第二章声音广播基础知识小结_第2章声音广播基础
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第二章声音广播基础知识小结
一、声音：物体振动产生的声波通过介质对人耳产生的感觉。
1、声音的产生：粒子波动运动的结果，由物体机械振动或气流扰动引起弹性媒质发生波动产生。
2、声音的传播：必须通过空气或其它的媒质形成声波进行传播。
二、描述声波的基本参量
1、频率：空气密度和压力每秒钟变化的次数，常用符号f 表示，单位是赫兹（Hz）。
2、周期：一个声波完成一次振动所需要的时间，用符号T表示，单位为秒（s）。
3、波长：声波在一个周期的时间内传播的距离，用符号λ表示，单位通常为米（m）。
4、传播速度：声波每秒内传播的距离，用符号υ 表示，单位为米/秒（m/s）。
三、表征声音强弱的参量
1、声压：声波引起的交变压强，单位是帕（Pa =1N/m2）基准声压=2×10-5 Pa。
2、声功率：声源在单位时间内向外辐射的总声能，声源辐射功率。单位是瓦（W）。
3、声强：声波能流密度，穿过垂直于声波传播方向上单位面积内的声功率，用符号I表示，单位是W/ m2。基准声强（参考声强）=10-12 W/ m2。
声强与声压的平方成正比关系。
四、声音的三要素
1、响度（声音的大小）：人耳对声音强弱的主观感觉。可用声压级表示。与声波的幅度密切相关。
2、音调（声音频率的高低）：人耳对声音高低的感觉。与声波的基波频率密切相关。人能听到声音的范围是20Hz~20kHz。
3、音色（声音的特色）：人耳对各种频率、各种强度的声波的综合反应。与声波的频谱（波形）密切相关。
五、电平
1、定义：某点功率P1与选定基准功率P0之比的对数关系，用分贝表示。P1(dB)= 10lg(P1/P0)
[dB]
2、性质：描述功率的物理量。
3、常用分贝制之间的转换：
0 [dBW]=30 [dBmW]，0 [dBmW] =48.75 [dBmV]，0 [dBmV] =60 [dBμV]
4、电信号分贝值的几种表示方法：（1）功率放大倍数= 10lgPo/Pi(dB)（2）功率信噪比=10lgS/N(dB)（3）电压放大倍数=20lgUo/Ui(dB)（4）功率电平级=10lgP/Pr(dB)（5）电压电平级=20lgU/Ur（dB）
六、传声器
1、作用：将声音振动转变为相应的电流变化的换能器件。声能机械能电能
2、常用：动圈传声器和电容传声器。
3、原理：（1）声波接收器：感应外界的声波并将其转换成相应的机械振动（声能—机械能），（2）力/电换能器：将机械振动转换成相应的电信号（机械能—电能转换）。
七、扬声器
1、作用：将按声音变化的电信号转换为声音信号的换能器件。电能机械能声能
2、种类：电动式、压电式、舌簧式等。
3、原理：（1）通过交变电流的音圈在电磁力作用下产生振动，电能—机械能转换，（2）振膜随着音圈振动，产生声音，机械能—声能转换。
八、双耳听觉特性
人耳辨别声源方向的两个物理因素：
1、声音到达左右耳的时间差（或相位差）；
2、声音到达左右耳的声级差（或强度差）。
立体声广播中实际立体声效果实现方式：使用声级差方式实现，便于和单声道系统兼容。
九、立体声的五种拾音方式
1、A-B方式，2、X-Y方式，3、M-S方式，4、仿真头方式，5、多声道拾音方式。
十、模拟信号和数字信号
1、模拟信号：时间和幅度上都连续变化的信号。
2、数字信号：时间和幅度上都离散的信号。
十一、模拟信号化过程
1、取样：将时间轴上连续的信号成为时间上离散的脉冲序列，即将信号在时间域离散化。
2、量化：在幅度轴上将连续变化的幅度值用有限位的数字表示，即将信号幅度离散化。
3、编码：将已量化的信号幅值用二进制数码表示。
十二、奈奎斯特取样定理：要想取样后能够不失真地恢复出原信号，则取样频率必须大于信号最高频率的二倍。fs2 fm
1、取样后的频谱中，各个周期之间相互不重叠。
2、采用一个截至频率为fs/2的低通滤波器可将原始信号的频谱恢复。数字音频取样频率：
1、数字卫星广播：32kHz
2、CD： 44.1kHz
3、演播室： 48kHz
十三、量化
1、量化比特数（n）与十进制的量化等级数（M）之间的关系： 量化比特数= log2量化等级数，n = log2M2、数码率=取样频率（fs）×量化比特数（n）（bps,比特/ 秒）存储量=（采样频率×量化比特数×声道数）/8（Byte,字节）
3、量化信噪比：（1）单极性的信号（如亮度信号）：SNR[dB]=10.76+6n
[dB]（2）双极性的信号（如声音信号）：SNR[dB]=1.76+6n
[dB]
十四、数字信号处理系统
1、前置低通滤波器：将输入信号中高于某一频率（即取样频率的一半）的频谱分量滤除，以保证取样后不发生频谱重叠。
2、模/数（A/D）转换器：对滤波之后的模拟信号进行取样、量化和编码，将模拟信号转换为数字信号。
3、数字信号处理器：对数字信号按预定要求进行各种处理，包括滤波、变换、检测、谱分析、估计、压缩、识别等，以便获得人们所希望的信号，4、数/模（D/A）转换器：将处理之后的数字信号转换成模拟信号。
5、模拟低通滤波器：滤除信号中不需要的高频分量，平滑成所需的模拟输出信号。
十五、编码
1、信源编码（Source Encoding）：解决模拟信号的数字化、降低冗余度和提高数字信号的有效性所进行的编码。主要任务是A/D变换和压缩编码。
2、信道编码（Channel Encoding）：提高数字传输可靠性、降低误码率、按一定规则加入冗余码元所进行的编码。主要任务是码型变换和差错控制。
十六、MPEG音频压缩标准
1、两种编码方法：
① MUSICAM（Masking Pattern Adapted Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing）－掩蔽型通用子频带集成编码与频分复用。
② ASPEC（Adaptive Spectral Perceptual Entroy Coding）－自适应频谱感知熵编码。
2、三个层次（编码算法序列）： ①层次1：简化的MUSICAM，②层次2：标准MUSICAM，③层次3：ASPEC算法与算法MUSICAM结合。
3、MPEG-2音频编码标准发展和扩展
①多声道环绕声编码（5.1声道）和多语言（7种）节目编码； ②低（半）取样频率（LSF）低比特率编码。（16、22.05、24kHz）
4、MPEG-4音频编码标准
①包含对人工合成和自然两种不同声音素材进行压缩编码的多种算法。MPEG-4支持的数据率为2～64kb/s。
②支持不同质量要求的信号等级：高保真、中等质量音乐、宽带语言、电话质量语言、很低比特率语言、合成音乐、合成语言。
③增加了通信用途：用于各种传输线路和连接方式，可以各种数据率传送信息。
