3.3时域信号的FFT分析 (7) 3.4切比雪夫滤波器 (7) 3.5数字滤波器设计原理 (8) 4 语音信号实例处理设计 (8) 4.1语音信号的采集 (8) 4.3.1高频调制与低频调制 (10) 4.3.2切比雪夫滤波 (11) 4.3.3 FIR滤波 (11) 5 总结 (12) 参考文献 (13) 语音信号的处理与分析【摘要】语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。 Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换为离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据，如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等，它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。信号处理是Matlab重要应用的领域之一。本设计针对现在大部分语音处理软件内容繁多、操作不便等问题，采用MATLAB7.0综合运用GUI界面设计、各种函数调用等来实现语音信号的变频、变幅、傅里叶变换及滤波，程序界面简练，操作简便，具有一定的实际应用意义。最后，本文对语音信号处理的进一步发展方向提出了自己的看法。【关键词】Matlab 语音信号傅里叶变换低通滤波器

光纤通信optisystem实验

光纤通信大作业 1、选择一个您认为合适的方案供选方案:NRZ、RZ调制格式,直接调制或者外调制,APD管或者PIN管,low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择您认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。答:选择NRZ调制格式,直接调制,APD管,low pass gauss filter。选择这个方案的理由就是:为了使得整个系统得到最好的信噪比,并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下: 选择NRZ调制格式,因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性,调制与调解结构简单,在10G与一部分40G系统中得到广泛应用,一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式,通过色散管理与终端可调色散补偿技术,NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。选择直接调制,因为直接强度调制就是用信号直接调制激光器的驱动电流,使其输出功率随信号变化、这种方式设备相对简单,研究较早,现已成熟并商品化、外调制则常用于要求较高的通信系统。选择APD管,因为由书上的P264页的图8、3可知,PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信,当系统通信数据速率为10G时,PIN灵敏度管不适于应用,我们优选ADP管。选择low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器),因为low pass rectangular filter(低通矩形响应滤波器)就是理想的低通滤波器的模型,在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中,如此理想的特性就是无法实现的,所有的设计只不过就是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器)采用时域法测量有效带宽,具有直观、简便的优点,而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。实验过程: 本次实验中,由NRZ调制格式、直接调制、APD管与low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1)、根据实验要求,连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态,必须在系统外围增加监测及显示装置,将系统运行结果显示出来,便于观察与分析。因此,在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件,可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态与运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示: 完整的光纤通信系统

实验一音频信号光纤传输技术实验

音频信号光纤传输技术实验 [目的要求] 1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能。 2.了解音频信号光纤传输的结构。 3.学习分析集成运放电路的基本方法。 4.了解音频信号在光纤通信的基本结构和原理 [仪器设备] 1.ZY120FCom13BG3型光纤通信原理实验箱。 2.20MHz双踪模拟示波器。 3.FC/PC-FC/PC 单模光跳线 4.数字万用表。 5.850nm光发端机和光收端机 6.连接导线 7.电话机 [实验原理] 一．半导体发光二极管结构、工作原理、特性及驱动、调制电路光纤通讯系统中，对光源器件在发光波长、电光效率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求。所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯任务，目前在以上各个方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管（LED）、半导体激光二极管（LD），本实验采用LED作光源器件。图 1 半导体发光二极管及工作原理光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图所示的N-P-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由GaAs（砷化镓）p型半导体材料组成，称有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由GaAlAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异结。在图（1）中，有源层与左侧的N层之间形成的是p-N 异质结，而与右侧P层之间形成的是p-P异质结，故这种结构又称N-p-P双异质结构。当给这种结构加上正向偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到右边p-P异质结的阻挡作用不能再进入右侧的P层，它们只能被限制在有源层与空穴复合，导电电子在有源层与空穴复合的过程中，其中有不少电子要释放出能量满足以下关系的光子：

大型演播厅音频系统设计

大型演播厅音频系统设计发表时间：2016-08-02T16:00:47.717Z 来源：《基层建设》2016年9期作者：谢琰萍[导读] 随着我国经济的发展，关于政治、经济、文化等交流的演出活动越来越频繁。浙江舞台设计研究院有限公司 310053 摘要：随着我国经济的发展，关于政治、经济、文化等交流的演出活动越来越频繁，在此基础上的观众的数目也在逐渐增加。那么，为了演出活动能顺利并且完美的得以进行，就需要对大型演播厅的现场扩声进行高标准的要求，本文就针对演播厅音频系统的内部构造，对其技术进行研究阐述，对大型演播厅的主要音频设计情况进行具体的介绍说明。关键词：大型演播厅；音频系统；设计近年来，人们对网络媒体的需求量逐渐增长，这在很大程度上推动了演播厅的快速发展，一个大型演播厅的音频系统为了达到演播效果，需要不断的对其进行配置和调试。不仅要在音频的表述方面做到清晰明朗，在影响特效方面也要十分到位，只有共同都正常工作，才能保证音频能够均衡分布，才能完好的进行演播。一、对音频系统的了解一般来说，大型演播厅的音频系统以其所使用的数字调音台为核心，结合一个辅助备用调音台，对各路传声器中的声音进行收取，然后在调音台中输入电台音频输出、CD 机、硬盘机和录像机的线路音频，在经过调音台后对它们进行一系列选择、处理和混合操作，最后对各种声音的单独需要进行处理，将其输出到转播车的调音台和现场扬声器，实现声音在演出活动过程中的传播。音频系统在它的设计操作中所涉及的范围及技术都很多，其中的关键重要技术构成分为四个部分，分别为输入部分、输出部分、声音处理、音源部分。在此对这四个部分进行大致的了解，以方便对音频系统进行设计。（一）输入部分输入部分的操作相对比较简单，就以所需要使用调音台为中心，向其中输入信号，让信号经过话筒分配使每一路的音源一分为二后进入到主调音台。而备用的模拟调音台和音箱则用于走台的使用。信号进入调音台后对去路数进行合理有效分配：大部分路用于和无线话筒相接，剩下的小部分信号路数则可以均衡的连接在CD 机、电脑音频输出、Systems 硬盘、舞台口大屏幕、转播车库、演播室观众席、舞台左右的相应输入接口上，方便舞台上各个环节的正常运行。（二）输出部分音频系统的输出部分是指信号从调音台输出到音分，再到各个终端的过程。它包括了下一级的录制设备、监听音箱、功放等的具体功能。他由于要在现场的每个部分都进行信号的输入，所以它具有比输入部分更为细致、多元的功能。具体体现在它的现场扩声、舞台返厅及控制室监听方面。现场扩声。在节目的录制过程中，为了营造良好的现场氛围，就需要根据演播厅里节目的录制情况和形势需要，为演播厅提供一个足够调动全场的声压和较为优秀的音质。所以一般情况下，在舞台的两侧地面都会有两个全频扬声器，而正上方两侧则悬挂了两只超低扬声器，而又为了保证面向舞台的每个层次的观众席都能够感受到足够的声压和被其均匀覆盖，在场地中间就需要放置几个补声扬声器。舞台返听。在演员的演出过程中，需要有一个平稳且舒适的表演环境，这就要求相关场地布置人员能够根据舞台的客观情况，比如舞台的形状、大小及其节目将会进行的表演形式等对舞台进行返厅设计而其中的一个最为基本的要求就是要保证强大的声压程度和声场在整个场地的均匀分布。在演播过程中还需要使用HIQ音箱对音质要求提供保障，让演员的听音与其真实音色尽量保持一致。控制室监听。在对舞台的音频系统进行设计时，我们集中考虑的就是将声音进行还原，保证其声音的真实性，在这个过程中，就需要是录音师运用监控室中的监音箱进行对比还原操作，让声音在最后的输出流程中呈现出清晰、圆润细腻且真实度高的一种状态。（三）声音处理在声音处理的技术操作上，需要运用到均衡器，它可以对信号中的频率成分的幅度加以改变，根据需要将其频率成分幅度加大或者减小，是用来控制信号频率响应的设备。那么在舞台的演播过程中，我们就可以利用均衡器可以对信号频响进行改变的特点，为舞台效果进行加强、优化设计，具体的体现为：一方面是补偿信号的频响，使它在均衡器作用下均衡为频响平直的信号。另一方面则是为了在节目中产生特殊需要的音响效果，而对信号频响进行有意识的更改。由此可见，均衡器的运用在声音处理方面对音频效果的合成及修改方面起着至关重要的作用。（四）音源部分音源部分所需要的具体设备可以分为传声器和音源设备两部分。目前我国演播厅所使用都是美国生产的SHURE 无线传声器，它将演员及音频系统发出的声音信号进行转化，使其成为电信号进入扩声系统和演播系统的录制系统中，它是关乎着整个音频系统工作质量的重要环节，需要加强检查。而在演播厅的后台系统中则运用电脑、CD 和硬盘录音机等辅助的音源设备来应对各种突发情况的出现，保证了整个过程中音乐播放的安全性和完整性。二、音频系统设计的具体操作（一）设计音频系统大型演播厅要想做好各项音频的的分配工作，满足录制过程中每个部分的应用需求，就需要对音频系统进行针对性的设计，线路端接口、配线符合开放性原则，未来的扩充、升级更加容易、方便。另一方面是对使用对象的纵向开放，既能满足国际演出团体的使用要求，也能满足国内普通团体的使用要求。在安全可靠性方面应该充分考虑电视直播和录制现场音频制作的特点，要求调音系统和扩声系统的设备能长时间稳定工作。安全可靠性：一靠设备品质保证，二靠系统有效的冗余备份设计。主通路采用高质量的数字音频传输方式，备份通路采用模拟音频传输方式，数字主信号与模拟备份信号均须送入功率放大器。

如何利用matlab处理音频信号

Matlab处理音频信号一、问题的提出：数字语音是信号的一种，我们处理数字语音信号，也就是对一种信号的处理，那信号是什么呢？信号是传递信息的函数。一、问题的提出：数字语音是信号的一种，我们处理数字语音信号，也就是对一种信号的处理，那信号是什么呢？信号是传递信息的函数。离散时间信号%26mdash;%26mdash;序列%26mdash;%26mdash;可以用图形来表示。按信号特点的不同，信号可表示成一个或几个独立变量的函数。例如，图像信号就是空间位置（二元变量）的亮度函数。一维变量可以是时间，也可以是其他参量，习惯上将其看成时间。信号有以下几种：（1）连续时间信号：在连续时间范围内定义的信号，但信号的幅值可以是连续数值，也可以是离散数值。当幅值为连续这一特点情况下又常称为模拟信号。实际上连续时间信号与模拟信号常常通用，用以说明同一信号。（2）离时间信号：时间为离散变量的信号，即独立变量时间被量化了。而幅度仍是连续变化的。（3）数字信号：时间离散而幅度量化的信号。语音信号是基于时间轴上的一维数字信号，在这里主要是对语音信号进行频域上的分析。在信号分析中，频域往往包含了更多的信息。对于频域来说，大概有8种波形可以让我们分析：矩形方波，锯齿波，梯形波，临界阻尼指数脉冲波形，三角波，余旋波，余旋平方波，高斯波。对于各种波形，我们都可以用一种方法来分析，就是傅立叶变换：将时域的波形转化到频域来分析。于是，本课题就从频域的角度对信号进行分析，并通过分析频谱来设计出合适的滤波器。当然，这些过程的实现都是在MATLAB软件上进行的，MATLAB软件在数字信号处理上发挥了相当大的优势。

数字信号光纤通信技术实验报告

数字信号光纤通信技术实验的报告预习要求通过预习应理解以下几个问题： 1．数字信号光纤传输系统的基本结构及工作过程； 2．衡量数字通信系统有那两个指标？； 3．数字通信系统中误码是怎样产生的？； 4．为什么高速传输系统总是与宽带信道对应？； 5．引起光纤中码元加宽有那些因素？； 6．本实验系统数字信号光-电/电-光转换电路的工作原理； 7．为什么在数字信号通信系统中要对被传的数据进行编码和解码？； 8．时钟提取电路的工作原理。目的要求 1.了解数字信号光纤通信技术的基本原理 2.掌握数字信号光纤通信技术实验系统的检测及调试技术实验原理一、数字信号光纤通信的基本原理数字信号光纤通信的基本原理如图8-2-1示（图中仅画出一个方向的信道）。工作的基本过程如下：语音信号经模/数转换成8位二进制数码送至信号发送电路，加上起始位（低电平）和终止位（高电平）后,在发时钟TxC的作用下以串行方式从数据发送电路输出。此时输出的数码称为数据码，其码元结构是随机的。为了克服这些随机数据码出现长0或长1码元时,使接收端数字信号的时钟信息下降给时钟提取带来的困难，在对数据码进行电/光转换之前还需按一定规则进行编码，使传送至接收端的数字信号中的长1或长0码元个数在规定数目内。由编码电路输出的信号称为线路码信号。线路码数字信号在接收端经过光/电转换后形成的数字电信号一方面送到解码电路进行解码,与此同时也被送至一个高Q值的RLC谐振选频电路进行时钟提取. RLC谐振选频电路的谐振频率设计在线路码的时钟频率处。由时钟提取电路输出的时钟信号作为收时钟RxC,其作用有两个：1.为解码电路对接收端的线路码进行解码时提供时钟信号；2.为数字信号接收电路对由解码电路输出的再生数据码进行码值判别时提供时钟信号。接收端收到的最终数字信号，经过数/模转换恢复成原来的语音信号。图8-2-1 数字信号光纤通信系统的结构框图在单极性不归零码的数字信号表示中,用高电平表示1码元，低电平表示0码元。码元持续时间（亦称码元宽度）与发时钟TxC的周期相同。为了增大通信系统的传输容量，就要求提高收、发时钟的频率。发时钟频率愈高码元宽度愈窄。由于光纤信道的带宽有限,数字信号经过光纤信道传输到接收端后，其码元宽度要加宽。加宽程度由光纤信道的频率特性和传输距离决定。单模光纤频带宽，多模光纤频带窄。因为按光波导理论[1]分析:光纤是一种圆柱形介质波导，光在其中传播时实际上是一群满足麦克斯韦方程和纤芯—包层界面处边界条件的电磁波，每个这样的电磁波称为一个模式。光纤中允许存在的模式的数量与纤芯半径和数字孔径有关。纤芯半径和数字孔径愈大，光纤中参与光信号传输的模式也愈多，这种光纤称为多模光纤（芯径50或62.5μm）。多模光纤中每个模式沿光纤轴线方向的传播速度都不相同。因此，在光纤信道的输入端同时激励起多个模式时，每个模式携带的光功率到达光纤信道终点的时间也不一样，从而引起了数字信号码元的加宽。码元加

音频信号的光纤传输+实验报告

音频信号光纤传输实验摘要: 实验通过对LED-传输光纤组件的电光特性的测量，得出了在合适的偏置电流下，其具有线性。验证了硅光电二极管可以把传输光纤出射端输出的信号转变成与之成正比的光电流。 Abstracf The experimental transmission through the LED-fiber components of the electro-optical properties Measuring obtained at the right bias current, with its linear. Verification of the silicon photodiode fiber can transmit a radio-signal output into with the current proportional to the light. 一.前言: 1.实验的历史地位: 光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息社会各种信息网的主要传输工具。随着光纤通信技术的发展,一个以微电子技术,激光技术,计算机技术呵现代通信技术为基础的超高速宽带信息网将使远程教育.远程医疗.电子商务.智能居住小区越来越普及.光纤通信以其诸多优点将成为现代通信的主流,未来信息社会的一项基础技术和主要手段. 2.实验目的了解音频信号光纤传输系统的结构熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法了解音频信号光纤传输系统的调试技能 3.待解决的几个主要问题: 声音是一种低频信号，你可能有这样的经历，当你说话的声音较低时，只有你旁边的人可以听见你的声音，要让声音传的远些你必须大声喊。这说明了低频信号的传播受周围环境的影响很大，传播的范围有限。为了解决上述的问题，在通信技术中一般是使用一个高频信号作为载波利用被传输的信号（如音频信号）对载波进行调制。当信号到达传输地点时需要对信号进行解调，也就是将高频载波滤掉，最终得到被传输的音频信号。随着通信容量的增加和信息传递速度的加快，上述传播过程的缺陷也暴露了出来，主要为以下几点： 1信号间的干扰； 2 对接手端和发射端阻抗匹配要求较高； 3 传播速度受到一定的限制。专家们一致认为解决上述问题的关键是利用光作为信号的载体，也就是所说的光纤通信。本实验的目的就是去了解光纤传输系统的结构，以及半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。二. 实验介绍 1.实验原理

数字信号处理综合分析报告--数字音频信号的分析与处理

数字信号处理综合报告--数字音频信号的分析与处理

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数字信号处理实验题目数字音频信号的分析与处理班级姓名学号日期 2013.06.10-2013.06.24

一、实验目的 1．复习巩固数字信号处理的基本理论； 2．利用所学知识研究并设计工程应用方案。二、实验原理数字信号处理技术在音频信号处理中的应用日益增多，其灵活方便的优点得到体现。分频器即为其中一种音频工程中常用的设备。人耳能听到的声音频率范围为20Hz~20000Hz，但由于技术所限，扬声器难以做到在此频率范围内都有很好的特性，因此一般采用两个以上的扬声器来组成一个系统，不同的扬声器播放不同频带的声音，将声音分成不同频带的设备就是分频器。下图是一个二分频的示例。图8.1 二分频示意图高通滤波器和低通滤波器可以是FIR或IIR类型，其中FIR易做到线性相位，但阶数太高, 不仅需要耗费较多资源，且会带来较长的延时；IIR阶数低，但易出现相位失真及稳定性问题。对分频器的特性，考虑最多的还是两个滤波器合成的幅度特性，希望其是平坦的，如图8.2所示：图8.2 分频器幅度特性分频低频放高频放声音 High Low-

由于IIR 的延时短，因此目前工程中大量应用的还是Butterworth 、Bessel 、Linkwitz-Riley 三种IIR 滤波器。其幅频特性如图8.3所示：图8.3 三种常用IIR 分频器的幅度特性巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等类型的数字滤波器系数可通过调用MATLAB 函数很方便的计算得到，但Bessel 、Linkwitz-Riley 数字滤波器均无现成的Matlab 函数。并联系统的系统函数为级联系统的系统函数为宁可瑞滤波器（Linkwitz-Riley ），由两个巴特沃斯滤波器级联而成。 N 阶巴特沃夫滤波器等效宁可瑞滤波器的设计 l h h l l h ()()()()()()()()()()()()()()()B=conv(B ,A )+conv(B ,A )A=conv(A ,A ) l h l h l h l h h l l h B z B z H z H z H z A z A z B z A z B z A z B z A z A z A z =+=++==????121212l 212()()()()()()()()() B=conv(B ,B )A=conv(A ,A ) B z B z B z H z H z H z A z A z A z ===?????

演播室系统方案设计说明(sony)

演播室系统方案设计说明一、系统设计目标目前的设备建设方案在整体系统设计上能满足新闻发部、专题访谈节目制作，综合文艺演出等活动，在系统稳定性的前提下提供灵活的信号调配、资源共享环境，为节目制作提供高质量的视频和音频，使节目制作水平在系统上得以提升，本系统还为今后的设备升级和扩充提供了空间。二、演播室总体系统设计原则和思路 1、系统设计的先进性：我们设计的数字高清电视演播室在系统设计方面力求着眼于未来广播电视业界的发展方向，设备选型方面要求在功能和性能上具备一定的超前性，使系统在今后数年内保持相当水准，演播室系统的使用期限应为十年左右。在系统设备的选型上，包括摄像机、切换台、显示设备、调度系统、周边设备、同步系统、通话系统、指示系统、时钟系统、音频系统、能用接口等各项产品均选用国际、国内知名品牌的主流产品。在系统设计上，我们充分听取业内专家的意见和建议，并充分了解贵方对于系统使用的技术需求，对于各个分系统都做了较为详细的技术分析，保证该设计是目前主流演播室系统的先进设计方案。 2、系统设计的安全性：视频系统的输出链路为各自独立的主备通输出，并具备多种输出格式，保证在不同链路上的使用；一台回采工作站辅以一台录像机，

保证系统安全记录；系统同步采用同步机台自动倒换系统；音频系统采用主调音台辅以备份麦克风倒换方式；为了使系统更为可靠的工作为及检修维护的方便，我们为系统配置了带有智能监控系统的周边产品。可以充分的保障系统安全稳定地运行。 3、系统功能的完备性：作为能够承担各种新闻、访谈等节目的录制工作，要求其具有完备的系统功能。录制功能，该演播室应能够独立的完成想应类型节目的制作、播出任务，应具有摄像机系统、摄像机控制系统、技术监测系统、同步系统、节目记录系统、监看系统、TALLY指示系统、内部通话系统、音频系统、扩声系统、视音频输出接口系统等分系统功能。 4、系统连接的扩展性：在外来信号接口方面提供了充分的冗余量，多种格式的输入、输出接口。包括：模拟/数字视频接口、同步接口、音频输入卡侬接口、三线四线通话接口等。输出方面包括：模拟/数字/数字嵌入PGM视频信号BNC接口、模拟/数字PGM音频信号XLR接口、同步信号接口、三线/四线通话接口、系统控制接口等。系统功能特性 1系统总体工功能介绍