数字网络音频系统原理与工程设计电子书

前言

第一章 数字音频技术基础

第一节 音频系统的组成和分类

一、音频系统的组成

二、音频系统的分类

1.按其主要任务划分

2.按其使用对象划分

3.按其信号处理方式划分

4.按声道的数目多少划分

第二节 单声、立体声与环绕声

一、单声道和双声道立体声

二、环绕声的基本概念

1.简易环绕声系统

2.杜比定向逻辑环绕声

3.杜比AC-3环绕声

4.双声道环绕声

5.数字电影环绕声和演出现场环绕声

第三节 模拟音频系统

第四节 数字音频技术基础

一、音频信号的数字化

1.采样

2.量化

3.编码

二、数字信号的几个概念

1.采样频率

2.采样级数

3. 比特、字节、比特率

4. 量化噪声

5.数字化的精确度

6.数字化的优缺点

三、数字音频信号的处理流程及关键技术

1. A/D（模拟/数字）和D/A（数字/模拟）转换

2. 音频压缩编解码技术

四、数字信号传输技术

1.多路传输技术

2. 多址传输技术

五、数字音视频接口标准

1.模拟音频信号接口

2. 数字音频信号接口

3.模拟视频及模拟音视频复合信号接口

4.数字视频及数字音视频复合信号接口

5. 其他类型接口

第五节 数字信号传输线缆

一、同轴电缆

1.导线

2.绝缘体

3.屏蔽网

4.保护层

二、光纤

三、双绞线

第二章 音频录放设备

第一节 音频录放设备的分类

第二节 电唱机

一、电唱机的分类和结构原理

1.电唱机

2.机械磨盘唱机

二、电唱机的应用

第三节 磁带录音机

一、磁带录音机的分类

1.盘式磁带录音机（开盘机）

2.盒式磁带录音机

二、模拟磁带录音机

三、数字磁带录音机

1.DAT的格式及主要性能

2.DAT的分类和特点

第四节 激光唱机

一、CD的原理及规格

1.CD的数字格式

2.CD的性能

3.载体规格

二、CD机的结构及功能

1.CD机的结构

2.CD机的功能

三、CD-ROM

四、可录式CD机

1.CD-R激光唱机

2.可抹可录光盘录音机

五、HDCD

六、双CD机——激光磨盘机

第五节 激光视盘机VCD和DVD

一、VCD激光视盘机

二、DVD激光视盘机

三、高清DVD——蓝光DVD和HD-DVD

1.蓝光DVD（blue-ray disc, BD）

2.HD-DVD

第六节 微型磁光盘（MD）录音机

一、MD的规格和特点

1.MD的规格

2.MD光盘

二、MD-MO录放音原理

第七节 数字硬盘录音机——HDR

一、磁盘技术的发展

二、硬盘录音机原理

三、数字硬磁盘录音机典型产品

1.360Systems硬盘录音机

2. Alesis ADAT-HD24XR 24轨硬盘录音机

第八节 固态硬盘——Flash和MP3

一、Flash存储器

二、基于闪存类的固态硬盘

三、基于DRAM类的固态硬盘

四、MP3录放器

五、数字录音笔

第三章 电声器件

第一节 扬声器

一、扬声器的分类和特点

二、扬声器的组合

三、扬声器的主要特性参数

四、扬声器箱

1.封闭式扬声器箱

2.倒相式扬声器箱

3.声柱

五、分频器

1.分频器的分类和特点

2.功率分频电路

3. 电子分频（前级分频）电路

六、线阵列扬声器系统

1.声波的干涉

2.线阵列扬声器系统的定义

3.线阵列声波的传播衰减

4.线阵列的外形分类

5.垂直线阵列的应用

6.典型线阵列扬声器系统的结构和吊挂方式

七、定向扬声器系统

1.恶劣声学环境下提高语言清晰度的电声技术

2.定向扬声器系统的结构、特性和应用

第二节 传声器

一、传声器的结构原理

1.动圈式传声器

2.电容式传声器

3.驻极体电容传声器

二、传声器的技术指标

1.灵敏度

2.频率响应

3.指向性

4.输出阻抗

5.动态范围

三、按使用方式分类

1.手持式传声器

2.鹅颈式传声器

3.夹式传声器

4.界面传声器

5.暗藏式界面传声器

6.头戴式传声器

7.枪式（线列式）传声器

8.超指向鹅颈传声器

四、无线传声器

1.无线传声器的工作原理

2.无线传声器的特点及适用场合

3.无线传声器的分类

4.分集接收技术

第四章 音频放大器

第一节 概述

一、音频放大器的基本功能

二、音频放大器的分类

三、音频放大器的技术指标

1.整机频率特性

2.谐波失真系数

3.互调失真系数

4.信号噪声比

5.阻尼系数

6.瞬态响应

7.输出功率

第二节 前置放大器

一、节目源与放大器的匹配

1.电磁式唱头

2.传声器（话筒）

3.线路输入

二、信号的选择和混合

三、音量控制和平衡控制

四、音调控制

第三节 功率放大器

一、功率放大器的分类

1.模拟功率放大器

2.数字功率放大器

二、模拟音频功率放大器

1.OCL模拟音频功率放大器

2.BTL模拟音频功率放大器

三、数字音频功率放大器

1.D类功率放大器

2.1 bit数字音频功率放大器

3.I类数字功率放大器

四、准数字功放、数控功放、数字处理功放和网络功放

五、功放与扬声器功率的匹配

第五章 音频信号处理器

第一节 概述

一、音频信号处理的基本概念

二、音频信号处理器的分类

1.按处理设备的基本结构划分

2.按处理的对象（参数）划分

3. 按其处理信号的方式划分

三、信号处理器在音频系统中的应用

第二节 模拟音频信号处理器

一、模拟滤波器

1.滤波器的功能、分类

2. 无源滤波器

3. 有源滤波器

二、模拟均衡器

1.均衡器的基本功能

2.均衡器的分类和特性

3.多频段图示均衡器

三、模拟压限器和扩展器

1. 压限器和扩展器的功能

2.压限器的应用

3.压限器的指标和调控

四、听觉激励器

1.听觉激励器的功能

2.听觉激励器的调控

五、移频器

第三节 数字音频信号处理器

一、数字信号处理的基本概念

二、数字信号处理的优缺点

1. 数字信号处理的优点

2. 数字信号处理系统的缺点

三、数字滤波器与均衡器

1. 数字滤波器的概念

2. 数字滤波器的分类和特点

3.数字均衡器

四、数字延时/混响器

1.延时、混响的基本概念

2.效果处理器的技术指标

3. 数字效果处理器典型产品

4.效果处理器的调控

5. 数字延时器

6. 数字延时/混响电路和集成器件

五、数字变调/变速处理器

1. 数字变调处理器

2. 数字变速处理器

六、数字压缩/扩张器

第四节 扬声器系统控制器

一、扬声器系统控制器的功能

1.电子分频

2.压缩保护

3.均衡

4. 信号分配

二、扬声器系统控制器的应用

第五节 一体化数字音频信号处理器

一、一体化数字音频信号处理器的功能

二、数字化扩声系统的特点

三、数字音频信号处理器的类型

四、数字音频信号处理器典型产品

1. 通用型数字信号处理器EV Dx38

2. 通用型数字信号处理器ASHLY4.24C

3. 通用型数字信号处理器dB-MARK系列

4.扬声器系统数字控制器Bose Control Space

5.数字均衡器DEQ431

6.数字反馈抑制器dB-MARK DF2, Sabine FBX

7. 卡拉OK处理器 dB-MARK KP25+

第六章 调音台

第一节 概述

一、调音台的分类

二、调音台的功能

三、调音台的技术指标

第二节 调音台的结构和各组件功能

一、调音台的基本结构

二、调音台的通路方框图和电平图

三、调音台各组件的功能

1. 输入组件

2. 输出组件

3. 监听及检测组件

第三节 模拟调音台典型产品

一、JVC MI-2000 8路调音台

1. 主要技术性能（0dB=0.775V）

2. 面板各部件名称及功能

3. 背板接口名称及功能

4. 调音台的连接

二、声艺Soundcraft LX7 32路调音台

1. 单声道输入通道

2. 立体声输入通道（见图6-12）

3. 主输出部分（见图6-13）

4. 主要技术指标

第四节 DJ混音台的结构及典型产品

一、DJ混音台的功能特点

二、Vestax PMC-15SL混音台

三、Numark PPD系列DJ混音台

第五节 数字调音台的结构和特点

一、数字调音台的结构

1.I/O接口

2.数字信号处理器（DSP）部分

3.调音台本体控制界面

4.计算机控制部分

5.电源部分

二、数字调音台的特点

第六节 数字调音台典型产品

一、雅马哈YAMAHA 01V96数字调音台

1. 控制界面和后面板

二、迪声MP系列准数字调音台

1. 概述

2. 技术参数

三、C-MARK CDM24数字调音台

第七章 数字网络音频系统

第一节 概述

一、音频系统的数字化和网络化

二、网络协议

三、网络音频的特点

1.网络音频的主要优点

2.网络音频的不足

四、MADI的特点及其与其他网络协议的对比

第二节 CobraNet

一、概述

二、工作原理和特性

三、典型产品

1.Peavey Media Matrix媒体矩阵

2.Biamp Audia FLEX网络数字音频处理器

3.BSS Sound London 网络数字音频处理器

第三节 EtherSound

一、概述

二、典型产品

1.EtherSound ES8 IN/ES8 OUT

2.EtherSound 网络连接和控制

3.EtherSound 本地和远程配置及监测

第四节 AVB

一、概述

二、工作原理和主要特点

1.AVB的工作原理

2.AVB的主要特点

三、典型产品及工程案例

1.BIAMP Tesira SERVER-IO数字网络音频平台

2.BIAMP Tesira FORTÉ数字网络音频平台

第五节 Dante

一、概述

二、系统结构和特性

1.系统结构

2.网络延时

3.时钟同步

三、Dante与EtherSound及CobraNet的性能比较

1.Dante与EtherSound

2.Dante与CobraNet

3.Dante与AVB

四、典型产品

1.雅马哈CL/QL系列调音台

2.BOSE ControlSpace音频处理器

3.铁三角ATND971网络传声器

第六节 其他协议

一、A-Net

二、HiQnet、Crown TCP/IQ和BLU-Link

1.HiQnet

2.Crown TCP/IQ网络音频系统

3.BLU-Link

4.典型产品——BSS SoundWeb数字网络音频系统处理器

三、OPTOCORE及SANE

四、Q-Sys

1.概述

2.Q-Sys系统的组成

五、OMNEO

第七节 数字网络音频系统工程实例

一、工程实例一——大型航空港寻呼及背景音响系统（CobraNet）

二、工程实例二——大型主题公园扩声系统（CobraNet）

三、工程实例三——金莎娱乐场扩声系统（CobraNet+IQ）

四、工程实例四——卡门演唱会扩声系统（EtherSound）

五、工程实例五——第十届全运会扩声系统（A-Net）

六、工程实例六——九运会开幕式扩声系统（YAMAHA）

七、工程实例七——武汉国际网球中心15000人网球场（OMNEO，Dante）

第八章 扩声系统工程设计与实例

第一节 概述

一、设计的前期准备工作

1.选定设计依据的标准

2.设计前需收集的资料

二、设计文件

三、设计步骤

1.确定音箱布局

2.选配音箱

第二节 小型多功能厅扩声系统设计实例

一、设计依据的标准

二、计算音箱所需的电功率

1.舞台主音箱所需电功率的计算

2.舞池音箱所需电功率的计算

3.超低音音箱和舞台返送音箱所需电功率的计算

三、音箱的布局

四、讨论

五、选配音箱品牌型号

六、选配功率放大器

七、选配其他设备

1.调音台

2.话筒

3.其他周边设备

八、设备清单

九、系统图

十、布局图和布线图

第三节 计算机辅助设计软件——EASE简介

一、EASE软件在扩声设计中的应用

1.建模开始

2.项目数据设置

3.绘制房间模型图

4.封闭房间

5.设置吸声材料

6.计算RT（混响时间）及房间容积

7.优化房间RT

8.扬声器选型与摆放

9.声学特性计算

10.建模完成

二、EASE软件应用示例

第四节 多功能礼堂扩声系统

一、系统概述

1.工程简介

2.客户需求分析

二、设计方案特点

三、扩声系统设计

1.系统设计指标

2.对建筑声学装饰设计指标的建议

3.扬声器箱布置

4.设备清单（见表8-2）

5.计算机辅助设计

四、建声装修设计

第五节 济源体育馆扩声系统

一、声场设计

1.观众席扩声系统

2.比赛场扩声系统

3.流动扩声系统

二、声场实测结果

三、系统控制方式

1.ALLEN＆HEATH GL2200-432调音台

2.ALLEN＆HEATH DR66数字音频系统处理器

第六节 古镇体育馆建声及扩声系统

一、概述

二、建声设计的特点及相关标准

三、电声设计的特点及相关标准

四、中山市古镇体育馆声学改造工程

第七节 香港演艺学院Lyric剧场扩声系统

一、主扩声系统

1.中央声道

2.左右声道扬声器组

3.超低频扬声器组

4.台唇补声

5.池座及楼座补声

二、数字功率放大器

三、场景切换功能

四、监测功能

五、控制功能

六、升级维护保养功能

1.固定主扬声系统

2.流动扬声器

3.主调音台

4.处理设备

5.信号源

第九章 电子会议系统

第一节 概述

一、电子会议系统的基本概念

二、电子会议系统的组成

1.会议讨论系统

2.会议同声传译系统

3.会议表决系统

4.会议管理系统

5.会议视频显示系统（conference video display system）和视像跟踪系统

第二节 会议讨论系统

一、会议讨论系统的分类与组成

1.菊花链式会议讨论系统

2.星形会议讨论系统

3.数字式会议讨论系统

4.高频无线式会议讨论系统

5.红外线会议讨论系统

二、会议讨论系统的性能要求

第三节 会议同声传译系统

一、同声传译系统的功能和分类

1.按翻译过程来分

2.按译语的传输方式来分

二、同声传译系统的组成

三、同声传译系统的连接和使用

第四节 会议表决系统

一、表决系统的分类

二、表决系统的功能和应用

第五节 会议扩声系统

一、会议扩声系统的组成和设计要求

二、DSP网络矩阵组成会议扩声系统

第六节 会议录制和播放系统

一、一体机录播系统

二、大型多媒体会议室系统

第七节 电子会议系统典型产品及工程案例

一、dB-MARK DCP数字会议系统

1.概述

2.系统组成及介绍

3.系统连接

4.扩展

二、铁三角红外会议讨论系统与视频会议系统组合

1.主席单元ATCS-M60（包括标准型ATCS-60MIC和长颈超心形型ATCS-L60MIC）

2.主控机ATCS-C60

3.分配器ATCS-D60

4.收发光单元ATCS-A60

5.同声传译会议系统

6.视频会议兼影像录制系统

三、TAIDEN无纸化多媒体电子会议系统

第十章 公共广播系统

第一节 概述

一、公共广播的基本功能及分类

二、公共广播系统的分类

1.按传播方式分类

2.按功能分类

第二节 公共广播系统的组成

一、简单的公共广播系统

二、典型系统

三、矩阵系统

四、智能化系统

1.由通用计算机管理的智能广播系统——PC-Link系统

2.嵌入式智能化广播系统

五、总线化系统

1.数码多址广播系统

2.基于有线电视（CATV）的同轴电缆广播系统

3.网络化广播系统

六、无线系统

第三节 公共广播系统的分类、分级和性能指标

第四节 公共广播系统工程实例

一、校园广播系统

1.“一机集成”系统

2.嵌入式广播媒体矩阵系统

3.数码多址广播系统

二、会展中心公共广播系统

三、世博村公共广播系统

第十一章 数字电影系统

第一节 从模拟电影到数字电影

第二节 电影系统的录音技术

一、机械录音（唱片刻纹）

二、磁性录音

三、光学录音

四、激光录音

第三节 电影院扩声的A环和B环系统

第四节 数字立体声电影系统的制式

第五节 数字立体声电影院的技术标准

一、GY/T 183—2002中有关电声技术特性的B环的主要指标

二、GB/T 50356—2005中有关电影院观众厅建筑声学的主要指标

三、指标对比

四、各通道扬声器功率的确定

第六节 数字影院扩声系统的特点

第七节 数字电影的制作、发行和放映技术

一、数字电影系统技术的内容

1.制作技术

2.发行技术

3.放映技术

二、数字电影与高清电视的参数对比

三、数字电影与模拟（胶片）电影的对比

第八节 数字电影的相关标准

一、DCI《数字影院系统规范》

二、SMPTE DC28数字影院标准

三、ISO/TC36数字影院标准

四、我国数字影院技术标准

第九节 数字影院放映系统工程设计

一、数字影院放映系统的组合结构

1.单厅数字影院系统组合

2.多厅数字影院系统组合

二、数字影院放映系统工程设计实例

1.工程实例之一——中型3D数字影院

2.工程实例之二——五厅数字影院

第十节 巨幕电影

一、IMAX巨幕电影

1.概述

2.IMAX电影厅的类型

3.IMAX MPX影厅的技术标准

4.IMAX影厅工程实例

二、DMAX中国巨幕

1.DMAX的特性

2.DMAX诞生和发展的背景

3.“中国巨幕”影院还音系统工程实例

第十一节 3D环绕声电影技术

一、Auro-3D系统

二、IOSONO-3D系统

三、Dolby Atmos系统

1.Dolby Atmos系统的结构特点

2.Dolby Atmos 影院音箱典型配置

第十二章 电子乐器、MIDI与计算机音乐系统

第一节 概述

第二节 电声乐器和电子乐器

一、电声乐器

1.电吉他

2.低音电吉他

3.电鼓

二、电子乐器

1.电子琴和电钢琴

2.电子合成器

第三节 MIDI设备与系统

一、概述

1.音乐的三要素

2.传统的音乐制作过程

3.MIDI音乐制作过程

二、MIDI系统的设备配置

1.音源

2.乐音合成法

3.鼓机

4.音序器

5.MIDI效果器

6.输入设备

三、MIDI系统连接

1.MIDI导线

2.MIDI端口

3.连接方式

4.MIDI系统连接实例

四、常见的MIDI应用软件

第四节 计算机音乐系统

一、从MIDI到计算机音乐

1.计算机音乐的内容

2.计算机音乐与MIDI的对比

二、计算机音乐系统的组成

三、计算机音乐系统在音乐节目制作中的应用

1.利用计算机对演奏进行实时、插录和步进方式记录

2.为已记录的各个声轨进行缩混，记录到DAT或其他记录媒体上

四、计算机音乐系统应用的软件

1.作曲软件

2.记谱软件

3.音色编辑软件

4.演奏软件

第十三章 录音系统与数字音频工作站

第一节 概述

一、录音系统的分类

二、机械录音、磁性录音和光学录音

1.机械录音

2.磁性录音

3.光学录音

第二节 同期录音和分期录音

一、同期录音

1.相同空间内的同期录音

2.不同空间的同期录音

二、分期录音

第三节 从模拟录音到数字录音

第四节 数字音频工作站的功能、分类和组成

一、数字音频工作站的功能和分类

1.数字音频工作站的功能

2.数字音频工作站的分类

二、数字音频工作站的组成——硬件部分

1.计算机控制部分

2.声音信号采集输入设备

3.声卡

4.数据存储设备

5.其他选用设备

三、数字音频工作站的组成——软件部分

1.全功能软件

2.效果插件

3.软音源

第五节 数字音频工作站的应用

一、音轨和通道

二、Pro Tools在现场录音的应用

三、数字音频工作站的编辑功能

1.声音素材的非线性编辑

2.多声道编辑

3.多磁迹波形显示可视编辑

第六节 数字录音系统典型组合

一、小型数字录音系统

1.录音话筒

2.有源监听音箱

3.耳机

4.耳机放大器（12个输出）Rane HC6

二、5.1环绕声数字录音系统

三、中型音乐制作数字录音系统（中档级配置）

1.录音棚的功能定位

2.录音棚的采录编系统

第七节 数字化广播播控中心系统

一、概述

二、VADIS数字网络音频系统的结构与特点

1.概述

2.系统主机VADIS 880

3.DSP插件程序软件

三、VADIS系统工程实例——广东电台播控系统

1.音频节目信号传输系统

2.控制信号系统

3.内部对讲系统

4.同步信号产生和分配系统

5.监听录音系统

第十四章 声像光机（AVLM）同步表演控制系统

第一节 概述

一、AVLM同步表演控制的概念

二、同步表演系统的分类和特点

第二节 AVLM控制系统的基本功能、协议和接口

一、Show Control的基本功能

二、Show Control的常用协议和接口

第三节 AVLM表演系统的控制模式

第四节 以多轨录音机为控制核心的系统结构和工程实例

一、应用于实景主题剧场的控制系统结构和特点

二、以多轨硬盘录音机为核心的工程实例——深圳“大侠谷”露天剧场

1.概况

2.“实景主题剧场”的多通道扩声系统

3.扬声器的安装

4.信号源

5.系统组合

第五节 以HDL智能控制为核心的系统结构和工程实例

一、工程实例之一——四川乐山大佛声光像同步表演

1.视频系统

2.音响系统

3.灯光系统

4.特效设备

5.控制系统

二、工程实例之二——广州市“珠江两岸”光亮工程声像灯光表演系统

1.概况

2.控制系统

第六节 以电脑灯控制台为核心的系统结构和工程实例

一、由电脑灯控制台组成的控制系统

二、上海世博会开幕式表演系统

三、广州亚运开闭幕式8个LED“风帆”控制系统

第七节 以ALCORN为核心的系统结构和工程实例

一、ALCORN的分类、特点和功能

二、ALCORN的系统组合

三、ALCORN系统的硬件设备

1.主控设备

2.音视频记录和播放设备

3.照明控制设备

四、ALCORN工程实例之一——智能展览控制系统

1.概述

2.系统构成

五、ALCORN工程实例之二——上海杜莎夫人蜡像馆

1.系统组成

2.单独控制方式的操作

第八节 以Medialon为核心的系统结构和工程实例

一、Medialon Manager的特点

二、Medialon Manager的设计界面

三、Medialon工程实例——2008北京奥运开幕式“地面卷轴”

第九节 以lemuse MC-2000为核心的系统结构和工程实例

一、MC-2000的功能及特点

二、演出控制系统的组成

1.演出集成控制台MC-2000

2.48路全景多声道控制系统MPA-1000

第十节 演出现场声像定位与跟踪系统

一、概述

1.影视环绕声和演出现场环绕声

2.声像定位的概念

3.演出现场3D环绕声像定位与跟踪系统

二、布雷根茨开放声学系统

三、IOSONO-3D环绕声系统

1.概述

2.应用实例之一：上海外滩音乐会

3.实例之二：悉尼歌剧院演出《死亡之城》

四、WFS声学全息系统

1.概述

2.应用实例之一：法国阿拉伯世界文化中心

3.应用实例之二：法国国家广播电台总部105演播室

五、TiMax空间声像控制与跟踪系统

1.Soundhub音频演出控制系统

2.Tracker 声像跟踪系统

六、D-Mitri 数字音频平台

1.主要特性和功能

2.系统组成

3.工程实例：武汉市汉秀剧场

七、TTA舞台声像跟踪系统

第十五章 声音质量评价

第一节 音质评价的基本概念

一、人耳听觉的主观感受与客观指标

二、音质评价的含义和应用范围

三、音质评价依据的相关标准

第二节 对音响产品和声音节目的音质评价

一、对音响产品和声音节目的音质评价方法

二、组织音响产品和声音节目评价需具备的条件

三、音质评价用节目源

四、音质评价用语体系

五、评价计分（参见GB/T 16463—1996第7条款）

六、音质评价的环境要求——试听室

1.国际电工委员会IEC29-B标准对试听室的要求

2.国标GB 9375—88《收音机、录音机听音试验》对试听室的要求

3.国标GB/T 14211—1993《广播节目试听室技术要求》

第三节 对厅堂扩声系统的音质评价

一、基本规定（GB/T 28047—2011，第4、5、6、7条款）

1.基本要求

2.听音小组的组成

二、评价项目（GB/T 28047—2011，第8条款）

1.放声评价

2.扩声评价

3.评价内容

4.传声器的要求

三、声压级与音质评价的关系

第四节 对厅堂建筑声学环境的音质评价

一、厅堂音质评价依据的标准

二、厅堂音质评价的主要内容

三、厅堂音质评价方法

四、音质主观评价用语

参考文献