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专业音响工程浙江亚卫通专用2009.07一．音响系统工程的概述——基础知识二．音响系统常用的设备及在系统中的功能三．音响系统工程的设计四．音响系统工程的施工、安装与调试五．音响系统的客观测量与主观评价六．音响系统的未来发展趋势学习提纲学习目的通过本次学习使大家对专业音响系统的概念有个初步的认识和了解，为以后的工作打下一下良好的基础。一音响系统工程的概述—基础知识1、什么是音响以及音响的分类：音响是一种经过进行必要修饰处理的，能满足特定环境要求而又达到一定电声指标的声响。（好的声场、合理的音频设备配置及音响师的感觉与经验）按其使用的场合大致可以分为民用类和专业类。2、音响系统工程由那些相关学科构成：音响系统工程是建筑声学、电声学和音乐艺术相结合的一门复合型学科。同时还与生理、心理、音乐、艺术、语言、电子、机械、自动控制、计算机网络等学科有着密切的关系。3、音响系统工程的面向：a厅堂音响系统：影剧院、演播厅、多功能厅、报告厅、数字会议中心以及娱乐场所等所需要高质量扩声的场所。b录音系统：录音棚、电台电视台的节目制作间、电影后期制作室等所需要对声音进行记录、编辑的场所。c体育场馆播放音系统：体育场、体育馆、游泳馆等所需要对赛事进行适时播音、广播的场所。d公共广播系统：广场、商场、车站、码头、机场、公园、大厦、学校等公共场所需要对公众进行语言扩声、背景音乐播放及消防紧急广播的系统。e大型扩声音响系统：大型广场文艺晚会、演唱会、广场音乐会、开闭幕式晚会、大型庆典活动等需要大功率扩声的场合。4、音响系统工程的基本构成：声源空气话筒调音台周边处理设备功率放大器扬声器空气人耳5、音响系统工程的基本声学知识：a声音的产生、传播b频率、声速及波长三者之间的关系c声音的特性（声音的反射、透射、吸收、干涉）d声音的度量（声压级、声强级、声功率级、声压级的叠加与衰减）e室内声学基础：室内声音的组成：直达声、近次反射声、混响声混响时间的定义声场临界距离的定义6、人耳的听觉特性与主观感受：a人耳的哈斯效应b人耳的其它效应还有：掩蔽效应、双耳效应、鸡尾酒效应等c人耳对声音强弱的主观感受是由声音的响度决定的d等响度曲线的含义e人耳对声音高低的主观感受是由声音的音调决定的f人耳对声音质量的主观感受是由声音的音色决定的二音响系统常用的设备及在系统中的功能1、专业信号源设备：a拾音设备：传声器（Microphone)，俗称话筒；是一种将声音信号转换为电压信号的拾音设备。在音响系统中主要负责声源的拾取。传声器按其换能原理、指向性、传输方式、用途、使用功能、输出阻抗等可作如下分类。按换能原理分：电容式、动圈式、驻极体式；按指向性分：全指向性、双指向性、单指向性、强指向性；按传输方式分：有线、无线；按用途分：会议用、演唱用、录音用、测量用；按功能分：单声道、立体声；按输出阻抗分：高阻抗（20-50kΩ）、低阻抗（200-600Ω）传声器的主要技术指标有：输入灵敏度、频率响应、动态范围、输出阻抗、指向性、失真度。常用的几种品牌：美国舒尔（SHURE）、德国森海塞尔（SENNHEISER）、德国拜耳（BEYERDYNAMIC）、奥地利AKG、日本铁三角、美国EV等。b重放设备：数字激光CD机、数字激光DVD机、数字多轨硬盘录音机、专业电唱机（摩盘机）、模拟录音卡座、数字录音卡座（DAT）、MD唱机等；常用的几种重放设备品牌：日本先锋（PIONEER）、日本JVC、日本天龙、荷兰（PHILIPS）、日本索尼、日本TASCAM等等。2、调音控制台（MIXINGCONSOLE）：调音控制台又称调音台，是一种将多路音频输入信号进行放大、音质修饰、和效果加工后，依所需的电平值加以混合、分配输出给还音系统进行重放，或送入录音设备予以记录的一种电子音频设备。调音台是音响工作者进行艺术再创造的主要工具，被誉为音响系统的“心脏”。其具体分类如下：按使用场合可分为：固定式调音台、半固定式调音台、便携式调音台等；按其用途可分为：录音调音台、扩声调音台、后期制作调音台、DJ调音台（DJ混音台）等；按其信号处理方式可分为：模拟式调音台、数字式调音台；按其输出方式可分为：单声道、双声道立体声、SIS三声道立体声、5.1声道、多声道等；常用的调音台品牌：德国百灵达、美国美奇、美国百威、英国声艺、日本先锋、日本YAMAHA、英国ALLEN&HEATH、英国MIDAS、英国DDA等；3、周边处理设备（声音的化妆品）：专业音响系统与家用音响系统的明显区别是拥有较多的专业信号处理设备，因主要与调音台连接，故又称为周边设备。其作用是配合调音台对音频信号进行各种处理和修饰，达到美化音色和保护后级设备的作用。按其对音频信号的振幅（动态范围）、频率（音色）、时间（传输时间）处理大致可分为以下几种设备：处理音频信号振幅（动态范围）的有：压缩器、限幅器、扩展器、噪声门（降噪器）等；处理音频信号频率（音色）的有：均衡器、激励器、分频器、反馈抑制器等；处理音频信号时间的有：延时器、效果器、混响器等；对音频信号进行其它处理的设备还有：路由器、分配器、咝声消除器、变调器等；按其对音频信号的处理方式可分为：模拟式和数字式两种。另外，由于近几年数字技术的飞速发展，在专业音响系统工程中出现了一种集周边设备功能于一身的数字音频综合处理器，简称音频矩阵。由于其功能全、体积小、连线少、使用方便等原因，在音响系统工程中得到了迅速的发展。数字音频综合处理器的主要特点有：（1）具有高精度的模/数（A/D）和数/模（D/A）转换功能，量化值可以达到24bit，采样频率可以达到96kHz，动态范围可以达到110dB。（2）有多路输入通道，每个输入通道都具有电平增益、电平指示、模/数（A/D）、哑音、高低通、均衡、延时、反馈、压限等功能。（3）输入和输出之间由矩阵电路连接，可以任意分配信号的路由去向。（4）有多路输出通道，每个输出通道都具有信号选择、电子分频、均衡、限制、延时、相位、数字电平调节、电平显示、数/模（D/A）、输出电平增益、输出电平显示、哑音等功能。（5）一般机器后盖装有MIDI插口，用于数字音乐的信号处理。（6）机器还配有RS-232、RS-485、RJ-45等接口，方便与电脑连接，利用软件进行内部参数调节，或接入以太网进行网络传输。（7）设备内部装有信号发生器，通过测量话筒进行实时频谱分析，并利用自动均衡调整房间均衡补偿。（8）有的设备还装有次谐波合成器，增加超重低音效果。（9）有些设备还装有工厂预置参数和用户存储保护功能，使用方便、快捷。（10）一般设备都配有导航键，为常用的功放和音箱提供典型调节参数值。值得注意的是：在这种处理器当中一般不含效果器、混响器和激励器。常用的周边处理设备和数字音频处理器品牌有：美国DBX系列、美国ASHLY系列、美国EV、英国XTA系列、英国BSS系列、美国SYMETRIX系列、美国PEAVEY系列、英国KLARK-TEKNHK系列、日本YAMAHA系列等等。4、功率放大器（POWERAMPLIFIER）：功率放大器简称功放，在音响系统中起着重要作用，它将音频的电压信号转换成功率信号，驱动扬声器发声。其输入端连接前级设备送来的音频电压信号，输出端连接扬声器负载传输大电流的功率信号，为保证功放长期稳定、可靠的工作和取得良好的放声音质，其中间存在最佳匹配问题。（1）功率放大器的常用技术指标：a输出功率：分为额定功率、音乐峰值功率（瞬态功率）额定功率*2=音乐峰值功率b频率响应：20Hz——20KHz±0.5dBc动态范围：应大于90dBd阻尼特性(FD)：FD的值越大，信号拖尾就越短，还音效果就越干脆。e输出阻抗：16、8、4、2Ω（2）功率放大器按其输出方式可以分为：定压功放和定阻功功两种；（3）功率放大器按其输入/出通道分为：单声道、双声道、四声道等；（4）功率放大器按其输出模式可以分为：立体声、并接单声道、桥接单声道；常用的功率放大器品牌有：美国皇冠（CROWN）、美国QSC、美国高峰（CREST）、日本YAMAHA、美国EV等。5、扬声器、音箱及线阵列音箱系统：扬声器（SPEAKER）是一种电声转换部件，它将声音的电信号转换成声音。由于扬声器与分频器大多都装在音箱里面成为一个整体，所以通常就用“音箱”代表一个最简单的扬声器系统。而把其中的扬声器称为“单元”，如高音单元、中音单元、低音单元。（1）扬声器系统的分类：按工作频带划分：高频扬声器、中频扬声器、低频扬声器、超低频扬声器；按辐射距离分为：近程音箱、中程音箱、远程音箱；按使用场合分为：观众席主音箱、观众席辅助音箱、观众席效果音箱、舞台固定监听音箱、舞台流动监听音箱、舞台效果音箱、控制室监听音箱、超低频音箱、耳机以及吸顶音箱和音柱等等；按其单元换能原理和结构可以分为：电动式、电磁式、静电式等；按其单元辐射方法可以分为：纸盆直接辐射式、号筒式、球顶式；按其音箱结构可以分为：封闭式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、同轴音箱等等；按其分频模式可以分为：电子分频、功率分频；按其工作方式可能分为：内置功放与外置功放两种；（2）音箱（扬声器系统）的常用技术指标：a输出功率：额定功率、峰值功率b额定阻抗：16、8、4、2Ωc频响范围：d灵敏度：1W/1M/XdBe指向特性：垂直指向性﹡水平指向性常用的音箱品牌有:美亚、L-A、凯亚、JBL、EAW、EV、C牌、BOSE、PEAVEY等；（3）线性阵列扬声器系统简介：定义——线性阵列扬声器系统是一组排列成直线（水平）、间隔紧密的辐射单元，它们之间并具有相同的振幅与相位。特点——传输距离远（距离加倍声压级衰减3dB)、有很好的声场控制能力、安装方便等；与普通音箱最大的区别是：普通音箱在叠加时音箱之间存在声干涉、相位不同、振幅不同等问题，而线性阵列利用声透镜的原理正好可以把上述问题解决掉。三音响系统工程的设计音响系统工程的设计一般需要从两个角度入手：一个是商务的角度，另一个是技术的角度。1、设计前需具备的资料：A首先要了解厅堂的面积、容积、形状、建筑声学条件等，并向投资方索取相应的图纸资料；B了解投资方的大概投资力度，以确定设备选型及工程设计档次，在满足功能要求并不超出投资上限的前提下，提供高、中、低三个档次的设计方案，让对方有个选择的余地；C了解客户的倾向及系统的功能定位和要求；2、系统设计的相关原则：A总体设计原则：目标定位原则、先进型原则、实用性原则、扩充性原则、维护方便原则、经济性原则；B功能定位：各类文艺演出、音乐会、会议扩声、娱乐等；C技术定位:设计依据及相应的国家标准：D声场的设计原则：低的背景噪声、声场分布要均匀、合理的声压级、扩散性良好、保证清晰度、声像统一、良好的传输频响特性、较低的失真度、良好自然度、系统稳定、维护方便等；3、具体设计步骤：A确定音箱的布局及扩声方式：音箱布局大致分为：集中式、分散式、分区式、集中与分散相结合式等多种布局方式。系统的扩声方式分为：单声道扩声、双声道立体声扩声、SIS三声道成像立体声扩声、多声道扩声方式（四声道、5.1、6.1、7.1、9.1声道等)；B确定声场的声压级及总功率的估算：主音箱的功率、辅助（效果）音箱的功率（1/10-1/2）、超低频音箱的功率（0.5-1.5倍）、舞台返听音箱的功率（1/10-1/2）等；C利用相关的声场设计软件进行声场声压级、声场均匀度、语言清晰度的模拟测试，取得相关的数据；（EASE4.0、MAPP、ACD）D音箱、功放的选型及音箱与功放的搭配：音箱与功放的搭配主要考虑以下几个方面：功率的搭配、阻抗的搭配、阻尼系数的搭配；E调音台及周边设备的选型；F节目源重放设备及传声器的选型；G相关的图纸设计：包括系统原理图、音箱布位图（平面图和剖面图、机柜布置图、机房设备布位图、跳线盘图等；H管线施工图的设计：舞台到控制室、控制室到功放室、功放室到舞台；主要包括传声器线、音频信号线、音箱线、设备监控线（网线、光纤）等；其布线原则是：路程尽量短、远离强电干扰、屏蔽工作要做好、施工要安全方便、便于将来维护。I控制室、现场工位、舞台工位及功