音響設備技術習題答案(已修改)

　

【正文】 《音響設備技術》習題參考答案第1章習題參考答案 什么是音響、音響設備、音響系統(tǒng)？在音響技術中，音響是特指通過放音系統(tǒng)重現(xiàn)出來的聲音。例如通過組合音響重現(xiàn)CD片或磁帶中的音樂、歌曲及其他聲音，又如演出現(xiàn)場通過擴音系統(tǒng)播放出來的歌聲和音樂聲等，都屬于音響范疇。音響設備是指對音頻信號能夠進行變換、放大、記錄、重放、修飾、還原等處理的設備。如話筒、功放、錄音機、調(diào)諧器、CD機、揚聲器等，都是音響設備。能夠重現(xiàn)聲音的放音系統(tǒng)，稱為音響系統(tǒng)。例如由CD機、功率放大器和揚聲器所組成的音響系統(tǒng)。 高保真音響系統(tǒng)有哪些重要屬性？高保真音響系統(tǒng)有3個重要的屬性。(1) 如實地重現(xiàn)原始聲音。(2) 如實地重現(xiàn)原始聲場。(3)能夠?qū)σ纛l信號進行加工修飾。 音響技術的現(xiàn)狀有什么特點？音響技術的現(xiàn)狀的特點主要有：高保真（HiFi）化、立體聲化、環(huán)繞聲化、自動化、數(shù)字化。 高保真音響系統(tǒng)由哪些部分組成？各部分的主要作用如何？高保真音響系統(tǒng)通常由高保真音源、音頻放大器和揚聲器系統(tǒng)這3大部分組成。各部分的主要作用是：高保真音源：為音響系統(tǒng)提供高保真的音頻信號。如調(diào)諧器、錄音座、電唱機、CD唱機、VCD、DVD影碟機和傳聲器等。音頻放大器：對音頻信號進行處理和放大，用足夠的功率去推動揚聲器系統(tǒng)發(fā)聲。音頻放大器是音響系統(tǒng)的主體，包括前置放大器和功率放大器兩部分，必要時可以插入圖示均衡器等輔助設備。揚聲器系統(tǒng)：將功率放大器輸出的音頻信號分頻段不失真地還原成原始聲音。揚聲器系統(tǒng)由揚聲器、分頻器和箱體三個部分組成。揚聲器系統(tǒng)對重放聲音的音質(zhì)有著舉足輕重的影響。 音響設備中的頻率范圍、諧波失真、信噪比的含義是什么？頻率范圍：也稱為頻率特性或頻率響應，其含義是指各種放聲設備能重放聲音信號的頻率的范圍，以及在此范圍內(nèi)允許的振幅偏差程度（允差或容差）。頻率范圍越寬，振幅容差越小，語言和音樂信號通過該設備時的頻率失真和相位失真也就越小，則音質(zhì)也就越好。諧波失真：由于各音響設備中的放大器存在著一定的非線性，導致音頻信號通過放大器時產(chǎn)生新的各次諧波成分，由此而造成的失真稱為諧波失真。諧波失真使聲音失去原有的音色，嚴重時使聲音變得刺耳難聽。信噪比：又稱信號噪聲比，是指有用信號功率與噪聲功率之比，記為S/N，通常用分貝值（dB）表示。信噪比越大，表明混在信號里的噪聲越小，重放的聲音越干凈，音質(zhì)越好。 人耳聽覺的頻率范圍、聽閾、痛域分別是多少？人耳聽覺的頻率范圍為20Hz~20kHz，其中對中頻段1~4kHz的聲音最為靈敏，對低頻段和高頻段的聲音則比較遲鈍。對于低于20Hz的次聲和高于20kHz的超聲，即使強度再大，人耳也是聽不到的。人耳的聽閾是指能夠聽得到的聲音的最低聲壓值，它和聲音的頻率有關。在良好的聽音環(huán)境中，聽力正常的青年人，在800~5000Hz頻率范圍內(nèi)的聽閾十分接近于0分貝（20181。Pa）的聲壓值。人耳的痛域是指使耳朵感到疼痛的聲壓值，它與聲音的頻率關系不大。通常聲壓級達到 120dB時，人耳感到不舒適；聲壓級大于140dB時，人耳感到疼痛；聲壓級超過150dB時，人耳會發(fā)生急性損傷。 什么是聲音的三要素？它與聲波的幅度、頻率和頻譜的對應關系如何？聲音的特征主要由音量、音調(diào)、音色這三個要素來表征。音量是指聲音的大小；音調(diào)是指聲音調(diào)子的高低；音色是指聲音的特色。音量的大小主要取決于聲波的振幅；音調(diào)的高低主要取決于聲波的基波頻率；音色的特色主要取決于聲音的頻譜結構。 分別說明聽覺等響特性、聽覺閾值特性、聽覺掩蔽特性的含義。聽覺等響特性是反映人們對不同頻率的純音的響度感覺的基本特性：一是人耳對3~4kHz頻率范圍內(nèi)的聲音響度感覺最靈敏；二是人耳對低頻和高頻聲音的靈敏度都要降低；三是聲壓級越高，不同頻率的純音的響度感覺的差別越小，等響特性越趨于平坦。聽覺閾值特性是指人耳對不同頻率的聲音具有不同的聽覺靈敏度的特性：正常人能聽到的聲音強度范圍為0~140dB；人耳在800Hz~5kHz頻率范圍內(nèi)的聽閾十分接近于0dB(聲壓為20181。Pa)，而對100Hz以下的信號或18kHz以上的信號的聽覺靈敏度卻大大降低，可覺察的聲級明顯高于800Hz~5kHz的中音頻段。聽覺掩蔽特性，是指一個較強的聲音往往會掩蓋住一個較弱的聲音，使較弱的聲音不能被聽到。這種掩蔽特性有頻域掩蔽和時域掩蔽：頻域掩蔽是指一個幅度較大的頻率信號會掩蔽相鄰頻率處的幅度相對較小的頻率信號，使小信號不能被聽不見；時域掩蔽是指在時間上，一個強信號會掩蔽掉前后一段時間內(nèi)的較弱的聲音，使之不能被聽到。 什么是立體聲？立體聲的成分如何？立體聲有哪些特點？立體聲是指具有方位感、層次感、臨場感等空間分布特性的聲音。用立體聲音響技術來傳播和再現(xiàn)聲音，不僅能反映出聲音的空間分布感，而且能夠提高聲音的層次感、清晰度和透明度，明顯地改善重放聲音的質(zhì)量，大大地增強臨場效果。立體聲的成分可以分為三類：第一類為直達聲，直達聲是指直接傳播到聽眾左、右耳的聲音；第二類為反射聲，它是指從音樂廳內(nèi)的表面上經(jīng)過初次反射后，到達聽眾耳際的聲音，約比直達聲晚十幾到幾十毫秒到達人耳；第三類為混響聲，它是指聲音在廳堂內(nèi)經(jīng)過各個邊界面和障礙物多次無規(guī)則的反射后，形成漫無方向、彌漫整個空間的裊裊余音。反射聲和混響聲共同作用，綜合形成現(xiàn)場環(huán)境的音響氣氛，即產(chǎn)生所謂臨場感。立體聲的特點主要有：(1)具有明顯的方位感和分布感。(2)具有較高的清晰度。(3)具有較小的背景噪聲。(4)具有較好的空間感、包圍感和臨場感。 什么是環(huán)繞立體聲？它與雙聲道立體聲有什么區(qū)別？環(huán)繞立體聲一種能使重放的聲場具有回旋的、繚繞的、空間的環(huán)繞感覺，使聆聽者猶如置身于真實的實際聲場中的多聲道立體聲系統(tǒng)。 環(huán)繞立體聲與雙聲道立體聲相比，不同之處在于它除了具有前方的左右主聲道外，還增加了后方的環(huán)繞聲道，因而大大增強了聲像的縱深感和臨場感。通常所指的環(huán)繞聲，就是指聲場中位于聆聽者后方的聲場，這個后方聲場主要由混響聲構成，其特點是無固定方向，均勻地向各個方向傳播。第2章習題參考答案？什么叫靈敏度？什么叫選擇性？調(diào)諧器的主要性能指標有：接收頻率范圍、靈敏度、選擇性、不失真輸出功率等。靈敏度是指調(diào)諧器正常工作時能夠接收微弱無線電波信號的能力的大小。靈敏度高的調(diào)諧器能夠收到遠地的電臺信號或微弱信號，而靈敏度低的調(diào)諧器則收不到。靈敏度的數(shù)值越小，表示接收微弱信號的能力就越強。選擇性是指調(diào)諧器選擇電臺信號的能力，即調(diào)諧器分隔鄰近電臺信號的能力。選擇性好的調(diào)諧器表現(xiàn)為，接收信號時只收到所選電臺的信號，而無其他電臺的信號干擾。 輸入電路的作用是什么？簡述選臺的工作原理。輸入電路的主要作用是選頻。即從接收下來的各種不同頻率的信號中選出所要接收頻率的電臺信號，并抑制掉其他無用信號及各種噪聲與干擾信號。輸入電路選臺的工作原理是利用由LC諧振電路的選頻特性進行的。當磁性天線或外接天線所產(chǎn)生的感應電動勢饋入到輸入回路中，輸入回路的電感L與可變電容C組成的LC串聯(lián)諧振電路，其諧振頻率為：?=1/（2π），調(diào)節(jié)可變電容C使回路諧振在某一電臺的頻率上，這時，該電臺信號在L上的感應電動勢最強，則該頻率的電臺信號就被選擇出來，并經(jīng)互感耦合將電臺信號送入后級變頻電路。 變頻電路的作用是什么？輸入信號、本振信號、中頻信號的頻率之間有什么關系？變頻電路的主要作用是變換電臺信號的載波頻率。即將輸入電路選出的各個電臺信號的載波都變?yōu)楣潭ǖ闹蓄l（465kHz），同時保持中頻信號的包絡與原高頻信號包絡完全一致。輸入信號、本振信號、中頻信號三者之間的頻率關系是：本振頻率信號f本與輸入頻率信號f入通過混頻器差出中頻信號f中，即f本f入=f中。 在超外差式調(diào)諧器中，為什么要選擇差頻信號作為中頻信號？在超外差式調(diào)諧器中，根據(jù)混頻原理，其混頻器的輸出信號含有兩個輸入信號的和頻分量（本振信號f本＋輸入電臺信號f入）和差頻分量（f本f入），這二個信號都是混頻的結果，都能使信號的載波頻率進行變換。但因為和頻分量的頻率信號要比輸入的電臺信號f入的頻率高，不利于放大器對信號的放大，而差頻信號的頻率可以比輸入電臺信號的載波頻率低得多，因而通常選擇差頻分量作為混頻器的輸出，送到后級的中放電路進行放大。 畫出調(diào)幅超外差式接收電路方框圖，簡述信號接收處理過程。超外差式調(diào)幅接收電路由輸入電路、高放電路（中低檔機無此電路）、變頻電路（混頻器和本振）、中頻放大電路、檢波電路、自動增益控制（AGC）電路等組成。由檢波器輸出音頻信號到后面的功率放大器。其電路組成方框圖如下：信號接收處理過程：輸入電路從天線接收到的眾多無線信號中選出所要接收的電臺頻率信號，經(jīng)高頻放大電路放大后送入變頻級的混頻器，送入混頻器的還有本機振蕩器產(chǎn)生的等幅高頻振蕩信號，其頻率總比接收來的電臺信號頻率高465kHz。在混頻器中對輸入的兩路信號進行混頻處理后，產(chǎn)生載頻為465kHz的中頻（差頻）信號，送入中頻放大電路，然后由中頻放大器將幅度放大到檢波電路所需要的幅度后，再送入檢波器。檢波器對中頻調(diào)幅波進行解調(diào)，得到音頻信號，再經(jīng)過音頻電壓放大電路和音頻功率放大電路放大后，送入揚聲器還原成聲音。AGC電路為自動增益控制電路，用于當輸入強弱不同的電臺時，通過自動調(diào)節(jié)中放電路增益，使檢波器輸出的音頻信號幅度基本不變，以防強信號時，電路出現(xiàn)飽和失真。 中頻放大電路的主要作用是什么？中放電路對整機靈敏度和選擇性的影響如何？中頻放大電路的主要作用是放大和選頻。即將變頻電路送來的465kHz中頻信號進行放大，以提高整機的靈敏度；同時，還要通過選頻回路對中頻信號進一步篩選，以提高整機的選擇性，然后將篩選出來的經(jīng)放大的中頻信號送到檢波電路去檢波。中放電路性能的優(yōu)劣，對整機的靈敏度和選擇性等技術指標有著決定性的作用。中放級增益越高，整機靈敏度越高，中放級應具有60～70dB的增益；中放電路的選擇性越好，抑制鄰近電臺信號的串擾也就越好，通常要求中放電路的選擇性在20～40dB。 同步檢波器的電路結構如何？簡述同步檢波器的工作原理。同步檢波器主要由雙差分模擬乘法器構成，其電路結構如下圖所示。工作原理：模擬乘法器有兩個輸入端、一個輸出端。一個輸入端送入中頻調(diào)幅信號，調(diào)制的包絡為音頻信號；另一個輸入端送入中頻載波信號，該中頻載波信號與調(diào)幅信號中的中頻載波信號同頻同相。模擬乘法器將兩個輸入信號進行乘法處理，經(jīng)乘法處理后在輸出端得到這兩個信號的和頻分量和差頻分量，再經(jīng)低通濾波器濾除和頻（高頻成分）分量后，就得到差頻分量，因為兩個輸入信號的載波頻率和相位相同，使差頻后的載波頻率為0，因此其輸出信號為調(diào)幅中頻信號的包絡，該包絡就是音頻信號。在電路中，從中頻放大電路輸出的中頻調(diào)幅信號一路直接送往雙差分模擬乘法器，另一路送到限幅放大電路，限幅放大電路外接一個中頻選頻網(wǎng)絡，可以從中頻調(diào)幅信號中取出中頻等幅信號后再送往模擬乘法器，該中頻等幅信號必然與調(diào)幅信號中的中頻載波同頻同相。這樣，在模擬乘法器的輸出端就將調(diào)幅信號中的調(diào)制信號（音頻信號）解調(diào)出來。 什么叫調(diào)頻？調(diào)頻廣播有哪些特點？調(diào)頻是指用低頻信號（音頻信號）去調(diào)制高頻載波的頻率，使高頻載波的頻率隨低頻信號的變化而有規(guī)律地變化，而高頻載波的幅度則保持不變，這一過程就稱為調(diào)頻。調(diào)頻廣播有以下幾個特點：（1）頻帶寬，音質(zhì)好，動態(tài)范圍大。調(diào)頻廣播電臺間隔為200kHz，音頻頻率范圍可達30Hz～15kHz，能夠很好地反映節(jié)目源的真實情況。（2）信噪比高，抗干擾能力強。由于調(diào)頻廣播的調(diào)制方式和限幅器、預加重、去加重等措施，使調(diào)頻廣播比調(diào)幅廣播具有較高的信噪比，從而增強了抗干擾能力。（3）解決電臺擁擠問題。調(diào)頻廣播在超短波頻段，傳播半徑只有50km左右，因此本地電臺與外地電臺不會引起干擾，從而解決了廣播電臺頻率擁擠的問題。 畫出立體聲調(diào)頻接收機電路方框圖，簡述信號接收處理過程。立體聲調(diào)頻接收電路由輸入電路、高頻放大電路、變頻電路（混頻器和本振）、中頻放大器、限幅電路、鑒頻器、自動頻率控制（AFC）和立體聲解碼器等電路組成。電路組成框圖如下：調(diào)頻接收電路的信號接收處理過程如下：輸入回路選出所要接收的電臺信號經(jīng)高頻放大后送入變頻級。中頻信號經(jīng)過放大和限幅去除調(diào)頻波的幅度干擾后成為等幅調(diào)頻波，然后再經(jīng)過鑒頻器，解調(diào)出音頻信號，對于雙聲道調(diào)頻立體聲廣播來說，鑒頻器輸出的是立體聲復合信號，該立體聲復合信號經(jīng)解碼器，分離為左、右聲道的音頻信號，再經(jīng)兩路前置低放和功率放大后送入揚聲器還原成聲音。AFC電路稱為自動頻率控制電路，用來控制本機振蕩頻率。 調(diào)頻頭電路、中放和限幅電路及鑒頻器的作用各是什么？調(diào)頻頭電路的作用是選臺、高放、變頻。即接收并選出所要收聽的電臺節(jié)目信號，經(jīng)高頻放大后送入混頻器，在混頻器中，電臺信號與本機振蕩信號進行混頻，然后送入中放電路。中放與限幅電路的作用是對中頻信號進行選頻放大和限幅。即對調(diào)頻頭送入的中頻信號進行進一步的選頻、放大，然后再經(jīng)限幅去除調(diào)頻波的幅度干擾后使之成為等幅調(diào)頻波。鑒頻器的作用是對調(diào)頻信號進行解調(diào)。（接收立體聲廣播時，解調(diào)出立體聲復合信號）。 移相乘積型鑒頻器的電路結構如何？簡述其工作原理。移相乘積型鑒頻器的電路結構由限幅器、移相器、乘法器和低通濾波器組成，其電路組成框圖如下：工作原理：限幅后得到的等幅中頻信號分成兩路，一路直接送到乘法器，另一路經(jīng)過移相器后形成調(diào)頻移相信號后也被送入乘法器，移相器的作用是將信號頻率的變化變換為相位的變化。這樣使乘法器的兩路輸入信號的相位產(chǎn)生差異，其相位差與調(diào)頻信號的頻偏成比例。在乘法器中，這兩路信號經(jīng)過相乘處理后，得到的輸出信號的脈沖占空比也隨相位差的變化而變化，這種變化經(jīng)低通濾波器平滑后的平均值反映出來，最終將信號的頻偏變化，轉變?yōu)樾盘柕姆茸兓瑢崿F(xiàn)鑒頻作用。 導頻制立體聲復合信號由哪些部分組成？它的頻譜特點和波形特點如何？導頻制立體聲復合信號由主信號M、副信號S39。、導頻信號P三部分疊加而成。其中，主信號M為左右信