文档介绍：第4 节:电声学基础电声学是研究声电信号相互转换的原理和技术,以及电声信号的存储、加工、传递、测量和利用的科学。它所涉及的频率范围很广泛, 从极低频的次声一直延伸到几十亿赫的特超声。不过通常所指的电声,都属于可听声范围。电声技术的历史最早可以追溯到 19 世纪, 由爱迪生发明留声机和贝尔发明用于电话机的碳粒传声器开始, 1881 年曾有人以两个碳粒传声器连接几对耳机, 作了双通路的立体声传递表演。大约在 1919 年第一次用电子管放大器和电磁式扬声器做了扩声实验。目前人类正在全数字化的路上突飞猛进。模拟音频基础: 声音声音◆图片 4-1 模拟音频信号处理流程模拟( Analogue ) 本意为“模仿”、“比拟”、“相似”、“类比”之意, 模拟信号指的是在时间或幅度上连续变化的信号, 把声音信号在模拟状态下存储、加工、传递、重放的技术称为模拟音频技术或者模拟音响技术,相应的设备称为模拟音频设备或者模拟音响设备, 由模拟音频设备构成的系统叫做模拟音频系统或者模拟音频系统。模拟音频信号传输时要注意电平匹配、阻抗匹配、以及连接方式的一致性( 指平横传输和不平衡传输),即使产生一些偏差也不会造成很大的失真或者没声。模拟音频的存储办法为直接模拟记录, 比如将声音信号直接用磁场强弱模拟出来记录到磁带上。即将时间轴上连续的声音变化用空间轴上磁带上连续的磁场强弱变化来模拟。模拟音频的处理也是对模拟信号的直接处理。模拟音频设备的设计和制造思路: 采用电子元器件构成特定功能的模块式电路, 对音频电信号进行直接处理。模拟音频有如下特点: ①、音频指标不高,比如动态范围低, 信噪比不高,失真度较大。②、主观听感较好,但随机读取能力差,一般只能顺序读取。③、声音的加工处理设备昂贵,处理难度较大,且伴随处理指标下降。④、记录存储难度大,成本高,且效率低⑤、检索、传输、利用不够方便快捷,共享性也比较差。 1877 年爱迪生发明留声机, 1898 年丹麦科学家波尔森( Valdemar Poulsen ) 发明世界上最早的模拟磁性录音机。人类能听到的历史已经 100 多年了。数字音频基础: ###1 、讨论 QQ 网络音频聊天时声音信号的转换传输过程 2 、讨论计算机声卡(显卡)的组成 3 、讨论生物医学电信号检测处理电(磁/ 光)信号模拟音频处理模拟记录模拟载体模拟音频处理电(磁/ 光)信号传感器( 温度、压力、流量等模拟量) A/D 计算机(数字量) 显示器 D/A 执行部件(模拟量控制) 打印机能够将模拟量转换为数字量的器件称为模数转换器,简称 A/D 转能够将数字量转换为模拟量的器件称为数模转换器,简称 D/A 转◆图片信号(信息)处理全过程声音声音◆图片 4-2 数字音频信号处理流程针对模拟音频的诸多不足,现在的通行办法是采用数字音频技术将模拟音频进行数字化。但音频信号的数字化包含两方面的内容: 一是通过取样或称采样、量化、编码将模拟信号转换为数字信号, 然后再进行记录、加工处理; 二是由于人耳只能听到模拟信号, 所以又必须在重放时将数字信号转换为模拟信号, 使人耳感知。数字信号指的是在时间或幅度上离电/磁/ 光信号数字音频处理数字记录( 载体) A/D 数字记录( 载体) 数字音频处理 D/A 电/磁/ 光信号 ADC 和 DAC 的应用: 散变化的信号, 把声音信号在数字状态下存储、加工、传递、重放的技术称为数字音频技术或者数字音响技术, 相应的设备称为数字音频设备或者数字音响设备, 由数字音频设备构成的系统叫做数字音响系统或者数字音频系统数字信号的处理和模拟不同, 它是一种间接处理——将处理变成了数学运算, 因此可以借助计算机来完成。一、 AD( 模数转换): 何谓数字化? 从字面上来说,数字化(Digital) 就是以数字来描述事物。例如用数字纪录一张桌子的长宽高尺寸以及各木料间的角度,这就是一种数字化。跟数字常常一起被提到的字是模拟(Analog/Analogue) 。模拟的意思是用相似的东西去表达,例如将桌子用传统相机按 1:1 将三视图拍下来,就是一种模拟的纪录方式。为什么要数字化? 数字化的最大好处是方便数据传输与保存,使数据不易失真。只要纪录数据的数字大小不改变,纪录的数据内容就不会改变。传统模拟的方式纪录讯号,如使用 LP 表面的凹凸起伏或是录音带表面的磁场强度来表达振幅大小, 在我们复制数据时, 无论电路设计多么严谨, 总是无法避免噪声的介入。这些噪声会变成复制后数据的一部份, 造成失真, 且复制越多次讯噪比( 讯号大小与噪声大小的比值) 会越来越低, 有意义的数据细节也越来越少。如果读者曾经复制过录音带或是录像带, 一定有过发现拷贝版噪声较大的经验。在数字化的世界里, 数字转换为二进制, 以电压的高低判读 1与0, 并可加上各