数字扩声工程设计与应用电子书

序言

基础篇

第1章 声学基础

1.1 声音信号的特性

1.1.1 音频信号的频谱范围

1.1.2 复杂信号波形的频谱

1.2 声波的波长、频率和传播速度

1.3 声波的反射、绕射和折射

1.3.1 声波的反射和绕射

1.3.2 声波的折射

1.4 声波在自由声场中的传播特性

1.4.1 传播方式和传播衰减

1.4.2 近场和远场的传播衰减

1.4.3 平方反比定律

1.4.4 大气对高频的附加吸收衰减

1.4.5 声压级叠加

1.5 声源的指向特性

1.5.1 指向性指数DI

1.5.2 指向性因数Q

1.6 室内声场分布

1.6.1 室内声场的增长和衰减

1.6.2 室内声场的结构

1.6.3 指向性声源的直达声场和混响声场

1.6.4 混响时间计算

1.7 两个延时的“相干”宽频带音频信号的合成

1.7.1 梳状滤波器频率和振幅的计算

1.7.2 梳状滤波器特性对系统的影响和改进措施

1.8 本底噪声

1.9 倍频程频带和1/3倍频程频带

1.10 听觉生理学和心理声学

1.10.1 声压级

1.10.2 响度级

1.10.3 响度

1.10.4 等响度曲线

1.10.5 声级计的计权曲线

1.10.6 声音的掩蔽和哈斯效应

1.11 建筑声学设计的必要性

1.11.1 吸声材料和吸声结构

1.11.2 特殊吸声结构

第2章 音响系统技术指标测量方法和音质评价

2.1 音响工程的客观测量

2.1.1 厅堂音响工程声学特性指标的测量方法

2.1.2 声音的清晰度和可懂度

2.1.3 声音清晰度的评价标准

2.1.4 提高声音清晰度的主要技术措施

2.2 音质主观听音评价

2.2.1 声音组成的三要素——音调、音色和音量

2.2.2 频率响应特性对音质的影响——声波的音感分析

2.2.3 人耳对失真的感觉度

2.2.4 音量对听感的影响

2.2.5 音质主观评价专用节目源

2.2.6 音质主观评价术语及含义

2.2.7 音质主观评价的方法

第3章 数字音频技术基础

3.1 数字音频信号的数据率

3.2 音频信号数据压缩的依据

1.时域冗余

2.频域冗余

3.听觉冗余

3.3 实现数字化的方法

3.3.1 取样

3.3.2 量化

3.3.3 编码

3.4 信号的频域概念和时域概念

3.4.1 频域概念

3.4.2 时域概念

3.5 数字音频压缩编码标准

3.5.1 MPEG-1音频压缩编码

3.5.2 MPEG-1数据码流

3.5.3 MPEG-2音频编解码系统

3.5.4 MPEG-4音频压缩编码

3.6 MP3数字音乐压缩技术

3.7 常用音频文件格式

3.7.1 声音文件

3.7.2 MIDI文件

3.7.3 MIDI技术规范

3.8 数字音频接口卡

3.8.1 音频卡（声卡）

3.8.2 数字音频接口

第4章 数据通信网络

4.1 数据通信系统

4.1.1 数据通信系统模型

4.1.2 数据通信的信道概念

4.2 模拟传输系统

4.2.1 频分复用技术

4.2.2 波分复用技术

4.3 数字传输系统

4.3.1 时分复用技术

4.3.2 统计时分复用技术

4.3.3 码分多址复用技术

4.4 同步通信和异步通信

4.4.1 三种基本同步方式

4.4.2 同步通信和异步通信实施方案

4.5 数据通信接口

1.RS-232C串行数据接口

2.RS-422串行数据接口

3.RS-485串行数据接口

4.6 计算机互联网通信体系

4.6.1 电路交换和分组交换

4.6.2 计算机互联网体系和通信协议

4.7 局域网和以太网传输系统

4.7.1 局域网传输系统

4.7.2 以太网传输系统

4.7.3 高速以太网

4.7.4 无线局域网

4.8 互联网传输

4.8.1 因特网的层次结构

4.8.2 因特网的网际协议

4.8.3 因特网的传输控制协议

4.8.4 用户数据报协议

4.8.5 因特网地址

4.8.6 因特网的域名系统

4.8.7 因特网地址空间的扩展

4.8.8 路由技术

4.8.9 因特网接入

4.9 传输介质

4.9.1 双绞线缆传输网络

4.9.2 同轴电缆传输网络

4.9.3 光缆传输网络

4.9.4 无线传输网络

第5章 数字音频传输技术

5.1 AES/EBU标准

5.1.1 AES/EBU的数据结构

5.1.2 AES/EBU编码器和数据传输系统

5.2 CobraNet数字音频传输技术

5.2.1 CobraNet数据帧结构

5.2.2 CobraNet设备

5.2.3 CobraNet的网络架构

5.3 EtherSound数字音频传输技术

1.EtherSound网络简介

2.EtherSound网络拓扑结构

5.4 Dante数字音频传输技术

5.4.1 Dante网络的连接方式

5.4.2 网络延时

5.4.3 时钟同步

5.4.4 单播、多播（组播）、广播通信

5.4.5 音频信息传送的路由和控制

5.4.6 三种以太网传输技术对比

5.5 Ethernet AVB以太网音视频桥接技术

5.5.1 Ethernet AVB网络的构成

5.5.2 AVB网络协议概要

5.5.3 AVB网络

5.6 串行多路音频数字接口

5.7 HiQnet接口

第6章 传声器

6.1 传声器的分类和基本原理

6.1.1 传声器分类

6.1.2 工作原理

6.2 传声器的主要技术特性参数

6.2.1 指向特性

6.2.2 频响特性

6.2.3 开路灵敏度

6.2.4 动态范围和失真度

6.2.5 输出阻抗

6.3 传声器使用中的若干问题

6.3.1 多途径声波对传声器频响特性的影响

6.3.2 电容传声器的幻象供电

6.3.3 传输电缆的线路损失

6.3.4 多传声器对系统传声增益的影响

6.4 无线传声器系统

6.4.1 无线传声器的主要技术指标

6.4.2 优质无线传声器采用的相关技术

6.4.3 正确使用无线传声器系统

6.5 常用传声器产品的技术特性

6.5.1 森海塞尔传声器

6.5.2 舒尔传声器

第7章 扬声器系统

7.1 高频扬声器

7.1.1 压缩驱动器的主要技术特性

7.1.2 高音号筒类型

7.1.3 高音号筒扬声器的组合应用

7.1.4 其他类型的高频扬声器系统

7.2低频扬声器系统

7.2.1 低频扬声器单元

7.2.2 低频扬声器系统

7.2.3 低频扬声器阵列

7.3 中频扬声器系统

7.3.1 中频压缩驱动器+中频号筒

7.3.2 中频扬声器阵列

7.4 扬声器系统的分频网络

7.4.1 内置无源分频网络（功率分频器）

7.4.2 电子分频器

7.5 全频扬声器系统的结构类型

7.5.1 倒相式全频扬声器系统

7.5.2 同轴扬声器系统

7.5.3 恒指向性扬声器系统

7.6 全频扬声器阵列

7.6.1 水平全频扬声器阵列

7.6.2 垂直全频扬声器阵列

7.6.3 线声源全频扬声器阵列

7.7 扬声器系统主要技术参数

1.阻抗特性

2.声压灵敏度

3.频率响应特性

4.扬声器的辐射特性

5.额定输入功率

6.粉红噪声源的特性

7.扬声器失真

7.8 正确选用扬声器系统

1.满足系统用途和安装方式要求

2.满足系统声学特性指标要求

3.满足均匀覆盖服务区要求

4.选择性价比高的扬声器系统

5.配置适当的超低音频扬声器

7.9 典型产品

7.9.1 d&b audiotechnik扬声器系列

7.9.2 LA（L-Acoustics）扬声器

7.9.3 Meyer Sound扬声器

7.9.4 EAW扬声器系统

7.9.5 美国JBL扬声器

7.9.6 贝塔斯瑞（β3）线阵列扬声器

7.9.7 LAX大功率专业扬声器

第8章 音频功率放大器

8.1 各类音频功率放大器的原理和特点

8.1.1 模拟类晶体管功率放大器

8.1.2 数字类功率放大器

8.1.3 网络功率放大器

8.2 现代扩声系统对音频功率放大器的要求

8.2.1 电性能指标

8.2.2 可靠性和耐用性指标

8.2.3 增加功率放大器的输出功率

8.3 确定功率放大器与扬声器之间的连接电缆

8.4 典型产品

8.4.1 数字类功率放大器

8.4.2 网络类功率放大器

8.4.3 多通道模拟类功率放大器

第9章 调音台

9.1 调音台的基本功能

1.放大

2.混合（混音）

3.信号路由分配

4.音量控制

5.均衡与滤波

6.压缩与限幅

7.PAN声像定位调整

8.监听

9.信号电平显示

10.48V直流幻象电源

11.测试信号

12.通信与对讲

9.2 调音台分类

1.按用途分类

2.按输入通道数量分类

3.按信号处理方式分类

9.3 调音台的结构

9.3.1 通道输入组件

9.3.2 输出组件

9.3.3 控制和显示组件

9.4 模拟调音台的主要技术参数

1.最大电压增益Gmax

2.等效输入噪声

3.通道间的隔离度（串音衰减）

4.共模抑制比（CMRR）

5.最大输入电平

6.总谐波失真（THD）

7.频率响应特性

8.输入阻抗和输出阻抗

9.5 数字调音台

9.5.1 实况数字调音台的基本组成

9.5.2 数字调音台的功能模块

9.5.3 数字调音台的输入/输出接口以及参数设置

9.5.4 数字调音台的扩展、备份和软件升级

9.6 选择调音台

1.按使用功能要求，确定调音台类型

2.根据系统规模，选择调音台配置

3.满足主要技术性能指标

4.优选考虑选用功能强大、使用简单、调节精细、便于扩展的数字调音台

5.操作方便的维护结构

6.性价比

9.7 数字调音台典型产品

9.7.1 DiGiCo数字调音台

9.7.2 Studer Vista 8数字调音台

9.7.3 Soundcraft Vi6数字调音台

9.7.4 Stagetec数字调音台

9.7.5 Allen&Heath数字调音台

第10章 周边设备的原理与应用

10.1 频率特性均衡器

1.图示式均衡器

2.参数均衡器

3.数字均衡器

10.2 混响效果器

10.2.1 混响效果器的原理

10.2.2 混响效果器的应用和连接方法

10.2.3 声源效果器主要技术规格

10.3 数字延时器

1.DOD SR400数字式延时器

2.赛宾DQX-206自动数字延时器

10.4 声音激励器

10.5 反馈抑制器

10.5.1 产生声反馈啸叫的原因及解决方案

10.5.2 FBX自动反馈抑制器的原理和应用

10.6 信号动态处理装置

10.6.1 信号动态处理器的四种工作模式

10.6.2 调节信号动态处理装置

10.6.3 信号动态处理装置的应用

10.6.4 典型产品技术特性

10.7 系统电子控制器

10.7.1 系统电子控制器功能

10.7.2 DSC 260数字系统控制器

10.7.3 DSC 260数字系统控制器编程要点

10.8 可编程的数字音频处理器

10.8.1 系统配置

10.8.2 系统特点

10.9 数字音频工作站

10.9.1 Power-Q ADF-4000数字音频工作站的功能

10.9.2 Power-Q ADF-4000数字音频工作站的基本工作原理

10.9.3 Power-Q ADF-4000数字音频工作站的使用要点

10.10 网络数字音频处理器

10.10.1 网络数字音频处理器的特点

10.10.2 网络数字音频处理器的功能模块

10.10.3 网络数字音频处理器的控制及编程方法

10.10.4 网络数字音频处理器的接口

10.10.5 典型产品

10.11 Symetrix数字音频处理器

1.Symetrix Jupiter数字音频处理器

2.Symetrix SymNet系列数字矩阵处理器

3.Symetrix Prism数字矩阵处理器

10.12 Q-Sys音频处理平台

1.主要特点

2.Q-Sys系统组成

3.系统应用

4.Q-Sys Core 110f数字信号处理器

应用篇

第11章 数字扩声工程设计

11.1 数字扩声系统的功能特征

11.1.1 数字音频技术的优点

11.1.2 数字扩声系统的功能特征

11.1.3 数字调音台

11.2 数字扩声系统组成

11.3 扩声工程分类

1.专业文艺演出扩声系统

2.娱乐场所扩声系统

3.多功能扩声系统

4.会议扩声系统

5.公共广播系统

6.体育场馆扩声系统

11.4 扩声工程设计

11.4.1 扩声系统设计

11.4.2 EASE电声工程模拟设计软件

11.5 各类扩声系统的功能特征和典型结构

11.5.1 剧场类实况数字扩声系统

11.5.2 体育场馆数字扩声系统

11.5.3 多媒体数字会议系统

11.5.4 流动演出数字扩声系统

第12章 剧场类数字扩声工程

12.1 上海保利大剧院

12.1.1 大剧场扩声系统组成

12.1.2 扬声器系统

12.1.3 功率放大器

12.1.4 调音台

12.1.5 音源设备

12.1.6 HiQnet实时监控平台

12.2 上海国际舞蹈中心大剧院

12.2.1 系统设计方案

12.2.2 扬声器选型及声场覆盖

12.2.3 声场设计

12.2.4 功率放大系统

12.2.5 数字调音台

12.2.6 系统数字音频处理系统

12.2.7 传声器和节目播放器

12.2.8 内部通信系统

12.3 上海大剧院扩声系统升级更新改造

12.3.1 大剧场扩声系统升级更新改造

12.3.2 系统设计和设备选型

12.3.3 系统测试数据

12.3.4 系统评价

12.4 安徽省广电新中心3600m2电视演播剧场扩声系统

12.4.1 演播剧场的声场设计

12.4.2 多工位调音系统

12.4.3 数字信号处理器系统

12.4.4 传声器、音源设备

12.4.5 信号传输分配

12.4.6 不间断电源

12.5 天津数字电视大厦多功能剧场

12.5.1 扩声系统构成

12.5.2 扬声器选型及布局

12.5.3 声场设计

12.5.4 调音台系统

12.5.5 系统安全性设计

12.5.6 传声器和播放器

12.5.7 内部通信系统

12.6 江苏大剧院歌剧厅

12.6.1 歌剧厅扩声系统声场设计

12.6.2 调音台系统

12.6.3 观众厅扩声系统的信号处理及功率驱动

12.6.4 传声器、放音及周边设备

12.7 社区剧院

1.社区剧院扩声系统设计

2.主要设备技术参数

3.主要设备清单（见表12-14）

第13章 体育比赛场（馆）数字扩声系统

13.1 江阴市体育中心体育场扩声系统

13.1.1 设计方案

13.1.2 主扩声扬声器系统的布置方式

13.1.3 信号输入/输出接口

13.1.4 重点技术措施

13.2 上海旗忠森林网球中心主体育馆扩声系统

13.2.1 扬声器选型和布局

13.2.2 信号分配、处理、传输和远程监控

13.2.3 自适音量控制系统

13.2.4 扩声系统主要设备配置

13.2.5 系统测试报告

13.3 上海市八万人体育场扩声系统改造

13.3.1 系统改造措施

13.3.2 现场测试结果

13.4 徐州奥体中心扩声系统工程

13.4.1 工程概述

13.4.2 扩声系统设计

13.4.3 效果评价

第14章 多媒体数字会议系统

14.1 多媒体数字会议系统的组成及基本功能

1.多媒体数字会议系统的组成

2.基本功能

14.2 多媒体数字会议系统分类

1.500座以上大型多媒体会议厅

2.100～300座中型多媒体会议厅

3.50座以下小型多媒体会议室

14.3 数字会议子系统设计

1.会议讨论系统

2.投票表决系统

3.摄像机自动跟踪系统

4.会议签到系统

5.中央集中控制系统

14.4 红外线同声传译系统设计

14.4.1 有线同声传译系统

14.4.2 无线同声传译系统

14.4.3 红外辐射功率、通道数量、S/N与覆盖区/最大作用距离的关系

14.4.4 减少光干扰

14.5 无纸化多媒体会议系统

1.系统功能

2.系统组成

14.6 数字红外无线会议系统

1.系统特点

2.系统组成和工作原理

3.主要设备技术参数

第15章 公共广播系统

15.1 公共广播系统的特点

15.2 公共广播系统的功能要求

1.多节目选区广播功能

2.优先广播权功能

3.全音量强制切换功能

4.紧急广播自动触发启动功能

5.不同广播节目要求不同的声压级输出

6.自动定时功能

15.3 系统架构

15.3.1 基本小系统

15.3.2 标准系统

15.3.3 通用系统

15.3.4 智能公共广播系统

15.3.5 传输网络

15.3.6 局域网和互联网传输的公共广播系统

15.4 公共广播系统设计

15.4.1 广播扬声器的选用

15.4.2 广播区域的声压级计算

15.4.3 广播功放与扬声器的功率匹配

15.4.4 传输线路截面积计算

15.4.5 紧急广播的强制切换（强插）控制电路

15.5 公共广播应用举例

15.5.1 会展中心智能广播系统

15.5.2 大型动物园智能广播系统

15.5.3 机场公共广播系统

15.5.4 常用公共广播系统产品简介

参考文献

作者选介