视听技术教程.ppt
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1、第三章第三章专业信号源设备专业信号源设备w3.1专业传声器专业传声器w3.2调谐器调谐器w3.3录音座录音座w3.4激光唱机与唱片激光唱机与唱片w3.5DCC数字盒式磁带录音机数字盒式磁带录音机w3.6MD小型光盘系统小型光盘系统返回目录3.1专业传声器专业传声器w 传声器是一种将声信号变成电信号的电传声器是一种将声信号变成电信号的电声换能器件,又称为麦克风(声换能器件,又称为麦克风(Microphone)。)。传声器是专业音响系统中配备数量最多、使传声器是专业音响系统中配备数量最多、使用最频繁的信号源设备。它是声音处理的第用最频繁的信号源设备。它是声音处理的第一个环节,同时受目前技术条件的制
2、约,它一个环节,同时受目前技术条件的制约,它也是声音处理过程中最薄弱的环节。也是声音处理过程中最薄弱的环节。返回本章w3.1.1传声器的种类和技术指标传声器的种类和技术指标w1传声器的分类传声器的分类w传声器有不同的分类方法。可按换能原理、传声器有不同的分类方法。可按换能原理、指向性、传输方式、用途、使用功能等作指向性、传输方式、用途、使用功能等作如下分类。如下分类。w2传声器的主要性能指标传声器的主要性能指标w(1)灵敏度)灵敏度w灵敏度表示传声器的声电转换能力,即指灵敏度表示传声器的声电转换能力,即指传声器声电转换过程中,将声压转换成电传声器声电转换过程中,将声压转换成电压的能力,是表征传
3、声器性能的重要参数。压的能力,是表征传声器性能的重要参数。返回本章w(2)频率响应)频率响应w频率响应是传声器输出电平与频率的关系。频率响应是传声器输出电平与频率的关系。它是指传声器在一恒定声压作用下,传声它是指传声器在一恒定声压作用下,传声器的输出电平随不同频率而变化。器的输出电平随不同频率而变化。w(3)动态范围)动态范围w传声器动态范围是指在规定的谐波失真条传声器动态范围是指在规定的谐波失真条件下(一般规定件下(一般规定0.5%),其所承受的最大),其所承受的最大声压级与绝对安静条件下传声器的等效噪声压级与绝对安静条件下传声器的等效噪声级之差。声级之差。返回本章w(4)传声器阻抗)传声器
4、阻抗w传声器的阻抗有两种,即输出阻抗与负载传声器的阻抗有两种,即输出阻抗与负载阻抗。阻抗。w传声器的输出阻抗即为传声器的交流内阻,传声器的输出阻抗即为传声器的交流内阻,通常在频率为通常在频率为1000Hz,声压约为,声压约为1Pa时测时测得的两根输出线之间的阻抗。得的两根输出线之间的阻抗。w传声器的负载阻抗是指传声器输出端负载传声器的负载阻抗是指传声器输出端负载的阻抗,若与调音台或放大器相配接,其的阻抗,若与调音台或放大器相配接,其负载阻抗即是调音台或放大器的输入阻抗。负载阻抗即是调音台或放大器的输入阻抗。返回本章w(5)指向性)指向性w传声器的指向性是指在某一指定频率下,传声器的指向性是指在
5、某一指定频率下,随着声波入射方向的不同其灵敏度的变化随着声波入射方向的不同其灵敏度的变化特性,以声波沿特性,以声波沿角入射时的传声器灵敏度角入射时的传声器灵敏度与声波轴向入射时灵敏度的比值来表示其与声波轴向入射时灵敏度的比值来表示其特征。特征。返回本章图3-1 传声器的指向性返回本章w(6)失真度)失真度w失真度是指声音通过传声器声电变换后信号失真度是指声音通过传声器声电变换后信号变形的程度。主要是指谐波失真和频率失真。变形的程度。主要是指谐波失真和频率失真。返回本章w3.1.2常用传声器的原理常用传声器的原理w1动圈式传声器动圈式传声器w动圈式传声器的工作原理是:当声波传到动圈式传声器的工作
6、原理是:当声波传到传声器的膜片上,膜片受声压的作用而产传声器的膜片上,膜片受声压的作用而产生运动,并带动粘接在振膜上的音圈一起生运动,并带动粘接在振膜上的音圈一起振动,而音圈又置于磁体产生的磁场中作振动,而音圈又置于磁体产生的磁场中作切割磁力线的运动,使音圈产生一交变的切割磁力线的运动,使音圈产生一交变的感应电动势,进而感应产生电流。此电流感应电动势,进而感应产生电流。此电流的波形与声波传到膜片上的音频波形相一的波形与声波传到膜片上的音频波形相一致。该电信号即为动圈式传声器的输出信致。该电信号即为动圈式传声器的输出信号。号。返回本章图3-2 动圈式传声器的原理与外形图返回本章w2电容式传声器电
7、容式传声器w(1)电容式传声器的工作原理)电容式传声器的工作原理w电容式传声器依靠振膜振动引起电容量的变化实电容式传声器依靠振膜振动引起电容量的变化实现换能,它由极头、前置放大器和极化电压供给现换能,它由极头、前置放大器和极化电压供给电路三大部分组成。其结构如图电路三大部分组成。其结构如图3-3所示。所示。w外界声波可使振膜产生相应的振动,从而改变了外界声波可使振膜产生相应的振动,从而改变了两极板间的距离,使其电容量发生相应变化,导两极板间的距离,使其电容量发生相应变化,导致与之串联的电阻器上的电流发生变化,在负载致与之串联的电阻器上的电流发生变化,在负载电阻电阻R上产生一个交流输出电压,使声
8、能转换成上产生一个交流输出电压,使声能转换成电能,达到声电能,达到声电转换的目的。电转换的目的。返回本章图3-3 电容式传声器原理图返回本章w(2)幻象供电)幻象供电w幻象供电是利用传声器输出电缆内的信号幻象供电是利用传声器输出电缆内的信号芯线和屏蔽线作为直流供电的通路来传输芯线和屏蔽线作为直流供电的通路来传输电源的一种供电方法,把传声器的信号线电源的一种供电方法,把传声器的信号线作为传输信号和施加极化电压的复用通路,作为传输信号和施加极化电压的复用通路,电容式传声器就可由原来的使用多芯电缆电容式传声器就可由原来的使用多芯电缆变为使用普通的二芯屏包缆,利用调音台变为使用普通的二芯屏包缆,利用调
9、音台上提供的幻象电源(上提供的幻象电源(PhantomPower)向)向电容传声器供电,这样可省去电容话筒的电容传声器供电,这样可省去电容话筒的供电电源,大大方便了实际使用。供电电源,大大方便了实际使用。返回本章w(3)电容式传声器的维护)电容式传声器的维护w电容式传声器在使用中要注意防潮,不用电容式传声器在使用中要注意防潮,不用时应放在干燥缸中,并在其中放些变色硅时应放在干燥缸中,并在其中放些变色硅胶粒,这是因为电容式传声器的振膜很薄,胶粒,这是因为电容式传声器的振膜很薄,受潮后会引起变形,由于振膜距极板很近,受潮后会引起变形,由于振膜距极板很近,一旦振膜变形,极易造成两板相碰,产生一旦振膜
10、变形,极易造成两板相碰,产生极间漏电现象而出现噪声,严重时传声器极间漏电现象而出现噪声,严重时传声器就没有信号输出。必要时可在使用前提前就没有信号输出。必要时可在使用前提前接通电源预热。接通电源预热。返回本章w3带式传声器带式传声器w带式传声器多采用铝箔作为振动带,带式传声器多采用铝箔作为振动带,它与动它与动圈式传声器的工作原理基本相同。不同的是,圈式传声器的工作原理基本相同。不同的是,动圈式传声器的导体是圆形音圈粘在接收声动圈式传声器的导体是圆形音圈粘在接收声波的振膜上,悬在磁路系统的磁隙中,而带波的振膜上,悬在磁路系统的磁隙中,而带式传声器则采用铝带或其它金属带代替线圈式传声器则采用铝带或
11、其它金属带代替线圈与膜片。与膜片。返回本章图3-4 带式传声器的原理图 返回本章w4驻极体传声器驻极体传声器w某些电介质经高温高电压处理后,能在两某些电介质经高温高电压处理后,能在两表面上分别储存正、负电荷,这种电介质表面上分别储存正、负电荷,这种电介质称为驻极体。称为驻极体。w驻极体电容传声器的结构与电容传声器大驻极体电容传声器的结构与电容传声器大致相同,工作原理也相同,只是不需要外致相同,工作原理也相同,只是不需要外加极化电压,而是由驻极体膜片或带驻极加极化电压,而是由驻极体膜片或带驻极体薄层的极板表面电位来代替。驻极体传体薄层的极板表面电位来代替。驻极体传声器的振膜受声波策动时,声器的振
12、膜受声波策动时,就会产生一个就会产生一个按声波规律变化的微小电压,经过电路放按声波规律变化的微小电压,经过电路放大后就产生了音频信号电压。大后就产生了音频信号电压。返回本章w3.1.3无线传声器无线传声器w无线式传声器由传声器、小型无线电发射无线式传声器由传声器、小型无线电发射机和无线传声接收机三部分组成。其组成机和无线传声接收机三部分组成。其组成框图如图框图如图3-5和图和图3-6所示。传声器将声音信所示。传声器将声音信号变换成相应的电信号,小型无线发射机号变换成相应的电信号,小型无线发射机则将音频信号调制成无线电波发射出去,则将音频信号调制成无线电波发射出去,再由接收机接收后还原出原来的声
13、频信号。再由接收机接收后还原出原来的声频信号。返回本章图3-5 无线传声器发射机电路方框图图3-6 无线传声器接收机电路方框图返回本章w3.1.4传声器的选用传声器的选用w传声器的类型很多,质量、价格相差很大,传声器的类型很多,质量、价格相差很大,应该对于各种不同的使用要求进行灵活地选应该对于各种不同的使用要求进行灵活地选择,争取以最小的代价换取最好的效果。择,争取以最小的代价换取最好的效果。返回本章3.2调谐器调谐器w3.2.1调谐器的组成及其性能指标调谐器的组成及其性能指标图3-7 调谐器的基本组成方框图返回本章w1FM高频电路高频电路wFM高频电路包括输入调谐回路,高频放大器,本高频电路
14、包括输入调谐回路,高频放大器,本地振荡器和混频器。其功能是选择接收所需的电地振荡器和混频器。其功能是选择接收所需的电台信号,并进行高频放大,经混频器变换为台信号,并进行高频放大,经混频器变换为10.7MHz的中频调频信号。的中频调频信号。w2FM中频电路中频电路wFM中频电路包括中频放大器,限幅器和鉴频器。中频电路包括中频放大器,限幅器和鉴频器。w3立体声解码器立体声解码器w立体声解码器的功能是将鉴频器输出的立体声复立体声解码器的功能是将鉴频器输出的立体声复合信号还原成左右两个声道信号,分别经左右两合信号还原成左右两个声道信号,分别经左右两路放大器放大后送入左右扬声器系统,重现立体路放大器放大
15、后送入左右扬声器系统,重现立体声。声。返回本章w(1)噪限灵敏度)噪限灵敏度 w(2)双信号选择性)双信号选择性 w(3)分离度)分离度 噪限灵敏度表示调噪限灵敏度表示调谐器接收微弱信号谐器接收微弱信号的能力。的能力。双信号选择性是指调谐器在双信号选择性是指调谐器在有用信号存在时,对邻近频有用信号存在时,对邻近频道干扰信号的抑制能力。道干扰信号的抑制能力。立体声左(立体声左(L),右(),右(R)声道)声道之间的分离度是指用立体声之间的分离度是指用立体声L(或(或R)信号调制时在)信号调制时在L(或(或R)声道上的输出,与用立体)声道上的输出,与用立体声声R(或(或L)信号调制时在)信号调制时
16、在L(或(或R)声道上出现的输出之)声道上出现的输出之比。比。4调谐器的主要性能指标调谐器的主要性能指标返回本章w3.2.2调谐器的高频、中频电路调谐器的高频、中频电路w1调频高频电路调频高频电路w(1)电子调谐原理)电子调谐原理w利用变容二极管的变容特性进行回路调谐利用变容二极管的变容特性进行回路调谐的方式称为电子调谐或电调谐。变容二极的方式称为电子调谐或电调谐。变容二极管在反偏应用时,其结电容管在反偏应用时,其结电容CD会随反偏电会随反偏电压(又称调谐电压)压(又称调谐电压)UD的大小而变化。的大小而变化。CDUD之间呈现如图之间呈现如图3-8所示的指数函数所示的指数函数关系,称为变容二极
17、管的变容特性。为减关系,称为变容二极管的变容特性。为减小非线性失真,通常应使小非线性失真,通常应使UD在在UminUmax范围内取值。范围内取值。返回本章图3-8 变容二极管的变容特性 返回本章图3-9 电子调谐器原理电路返回本章返回本章w(2)电调谐调频头)电调谐调频头w调频高频电路工作在甚高频段的调频高频电路工作在甚高频段的88108MHz,为防止外界干扰和本振辐射,为防止外界干扰和本振辐射,通常做通常做成一个组件并加以屏蔽,称为调频头。成一个组件并加以屏蔽,称为调频头。返回本章图3-10 电调谐调频头电路返回本章w2FM/AM 中频集成电路中频集成电路w日本三洋公司产品日本三洋公司产品L
18、A1260是具有代表性的是具有代表性的FM/AM中频集成电路,其内部电路方框图如中频集成电路,其内部电路方框图如图图3-11所示。所示。wLA1260应用电路如图应用电路如图3-12所示,它分为调频所示,它分为调频和调幅两种工作状态。和调幅两种工作状态。返回本章图 3-11 LA1260内部电路方框图返回本章图 3-12 LA1260应用电路返回本章w3.2.3立体声解码器立体声解码器w1导频制立体声复合信号导频制立体声复合信号w我国调频立体声广播制式与世界上大多数国家一我国调频立体声广播制式与世界上大多数国家一样,采用导频制。它在传输左右声道信号的同时,样,采用导频制。它在传输左右声道信号的
19、同时,插入一个导频信号,组成导频制立体声复合信号。插入一个导频信号,组成导频制立体声复合信号。w(1)表示式)表示式w导频制立体声复合信号可用下式表示:导频制立体声复合信号可用下式表示:wA(t)=(L+R)+(L-R)cos(st)+Pcos(1/2st)w上式表明,该信号含有上式表明,该信号含有3种信息:种信息:返回本章w1左右声道的和信号左右声道的和信号(L+R),也称为主信道,也称为主信道信号。普通调频收音机也能解调出这部分信信号。普通调频收音机也能解调出这部分信息,放送单声道声音,实现了兼容性。息,放送单声道声音,实现了兼容性。w2左右声道的差信号左右声道的差信号(L-R)与副载波与
20、副载波cos(st)经平衡调制后获得的双边带信号经平衡调制后获得的双边带信号(L-R)cos(st),也称为副信道信号,用来传送立,也称为副信道信号,用来传送立体声的方位信息。体声的方位信息。w3导频信号导频信号P cos(1/2st),为接收机恢复副,为接收机恢复副载波提供参考信号。载波提供参考信号。返回本章返回本章w(3)波形图)波形图w导频制立体声复合信号的波形关系如图导频制立体声复合信号的波形关系如图3-13所示。其中(所示。其中(b)、()、(c)、()、(d)、()、(e)、)、(f)、()、(g)分别表示左声道)分别表示左声道L、右声道、右声道R、和信号和信号M、差信号、差信号S
21、、副信道信号、副信道信号S、主信道、主信道与副信道叠加信号、导频信号的波形。与副信道叠加信号、导频信号的波形。返回本章w1波形的包络分别反映了左、右声道信号波形的包络分别反映了左、右声道信号L、R的变化规律,分别称之为的变化规律,分别称之为L包络和包络和R包络包络(见图(见图3-13(f))。)。w2包络之间是包络之间是38kHz副载波。在副载波。在L、R包络包络交点处,副载波相位突变交点处,副载波相位突变180。w3副载波的正峰点始终对准副载波的正峰点始终对准L包络,负峰点包络,负峰点始终对准始终对准R包络。包络。返回本章w2矩阵式立体声解码器矩阵式立体声解码器w根据立体声复合信号的频谱特点
22、,可以采用根据立体声复合信号的频谱特点,可以采用频分法进行解码,通常称为矩阵式立体声解频分法进行解码,通常称为矩阵式立体声解码器。其原理方框图如图码器。其原理方框图如图3-14所示。所示。返回本章图 3-14 矩阵式立体声解码器返回本章w3开关式立体声解码器开关式立体声解码器w根据立体声复合信号的波形特点,可以采根据立体声复合信号的波形特点,可以采用时分法进行解码,通常称为开关式立体用时分法进行解码,通常称为开关式立体声解码器。其原理方框图如图声解码器。其原理方框图如图3-15所示。所示。图 3-15 开关式立体声解码器返回本章返回本章w4锁相环立体声解码器锁相环立体声解码器w(1)锁相环副载
23、波发生器)锁相环副载波发生器w锁相环副载波发生器原理方框图如图锁相环副载波发生器原理方框图如图3-17所所示。它由正交鉴相器、低通滤波器、压控振示。它由正交鉴相器、低通滤波器、压控振荡器荡器(VCO)和两个二分频电路所组成,以和两个二分频电路所组成,以19kHz的导频信号为参考信号,的导频信号为参考信号,输出输出38kHz 的的副载波开关信号。副载波开关信号。返回本章图 3-17 锁相环副载波发生器返回本章w锁相环副载波发生器能够在比较恶劣的条件锁相环副载波发生器能够在比较恶劣的条件下工作。当立体声复合信号连同可能混入的下工作。当立体声复合信号连同可能混入的干扰信号一起送入正交鉴相器时,只有由
24、导干扰信号一起送入正交鉴相器时,只有由导频信号与再生频信号与再生19kHz开关信号比较而形成的开关信号比较而形成的相对稳定的成分,才能在低通滤波器输出端相对稳定的成分,才能在低通滤波器输出端出现,去对出现,去对VCO实施控制。因而,实际上可实施控制。因而,实际上可直接将立体声复合信号作为参考信号送入正直接将立体声复合信号作为参考信号送入正交鉴相器。交鉴相器。返回本章w(2)双差分开关式解码器)双差分开关式解码器w集成双差分开关式解码器实际上是一个工作集成双差分开关式解码器实际上是一个工作在开关状态的模拟乘法器在开关状态的模拟乘法器,其原理电路如图其原理电路如图3-18所示。所示。返回本章图 3
25、-18 双差分开关式解码器返回本章w(3)锁相环立体声解码器集成电路)锁相环立体声解码器集成电路w集成锁相环立体声解码器有许多产品,如集成锁相环立体声解码器有许多产品,如AN7470、LA3400、TA7343、LA3361、PC1197、LM1800等,其功能与工作原理等,其功能与工作原理大体相同。这里以大体相同。这里以LA3361为例进行介绍。为例进行介绍。wLA3361内部电路和外围应用电路如图内部电路和外围应用电路如图3-20所示。它由锁相环副载波发生器、双差分所示。它由锁相环副载波发生器、双差分开关式解码器、立体声切换及指示灯电路、开关式解码器、立体声切换及指示灯电路、稳压器等稳压器
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