现代音响与调音技术-第6章-声源设备

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第6章 声源设备
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。 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。
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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。如磁带。
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(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。
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×100%
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。
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电动机
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。
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拾音臂
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。
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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。
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。
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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。
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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。
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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
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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。
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唱针
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。
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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, 1 目前规定了两种标准转速:45r/min和33 r/min。
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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 实际转速-标称转速 转速偏差= 标称转速 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。
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唱头
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Fra Baidu bibliotek用可动铁型 (MI)、可动磁铁型(MM) 或动圈型(MC)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。
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6.1 电唱机
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。
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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。
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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。
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唱头
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,因此在线圈上就产生 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。
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自动装置
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。
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频率偏移量(∆f) 抖晃率= 标准频率 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。 ×100%
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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。
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唱头
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。 (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。
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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 。
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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。
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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。
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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。 11
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1. 唱片的种类和尺寸 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。
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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。
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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。
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唱头
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。 (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。
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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。
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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60dB。
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