声电转换与电声转换幻灯片.ppt

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1、声电转换与电声转换第1页，共87页，编辑于2022年，星期五5.1 传声器n n传声器又叫话筒、拾音器或MIC，是接收声波并将其转变成对应电信号的声电转换器件。传声器首先把声能变换成机械能，然后再把机械能变换成电能，这种能量变换特性，可以用传声器的灵敏度、频率响应、指向性、信噪比及失真度等指标来衡量其性能的优劣。第2页，共87页，编辑于2022年，星期五5.1.1 传声器的分类及其结构n n1.传声器的分类n n传声器拾取声音信号的最前端，声音表现如何，很大程度上取决于传声器。传声器是现代音响技术中重要的设备之一，其质量的好坏、使用是否得当对整个系统的技术指标有直接影响。传声器的种类繁多，可按

2、声电换能原理、声作用方式、指向特性及输出阻抗等进行分类。第3页，共87页，编辑于2022年，星期五 2.传声器的结构与工作原理n n(1)动圈式传声器动圈式传声器n n目前通用的电动式传声器绝大多数是动圈式传声器。动圈式传声器采用了最基本的电磁换能原理。动圈式传声器是历史最悠久的传声器，直到今天仍有很强的生命力。这种传声器由于结构简单，稳定可靠，使用方便，固有噪声低，因此广泛应用于语言广播和扩声中。动圈式传声器的不足之处是灵敏度较低，容易产生磁感应噪声，频响较窄等。动圈式传声器如图5-15-1。第4页，共87页，编辑于2022年，星期五结构结构实物实物第5页，共87页，编辑于2022年，星期五

3、（2）电容式传声器n n电容式传声器是音响系统中常用的传声器，优点频率响应好，固有噪声电平低，失真小，是一种性能优良的传声器。它被广泛应用在广播电台、电视台、电影制片厂及厅堂扩声等各种场合。第6页，共87页，编辑于2022年，星期五n n电容式传声器结构及实物外型如图5-2 所示。电容式传声器主要由振膜、后极板、极化电源、前置放大器组成。电容传声器的极头，实际上是一只平板电容器，只不过两个电极中一个是固定电极板，一个是可动电极板，可动电极就是极薄的振膜（约2530m）,一般为金属化的塑料膜或金属膜。第7页，共87页，编辑于2022年，星期五电容式传声器结构及实物外型实物实物结构结构第8页，共8

4、7页，编辑于2022年，星期五n n（3）驻极体式传声器n n驻极体式传声器又叫自极化电容传声器或预极化电容传声器。这类传声器的构造与一般的电容式传声器很相似。有所不同的是它所使用的振动膜片和固定极板的材料中存在着永久性电荷。这样可省去一般的电容传声器所必需的极化电压，使传声器的体积和重量明显减少。驻极体传声器的结构和实物外观如图5-6所示。第9页，共87页，编辑于2022年，星期五驻极体式传声器实物实物结构结构第10页，共87页，编辑于2022年，星期五（4）铝带式传声器n n铝带式传声器是压差式传声器的主要品种。铝带式传声器铝带式传声器是压差式传声器的主要品种。铝带式传声器的工作原理是：振

5、动膜片为一条金属铝箔带，此铝箔带两的工作原理是：振动膜片为一条金属铝箔带，此铝箔带两端拉紧置于永久磁铁的两极之间。声波激励铝箔带时，到端拉紧置于永久磁铁的两极之间。声波激励铝箔带时，到达铝带两个表面的声波在任何瞬间均存在着声压差，使铝达铝带两个表面的声波在任何瞬间均存在着声压差，使铝箔带向着低声压的一面移动，处于磁场中的铝箔带移动可箔带向着低声压的一面移动，处于磁场中的铝箔带移动可产生感应电动势，此感应信号可通过一个升压变压器输出。产生感应电动势，此感应信号可通过一个升压变压器输出。第11页，共87页，编辑于2022年，星期五2.无线传声器n n无线传声器又称无线话筒，它是利用无线电波在近距离

6、内传递声音信号的传声器。它由无线话筒部分和接收机两部分组成。无线话筒部分相当于一台小型超高频(或特高频或特高频)发射机，将声音信号以无线电载波形式发发射机，将声音信号以无线电载波形式发射出去。接收机通常设置在调音台附近，它将信号接收射出去。接收机通常设置在调音台附近，它将信号接收下来然后进行解调，还原成声音信号，最后送入调音台下来然后进行解调，还原成声音信号，最后送入调音台进行录音或扩声。进行录音或扩声。第12页，共87页，编辑于2022年，星期五（1）无线传声器的分类n n 按振荡回路方式分为：调谐振荡回路式(其电路简单，频率稳定度较差，是普及型产品)；石英晶体控制电路式(频率准确稳定，但频

7、道固定)；锁相环频率合成式(频率精确稳定，且为可变换频率的多频道型)。第13页，共87页，编辑于2022年，星期五n n按载波频率分为：FM型(工作在调频波段88108MHz)；VHF型(又分低频段VHF型，工作在3050MHz；高频段VHF型，工作在150250MHz)；UHF型(又分低频段UHF型，工作在300600MHz；高频段UHF型，工作在7001000MHz)。n n 按接收方式可分为：单接收机单频道接收机；单接收机多频道接收机；双接收机单频道接收型；双接收机多频道接收型。第14页，共87页，编辑于2022年，星期五无线传声器及接收机无线传声器及接收机 第15页，共87页，编辑于2

8、022年，星期五（2）无线传声器信号接收方式n n无线传声器系统相当于一个小型移动电台，它以开路形式工作，电波在传播过程中容易受到各种以噪声形式出现的干扰。与一般移动无线电通信设备相比，无线传声器系统因传输的信号弱，传播条件更为不利。同时在传输过程中，由于电波多次反射在接收处产生干涉效应引起信号的衰落，因而导致接收声音的中断或信噪比急剧下降，即出现通常所说的“死点”。第16页，共87页，编辑于2022年，星期五（3）无线传声器的使用要点n n舞台上使用的无线传声器载频都选在甚高频或超高频舞台上使用的无线传声器载频都选在甚高频或超高频频段。因为超短波都是以视频方式传播的，所以接收机频段。因为超短

9、波都是以视频方式传播的，所以接收机的天线尽量要与发射机近一些。的天线尽量要与发射机近一些。n n无线传声器与接收机之间最好没有障碍物，尤其要避开金属结构、通风管道等金属框架，否则信号会被吸收掉或引起超短波的反射，使接收机上的天线感应场强下降，噪声增大。n n发射机天线一定要顺着人体垂直于地面。发射机天线一定要顺着人体垂直于地面。n n所有发射机天线不能与外壳相碰，否则会产生“喀喀”声。第17页，共87页，编辑于2022年，星期五避开盲点区：无线传声器在舞台上有时会听到避开盲点区：无线传声器在舞台上有时会听到“沙沙沙沙”声，拾音声，拾音消失。这就要求在演出前调试时找出盲点区，并做记录，让演员消失

10、。这就要求在演出前调试时找出盲点区，并做记录，让演员在舞台上避开盲点区，还可以调整天线角度来消除在舞台上避开盲点区，还可以调整天线角度来消除“盲点区盲点区”。双接收式无线传声器：为了提高无线传声器的质量，目前各厂家双接收式无线传声器：为了提高无线传声器的质量，目前各厂家都选用石英晶体振荡器，这样频率在较大的温度变化环境下，仍都选用石英晶体振荡器，这样频率在较大的温度变化环境下，仍能取得比较稳定的工作状态。为了更好保证接收稳定性，采用了能取得比较稳定的工作状态。为了更好保证接收稳定性，采用了双接收机，即一部无线传声器接收机用两根天线同时接收一个频双接收机，即一部无线传声器接收机用两根天线同时接收

11、一个频率的信号，进入两个高放电路中，然后进行比较，将其中信号大率的信号，进入两个高放电路中，然后进行比较，将其中信号大的一路送到下一级；将另一路电路关闭，电子开关速度很快，人的一路送到下一级；将另一路电路关闭，电子开关速度很快，人耳辨别不出来，从而减少了在舞台上出现盲点的现象。耳辨别不出来，从而减少了在舞台上出现盲点的现象。第18页，共87页，编辑于2022年，星期五n n同时使用无线传声器(指发射机部分)不要过多：一般不超过4只。使用过多的无线传声器(指发射机部分)，由于其频率接近，会产生互相干扰，影响整体的接收效果。n n音响师不仅要自己会使用无线传声器，而且要指导演员，如佩戴传声器时如何

12、操作，包括位置、距离、角度等。第19页，共87页，编辑于2022年，星期五n n传声器拾取声音的大小与传声器和声源之间的距离平方成反比，所以演员在演唱时，嘴部和传声器之间要保持一定的距离，以保证语言、歌声动听而又不模糊。n n常见问题的处理。如果传声器和声源之间的距离不合适，会产生以下缺陷：距离太远：传声器输出信号电压过低，噪声相对增大。声音轻微，其音色细节难以表现，缺乏亲切感。第20页，共87页，编辑于2022年，星期五n n11更换电池。在正常使用无线传声器时，因电池不足引起音频信号失真或频率干扰是时有发生的事。n n为了防止发生这种现象，操作人员可在正常使用无线传声器时，适时地使用调音台

13、FPL预听功能，用耳机监预听功能，用耳机监听无线传声器的信号，若发现声音清晰度稍有降低或噪声听无线传声器的信号，若发现声音清晰度稍有降低或噪声稍有增大，就应马上更换电池，尽可能避免由于电池能量稍有增大，就应马上更换电池，尽可能避免由于电池能量不足给操作者带来的心理压力。为保证无线话筒正常使用不足给操作者带来的心理压力。为保证无线话筒正常使用时不至出现信号失真和频率干扰，应使用能量充足的电池，时不至出现信号失真和频率干扰，应使用能量充足的电池，最好选用碱性最好选用碱性9V9V电池。电池。第21页，共87页，编辑于2022年，星期五n n3近讲传声器n n人们常常可以看到歌唱演员在舞台上演唱流行歌

14、曲时，手持一只小话筒放在嘴边，边唱边舞。从扩声设备传出的歌声温柔、甜美，具有亲切、深切之感。这种话筒就是近些年来发展起来的唱歌专用传声器，叫做近讲传声器。第22页，共87页，编辑于2022年，星期五5.1.2 传声器的技术指标n n传声器的主要技术指标有灵敏度、频率响应、指向性、输出阻抗、等效噪声级和动态范围等。n n1灵敏度n n灵敏度表示传声器的声一电转换效率。它规定为在自由声场中传声器在频率为1000Hz的恒定声压下所测得的开路输出电压。习惯上取在1bar(微巴)的声压下测得的输出电压作为传声器灵敏度。第23页，共87页，编辑于2022年，星期五2频率响应n n频率响应是传声器输出与频率

15、的关系，它是指传声器在频率响应是传声器输出与频率的关系，它是指传声器在一恒定声压下，不同频率时所测得的输出电压变化值。一恒定声压下，不同频率时所测得的输出电压变化值。作为高保真传声器的频响最低性能要求为作为高保真传声器的频响最低性能要求为505012500Hz12500Hz。通常卡拉OK演唱用的传声器频率范围在演唱用的传声器频率范围在80Hz13kHz13kHz，扩声用时一般在70Hz15kHz15kHz就不错了，此外有时传声器并不一定取平坦频响曲线，而是在高频段(主主要在要在300030008000Hz)8000Hz)有所提升，这样可增加拾音的明亮有所提升，这样可增加拾音的明亮度和清晰度，因

16、此在选用传声器时不能单纯看频响曲线，度和清晰度，因此在选用传声器时不能单纯看频响曲线，而主观试听十分重要。而主观试听十分重要。第24页，共87页，编辑于2022年，星期五3指向性n n传声器的指向性是指传声器的灵敏度随声波入射方向而传声器的指向性是指传声器的灵敏度随声波入射方向而变化的特性。它分为全向性、单向性和双向性三种。全变化的特性。它分为全向性、单向性和双向性三种。全向性传声器对来自四周的声波都有基本相同的灵敏度。向性传声器对来自四周的声波都有基本相同的灵敏度。单向性传声器的正面灵敏度比背面高。单向性传声器根单向性传声器的正面灵敏度比背面高。单向性传声器根据指向性特性曲线又分为心形、超心

17、形和超指向三种。据指向性特性曲线又分为心形、超心形和超指向三种。双向性传声的前、后两面灵敏度较高，左、右两侧的灵双向性传声的前、后两面灵敏度较高，左、右两侧的灵敏度偏低一些。敏度偏低一些。第25页，共87页，编辑于2022年，星期五4输出阻抗n n输出阻抗即为传声器的交流内阻，通常在频率为1000Hz、声压约为1Pa时测得。一般在1K以下为低阻抗，大于1k的为高阻抗；常用的传声器输出阻抗大致有200(低阻抗)，20k(高阻抗)和约1.5k(驻极体传声器)等。第26页，共87页，编辑于2022年，星期五5等效噪声级n n假定有一声波作用在传声器上，它所产生的输出电压的有效值和该传声器的输出端的固

18、有噪声电压相等，则该声波的声压级就等于传声器的等效噪声级。通常在A计权网络下测量，以dB表示，即n n等效噪声级=20lg(V/MP0)(dB)n n式中V为传声器的固有噪声电压，M为传声器灵敏度，P0为参考声压(为210-5pa)。第27页，共87页，编辑于2022年，星期五6动态范围n n传声器拾取的声音大小，其上限受到非线性失真的限制，而下限受其固有噪声的限制。因此，动态范围是指传声器在谐波失真为某一规定值(一般规定0.5%)0.5%)时所承受的最大声压级，与传声器的等效噪声级之差值(dB)。动态范围小会引起传输声音失真，音质变坏，。动态范围小会引起传输声音失真，音质变坏，因此要求传声器

19、有足够大的动态范围：高保真传声器的因此要求传声器有足够大的动态范围：高保真传声器的最大声压级在谐波失真最大声压级在谐波失真 0.5%时，要求120dB120dB。因此，若等效噪声级为22dB，则其动态范围为，则其动态范围为98dB98dB。当然，动态范围越大越好。第28页，共87页，编辑于2022年，星期五5.1.3 传声器的使用n n选择传声器，应根据使用的场合和对声音质量的要求，结选择传声器，应根据使用的场合和对声音质量的要求，结合各种传声器的特点，综合考虑选用。例如合各种传声器的特点，综合考虑选用。例如:高质量的录高质量的录音和播音，主要要求音质好，应选用电容式传声器、铝带音和播音，主要

20、要求音质好，应选用电容式传声器、铝带传声器或高级动圈式传声器；作一般扩音时，选用普通动传声器或高级动圈式传声器；作一般扩音时，选用普通动圈式即可；当讲话人位置不时移动或讲话时与扩音机距离圈式即可；当讲话人位置不时移动或讲话时与扩音机距离较远时，宜选用无线传声器；当环境噪声较大，如卡拉较远时，宜选用无线传声器；当环境噪声较大，如卡拉OK演唱，应选用单方向性、灵敏度较低的传声器，以减小杂音干扰等。在使用中应注意：第29页，共87页，编辑于2022年，星期五5.1.4 传声器的故障及维修n n传声器的元器件损坏时，修复是比较困难的。因此，大多数情况下必须用新的元器件更换损坏元件。n n1.1.电缆、

21、插头、开关故障及维修 n n电缆和插头是传声器与功率放大器联接的媒体。它们之间电缆和插头是传声器与功率放大器联接的媒体。它们之间那一个损坏也不能正常工作。那一个损坏也不能正常工作。n n(1)插头的损坏。插头一般是铜与硬塑注成一体的器件。插头的损坏。插头一般是铜与硬塑注成一体的器件。但是，使用不慎时也会损坏。主要是在使用过程中拽屏但是，使用不慎时也会损坏。主要是在使用过程中拽屏蔽线使其脱落或掉在地上被踩碎。第一种情况可重新接蔽线使其脱落或掉在地上被踩碎。第一种情况可重新接线，第二种情况应更换新的插头。线，第二种情况应更换新的插头。第30页，共87页，编辑于2022年，星期五n n(2)屏蔽线折

22、断。传声器用的联线均为屏蔽线，如长期屏蔽线折断。传声器用的联线均为屏蔽线，如长期在地上被踩踏或来回折的话都容易造成芯线折断或屏蔽在地上被踩踏或来回折的话都容易造成芯线折断或屏蔽层断线。断线故障可用万用表电阻挡直接检测是否断线，层断线。断线故障可用万用表电阻挡直接检测是否断线，但此时应把拾音头卸下后再测，千万不可在插头端直接但此时应把拾音头卸下后再测，千万不可在插头端直接测量，这样容易使大电流通过音圈而损坏。如折断点离测量，这样容易使大电流通过音圈而损坏。如折断点离插头或拾音头较近（大部分故障点在两头）就可剪一段插头或拾音头较近（大部分故障点在两头）就可剪一段重新接线，但在中间就不宜重新连接使用

23、，因此时可能重新接线，但在中间就不宜重新连接使用，因此时可能造成屏蔽层被损坏，使用时产生噪声干扰。造成屏蔽层被损坏，使用时产生噪声干扰。第31页，共87页，编辑于2022年，星期五n n(3)开关损坏。一般传声器用开关是微型开关，如使用时用力过大或开关次数过多，就会产生破损或疲劳而损坏。此时，应更换大小、尺寸一样的开关，并把线头对应焊牢。第32页，共87页，编辑于2022年，星期五2.音圈故障n n传声器的音圈是最容易损坏的换能元件。在检修时，决不能用普通万用表的低电阻挡直接测直流电阻的方法来检验好坏。此时，电阻挡的大电流会直接通过音圈，易使音圈烧坏或振坏振膜。这里介绍两种检验传声器音圈的方法

24、。第33页，共87页，编辑于2022年，星期五n n第一种，把传声器的输出端接在毫伏表或示波器上，用1000Hz、74dB声压级的声音对传声器进行电压测量。对大多数传声器来说，输出电压约为8mV。第二种，是用两个同型号的传声器进行异相连接，传声器输出端左、右焊接点用导线并联连接后用一根屏蔽线输出到功放上。把两个传声器并排放在离声源一样距离处，由于两传声器异相连接，所以它们产生的电信号大小相等方向相反，将会互相抵消。第34页，共87页，编辑于2022年，星期五n n5.2 扬声器n n扬声器是整个音响系统的终端换能器。扬声器又叫喇叭，是一种将有一定功率的音频信号转换成对应的机械运动再将其变成声音

25、的电声换能器。这种能量变换特性，可以用扬声器的标称功率、额定阻抗、频率范围、指向性、灵敏度及失真度等指标来衡量其性能的优劣。第35页，共87页，编辑于2022年，星期五5.2.1 扬声器的分类n n1.按工作原理分类按工作原理分类n n(1)(1)电动式扬声器。这种扬声器采用通电导体作音圈，电动式扬声器。这种扬声器采用通电导体作音圈，当音圈中输入一个音频电流信号时，音圈相当于一个载当音圈中输入一个音频电流信号时，音圈相当于一个载流导体。如果将它放在固定磁场里，根据载流导体在磁流导体。如果将它放在固定磁场里，根据载流导体在磁场中会受到力的作用而运动的原理，音圈会受到一个大场中会受到力的作用而运动

26、的原理，音圈会受到一个大小与音频电流成正比、方向随音频电流变化而变化的力。小与音频电流成正比、方向随音频电流变化而变化的力。这样，音圈就会在磁场作用下产生振动，并带动振膜振这样，音圈就会在磁场作用下产生振动，并带动振膜振动，振膜前后的空气也随之振动，这样就将电信号转换动，振膜前后的空气也随之振动，这样就将电信号转换成声波向四周辐射。图成声波向四周辐射。图5-105-10所示第36页，共87页，编辑于2022年，星期五第37页，共87页，编辑于2022年，星期五n n (2)电磁式扬声器。也叫舌簧式扬声器，声源信号电流通过音圈后会把用软铁材料制成的舌簧磁化，磁化了的可振动舌簧与磁体相互吸引或排拆

27、，产生驱动力，使振膜振动而发音。n n(3)(3)静电式扬声器。这种扬声器利用的是电容原理，即将导电振膜与固定电极按相反极性配置，形成一个电容。将声源电信号加于此电容的两极，极间因电场强度变化产生吸引力，从而驱动振膜振动发声。第38页，共87页，编辑于2022年，星期五n n(4)压电式扬声器：利用压电材料受到电场作用发生形变的大原理，将压电动元件置于音频电流信号形成的电场中，使其发生位移，从而产生逆电压效应，最后驱动振膜发声。第39页，共87页，编辑于2022年，星期五n n2.按振膜形状分类n n扬声器主要有锥形、平板形、球顶形、带状形、薄片形等。n n(1)锥形振膜扬声器。锥形振膜扬声器

28、中应用最广的就是锥形纸盆扬声器，它的振膜成圆锥状，是电动式扬声器中最普通、应用最广的扬声器，尤其是作为低音扬声器应用得最多。其外形如图5-11所示。第40页，共87页，编辑于2022年，星期五第41页，共87页，编辑于2022年，星期五n n(2)平板扬声器。也是一种电动式扬声器，它的振膜是平面的，以整体振动直接向外辐射声波。它的平面振膜是一块圆形蜂巢板，板中间是用铝箔制成的蜂巢芯，两面蒙上玻璃纤维。它的频率特性较为平坦，频带宽而且失真小，但额定功率较小。由平板扬声器构成的纯平超薄音箱实物如图5-12所示。第42页，共87页，编辑于2022年，星期五第43页，共87页，编辑于2022年，星期五

29、n n平板扬声器与普通的圆锥型扬声器相比较具以下特点：n n 不论在扬声器的前后左右聆听，音质均相同；n n 由于声音的衰减率低，所以即使声音很小也可以传播到远处；n n 体积较薄。该类扬声器主要用于笔记本电脑，也可应用于家庭影院系统的壁挂式或潜入式环绕声音箱。第44页，共87页，编辑于2022年，星期五(3)球顶形扬声器。n n球顶形扬声器是电动式扬声器的一种，其工作原理与纸盆扬声器相同。球顶形扬声器的显著特点是瞬态响应好、失真小、指向性好，但效率低些，常作为扬声器系统的中、高音单元使用。球顶形扬声器的结构和实物图如图5-13所示。第45页，共87页，编辑于2022年，星期五第46页，共87

30、页，编辑于2022年，星期五n n(4)号筒扬声器。号筒扬声器的工作原理与电动式纸盆扬声器相同。号筒扬声器的振膜多是球顶形的，也可以是其他形状。这种扬声器和其他扬声器的区别主要在于它的声辐射方式，纸盆扬声器和球顶扬声器等是由振膜直接鼓动周围的空气将声音辐射出去的，是直接辐射，而号筒扬声器是把振膜产生的声音通过号筒辐射到空间的，是间接辐射。图5-14 第47页，共87页，编辑于2022年，星期五第48页，共87页，编辑于2022年，星期五n n3.按放声频率分n n可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器、全频带扬声器等。一般人们把最佳工作频率低于60Hz的扬声器称为低音扬声器；把最佳工作频率在

31、300Hz5kHz的扬声器称为中音扬声器；把最佳工作频率高于5kHz的扬声器称为高音扬声器。第49页，共87页，编辑于2022年，星期五n n4.按扬声器振动膜制作材料的不同分n n按扬声器振动膜（盆）的制作材料的不同可分为纸盆、碳纤维盆、PP盆、玻璃纤维盆、防弹布盆、钛膜及丝绸膜扬声器。第50页，共87页，编辑于2022年，星期五5.2.2 扬声器的主要技术指标n n1.1.标称尺寸标称尺寸n n2.声压频率特性声压频率特性 n n3.3.频响范围频响范围 n n4.标称功率标称功率 n n5.标称阻抗标称阻抗 n n6.6.失真度失真度 n n7.7.指向特性指向特性 n n8.灵敏度 第

32、51页，共87页，编辑于2022年，星期五5.2.3 扬声器的选用原则n n扬声器实际上是一种把可听范围内的音频电功率信号通过换能器(扬声器单元),把它转变为具有足够声压级的可听声音。为能正确选择好扬声器,必须首先了解声音信号的属性,然后要求扬声器能“原汁原味”地把音频电信号还原成逼真自然的声音。所以在选用扬声器时，应着重考虑额定阻抗、额定功率、频响范围、谐振频率、灵敏度、失真度、总品质因数等指标。第52页，共87页，编辑于2022年，星期五5.3 分频器n n5.3.1 5.3.1 分频器的作用n n分频器又称分频网络。分频器的作用就是在音频系统中把全频带声频信号分成不同的频段后送到扬声器，

33、使它们得到合适频带的激励信号，再进行重放。例如双分频的音箱通过高通滤波器分离出较高的频率供给高音扬声器；通过低通滤波器分离出较低的频率供给低音扬声器。总括地说，分频网络的作用如下：第53页，共87页，编辑于2022年，星期五n n（1）展宽频带，改进频响。例如，低频扬声器在15003000Hz左右有大的峰谷，用分频网络可保证在1200Hz以上能量送往中、高频扬声器单元而不送往低频单元，这样对扬声器本身的频响要求就不那么苛刻，而且可避开扬声器频响上的大峰谷点，使整个音箱保持宽而平坦的频率响应。第54页，共87页，编辑于2022年，星期五n n（2 2）提高效率。亦即不要把高频能量输至不产生高音的

34、扬声器而浪费掉。n n（3 3）保护中音和高音扬声器不致损坏。由于入耳对中、高频声灵敏，所以低频需要更多能量，即用更多的能量来推动低频扬声器：倘若向中、高频单元输入低频大幅度信号，会使这些单元的振膜产生过度振动，从而引起失真，甚至损坏音圈和膜片。所以，保护中、高频单元也是使用分频网络的重要原因。第55页，共87页，编辑于2022年，星期五5.3.2 分频器的种类n n1.按电路结构分按电路结构分n n（1 1）功率分频器）功率分频器n n功率分频器位于功率放大器之后，设置在音箱内，由电容功率分频器位于功率放大器之后，设置在音箱内，由电容和电感滤波网络构成。其特点是分频网络设置在功率放大和电感滤

35、波网络构成。其特点是分频网络设置在功率放大器和扬声器之间。这种分频器把从功率放大器直接出的全器和扬声器之间。这种分频器把从功率放大器直接出的全频音频功率信号分为低音和高音或者低音、中音和高音，频音频功率信号分为低音和高音或者低音、中音和高音，将分频后的信号按不同频段分配给各频段扬声器。在全频将分频后的信号按不同频段分配给各频段扬声器。在全频高、低音或高、中、低音主动分频音箱中，均由被动分频高、低音或高、中、低音主动分频音箱中，均由被动分频电路完成分频任务电路完成分频任务,功率分频器框图如图5-18所示。所示。第56页，共87页，编辑于2022年，星期五第57页，共87页，编辑于2022年，星期

36、五（2）电子分频器n n电子分频器是一种将音频弱信号进行分频的设备，一般电子分频器是一种将音频弱信号进行分频的设备，一般由有源电子线路分频系统构成，其特点是分频系统位于由有源电子线路分频系统构成，其特点是分频系统位于功率放大器前，将全频音频弱分频后，把低音、高音或功率放大器前，将全频音频弱分频后，把低音、高音或低音、中音、高音信号分别送至各自功率放大器，然后低音、中音、高音信号分别送至各自功率放大器，然后由功放分别输出到低音、高音或低音、中音、高音扬声由功放分别输出到低音、高音或低音、中音、高音扬声器，这种方法被称为主动分频，因工作在弱信号情况下，器，这种方法被称为主动分频，因工作在弱信号情况

37、下，故可用小功率的电子有源滤波器实现分频。电子分频器故可用小功率的电子有源滤波器实现分频。电子分频器框图如图框图如图5-19 所示。第58页，共87页，编辑于2022年，星期五第59页，共87页，编辑于2022年，星期五2.按分频的频段数分n n分频器按分频的频段数分常见的有二分频和三分频两个类型。二分频器实际上是高通、低通滤波器的组合，三分频器则在中间再加带通滤波器。它们都是利用元件的如下性质：电感L(线圈)在频率低时阻抗小，故低频信号容易通过，而高频信号难以通过；电容C则相反，频率低时阻抗大，故低频信号难以通过，高频信号则容易通过，因此达到滤波或分频的目的。第60页，共87页，编辑于202

38、2年，星期五3.按分频器的衰减率分n n分频器的衰减率是指分频点以外的曲线下降的斜率，斜率越大，衰减率越大。分频器按分频点外曲线下降的斜率（衰减率）分有-6dB/OCT、-12dB/OCT-12dB/OCT、-18dB/OCT，-24dB/OCT-24dB/OCT几种类型，其中常用的是前两几种类型，其中常用的是前两种类型。对应的每路元件数为一个种类型。对应的每路元件数为一个(或一组)、二个、二个(或二或二组组)LC元件。元件。-18dBOCTOCT的分频器衰减率大，分频后不需要的频段被切除得较彻底，因而音质也较好，但因元件数增多，调整困难，且插入损耗也较大，故用得不多。-24dB-24dBOC

39、TOCT衰减率的分频器更为少见。衰减率的分频器更为少见。第61页，共87页，编辑于2022年，星期五5.3.3 常见分频网络的电路形式n n功率分频器一般是由R、L、C无源网络组成的高通（HPF）、低通（LPF）、带通（BPF）滤波器分频器，常见的电路形式有单元件型（一阶网络）和双元件型（二阶网络），它们的电路型式和频率特性如图5-21所示。分频电容应选用无感聚丙烯电容器或无极性金属化纸介电容器；分频电感应使用较粗的单芯漆包线绕制，电感器的直流电阻应小于扬声器标称阻抗的十分之一。第62页，共87页，编辑于2022年，星期五5.3.4 电子分频器的使用n n功率分频器被固定安装在音箱内部，并不需

40、要音响师对它进行调整，而电子分频器存在着正确使用、合理连接以及调整等多方面的问题，下面对专业电子分频器在使用中应该注意的几个主要问题加以介绍。图5-22是R-2320型分频器的面板图。R-2320型专业分频器是立体声二分频，单声道三分频专业电子分频器，有一组纯低音输出接口。第63页，共87页，编辑于2022年，星期五n n1面板上各个功能键、钮和接口的作用n n2电子分频器的调节和使用注意事项n n（1）分频点的确定n n（2）分频段增益n n（3）其他调整第64页，共87页，编辑于2022年，星期五5.4 音箱n n音箱即扬声器箱，它是由扬声器、箱体、分频网络和衰减器等组成，是以改善扬声器低

41、频辐射和提高音质为目的的扬声器系统。第65页，共87页，编辑于2022年，星期五5.4.1 音箱的作用n n音箱是音响系统中的最后组成部分。音箱的性能主要取决于扬声器的质量，其中低音频的放音效果又在很大程度上取决于箱体的结构与尺寸。实际上，音箱的主要作用是改善低音频的放音效果，一个优质音箱不仅能够体现出低音扬声器原有的性能，还有拓宽其重放下限频率、降低放音失真、提高辐射效率的作用。第66页，共87页，编辑于2022年，星期五n n扬声器是利用振膜(纸盆)的振动去推动空气振动而产生声音的，在振膜向前推动的瞬间，振膜前面的空气被压缩而变得稠密，振膜后面的空气则变得稀疏；在振膜向后振动的瞬间，纸盆前

42、后的空气疏密状况刚好相反。也就是说，纸盆前后所发出来的声波，相位正好相反。第67页，共87页，编辑于2022年，星期五5.4.2 音箱的分类n n音箱的分类方法很多。常见分类有：n n1 1按使用场合分n n按使用场合分有家用音箱和专业音箱两大类。家用音箱按使用场合分有家用音箱和专业音箱两大类。家用音箱主要用于家庭音响系统放音，一般用于面积小、听众少、主要用于家庭音响系统放音，一般用于面积小、听众少、环境安静的场合；在设计上追求音质的纤细、层次分明、环境安静的场合；在设计上追求音质的纤细、层次分明、解析力强；外形较为精致、美观；放音声压不太高、承解析力强；外形较为精致、美观；放音声压不太高、承

43、受的功率较小，音箱的功率一般不大于受的功率较小，音箱的功率一般不大于100W100W，灵敏度，灵敏度 90dBWm。家用音箱按用途可分为纯音乐、和家庭影院音箱，其中家庭影院音箱又可分为前置、中置、环绕、超低音等音箱。第68页，共87页，编辑于2022年，星期五3按用途来分n n专业音箱又可分主扩声音箱、监听音箱和返听音箱等。主扩声音箱一般用作音响系统对公众扩声的主要音箱，它承担着音响系统的主要扩声任务。因此，主扩声音箱对整个音响系统的放音质量的影响重大，所以对它的选择应十分严格、慎重。它可以选用全频带音箱，也可以选用全频带音箱加超低音音箱进行组合扩声。第69页，共87页，编辑于2022年，星期

44、五4按箱体结构来分n n 可分为密封式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、多腔谐振式音箱和声波管式音箱等。n n图5-23列出一些常见音箱的结构和形式。在各种音箱结列出一些常见音箱的结构和形式。在各种音箱结构型式中，密封式音箱和倒相式音箱用得最多，约占各种构型式中，密封式音箱和倒相式音箱用得最多，约占各种音箱数量的音箱数量的23。密封式音箱具有结构简单、体积较小、低频的瞬态特性等优点，但效率较低。密封式音箱主要用于家用音箱中，在专业音箱中较为少见，只有少数的监听音箱采用密封式结构。倒相式音箱可适合各种形式的扬声器，具有丰富的低音，使人有舒展感。第70页，共87页，编辑于2022年，星期五音箱的结构和

45、形式 第71页，共87页，编辑于2022年，星期五5.4.3 超低音音箱n n 1.超低音及其重放的方法超低音及其重放的方法n n 人耳可听声的整个声频范围为202020 000Hz，包含1010个倍频程，其中最低的两个倍频程个倍频程，其中最低的两个倍频程2040Hz40Hz，404080Hz80Hz有人分别称为超低音和重低音，一般统称为超低有人分别称为超低音和重低音，一般统称为超低音。超低音能否被良好地重放，将影响音乐的音。超低音能否被良好地重放，将影响音乐的“力度感力度感”和和“临场感临场感”。尤其是随着家庭影院。尤其是随着家庭影院AV的兴起，人们对音箱的表现力又提出了新的要求，既要有极佳

46、的音乐表现力，又要有爆得起的音响效果，这其中的关键在于超低音的重放，而普通小型音箱一般只能重放707080Hz以上的低音频，中型音箱低端也大多只能重放到50Hz左右。第72页，共87页，编辑于2022年，星期五为解决此间题，使超低音能有效重放的方法主要有三种：n n (1)(1)在扬声器单元上下功夫n n 为了扩展扬声器的低频重放范围，就要降低低频共振频率。从理论上讲，要降低共振频率就要加大振动系统的等效质量M0 0和减小系统的劲度和减小系统的劲度S S0。通常。通常,大口径扬声器的等效质量大，而从低音扬声器的输出功率和振幅关系来看，振幅与口径的平方成反比，因此可以用大口径扬声器作超低音扬声器

47、。第73页，共87页，编辑于2022年，星期五n n(2)在扬声器系统和电路配合上下功夫n n 如YAMAHA公司推出的主动伺服技术系统(简称AST系统，后因商标注册问题改称YST系统)，它把扬声器系统和功率放大器的设计结合起来，形成一组理想的系统，可以在6L容积的小箱体中具有2820000Hz的频率响应。第74页，共87页，编辑于2022年，星期五n n(3)在音箱的结构上创新n n 近年来在这方面做了许多研究，并出现了许多新颖而有效的超低音音箱结构，其中尤以带通滤波式超低音音箱获得了广泛的应用。第75页，共87页，编辑于2022年，星期五n n2.常用超低音音箱常用超低音音箱n n （1）

48、单开口声带通式超低音音箱n n单开口声带通式超低音音箱又称单开口声带通式超低音音箱又称ASW(Acoustic Super ASW(Acoustic Super Woofer)Woofer)方式。它可以看作是一个封闭箱和一个亥姆霍兹共振器串联组合而成，特性呈相乘关系，因此得到如图5-285-28中的低音带通特性。这种单开口带通式音箱可以使用较小口径的低音扬声器获得下限频率约为30Hz30Hz的超低音重放。的超低音重放。第76页，共87页，编辑于2022年，星期五n n（2）双开口带通式超低音音箱n n如在封闭箱中再加一出声口，如图5-29所示，就构成双开口带通式超低音音箱。它可以看作是一个倒相

49、箱与一个亥姆霍兹共振器的组合体，也可以看作是两个亥姆霍兹共振器的组合体，各自有互不相同的共振频率，其复合特性如图5-29右边所示，从而获得比单开口带通式音箱的频带宽度更宽的超低音重放。第77页，共87页，编辑于2022年，星期五n n（3）声波导管式超低音音箱n nBOSE(博士博士)公司利用声波管方式制成了利用管共振原理的声波导管式超低音音箱。即俗称“低音炮”或“加农炮”式的超低音扬声器系统，如图5-315-31所示。它使用长2.86m2.86m、重、重182kg182kg的管子，其中装有一只250mm250mm的扬声器。扬声器位于前后管长之比为3：1处，每一段管子都可看作一端封闭的管子，在

50、处，每一段管子都可看作一端封闭的管子，在1/41/4的的奇数倍产生声共振。在共振时，纸盆附近密度最大，而两奇数倍产生声共振。在共振时，纸盆附近密度最大，而两端开口处密度最小，因此纸盆只要作小振幅振动就可使空端开口处密度最小，因此纸盆只要作小振幅振动就可使空气柱作大振幅运动，从而将大能量推出，获得高频率的超气柱作大振幅运动，从而将大能量推出，获得高频率的超低音重放。低音重放。第78页，共87页，编辑于2022年，星期五5.4.4 音箱的选择与检修n n 1.音箱的选择n n 在选购音箱之前，有两点必须明确：一是音箱与其他音响设备的选购一样，必须是价钱与性能二者折衷考虑，或者是质量等级与成本之间的