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期末总复习复习资料2014年音工《电声学与室内声学》总复习感谢音导司徒钟敏一、简述题1、试用工作原理简图说明电动式换能器的工作原理。当导体通过声频电流时，根据安培定律，导体将受到磁场力的作用，产生与声频电流相应的振动，带动振膜振动而辐射声波；反之，当振膜受到声波作用带动导体产生振动时，由于导体在磁场中切割磁力线运动，产生了相应的感生电动势，从而实现了从声能到电能的转换。是无源可逆的，常用于扬声器、传声器和耳机。靠磁场力的作用来实现声电变换。2、试用工作原理简图说明电容式换能器的工作原理。工作时，需加直流极化电源。因此是有源可逆的，常用于传声器、耳机等。利用电场力的作用来实现声电之间能量变换。声电：声波作用于振膜→振膜振动→C变化→Q变化→回路中产生微弱的音频电流（因RJ大）→UR电声：当音频信号作用时，电容两端电压发生变化→电场力变化→振膜振动，从而辐射声波3、什么是换能器的等效机电四端网络？有何应用？一个可逆的换能器看成包含一个电学端口和一个力学端口的机电四端网络。建立换能器等效四端网络，有助于对换能器进行理论分析与计算。通过对等效力声类比电路的分析计算，可以了解各元件对系统性能如频率特性的作用与影响，这对研制开发电声器件和了解电声器件的特性是非常必要的。4、什么是扬声器的标称功率和标称阻抗？有何实际应用？额定功率（标称功率）（nominalpower）指扬声器正常工作时所允许的最大输入电功率（指平均功率）。正常工作的含义：（1）工作时间较长（受耐热能力限制）（2）非线性失真（谐波失真）不超过许可范围（受振动系统振幅限制）额定阻抗（标称阻抗）（Nominalimpedance）指扬声器工作时的最小输入阻抗：（电路或系统的输入阻抗＝端电压/端电流）应用：工作时功率不能超过标称功率；标称阻抗是计算扬声器输入电功率、选择前级功放的依据。（为什么选最小阻抗作为标称值？因为标称阻抗代表扬声器工作时的最大输入电功率。输入电功率当用标称阻抗计算的输入电功率小于额定功率时，意味着扬声器的输入功率在任何情况下不会超过额定功率。）5、什么是扬声器的主轴频率特性和特性灵敏度？主轴频率特性（On-axisfrequencyresponse）是指在恒定电压（1W、8Ω→2.83V）作用下，扬声器在参考轴上离参考点1m处所产生的声压随频率变化的特性。参考点：辐射口平面中心参考轴：通过参考点垂直于辐射口平面的一条直线，是扬声器的最大响应轴，通常称为主轴。特性灵敏度：馈给扬声器1W的有限带宽粉红噪声信号时，在其参考轴上距离参考点1m处测得的声压级。（测试信号带宽：LF扬声器或系统200～500HzHF扬声器或系统1～4kHz一般情况500Hz～2.5kHz应用：灵敏度是计算扬声器在使用时所需输入电功率的重要参数，在专业系统设计时，了解精确的灵敏度是非常重要的。因为:灵敏度低估，则功放功率过大，造成浪费；灵敏度高估，则功放功率太小，不能获得足够的声压级。）6、画出纸盆扬声器的结构简图，并说明纸盆扬声器主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？工作原理：当音圈中通以声频电流时，音圈在磁场中受磁场力作用而振动，从而带动与之相连的纸盆振动，辐射声波。基本结构由三大部分组成：磁路系统、振动系统和辅助系统。1、磁路系统由永磁体、导磁板和场心柱等组成，作用是提供均匀磁场。2、振动系统包括纸盆、折环、定心支片、音圈和防尘罩等，作用是产生振动、辐射声波。1）纸盆是扬声器的振膜，用来辐射声波，对扬声器的性能（频率特性）起主要作用。（振膜的基本设计要求：在尽可能宽的频率范围内作活塞式振动。当频率较高时，纸盆会产生分割（区）振动。）2）折环和定心支片作用：实现振膜与不动系统的弹性连接声学特性：在轴向有较大的顺性，而在垂直于轴的方向有较大的力劲，以保证纸盆的振动方向不偏离轴向。折环和定心支片的顺性影响工作频率下限。顺性越大，频率下限越低，如一些低频扬声器采用橡皮折环。3）音圈音圈架材料：牛皮纸、铝箔、高分子薄膜要求耐热、轻、薄且刚性强。纸质骨架用于较小功率的扬声器。铝箔或高分子薄膜用于大功率扬声器4）防尘罩作用：①防止灰尘进入②改善纸盆的声辐射特性（增加纸盆顶部的刚度，使音圈和纸盆耦合更好）3、辅助系统包括盆架、压边、接线柱等，用于扬声器各部件的连接、固定和支撑。盆架用于将扬声器的振动系统和磁路系统连接起来，要求刚性大、机械强度高，通常由铁板冲制、铝压铸或塑料压模而成。盆架的新型材料：减少金属含量，但具有金属构件的刚度和强度，可以减小重量。7、扬声器的振膜材料应满足哪些基本特性？为什么？振膜材料应具备的基本特性：①单位面积质量小（ρ小）；②机械强度高、刚性大（杨氏模量E大）；③有较大的内阻尼。为什么？①②ρ小，E大，则产生分割振动的频率高③有效抑制频率特性曲线上的共振峰谷8、什么是球顶形扬声器？画出其结构简图，并说明其结构上与纸盆扬声器的主要区别在哪里？按振膜材料不同可分为哪两类？有何应用？球顶形扬声器：振膜呈球顶形的电动式扬声器，在扬声器系统中常作为中、高频单元。结构（1）相位塞（喉塞）的作用：避免振膜不同位置辐射的声波之间的干涉现象，改善高频特性（频率特性和指向性）。（2）场心柱开声道，并设后腔罩，以降低工作频率下限（降低f0）。（3）振膜形状不同1）硬球顶振膜采用刚性大、质量轻的金属，如铝、钛、铍及其合金性能特点：活塞振动频率范围宽，但过了此频率范围以后，会出现尖峰，并且输出急剧下降。2）软球顶振膜采用非金属材料，如棉布、绢、化纤等，并涂敷阻尼材料。性能特点：作活塞振动的频率范围较窄，但经过阻尼等特性控制，在分割振动频率范围也可获得均匀的输出。球顶形扬声器应用：1一般在分频式扬声器系统中作为中频或高频扬声器使用。2作为号筒扬声器的声头。9、硬球顶形和软球顶形扬声器振膜设计的着眼点和所用的材料有何不同？（如上题）10、什么是号筒扬声器？号筒的主要作用是什么？其基本性能特点是什么？号筒扬声器：振膜通过号筒向空间辐射声波的电动式扬声器号筒：指截面积逐渐变化的声管，俗称喇叭。号筒有三种基本类型：圆锥型、指数型和双曲线型相当于高通滤波器作用：增大辐射阻，提高声辐射效率。号筒扬声器＝音头（小型扬声器）＋号筒喉塞（相位塞）作用：减小声波干涉效应（防止频率较高时从振膜不同位置到达号筒喉部的声波发生干涉），改善高频特性。作用：增大辐射阻，提高声辐射效率。Wa=V^2*Rr号筒扬声器性能特点总结：（1）声辐射效率较高；（2）由于号筒口较大，因此，号筒的声辐射具有很强的指向性；（3）由于指向性强、声辐射效率高，因此灵敏度高、传声距离远，广泛应用于室内外高声级扩声场合；（4）通过改进号筒形状，可控制其指向性，使其指向性变得均匀（在一定频率范围）；（5）二次谐波失真较大，主要由喉部较大压强引起。11、箱式扬声器系统主要由哪几部分组成？各部分的作用分别是什么？画出信号流程方框图。结构：由箱体、分频器和扬声器单元三个部分组成，如果是有源扬声器系统，则还包含功率放大器、频率均衡器等。分频器：承担将信号按频率划分的任务均衡器：进行频率特性调整功放：提高信号功率以便驱动扬声器发声箱体的作用（1）起障板作用：隔离扬声器正面和背面辐射的声波，防止低频时背面辐射的声波绕射到前面，与前面的声波发生干涉，造成声场频率特性不均匀和低频声输出下降（声短路）。（2）安装、固定扬声器12、什么是监听扬声器？什么是近场监听扬声器？监听扬声器为什么要进行频率特性均衡？监听扬声器是指在声音制作过程中和完成制作以后，用来监听、评价声音节目质量的扬声器，它是一种高质量的专业扬声器，应满足广播录音监听的一系列技术要求。近场监听扬声器是一种小型监听扬声器，用来监听小环境的重放效果，通常置于调音台附近。安装完成后，由于受房间频率特性的影响，需要在此声学环境中进行频率特性均衡。13、什么是传声器的灵敏度？灵敏度大小与哪些因素有关？什么是传声器的频率特性？1）传声器的灵敏度指的是传声器的声——电转化的能力。与灵敏度有关的因素：（1）频率（2）声波入射角（3）输出端负载（4）作用声压的计量方法2）频率特性：当声波从一定方向（通常主轴方向）入射时，传声器灵敏度随频率变化的特性。表示方法：①频率特性曲线越平坦宽阔，越好②有效频率范围和不均匀度有效频率范围：频率特性较平坦的区域不均匀度：±(最大值－最小值)/2例如：30Hz～15kHz，±3dB对频率特性的要求：根据人耳听觉,通常满足±2.5dB(40-14000Hz)即可,而高质量的声频设备则要求达到±1dB(30-16000Hz)。应用：传声器应根据实际情况选择频率特性,有些时候应取中高频段提升约3dB的频响曲线，这样可增加拾音的明亮度和清晰度。14、什么是传声器的指向性？传声器的指向性主要有哪几种？如何获得不同的指向性？传声器声接收灵敏度随声波入射方向而变化的特性，称为传声器的指向性。1全指向性（无指向性)2单指向性（心形、超心形、超指向性)3双指向性4可变指向性传声器的指向性由其声接受方式决定，压强式传声器具有无指向性或称为全指向性。压差式声接收的指向性为双指向性或8字形指向性。复合式声接受方式的指向性则可为单指向性。15、什么是传声器的低频近讲效应？哪些传声器存在此效应？产生的原因是什么？压差式传声器在近场和低频情况下工作时，越靠近声源，振膜受到低频作用力越大，传声器的灵敏度越高。这种传声器近距离工作时低频受到提升的现象称为近讲效应。（原由：声源在某点所产生的声压与该点到生源的距离是成反比例关系的，因而距声源越近，声压变化越大。当传声器近距离拾音时，振膜处在球面声场中，对压差式（8字形拾音器）和复合式（心型拾音器）方式而言，到达振膜两表面声波除了声压差之外还有振幅差。定义：对于低频信号，其相位差很小，振幅差起主要作用，因而受到距离影响很大，变现为近距离拾音时低频提升，且随着距离的减小越为明显，这种由于近距离拾音而造成的压差式或复合式传声器低频提升的现象称为近讲效应。尤其压差式更明显。在实际录音中，近讲效应引起的低频提升会使声音清晰度降低，尤其是在语言录音中，为了避免低音过重，有些传声器上设有低频滤波器开关，可衰减近讲效应产生的低频声，以恢复平坦自然的声音平衡。另一方面一些演员也利用近讲效应提升低频比重以求得歌声温暖感并使声音饱满，因而故意靠近拾音器。参考资料：《拾音技术》朱伟中国广播电视出版社p22）16、传声器的声接收方式有哪几种？试分别用工作原理简图加以说明、压强式声接收压强式声接收是利用对声场中的声压发生响应的原理制成的。通常由一个受声振膜固定在封闭空腔上构成。在一定的工作频率范围内，压强式传声器具有无指向性或称为全指向性。压差式声接收压差式声接收是利用对声场中相邻两处的声压差发生响应的原理制成的，其振膜两面都暴露在声场中。压差式声接收的指向性为双指向性或8字形指向性。复合式声接收复合式声接收是利用对声场中压强和压差都发生响应的原理制成的，它可以看成是压强式声接收和压差式声接收复合而成的。（1）声复合式:通过将压强式声接收和压差式声接收的声学结构进行复合来实现的。（2）电复合式是指将压强式声接收和压差式声接收输出的电信号进行叠加的一种复合方式。例如，双膜片电容传声器。17、动圈传声器主要由哪几部分构成？各部分的作用分别是什么？动圈传声器（Movingcoilmicrophones,Dynamictype）是利用电动式换能原理制成的传声器，其导体呈线圈状，因此称为动圈传声器。压强式动圈传声器基本结构：受声面是一个球顶形振膜，在振膜后面粘有一个音圈，该音圈置于一个均匀的强磁场里。工作原理：当声波作用时，振膜发生相应的振动，从而带动音圈切割磁力线运动，音圈两端产生相应的感生电动势。实际动圈传声器主要由四个部分组成：力学振动系统、磁路系统、增设的声谐振系统以及输出变压器变压器作用：提高输出阻抗，以便与后级设备连接。一般需要接输出变压器提高其输出阻抗到200Ω以上动圈传声器工作频带的扩展：（1）低频补偿管：增设了一个声学共鸣器，使膜片在fL以下的一个频率范围内受到谐振声压的作用，从而