数字扩声工程设计与应用PDF电子书下载

基础篇 1

第1章 声学基础 1

1.1声音信号的特性 1

1.1.1音频信号的频谱范围 1

1.1.2复杂信号波形的频谱 3

1.2声波的波长、频率和传播速度 4

1.3声波的反射、绕射和折射 5

1.3.1声波的反射和绕射 5

1.3.2声波的折射 6

1.4声波在自由声场中的传播特性 6

1.4.1传播方式和传播衰减 7

1.4.2近场和远场的传播衰减 8

1.4.3平方反比定律 8

1.4.4大气对高频的附加吸收衰减 9

1.4.5声压级叠加 9

1.5声源的指向特性 10

1.5.1指向性指数DI 10

1.5.2指向性因数Q 10

1.6室内声场分布 13

1.6.1室内声场的增长和衰减 13

1.6.2室内声场的结构 13

1.6.3指向性声源的直达声场和混响声场 15

1.6.4混响时间计算 19

1.7两个延时的“相干”宽频带音频信号的合成 21

1.7.1梳状滤波器频率和振幅的计算 23

1.7.2梳状滤波器特性对系统的影响和改进措施 24

1.8本底噪声 25

1.9倍频程频带和1／3倍频程频带 26

1.10听觉生理学和心理声学 27

1.10.1声压级 28

1.10.2响度级 28

1.10.3响度 29

1.10.4等响度曲线 29

1.10.5声级计的计权曲线 29

1.10.6声音的掩蔽和哈斯效应 31

1.11建筑声学设计的必要性 33

1.11.1吸声材料和吸声结构 33

1.11.2特殊吸声结构 37

第2章 音响系统技术指标测量方法和音质评价 40

2.1音响工程的客观测量 40

2.1.1厅堂音响工程声学特性指标的测量方法 41

2.1.2声音的清晰度和可懂度 48

2.1.3声音清晰度的评价标准 52

2.1.4提高声音清晰度的主要技术措施 54

2.2音质主观听音评价 55

2.2.1声音组成的三要素——音调、音色和音量 55

2.2.2频率响应特性对音质的影响——声波的音感分析 56

2.2.3人耳对失真的感觉度 58

2.2.4音量对听感的影响 58

2.2.5音质主观评价专用节目源 58

2.2.6音质主观评价术语及含义 59

2.2.7音质主观评价的方法 61

第3章 数字音频技术基础 64

3.1数字音频信号的数据率 64

3.2.音频信号数据压缩的依据 64

3.3实现数字化的方法 65

3.3.1取样 66

3.3.2量化 68

3.3.3编码 69

3.4信号的频域概念和时域概念 71

3.4.1频域概念 71

3.4.2时域概念 72

3.5数字音频压缩编码标准 73

3.5.1 MPEG-1音频压缩编码 73

3.5.2 MPEG-1数据码流 74

3.5.3 MPEG-2音频编解码系统 75

3.5.4 MPEG-4音频压缩编码 77

3.6 MP3数字音乐压缩技术 77

3.7常用音频文件格式 78

3.7.1声音文件 78

3.7.2 MIDI文件 79

3.7.3 MIDI技术规范 80

3.8数字音频接口卡 83

3.8.1音频卡（声卡） 83

3.8.2数字音频接口 85

第4章 数据通信网络 86

4.1数据通信系统 86

4.1.1数据通信系统模型 86

4.1.2数据通信的信道概念 87

4.2模拟传输系统 89

4.2.1频分复用技术 89

4.2.2波分复用技术 90

4.3数字传输系统 91

4.3.1时分复用技术 91

4.3.2统计时分复用技术 93

4.3.3码分多址复用技术 94

4.4同步通信和异步通信 95

4.4.1三种基本同步方式 95

4.4.2同步通信和异步通信实施方案 95

4.5数据通信接口 96

4.6计算机互联网通信体系 100

4.6.1电路交换和分组交换 100

4.6.2计算机互联网体系和通信协议 101

4.7局域网和以太网传输系统 104

4.7.1局域网传输系统 104

4.7.2以太网传输系统 106

4.7.3高速以太网 109

4.7.4无线局域网 116

4.8互联网传输 118

4.8.1因特网的层次结构 119

4.8.2因特网的网际协议 120

4.8.3因特网的传输控制协议 124

4.8.4用户数据报协议 127

4.8.5因特网地址 129

4.8.6因特网的域名系统 136

4.8.7因特网地址空间的扩展 138

4.8.8路由技术 141

4.8.9因特网接入 143

4.9传输介质 144

4.9.1双绞线缆传输网络 145

4.9.2同轴电缆传输网络 151

4.9.3光缆传输网络 154

4.9.4无线传输网络 157

第5章 数字音频传输技术 160

5.1 AES／EBU标准 160

5.1.1 AES／EBU的数据结构 160

5.1.2 AES／EBU编码器和数据传输系统 162

5.2 CobraNet数字音频传输技术 163

5.2.1 CobraNet数据帧结构 164

5.2.2 CobraNet设备 166

5.2.3 CobraNet的网络架构 166

5.3 EtherSound数字音频传输技术 167

5.4 Dante数字音频传输技术 169

5.4.1 Dante网络的连接方式 170

5.4.2网络延时 170

5.4.3时钟同步 172

5.4.4单播、多播（组播）、广播通信 173

5.4.5音频信息传送的路由和控制 175

5.4.6三种以太网传输技术对比 175

5.5 Ethernet AVB以太网音视频桥接技术 175

5.5.1 Ethernet AVB网络的构成 176

5.5.2 AVB网络协议概要 177

5.5.3 AVB网络 179

5.6串行多路音频数字接口 181

5.7 HiQnet接口 181

第6章 传声器 182

6.1传声器的分类和基本原理 182

6.1.1传声器分类 182

6.1.2工作原理 182

6.2传声器的主要技术特性参数 186

6.2.1指向特性 186

6.2.2频响特性 188

6.2.3开路灵敏度 189

6.2.4动态范围和失真度 191

6.2.5输出阻抗 191

6.3传声器使用中的若干问题 191

6.3.1多途径声波对传声器频响特性的影响 191

6.3.2电容传声器的幻象供电 193

6.3.3传输电缆的线路损失 193

6.3.4多传声器对系统传声增益的影响 194

6.4无线传声器系统 195

6.4.1无线传声器的主要技术指标 196

6.4.2优质无线传声器采用的相关技术 197

6.4.3正确使用无线传声器系统 199

6.5常用传声器产品的技术特性 202

6.5.1森海塞尔传声器 202

6.5.2舒尔传声器 207

第7章 扬声器系统 218

7.1高频扬声器 218

7.1.1压缩驱动器的主要技术特性 219

7.1.2高音号筒类型 223

7.1.3高音号筒扬声器的组合应用 227

7.1.4其他类型的高频扬声器系统 230

7.2低频扬声器系统 232

7.2.1低频扬声器单元 232

7.2.2低频扬声器系统 233

7.2.3低频扬声器阵列 238

7.3中频扬声器系统 241

7.3.1中频压缩驱动器＋中频号筒 242

7.3.2中频扬声器阵列 242

7.4扬声器系统的分频网络 243

7.4.1内置无源分频网络 （功率分频器） 244

7.4.2电子分频器 247

7.5全频扬声器系统的结构类型 247

7.5.1倒相式全频扬声器系统 247

7.5.2同轴扬声器系统 247

7.5.3恒指向性扬声器系统 248

7.6全频扬声器阵列 248

7.6.1水平全频扬声器阵列 249

7.6.2垂直全频扬声器阵列 255

7.6.3线声源全频扬声器阵列 256

7.7扬声器系统主要技术参数 264

7.8正确选用扬声器系统 267

7.9典型产品 271

7.9.1 d＆b audiotechnik扬声器系列 271

7.9.2 LA （L-Acoustics）扬声器 275

7.9.3 Meyer Sound扬声器 279

7.9.4 EAW扬声器系统 292

7.9.5美国JBL扬声器 304

7.9.6贝塔斯瑞（β3）线阵列扬声器 304

7.9.7 LAX大功率专业扬声器 314

第8章 音频功率放大器 321

8.1各类音频功率放大器的原理和特点 321

8.1.1模拟类晶体管功率放大器 322

8.1.2数字类功率放大器 323

8.1.3网络功率放大器 327

8.2现代扩声系统对音频功率放大器的要求 330

8.2.1电性能指标 330

8.2.2可靠性和耐用性指标 332

8.2.3增加功率放大器的输出功率 333

8.3确定功率放大器与扬声器之间的连接电缆 334

8.4典型产品 335

8.4.1数字类功率放大器 336

8.4.2网络类功率放大器 351

8.4.3多通道模拟类功率放大器 353

第9章 调音台 356

9.1调音台的基本功能 356

9.2调音台分类 357

9.3调音台的结构 358

9.3.1通道输入组件 360

9.3.2输出组件 360

9.3.3控制和显示组件 361

9.4模拟调音台的主要技术参数 362

9.5数字调音台 363

9.5.1实况数字调音台的基本组成 364

9.5.2数字调音台的功能模块 368

9.5.3数字调音台的输入／输出接口以及参数设置 370

9.5.4数字调音台的扩展、备份和软件升级 371

9.6选择调音台 371

9.7数字调音台典型产品 373

9.7.1 DiGiCo数字调音台 373

9.7.2 Studer Vista 8数字调音台 377

9.7.3 Soundcraft Vi6数字调音台 381

9.7.4 Stagetec数字调音台 384

9.7.5 Allen＆Heath数字调音台 394

第10章 周边设备的原理与应用 402

10.1频率特性均衡器 402

10.2混响效果器 407

10.2.1混响效果器的原理 407

10.2.2混响效果器的应用和连接方法 409

10.2.3声源效果器主要技术规格 410

10.3数字延时器 412

10.4声音激励器 415

10.5反馈抑制器 416

10.5.1产生声反馈啸叫的原因及解决方案 416

10.5.2 FBX自动反馈抑制器的原理和应用 417

10.6信号动态处理装置 419

10.6.1信号动态处理器的四种工作模式 420

10.6.2调节信号动态处理装置 422

10.6.3信号动态处理装置的应用 424

10.6.4典型产品技术特性 425

10.7系统电子控制器 427

10.7.1系统电子控制器功能 427

10.7.2 DSC 260数字系统控制器 428

10.7.3 DSC 260数字系统控制器编程要点 428

10.8可编程的数字音频处理器 431

10.8.1系统配置 432

10.8.2系统特点 434

10.9数字音频工作站 434

10.9.1 Power-Q ADF-4000数字音频工作站的功能 435

10.9.2 Power-Q ADF-4000数字音频工作站的基本工作原理 435

10.9.3 Power-Q ADF-4000数字音频工作站的使用要点 437

10.10网络数字音频处理器 439

10.10.1网络数字音频处理器的特点 440

10.10.2网络数字音频处理器的功能模块 441

10.10.3网络数字音频处理器的控制及编程方法 442

10.10.4网络数字音频处理器的接口 444

10.10.5典型产品 444

10.11 Symetrix数字音频处理器 452

10.12 Q-Sys音频处理平台 456

应用篇 464

第11章 数字扩声工程设计 464

11.1数字扩声系统的功能特征 464

11.1.1数字音频技术的优点 464

11.1.2数字扩声系统的功能特征 465

11.1.3数字调音台 466

11.2数字扩声系统组成 466

11.3扩声工程分类 467

11.4扩声工程设计 468

11.4.1扩声系统设计 469

11.4.2 EASE电声工程模拟设计软件 470

11.5各类扩声系统的功能特征和典型结构 471

11.5.1剧场类实况数字扩声系统 471

11.5.2体育场馆数字扩声系统 474

11.5.3多媒体数字会议系统 476

11.5.4流动演出数字扩声系统 478

第12章 剧场类数字扩声工程 480

12.1上海保利大剧院 480

12.1.1大剧场扩声系统组成 481

12.1.2扬声器系统 481

12.1.3功率放大器 482

12.1.4调音台 483

12.1.5音源设备 484

12.1.6 HiQnet实时监控平台 485

12.2上海国际舞蹈中心大剧院 486

12.2.1系统设计方案 486

12.2.2扬声器选型及声场覆盖 488

12.2.3声场设计 492

12.2.4功率放大系统 495

12.2.5数字调音台 496

12.2.6系统数字音频处理系统 497

12.2.7传声器和节目播放器 497

12.2.8内部通信系统 498

12.3上海大剧院扩声系统升级更新改造 500

12.3.1大剧场扩声系统升级更新改造 501

12.3.2系统设计和设备选型 502

12.3.3系统测试数据 507

12.3.4系统评价 508

12.4安徽省广电新中心3600m2电视演播剧场扩声系统 508

12.4.1演播剧场的声场设计 510

12.4.2多工位调音系统 511

12.4.3数字信号处理器系统 512

12.4.4传声器、音源设备 513

12.4.5信号传输分配 514

12.4.6不间断电源 514

12.5天津数字电视大厦多功能剧场 515

12.5.1扩声系统构成 515

12.5.2扬声器选型及布局 516

12.5.3声场设计 517

12.5.4调音台系统 519

12.5.5系统安全性设计 520

12.5.6传声器和播放器 522

12.5.7内部通信系统 523

12.6江苏大剧院歌剧厅 526

12.6.1歌剧厅扩声系统声场设计 528

12.6.2调音台系统 529

12.6.3观众厅扩声系统的信号处理及功率驱动 530

12.6.4传声器、放音及周边设备 530

12.7社区剧院 531

第13章 体育比赛场（馆）数字扩声系统 536

13.1江阴市体育中心体育场扩声系统 541

13.1.1设计方案 541

13.1.2主扩声扬声器系统的布置方式 543

13.1.3信号输入／输出接口 545

13.1.4重点技术措施 546

13.2上海旗忠森林网球中心主体育馆扩声系统 546

13.2.1扬声器选型和布局 547

13.2.2信号分配、处理、传输和远程监控 548

13.2.3自适音量控制系统 549

13.2.4扩声系统主要设备配置 549

13.2.5系统测试报告 549

13.3上海市八万人体育场扩声系统改造 550

13.3.1系统改造措施 550

13.3.2现场测试结果 554

13.4徐州奥体中心扩声系统工程 554

13.4.1工程概述 555

13.4.2扩声系统设计 555

13.4.3效果评价 558

第14章 多媒体数字会议系统 559

14.1多媒体数字会议系统的组成及基本功能 559

14.2多媒体数字会议系统分类 561

14.3数字会议子系统设计 563

14.4红外线同声传译系统设计 568

14.4.1有线同声传译系统 568

14.4.2无线同声传译系统 568

14.4.3红外辐射功率、通道数量、S／ N与覆盖区／最大作用距离的关系 571

14.4.4减少光干扰 573

14.5无纸化多媒体会议系统 573

14.6数字红外无线会议系统 577

第15章 公共广播系统 581

15.1公共广播系统的特点 581

15.2公共广播系统的功能要求 581

15.3系统架构 582

15.3.1基本小系统 582

15.3.2标准系统 583

15.3.3通用系统 584

15.3.4智能公共广播系统 586

15.3.5传输网络 588

15.3.6局域网和互联网传输的公共广播系统 588

15.4公共广播系统设计 590

15.4.1广播扬声器的选用 590

15.4.2广播区域的声压级计算 591

15.4.3广播功放与扬声器的功率匹配 591

15.4.4传输线路截面积计算 593

15.4.5紧急广播的强制切换（强插）控制电路 594

15.5公共广播应用举例 595

15.5.1会展中心智能广播系统 595

15.5.2大型动物园智能广播系统 596

15.5.3机场公共广播系统 597

15.5.4常用公共广播系统产品简介 598

参考文献 604

作者选介 605