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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DI10

1.5.2指向性因数Q10

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