音响设备知识

发表于 2019-4-22 16:18:42

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   音响设备引由音源（音乐播放设备、拾音设备即话筒）、控制设备（模拟或数字调音台）、音频处理器（以前都是用效果器、均衡器、压限器、分频器、信号分配器、延时器等周边设备，现在还有集成以上各功能的的数字式系统控制器）、功率放大器（功放）、音箱组成。以上设备由各种类型不同的线材、电缆串接在一起使用。
   一、音响技术的发展史
   音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。
   1、起源
　　1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较具有代表性的如威廉逊放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低。上世纪50年代，电子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。由于电子管放大器音色甜美、圆润，至今仍为发烧友所偏爱。上世纪60年代晶体管的出现，使广大音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点。上世纪60年代初，美国首先推出音响技术中的新成员——集成电路，到了70年代初，集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点，逐步被音响界所认识。发展至今，厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。
   2、上世纪70年代中期
　　日本生产出第一只场效应功率管。由于场效应功率管同时具有电子管纯厚、甜美的音色以及动态范围达90dB、THD<0.01%（100kHz时）的特点，很快在音响界流行。现今的许多放大器中都采用了场效应管作为末级输出。家庭组合音响的种类通常所讲的组合音响有台式组合音响和落地式组合音响两大类。由于要求组合音响有比较高的声音质量，所以它的两只音箱一般体积都较大。
   二、主机的结构划分
   音响有一体的和分层的两类。在一体的组合音响中，它的各部分电路（包括电唱机）都在一个外壳之中，这种结构一般用于低档的组合音响中。在分层的组合音响中，根据机器的档次不同所分的层数也不一样。分层较多的组合音响中有：电唱机一层、CD唱机一层、调谐器一层、双卡录放音座一层、音调控制器一层、主功率放大器一层。在分层较少的组合音响中，电唱机、CD唱机各分一层，其他为一层。微型化、数字化、专业化、影视化是家庭音响必然的发展趋势。
   1、微型化音响
　　微型台式组合音响已有较长的发展史，在10多年前就已经出现高级超小型组合音响。但由于听音喇叭、立体声电唱机、录音卡座没有很好解决，所以一直停留在较低的档次上。为了创造小巧的音响世界，不但要从放大器、控制部件、左右音箱上下功夫，还得从调谐器、CD唱机和录音卡座方面一起考虑。数字化音响。数字技术是一种新技术，所以数字音响在解决模拟音响噪声的失真问题时发展而成。音响采用了数字技术之后，记录的数字信号从取样频率到量化特性，有清晰的解像度，没有色抖动，得到是非常清晰的图像。而且可以和上位机互换，这与模拟录放像设备无法比拟。数字录音可以把时间、人名、地址一起录入带中，采用微型键盘来完成编目工作，更换曲目编号，再加上遥控功能，使你能够自动地搜索需要的曲目，使用方便。影视听设备一体化。数字音响随着电声技术、影视技术、计算机技术的发展，它们在家庭中可以构成浑然一体的多媒体影视音频系统。这样的系统，能听到各种在输入端增添各种需要的信号输入和功能转换，通过电脑处理就能使受众看到各种图像和听到各种声音。
   2、音响设备简介
　　音响设备对使用者有很高的要求，对各种器材的功能和使用都十分的了解，具备专业的理论知识、精确地听音能力、极强的调试水平、强调故障诊断与排除能力。难点在于进行系统的设计和调试。
   3、音响设备的运用
　　音响设备的声学特性不仅要满足声学特性指标国家标准的要求，还要满足主观听音的要求，因为声学　　特性指标不能完全体现实际声音效果，声音的好坏最终是由人的主观听音感觉来决定，在声学设计时，电声与建声设计应良好配合，满足以下主观听音要求：
   恰当的响度。响度是实际听音的强度感觉，它与扩声系统的最大声压级指标有直接关系，对于演出来讲，只有达到足够的响度，才能使音响效果得以充分表现。系统输出功率、音箱的摆放位置等将直接决定听音区域的响度状态。
   高清晰度。作为演讲使用时，必须保证语言的清晰度，如果人们不能听清演讲者的语言，就会影响演讲的效果。因此，在电声系统设计时要充分考虑提高语言清晰度。
   足够的丰满度。有良好丰满度的演出效果，可以使人声饱满、浑厚，音乐声悠扬活跃。在电声系统中，只有通过使用音响周边设备对声音信号进行有效处理及合理地选用音箱这些措施，声音的丰满度才能够达到要求。扩声系统声学特性计算机辅助设计是利用现代化技术手段从事工程设计的一种理想方法，精度高、效率高，更重要的是无须等到安装调试结束就能知道工程设计结果。声学特性计算机设计系统有非常好的可信度和精度，在输入厅堂的建声数据足够准确时，其计算数据与最后电声实测结果相比较，误差可控制在分贝以内。对工程设计和安装调试而言，这已经足够，同时它还具有很好的设计安装调试指导性，这在以往的工程设计中得到了良好的验证。采用声学CAD计算机系统来设计计算厅堂、体育馆（场）、多功能厅、报告厅扩声系统的声学特性，就意味着，无须等到系统安装、调试和测量完毕之后，就能知道其设计和安装调试结果。换句话说，依据本设计方案所给出的音频系统及设计计算结果，已清楚的看到了该系统预期的扩声系统声学特性。

   三、专业音响设备组成
   1、组成设备
　　专业音响设备由监听调音台；功放调音台；便携式调音台；功率放大器；动圈话筒；电容话筒；无线话筒；音箱；监听音箱；功放音箱；超低音箱；均衡器；混响器；效果器；延时器；压缩器；限幅器；分音器；噪声门；激光唱机；录音卡座；影碟机；投影机；变调器；点歌器；耳机等众多设备组成。
   2、组成设备的简介
　　功率放大器利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。

   动圈话筒
　　动圈话筒(动圈式麦克风）（moving-coil microphone 【工程声学】动圈式话筒，动圈式传声器）是把声音转变为电信号的装置。动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。

   音箱　　
   音箱是整个音响系统的终端，其作用是把音频电能转换成相应的声能，并把它辐射到空间去。它是音响系统极其重要的组成部分，因为它担负着把电信号转变成声信号供人的耳朵直接聆听这么一个关键任务，它要直接与人的听觉打交道，而人的听觉是十分灵敏的，并且对复杂声音的音色具有很强的辨别能力。由于人耳对声音的主观感受正是评价一个音响系统音质好坏的最重要的标准，因此，可以认为，音箱的性能高低对一个音响系统的放音质量是起着关键作用。
   四、胆机
   对于音响设备而言，胆机是电子管时期出现的最早的音响产品。而且至今胆机仍然没有失去在音响设备中辉煌的地位。胆机与晶体机比较，主要有两个问题，即性能价格比和音质特点。在一千元人民币（每台）以下的价格，因胆机无法用此价格生产，人们也不可能用此价格买到好的胆机产品，在此价格虽然能买到晶体机，但也很难买到很好的产品。就音质而言，一般来说在三万元以下同等价格的放大器，胆机的音质通常优于晶体机；在三万至伍万元这个价位上是各有千秋；在五万元以上，一般是晶体机有相对优势。胆机的优势在于特点；在伍万元以下价位的晶体机，一般来说除了在低音的力度、速度上和高音的明亮度上能优于胆机外，在音质、音色、音乐性、耐听性上均难以与胆机媲美，这是许多人共同的认识与经验。
   1、胆机与艺术
　　国外胆机的起步和历史都早于我们中国。由于胆机产品本身具有一定的艺术性和具有很浓厚的文化背景，一经传到国内，就迅速被人们青睐。这反映在产品的声音的调校，品牌的定位，市场的策略，外观的设计，产品质量的稳定等等方面。现在国内一些较好的产品已经完全能和国外新产品媲美，而且在价格上我们有极大的优势。在同等水平的产品上，我们的价格比进口机至少低1/2—1/5或更多。现在我们的个别产品在较低的价位上与国外的某些名牌产品在音质音色上相比甚至有过之而无不及，这已不是什么奇怪的事了。国内产品的努力方向是树立品牌意识，加强产品质量和艺术水准。
   胆机的外型多数均是把电子管（胆），变压器这些部件裸露在机壳外，这与人们传统观念中的箱式机有区别。是不是胆机一定要这样做而不能做成箱式的呢？不是的，事实上现在已有部分胆机产品做成箱式机，那么为什么在国内外还是流行“裸”机呢？这与设计者和使用者心理审美观念有关，现代胆机的设计犹如工业艺术设计，讲究起伏变化，色彩对比，线条明快，材质的体现。一台精美的胆机造型与加工都犹如一件艺术品，箱式机在这些方面的体现较难，裸机的自由空间就大多了。再之，胆机工作之后电子管的灯丝被点亮给人一种温暖感，而与之比较箱式机则显得冷竣一些，没有“裸机”那种“人情味”，这是裸机较箱式机流行的原因之一。还有，裸机也更能体现胆机之特色。虽然在使用中裸机往往没有箱式机方便，比较难“伺候”，这样就出现了裸机与箱式机并存的局面。从比例上来看，裸机的量要大于箱式机的量。
   2、技术指标和标准
　　坦率的说，胆机的技术指标除了静态互调失真一项能与晶体机相比外，其余均不如晶体机，其实胆机的生存与发展并不是因为其技术指标才有今天的，若要讲究技术指标，胆机早就没市场了。事实上，电声技术至今还很不完善，现有的技术指标只能从一个方面说明问题，但还不能从本质上反映问题。例如，现有放大器指标测量，都是在假设负载为纯阻性（线性）负载情况下测量的，而实际的负载是复阻性（非线性）负载。又如对音箱的测量是在1M的距离1W的功率下测量，而实际听音又不可能是1M/1W的条件下，因此这样的测量指标只能作参考，而不能做为选择放大器的标准。可以这样说：一台技术指标好的产品它的听感可能会不好，而一台听感很好的产品，它的技术指标可能只是平平而已（当然不会很差）。一个大量生产的电子产品要保证它的统一性和一致性，就必须有一个相应的生产标准（技术文件、生产工艺文件和检验文件），这在一些较正规的产品生产中采用已是常见的事，但是这些标准只是指导生产和保证产品质量的一致性和统一性用的，而无其它意义，一个企业的生产标准只对本企业的具体产品有用，而对其它企业无用，对产品的艺术性和声音的音质也无意义。准确的说，艺术品是没有什么标准可衡量的。在现实中，往往音响产品档次越高而产品的生产标准越不严格。
   3、胆机的使用寿命
　　胆机在寿命原则上说是半永久的，与晶体机相比而言，胆机的相对寿命决定于电子管，电子管的理论寿命是不太长，一般来说只有上千小时，但好的电子管使用上万小时的也很常见，如电视机的显像管就是一特殊的电子管。当然许多音响用电子管还不能与显像管的寿命去比。一般来说音响用电子管有运输失效和早期失效。失效可在使用后1-2个月内发现，或在工厂生产中发现，对质量较稳定的电子管而言每天使用2-3小时，用上2-3年应该不是问题，再说现在的电子管又不贵也不难买，加上良好的售后服务，胆机的使用寿命应不是问题，而且胆机换胆之后，又可重新焕发新的活力，犹如新机一样。事实上现在许多古董胆机名品在市场上还高价出售，不就从另一面说明了胆机的寿命问题吗。另外，胆机与晶体机比，具有抗过载能力强，晶体机在遇到一些故障时可能在千分之一秒钟便损坏而胆机则可以数分钟内不被损坏。
   五、安全检验及标准
   1、适用范围
　　适用于申请进口的电网电源供电的家用和类似一般用途的音响设备安全质量许可证书的送样检验及对已获准使用“安全标志”产品的抽样检验。音响设备是指GB8898（IEC65）标准适用范围内的、家用和一般用途的由独立单元构成的设备以及若干独立单元组合构成的成套设备。主要有收音机、广播调谐器、磁带录音机、磁带录音卡座、电唱盘、CD唱机、卡拉OK机、均衡器、放大器、有源音箱、LD和V-CD光盘机以及演出PA系统和乐器专用音箱，甚至包括我们听CD的耳机！
   2、检验依据及项目
　　使用标准：GB8898- 电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求；　　检验项目：标记、正常工作条件下的温升、高温环境下的温升、正常工作条件下的触电危险、绝缘要求、故障条件、机械强度、连接到电网电源的元件、元器件、连接端子、外接软线、电气连接和机械固定、机械稳定性；　　
   3、试样：申请安全质量许可证时的送样数量样机2台（套）、电源变压器4只（其中1只不灌封）、开关结点电容器10只、熔断器48只、电源开关3只、电源插座3只、带插头电源线3根、热熔断体10只；　　使用“安全标志”产品的定期抽样数量独立单元设备1台、组合音响设备1套；　　
   4、安全性能的评定检验项目中若有个别项目不合格，但易于改进的可以经整改后重新送样进行检验。重新检验时，再出现任何一项不合格，即判为不合格。