现代音响与调音技术-第6章-声源设备.ppt

1,第6章 声源设备,声源设备也称为信号源设备，它主要包括传声器、调谐器(收音头)、电唱机、磁带录音机、激光唱机以及其它数字信号源等扩声系统中的声源分为两类：自然声（人声或乐器演奏声）和软件制品（唱片，磁带，CD）的重放声2,记录声音的方法：,机械录音：用机械变形来模拟声波，使声音保持在唱片上如电唱片和激光唱片等光学录音：用光调幅器将电信号转换为光强的变化，并使电影胶片感光而形成声带，此声带不但储存声音信息，而且还储存图像信息如胶片声带磁带录音：铁磁载音体在被录音信号所形成的交变磁场中作匀速运动，使载音体的各个小段在磁场扫描的方向内留下对应于被录音信号的剩磁磁性录音很容易用去磁的方法来消除3,磁带及电唱片使用率目前已经比较低，特别是最近几年激光唱机迅猛发展，使人们几乎将其遗忘激光唱机（CD）是最早进入家庭的数字信号源设备，由于它的性能优良，合理的价格以及操作方便等优点，它的普及率已成为仅次于盒式录音机的高保真信号源设备数字信号源设备除了最常见的激光唱机(CD)、微型磁光盘录音机(MD)、数字盒式磁带录音机(DCC)、数字音频磁带录音机(DAT)外，还有音视频信号源设备，如激光影碟机(LD)、小影碟机(VCD)、(DVD)以及数字录像机、数字电视机等。

4,突出优点是：①电声指标较高，音质优良；②工作稳定，不像磁带那样容易出现卡带；③容易从中间选取任意段落的信号；④唱片能长期保存 不足之处是不能由用户自行录音，防震能力差6.1 电唱机,5,6.1.1 唱片,唱片是以机械形变方式模拟并存储声音信息的一种载体随着电子技术的发展，唱片经历了粗纹唱片、密纹唱片和立体声唱片等发展阶段.,现在流行的高保真密纹唱片、立体声唱片放唱时间可达到粗纹唱片的5～6倍，而且诸如信号噪声比、频率特性、非线性失真和动态范围等重要技术指标也都有所提高6,唱片的分类方法很多，有按转速分类的，如每分钟33 又1/3转、45和78转唱片有按唱片的功能来划分的，如单声道唱片、双声道立体声唱片和四声道立体声唱片等此外，还有按纹槽粗细及直径大小来分的，如“粗纹唱片”、“密纹唱片”、“薄膜唱片”以及30cm ,25cm等唱片,1. 唱片的种类和尺寸,7,为了简化唱片类别，国际电工委员会于1982年建议推行一种唱片四位数符号表示法，其前两位数表示唱片的标准直径，后两位数表示唱片的转速.,表6―3 国产唱片代号,国产唱片规定用汉语拼音字母作为代号，并且在唱片引出槽间隙、片芯、目录和封套上明文标记。

例如，M—×××表示密纹唱片字母后面的数字是唱片顺序号8,为了区分单声道和立体声唱片，在唱片芯上都作出明确标记对单声道唱片必须标明“单声”(MONO)字样或“”符号；对于立体声唱片，应标明“立体声”(STEREO)或双环“○○”符号文字和符号两者也可同时并用9,2. 立体声唱片,双声道立体声唱片要求能同时记录两路声音信息第一种是双轨方式，即用两条独立的纹槽同时记录两路信息，唱片的录音面被一分为二外周部分记录右声道，内周记录左声道放唱时，由安装在同一音臂上的两个拾音头同时在唱片的外周和内周部分拾取信号第二种是采用频率分割方式，可以在同一纹槽内记录两个声道的信息第三种是 “纵、横”(VL)方式，这种方式以纵向调制记录左(L)声道信息，纹槽随调制信号作深浅变化；以横向调制记录右(R)声道信息，纹槽沿水平方向位移10,第四种即45°/45°调制方式所谓45°/45°制式是指把右声道信号刻录在与刻纹刀成+45°的声槽外壁上，而把左声道信号刻录在与刻纹刀成-45°的声槽内壁上由于声槽内、外壁是互相垂直的，因而右声道刻录方向垂直于声槽外臂，左声道刻录方向将垂直于声槽内壁 45°/45°立体声唱片制式是一种比较理想的制式，它能和单声道系统兼容放唱，而且左、右声道对称性较好，不会破坏双声道的平衡度。

11,立体声唱片的构造,为了解决一只唱针拾取立体声信号的问题，立体声唱片的声槽的表面呈“V”字型，声槽左右两壁的压角称为包含角，为90度左右槽的宽度与深度不仅取决于刻纹刀的大小，还同录制声音信号的变化有关立体声密纹唱片的声纹较密，以延长放唱时间在立体声密纹唱片上，一般把左声道信号刻录在声槽的内侧壁，而把右声道的信号刻录在声槽的外侧壁这样就可以使用一只唱针，同时拾取左右声道的两个音频信号12,立体声唱片的拾音,立体声唱片是在一条声纹上存储了左右两路信号，每个声纹的侧壁都包含着一个独立通道的信号，在立体声唱头的唱针的上部有两个互相垂直的拾音线圈，里面包含着一个运动磁铁13,立体声唱片的拾音,如图，当唱针运动在左臂时，唱针的运动会带动上面的磁铁的磁力线切割左线圈，从而馈送出左声道信号；由于右边运动磁铁的磁力线此时没有切割线圈，所以右声道没有信号输出此时发出的只有左声道信号，没有右声道信号14,立体声唱片的拾音,如图，当唱针运动在右臂时，唱针的运动会带动上面的磁铁的磁力线切割右线圈，从而馈送出右声道信号；由于左边运动磁铁的磁力线此时没有切割线圈，所以左声道没有信号输出此时发出的只有右声道信号，没有左声道信号。

15,立体声唱片的拾音,也就是说，每个线圈只响应与之对应的侧壁运动分量即左线圈只读取左臂的运动，检测不出右臂的任何变化或位移，而右线圈同理当左臂和右臂中包含的信号起伏同时共同作用于唱针时，唱针便按两臂相对位移决定的某一方向运动，从而拾取出内容丰富的立体声信号16,唱片录放声频率预均衡和去均衡,唱片制作时的频率预均衡特性为的是提升高频和压低低频但如果此时直接用密纹唱片放音，就会造成高音过强刺耳，低音过弱无力音乐欣赏失去意义为了把录音节目在放音时恢复到本来的面目，恢复高保真音乐所要求的平直频率响应特性，在放音时要设置去均衡电路：提升低音，衰减高音，即提升低频，衰减高频去均衡电路通常称为唱头放大电路，也称RIAA唱头放大电路17,RIAA唱头放大电路,这是一个由集成运放组成的放大电路，引入了负反馈这个电路有两个任务：一是把电磁唱头输出的约3mV左右的微弱信号先行放大到几十毫伏或几百毫伏，再送入前置放大器；二是进行频率特性的去均衡，去均衡网络由负反馈元件组成18,19,6.1.2 电唱机,电唱机主要由电动机、拾音头、拾音臂、传动机构、转盘和机箱等组成对高级电唱机往往还有频闪测速、唱盘水平调节、转速微调、音臂自动升降、自动放唱等附属装置。

电唱机的传动方式可采用摩擦传动、带传动和直接传动等方式其中，直接传动方式比较好，转速非常稳定，抖晃率可在0.03%以下，信噪比高于60dB20,电动机是驱动装置的核心，电机速度的稳定性，决定了整个电唱机拾音效果的好坏拾音头和拾音臂组成了拾音器拾音器是在唱片放音时完成力——电转换的一种换能器其作用是把唱针沿唱片槽纹运动做的机械功率转换为相应的电信号由于拾音器担任能量转换的重任，因而是电唱机中最重要，也是最薄弱的环节电动机,21,拾音臂对重放声音的音质影响很大它不但要保持唱头在唱片上轻巧、灵活、平滑地运行，而且拾音臂不应随唱针的振动而发生共振如有任何缺陷，都将影响电唱机的放唱质量拾音臂大致可分为两大类：一类是支点式拾音臂，它的臂前端弯曲，并以支点为中心转动，从而使唱针沿声槽平滑地移动；,另一类是线性跟踪臂，它与刻纹头一样，使唱针沿直线移动，其失真较前者小，但构造复杂，目前使用不普遍拾音臂,22,拾音臂,拾音臂按形状有以下三种,图6―6 拾音臂的形状(a)直线型；(b)J型；(c)S型,23,转盘,优质的转盘是高档电唱机的另一个重要标志，应该具有很高的加工精度，质量大且必须进行动平衡校正，使其运转平稳以减小抖晃率，提高信噪比。

24,声槽刻纹所记录的音乐信号是通过唱针来拾取的，并经过拾音臂使磁铁振动而转变为电信号目前高质量电唱机使用的唱针，基本上都是人造宝石或钻石制做的前者的寿命可播放几百次，后者寿命达几千次从针的断面形状来分有圆形和椭圆形唱针两种椭圆形唱针具有优越的性能，由于其研磨加工比较困难，所以只在高级唱机上使用唱针,25,唱头的种类很多，早期普及型唱机采用晶体型(CR)和陶瓷型(CE)唱头，近年一般选用可动铁型(MI)、可动磁铁型(MM)或动圈型(MC)唱头唱头,(1)陶瓷型这种类型的唱头是利用陶瓷晶体产生的压电效应制成的这种类型的唱头不需要均衡电路但是音质不如其它型式的好，所以高质量的唱机几乎不采用,26,唱头的种类很多，早期普及型唱机采用晶体型(CR)和陶瓷型(CE)唱头，近年一般选用可动铁型(MI)、可动磁铁型(MM)或动圈型(MC)唱头唱头,(2)可动磁铁型在唱头中，它是主要的一种，因为它的频率特性、音质都比较好，价格适中，所以被广泛使用它的工作原理是利用磁铁在磁场中振动而产生电信号27,唱头的种类很多，早期普及型唱机采用晶体型(CR)和陶瓷型(CE)唱头，近年一般选用可动铁型(MI)、可动磁铁型(MM)或动圈型(MC)唱头。

唱头,(3)动圈型这种类型的唱头，其磁铁是固定的，它的工作原理是利用线圈在磁场里振动而产生电信号其音质清彻透亮由于其输出信号很小，所以需要另配专用的前置放大器，基本上不能更换唱针，价格昂贵28,不论哪一种类型的唱头，其原理都是由于唱针的振动而使得通过线圈的磁通量发生变化，因此圈上就产生了感应电动势唱针拾取唱片声槽的振动信号后，通过悬臂使另一端的微小磁铁产生振动，于是通过磁铁的磁通量将发生变化，使线圈产生感应电动势唱头,29,电唱机按放唱操作的自动化程度可分为五种： (1)全手控唱机：一切控制都由使用者自己操作2)半自动唱机：只需使用者将音臂抬起移离托臂架，其余放唱过程全部自动完成,(3)自动唱机：只需使用者开机，其余放唱过程全部自动完成,自动装置,30,(4)自动换片唱机：使用者先把若干张唱片(约6张)放在特制的中心轴上，开机之后，将自动按顺序完成全部唱片的放唱过程5)全自动电唱机：如果电唱机不但具有自停、自动换片装置，而且具有音臂自动升起、降落、放唱和复位等功能，就称为全自动电唱机使用时只要按下“自动”按钮，整个放唱过程就由电唱盘的自动装置来完成31,6.1.3 电唱机的技术性能指标,1.转速 理想的电唱机转盘的转速应与唱片标称转速一致，目前规定了两种标准转速：45r/min和33 r/min。

电唱机的实际转速与标称转速往往会产生一些偏差转速偏差定义为,转速偏差=,实际转速-标称转速,标称转速,,×100%,一般高保真电唱机在标准转速下的平均偏差应该限制在(+1.5～-1)%的范围内,32,2. 抖晃率,电唱机由于电动机、传动机构、转盘轴承精度以及唱片偏心和翘曲等原因而引起转速误差，致使重放的纯音出现周期性的频率偏移，从而使唱片放出的声音忽高忽低，即产生了所谓的抖晃抖晃率是描述电唱机短时间转速变化的一项指标通常，6Hz以上的频率偏移称为抖，在听感上表现为一种低频调制噪声，使音质不清；把6Hz以下的频率偏移，称为晃，在听感上主要表现为音调的变化,33,抖晃率=,频率偏移量(Δf),标准频率,,×100%,高保真电唱机的抖晃率应限制在0.2%以下最优良的晶体锁相环电唱机的抖晃率可低至0.03%以下34,3. 信噪比,电唱机的噪声主要来自两方面：一是转动机构的机械振动经拾音头(唱头)转换后形成的电噪声，通常称为转盘噪声；另一是杂散电磁场感应引起的交流哼声影响信噪比的原因主要是转盘噪声它是一种低频干扰，可以通过放大器传到扬声器，引起重放声音的严重失真,转盘信噪比=,35,4.针压,针压是指唱针垂直于唱片声槽的静态压力。

针压过大易磨损唱片及唱针；过小的针压易出现瞬间跳槽而产生非线性失真正常的针压，应使唱针能跟随唱片声槽的调制纹，而又不磨损唱片,36,6.2 磁带录音机,。