音源设备

音源设备两大类：模拟音频设备数字音频设备模拟音频设备磁带放（录）音机（卡座）电唱机电唱机原理：电能→机械能机械能→电能结构：拾音器（唱头）、音臂、唱盘、传动变速机构、电路、机箱磁带放（录）音机（卡座）原理：电→磁磁→电1898年丹麦科学家波尔森发明第一台录音机，其录音方式是直接录音，既无偏磁录音，音质较差。1907年，波尔森发明钢丝式录音机，其录音方式是直接偏磁法，灵敏度和失真度有了极大改变。1926年，美国的奥奈把磁粉敷在纸带上，发明了现代磁带的雏形。1935年，德国通用电气公司制成了使用塑料带基磁带的录音机，现代磁带式录音机初露雏形。1949年，美国的马格奈可德公司首先使立体声录音机商品化。1962年，荷兰菲利浦公司发表了标准磁带盒的标准。七十年代，四声道立体声进入研发阶段。八十年代，数码录音机进入研制阶段。录音机的发展磁记录基础铁磁性材料及其特性磁记录原理磁性重放原理消磁原理磁头与磁带铁磁性材料及其特性自然界的物质分为顺磁性物质抗磁性物质铁磁性物质剩磁(Br)：HmBmBrmHOHc-HcABBCDEF铁磁性物质具有良好的导磁性能，在外加磁场的作用下能产生很强的与外加磁场同向的磁感应强度；当外加磁场除去后，仍保留磁性——剩磁。磁滞现象：矫顽磁场强度（矫顽磁力Hc）：当外加磁场H减小到零时，铁磁体的磁化状态并不恢复到零，而是保留一个剩余磁感应强度Brm值，这种现象称为磁滞现象。磁滞回线：当B值降到零时的外加磁场强度（Hc）称为矫顽磁场强度。（简称矫顽磁力)软磁与硬磁硬磁性材料（磁记录介质的剩磁感应强度、矫顽力都很大磁性材料）如：磁带具有较高的剩磁，以能存储较强的信号软磁性材料（剩磁、矫顽力都很小的材料）如：铁镍合金、硅钢片、坡莫合金等。铁磁性材料及其特性HmBmHOBrm-Hc硬磁性材料BrmHmBmHOHc-Hc软磁性材料磁带、磁盘等磁记录磁头等磁记录原理磁头磁带运动方向工作缝隙磁带剩磁磁性层记录波长：=v/f偏磁记录原理直流偏磁交流偏磁偏磁电流与偏磁频率直流偏磁优点：简便，线路简单。缺点：磁带被恒定磁化后的剩磁的大小不均匀在放声过程中呈现出不规则的噪声，通常称为本底噪声直流偏磁电路偏磁电流音频电流长波长记录gH1S(t)磁头磁带H1OHBBr1长波磁化过程交流偏磁优点：超音频偏磁能有效地克服信号畸变，因没有恒定磁场，不会产生直流偏磁那种本底噪声。（40~120kHz）缺点：电路略微复杂。短波长记录gHH3H1H2HH3H1OH2S(t)BBr3Br3短波磁化过程偏磁电流与偏磁频率偏磁电流的大小必须满足工作在剩磁曲线线性区这一条件。最佳偏磁：输出信号最大；非线性失真最小；噪声最小；频率特性最好。不同的磁带最佳偏磁不同，如：金属带（METAL）、铬带（Cr）、普通带即铁带（NOR）。偏磁电流小时，信号输出的高频成分多，而低频成分少，重放低音不足。偏磁大电流时，信号高频成分损失大，重放没有层次感且沉闷。偏磁电流稍大为宜，可获得良好的失真度指标。磁性重放原理SNNSSNNSNSSNSNSNNSeee（电压）（磁通）T(时间)e=-N·d/dt录放过程中的损失记录过程中的损失（1）自去磁损失（2）录音去磁损失（3）磁性层厚度损失重放过程中的损失（1）工作缝隙损失（2）间隙损失（3）方位损失音频信号的消除饱和消磁法交流消磁法1、交流消磁电流要足够大消磁场强度比记录磁场强度大3~5倍2、交流消磁的频率不宜太低3、交流信号波形的对称性要好消磁原理BrmHOHc-Hc录、放音系统原理图防音放大器录音放大器超音频振荡器压带轮防音磁头录音磁头消音磁头收带盘供带盘主导轴磁头的结构、性能磁头的基本结构磁头的性能灵敏度磁头频响磁头阻抗串音磁带的构造、性能磁带的基本结构磁带的性能相对灵敏度频率特性信号偏磁噪声比最大输出电平复印比相对灵敏度定义:在最佳偏磁电流与线性录放条件下使磁带的录放输出电平相对于基准带录放电平的dB差值.频率特性磁通频响曲线1207031802020k5k801.25k3150-10-201020Br(dB)铬带铁带信号偏磁噪声比指磁带的信号输出电平与磁带不录信号,但经过消音磁头和偏磁录音磁头作用后产生的噪声电平dB差值.要求大于53dB最大输出电平指磁带不超过规定谐波失真(3%)时重放输出电平与额定输出电平的dB差值.最大输出电平与噪声电平的差值就是信号的动态范围.复印比指已记录有剩磁通的磁带层对相邻层磁带的磁化效应大于50dB录音机的整体指标带速与带速误差频率响应信噪比抖晃率谐波失真（1）录音后的磁带不须经过特殊处理即可重放。（2）录音磁带通过录音机的抹音功能可以多次反复录音。（3）磁带可同时进行多种不同节目的录音，即可在磁带的几条平行磁迹上同时录音，也可进行几个信号的混合录音。（4）磁带便于剪辑，易于拼接，使用方便。（5）磁带可进行长时间录音，其连续工作时间比普通的唱片录放时间长得多。磁带录音机的优点：（6）录音机的放置方式没有特殊要求，水平、垂直或移动状态下均可使用，且耐振性能较好。（7）磁带使用寿命一般达数千次以上，并且能作长期保存。（8）磁带复制方便，是其他录音方式不能比拟的。可以制成小型轻巧的机身，便于携带使用。数字音频设备构成原理：模拟音频信号→A/D→数据处理→记录→数据处理→D/A→模拟音频信号数字音频技术的优点：频率响应宽且平直动态范围大、信噪比高失真小、保真度高信号的数字化可避免受到噪声和抗干扰地影响可无限次复制亦保持原信号的信息可利用计算机进行各种数据处理，采如压缩技术等数字音频技术基础数字音频（信号）的关键技术：取样→时间的计量。从时间连续变为离散，一个个时间样点量化→样值的计量。每个样点的值变为0/1为特征的二进制数值，其精度取决于二进制的位数2n，n即比特数（bit）编码：为适于计算机或数字设备之间进行信号交换或运算处理，二进制数码可有不同的表示方式，即编码方式。同时数字信号在传输和记录过程中会产生误码（包括数码失落），为此，在编码中还要加上纠错信息（纠错码）。码率（数据比特率）：单位时间（s）内传输的数据（bit）量激光唱机（CD）光学数字声频唱盘（opticaldigitalaudiodisc或CompactDisc简称CD）频率范围：20Hz～20kHZ信噪比、动态范围、立体声分离度：≥90dB失真率：0.05dB取样频率：44.1kHz量化：16bit纠错：CIRC（交错里德—所罗门码）调制方式：EFM最高音频码率（净码传输率、码率）＝44.1k×2×16＝1.4112Mbit＝1.4Mbit总码率（最高传输码率）：净码传输率加纠错冗余度、同步、识别等→码率直径：120mm（恒线速度）放唱时间：74min42s激光拾音头光检测柱形透镜分光镜准直透镜激光器光栅CD片物镜聚焦循迹盒式数字磁带录音机小型盒式数字磁带录音机（DigitalAudioTaperecorder，DAT）R固定磁头/S旋转磁头取样频率：32.kHz、44.1kHz、48.kHz量化：16bit纠错：双重CIRC（双重里德—所罗门码）调制方式：8/10ETM最高音频码率（净码传输率、码率）＝48k×2×16＝1.536Mbit＝1.54Mbit记录时间：120min/240min微型唱盘微型唱盘（MiniDisc，MD）取样频率：44.1kHz量化：16bit自适应变换听觉编码（ATRAC）/5倍压缩纠错：ACIRC（改进交叉里德—所罗门码）调制方式：8－14（EFM）最高音频码率（净码传输率、码率）＝44.1k×2×16/5＝1.4/5Mbit＝0.3Mbit所以对同样大小的存储器MD存储的信息相当于CD的5倍直径：64mm（恒线速度）记录/放唱时间：74/78minMD（MiniDisc），1991年5月，由日本索尼公司推出。MD盘的直径64mm,装在72mm长，65mm宽、5mm厚的塑壳内，可录74分钟的声音信号，MD盘录制使用磁光盘，它是在光盘基片上镀一层矫顽力很大且垂直盘面均匀的磁性薄膜。优点：盘面直径小于CD一半，但放声时间仍为74分钟，除采用数码压缩技术及磁光盘以外，还使用了缓冲存储，双功能激光拾音，重写技术。