現(xiàn)代音響與調(diào)音技術-第6章-聲源設備

1、1第第6 6章章 聲源設備聲源設備 聲源設備也稱為信號源設備，它主要包括傳聲器、調(diào)諧器(收音頭)、電唱機、磁帶錄音機、激光唱機以及其它數(shù)字信號源等。 擴聲系統(tǒng)中的聲源分為兩類：自然聲（人聲或樂器演奏聲）和軟件制品（唱片，磁帶，CD）的重放聲。2記錄聲音的方法：機械錄音：用機械變形來模擬聲波，使聲音保持在唱片上。如電唱片和激光唱片等。光學錄音：用光調(diào)幅器將電信號轉(zhuǎn)換為光強的變化，并使電影膠片感光而形成聲帶，此聲帶不但儲存聲音信息，而且還儲存圖像信息。如膠片聲帶。磁帶錄音：鐵磁載音體在被錄音信號所形成的交變磁場中作勻速運動，使載音體的各個小段在磁場掃描的方向內(nèi)留下對應于被錄音信號的剩磁。磁性錄音很

2、容易用去磁的方法來消除。如磁帶。3 磁帶及電唱片使用率目前已經(jīng)比較低，特別是最近幾年激光唱機迅猛發(fā)展，使人們幾乎將其遺忘。激光唱機（CD）是最早進入家庭的數(shù)字信號源設備，由于它的性能優(yōu)良，合理的價格以及操作方便等優(yōu)點，它的普及率已成為僅次于盒式錄音機的高保真信號源設備。 數(shù)字信號源設備除了最常見的激光唱機(CD)、微型磁光盤錄音機(MD)、數(shù)字盒式磁帶錄音機(DCC)、數(shù)字音頻磁帶錄音機(DAT)外，還有音視頻信號源設備，如激光影碟機(LD)、小影碟機(VCD)、(DVD)以及數(shù)字錄像機、數(shù)字電視機等。4 突出優(yōu)點是：電聲指標較高，音質(zhì)優(yōu)良；工作穩(wěn)定，不像磁帶那樣容易出現(xiàn)卡帶；容易從中間選取任

3、意段落的信號；唱片能長期保存。 不足之處是不能由用戶自行錄音，防震能力差。6.1 電唱機56.1.1 唱片 唱片是以機械形變方式模擬并存儲聲音信息的一種載體。隨著電子技術的發(fā)展，唱片經(jīng)歷了粗紋唱片、密紋唱片和立體聲唱片等發(fā)展階段.現(xiàn)在流行的高保真密紋唱片、立體聲唱片放唱時間可達到粗紋唱片的56倍，而且諸如信號噪聲比、頻率特性、非線性失真和動態(tài)范圍等重要技術指標也都有所提高。6 唱片的分類方法很多，有按轉(zhuǎn)速分類的，如每分鐘33 又1/3轉(zhuǎn)、45和78轉(zhuǎn)唱片。有按唱片的功能來劃分的，如單聲道唱片、雙聲道立體聲唱片和四聲道立體聲唱片等。此外，還有按紋槽粗細及直徑大小來分的，如“粗紋唱片”、“密紋唱片

4、”、“薄膜唱片”以及30cm ,25cm等唱片。1. 唱片的種類和尺寸7為了簡化唱片類別，國際電工委員會于1982年建議推行一種唱片四位數(shù)符號表示法，其前兩位數(shù)表示唱片的標準直徑，后兩位數(shù)表示唱片的轉(zhuǎn)速.表63 國產(chǎn)唱片代號 國產(chǎn)唱片規(guī)定用漢語拼音字母作為代號，并且在唱片引出槽間隙、片芯、目錄和封套上明文標記。例如，M表示密紋唱片。字母后面的數(shù)字是唱片順序號。8為了區(qū)分單聲道和立體聲唱片，在唱片芯上都作出明確標記。對單聲道 唱 片 必 須 標 明 “ 單聲”(MONO)字樣或“”符號；對于立體聲唱片，應標明“立體聲”(STEREO)或雙環(huán)“”符號。文字和符號兩者也可同時并用。92. 立體聲唱片

5、雙聲道立體聲唱片要求能同時記錄兩路聲音信息。第一種是雙軌方式，即用兩條獨立的紋槽同時記錄兩路信息，唱片的錄音面被一分為二。外周部分記錄右聲道，內(nèi)周記錄左聲道。放唱時，由安裝在同一音臂上的兩個拾音頭同時在唱片的外周和內(nèi)周部分拾取信號。第二種是采用頻率分割方式，可以在同一紋槽內(nèi)記錄兩個聲道的信息。第三種是 “縱、橫”(VL)方式，這種方式以縱向調(diào)制記錄左(L)聲道信息，紋槽隨調(diào)制信號作深淺變化；以橫向調(diào)制記錄右(R)聲道信息，紋槽沿水平方向位移。10 第四種即45/45調(diào)制方式。所謂45/45制式是指把右聲道信號刻錄在與刻紋刀成+45的聲槽外壁上，而把左聲道信號刻錄在與刻紋刀成-45的聲槽內(nèi)壁上。

6、由于聲槽內(nèi)、外壁是互相垂直的，因而右聲道刻錄方向垂直于聲槽外臂，左聲道刻錄方向?qū)⒋怪庇诼暡蹆?nèi)壁。 45/45立體聲唱片制式是一種比較理想的制式，它能和單聲道系統(tǒng)兼容放唱，而且左、右聲道對稱性較好，不會破壞雙聲道的平衡度。11立體聲唱片的構造 為了解決一只唱針拾取立體聲信號的問題，立體聲唱片的聲槽的表面呈“V”字型，聲槽左右兩壁的壓角稱為包含角，為90度左右。槽的寬度與深度不僅取決于刻紋刀的大小，還同錄制聲音信號的變化有關。立體聲密紋唱片的聲紋較密，以延長放唱時間。在立體聲密紋唱片上，一般把左聲道信號刻錄在聲槽的內(nèi)側壁，而把右聲道的信號刻錄在聲槽的外側壁。這樣就可以使用一只唱針，同時拾取左右聲道

7、的兩個音頻信號。12立體聲唱片的拾音立體聲唱片是在一條聲紋上存儲了左右兩路信號，每個聲紋的側壁都包含著一個獨立通道的信號，在立體聲唱頭的唱針的上部有兩個互相垂直的拾音線圈，里面包含著一個運動磁鐵。13立體聲唱片的拾音如圖，當唱針運動在左臂時，唱針的運動會帶動上面的磁鐵的磁力線切割左線圈，從而饋送出左聲道信號；由于右邊運動磁鐵的磁力線此時沒有切割線圈，所以右聲道沒有信號輸出。此時發(fā)出的只有左聲道信號，沒有右聲道信號。14立體聲唱片的拾音如圖，當唱針運動在右臂時，唱針的運動會帶動上面的磁鐵的磁力線切割右線圈，從而饋送出右聲道信號；由于左邊運動磁鐵的磁力線此時沒有切割線圈，所以左聲道沒有信號輸出。此

8、時發(fā)出的只有右聲道信號，沒有左聲道信號。15立體聲唱片的拾音 也就是說，每個線圈只響應與之對應的側壁運動分量。即左線圈只讀取左臂的運動，檢測不出右臂的任何變化或位移，而右線圈同理。當左臂和右臂中包含的信號起伏同時共同作用于唱針時，唱針便按兩臂相對位移決定的某一方向運動，從而拾取出內(nèi)容豐富的立體聲信號。16唱片錄放聲頻率預均衡和去均衡 唱片制作時的頻率預均衡特性為的是提升高頻和壓低低頻。但如果此時直接用密紋唱片放音，就會造成高音過強刺耳，低音過弱無力。音樂欣賞失去意義。為了把錄音節(jié)目在放音時恢復到本來的面目，恢復高保真音樂所要求的平直頻率響應特性，在放音時要設置去均衡電路：提升低音，衰減高音，即

9、提升低頻，衰減高頻。去均衡電路通常稱為唱頭放大電路，也稱RIAA唱頭放大電路。17RIAA唱頭放大電路這是一個由集成運放組成的放大電路，引入了負反饋。這個電路有兩個任務：一是把電磁唱頭輸出的約3mV左右的微弱信號先行放大到幾十毫伏或幾百毫伏，再送入前置放大器；二是進行頻率特性的去均衡，去均衡網(wǎng)絡由負反饋元件組成。18196.1.2 電唱機 電唱機主要由電動機、拾音頭、拾音臂、傳動機構、轉(zhuǎn)盤和機箱等組成。對高級電唱機往往還有頻閃測速、唱盤水平調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)速微調(diào)、音臂自動升降、自動放唱等附屬裝置。電唱機的傳動方式可采用摩擦傳動、帶傳動和直接傳動等方式。其中，直接傳動方式比較好，轉(zhuǎn)速非常穩(wěn)定，抖晃率可在

10、0.03%以下，信噪比高于60dB。 20電動機是驅(qū)動裝置的核心，電機速度的穩(wěn)定性，決定了整個電唱機拾音效果的好壞。拾音頭和拾音臂組成了拾音器。拾音器是在唱片放音時完成力電轉(zhuǎn)換的一種換能器。其作用是把唱針沿唱片槽紋運動做的機械功率轉(zhuǎn)換為相應的電信號。由于拾音器擔任能量轉(zhuǎn)換的重任，因而是電唱機中最重要，也是最薄弱的環(huán)節(jié)。電動機21拾音臂對重放聲音的音質(zhì)影響很大。它不但要保持唱頭在唱片上輕巧、靈活、平滑地運行，而且拾音臂不應隨唱針的振動而發(fā)生共振。如有任何缺陷，都將影響電唱機的放唱質(zhì)量。拾音臂大致可分為兩大類：一類是支點式拾音臂，它的臂前端彎曲，并以支點為中心轉(zhuǎn)動，從而使唱針沿聲槽平滑地移動；另一

11、類是線性跟蹤臂，它與刻紋頭一樣，使唱針沿直線移動，其失真較前者小，但構造復雜，目前使用不普遍。拾音臂22拾音臂拾音臂按形狀有以下三種 圖66 拾音臂的形狀(a)直線型；(b)J型；(c)S型 23轉(zhuǎn)盤優(yōu)質(zhì)的轉(zhuǎn)盤是高檔電唱機的另一個重要標志，應該具有很高的加工精度，質(zhì)量大且必須進行動平衡校正，使其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)以減小抖晃率，提高信噪比。 24聲槽刻紋所記錄的音樂信號是通過唱針來拾取的，并經(jīng)過拾音臂使磁鐵振動而轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。目前高質(zhì)量電唱機使用的唱針，基本上都是人造寶石或鉆石制做的。前者的壽命可播放幾百次，后者壽命達幾千次。從針的斷面形狀來分有圓形和橢圓形唱針兩種。橢圓形唱針具有優(yōu)越的性能，由于其研磨加

12、工比較困難，所以只在高級唱機上使用。唱針25唱頭的種類很多，早期普及型唱機采用晶體型(CR)和陶瓷型(CE)唱頭，近年一般選用可動鐵型(MI)、可動磁鐵型(MM)或動圈型(MC)唱頭。唱頭(1)陶瓷型。這種類型的唱頭是利用陶瓷晶體產(chǎn)生的壓電效應制成的。這種類型的唱頭不需要均衡電路。但是音質(zhì)不如其它型式的好，所以高質(zhì)量的唱機幾乎不采用。26唱頭的種類很多，早期普及型唱機采用晶體型(CR)和陶瓷型(CE)唱頭，近年一般選用可動鐵型(MI)、可動磁鐵型(MM)或動圈型(MC)唱頭。唱頭(2)可動磁鐵型。在唱頭中，它是主要的一種，因為它的頻率特性、音質(zhì)都比較好，價格適中，所以被廣泛使用。它的工作原理是

13、利用磁鐵在磁場中振動而產(chǎn)生電信號。27唱頭的種類很多，早期普及型唱機采用晶體型(CR)和陶瓷型(CE)唱頭，近年一般選用可動鐵型(MI)、可動磁鐵型(MM)或動圈型(MC)唱頭。唱頭(3)動圈型。這種類型的唱頭，其磁鐵是固定的，它的工作原理是利用線圈在磁場里振動而產(chǎn)生電信號。其音質(zhì)清徹透亮。由于其輸出信號很小，所以需要另配專用的前置放大器，基本上不能更換唱針，價格昂貴。 28不論哪一種類型的唱頭，其原理都是由于唱針的振動而使得通過線圈的磁通量發(fā)生變化，因此在線圈上就產(chǎn)生了感應電動勢。唱針拾取唱片聲槽的振動信號后，通過懸臂使另一端的微小磁鐵產(chǎn)生振動，于是通過磁鐵的磁通量將發(fā)生變化，使線圈產(chǎn)生感應

14、電動勢。唱頭29電唱機按放唱操作的自動化程度可分為五種： (1)全手控唱機：一切控制都由使用者自己操作。(2)半自動唱機：只需使用者將音臂抬起移離托臂架，其余放唱過程全部自動完成。(3)自動唱機：只需使用者開機，其余放唱過程全部自動完成。 自動裝置30(4)自動換片唱機：使用者先把若干張唱片(約6張)放在特制的中心軸上，開機之后，將自動按順序完成全部唱片的放唱過程。(5)全自動電唱機：如果電唱機不但具有自停、自動換片裝置，而且具有音臂自動升起、降落、放唱和復位等功能，就稱為全自動電唱機。使用時只要按下“自動”按鈕，整個放唱過程就由電唱盤的自動裝置來完成。31 6.1.3 電唱機的技術性能指標1

15、.轉(zhuǎn)速 理想的電唱機轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速應與唱片標稱轉(zhuǎn)速一致，目前規(guī)定了兩種標準轉(zhuǎn)速：45r/min和33 r/min。13 電唱機的實際轉(zhuǎn)速與標稱轉(zhuǎn)速往往會產(chǎn)生一些偏差。轉(zhuǎn)速偏差定義為轉(zhuǎn)速偏差= 實際轉(zhuǎn)速-標稱轉(zhuǎn)速 標稱轉(zhuǎn)速 100% 一般高保真電唱機在標準轉(zhuǎn)速下的平均偏差應該限制在(+1.5-1)%的范圍內(nèi)。322. 抖晃率 電唱機由于電動機、傳動機構、轉(zhuǎn)盤軸承精度以及唱片偏心和翹曲等原因而引起轉(zhuǎn)速誤差，致使重放的純音出現(xiàn)周期性的頻率偏移，從而使唱片放出的聲音忽高忽低，即產(chǎn)生了所謂的抖晃。抖晃率是描述電唱機短時間轉(zhuǎn)速變化的一項指標。通常，6Hz以上的頻率偏移稱為抖，在聽感上表現(xiàn)為一種低頻調(diào)制噪聲，使

16、音質(zhì)不清；把6Hz以下的頻率偏移，稱為晃，在聽感上主要表現(xiàn)為音調(diào)的變化。33抖晃率= 頻率偏移量(f) 標準頻率 100% 高保真電唱機的抖晃率應限制在0.2%以下。最優(yōu)良的晶體鎖相環(huán)電唱機的抖晃率可低至0.03%以下。343. 信噪比 電唱機的噪聲主要來自兩方面：一是轉(zhuǎn)動機構的機械振動經(jīng)拾音頭(唱頭)轉(zhuǎn)換后形成的電噪聲，通常稱為轉(zhuǎn)盤噪聲；另一是雜散電磁場感應引起的交流哼聲。影響信噪比的原因主要是轉(zhuǎn)盤噪聲。它是一種低頻干擾，可以通過放大器傳到揚聲器，引起重放聲音的嚴重失真。轉(zhuǎn)盤信噪比= 20lg()SNUdBU354.針壓 針壓是指唱針垂直于唱片聲槽的靜態(tài)壓力。針壓過大易磨損唱片及唱針；過小的

17、針壓易出現(xiàn)瞬間跳槽而產(chǎn)生非線性失真。正常的針壓，應使唱針能跟隨唱片聲槽的調(diào)制紋，而又不磨損唱片。366.2 磁帶錄音機磁帶錄音機 磁帶錄音機包括模擬錄音機和數(shù)字錄音機兩大類。模擬錄音機包括盤式錄音機(專業(yè)用)、卡式錄音機及盒式錄音機（家用錄音機大多為盒式磁帶錄音機）；數(shù)字錄音機是最近幾年才研制出的能與磁帶卡座兼容的高性能錄音機。371. 磁帶錄音機的特點(1)錄音后的磁帶不須經(jīng)過特殊處理即可重放。(2)錄音磁帶通過錄音機的抹音功能可以多次反復錄音。 (3)磁帶可同時進行多種不同節(jié)目的錄音，即可在磁帶的幾條平行磁跡上同時錄音，也可進行幾個信號的混合錄音。 (4)磁帶便于剪輯，易于拼接，使用方便。

18、38(5)磁帶可進行長時間錄音。其連續(xù)工作時間比普通的唱片錄放時間要長得多。(6)錄音機的放置方式?jīng)]有特殊要求，水平、垂直或移動狀態(tài)下均可使用，且耐振性能較好。(7)磁帶使用壽命一般都超過數(shù)千次，并且能作長期保存。(8)磁帶的復制方便，是其它錄音方式不能比擬。(9)可以制成小型輕巧的機身，便于攜帶。 39磁帶錄音機的技術特性1.磁帶錄音機的帶速及其允差 根據(jù)磁帶錄音機的用途、檔次不同，其帶速及允差標準和規(guī)格也各不相同。帶速的單位為cm/s。錄制質(zhì)量越好，相同長度磁帶的錄音時間越短。因此，專業(yè)上普遍采用的帶速為38.1cm/s或19.05cm/s,而普及型錄音機常用的帶速為19.05cm/s、9

19、.53cm/s、4.76cm/s三種。音樂錄音應盡量采用高速，語言或效果錄音可使用低速。 40由于帶盤中磁帶的卷徑變化而產(chǎn)生的張力變化,帶速在滿盤磁帶的帶頭和帶尾是有變動的，錄音機的帶速偏差會造成聲音音調(diào)高低的變化。帶速偏差= v實際-v標準 v標準 100% 一般普及型錄音機的帶速偏差約為(2%3%)，高級型錄音機在0.2%以下。412.磁帶錄音的抖晃 磁帶不規(guī)則運動引起記錄信號的寄生調(diào)頻現(xiàn)象稱為抖晃，它是由于機械傳動部件的不規(guī)則，或磁帶在運動過程中因張力變化、振動、電機力矩的脈動等，使磁帶運行速度隨機變化所引起的。 衡量抖晃的大小用抖晃率表示。抖晃引起的寄生調(diào)頻的頻偏f對記錄信號頻率f0的

20、百分比稱為抖晃率，即 抖晃率0100%ff423.磁帶錄音機的基準電平 當錄音電平增加到一定程度時，錄音信號使磁帶上的磁性體進入飽和區(qū)，導致錄音音質(zhì)產(chǎn)生嚴重的非線性失真。 磁帶上能夠錄音的最高電平，即飽和錄音電平，是由磁帶本身的性能決定的。為使錄音失真小，錄音電平必須設定在飽和錄音電平以下的低處，但過低的錄音電平又會導致錄音的信噪比下降?？紤]到錄音的互換性以及測量的要求，各標準組織對錄音的基準電平作出了規(guī)定.基準電平一律以3151000Hz為參考頻率，但各國的標準有多種不同的規(guī)定方法。 434.磁帶錄音機的頻率特性 錄音機在錄、放音過程中，要求有好的音質(zhì)，就必定要求它的整個錄、放音全通道綜合頻

21、率特性寬而平直。對于不同用途、等級、帶速的錄音機，頻率特性范圍和允許偏差是不一樣的。錄放音損耗的補償 445.磁帶錄音機的失真與噪聲 磁帶錄音機的失真可分為諧波失真和調(diào)制失真兩種。調(diào)制失真包括信號的互調(diào)失真，以及振幅和頻率調(diào)制失真兩種。錄音機產(chǎn)生的噪聲有以下幾種：(1)背景噪聲。它是指錄音機在沒有信號存在的情況下，錄音、放音通道中出現(xiàn)的噪聲。背景噪聲的來源包括晶體管或電子管本身的噪聲和磁帶噪聲等。45(2)調(diào)制噪聲。它是在有錄音信號存在時出現(xiàn)的噪聲，包括振幅調(diào)制噪聲、頻率調(diào)制噪聲以及錄音信號與偏磁之間產(chǎn)生的差拍等。(3)轉(zhuǎn)換噪聲。轉(zhuǎn)換噪聲是指一些斷續(xù)性噪聲，例如錄、放開關的轉(zhuǎn)換，話筒或耳機的插

22、入、拔出時所產(chǎn)生的噪聲等。46 6.降噪系統(tǒng) 磁帶放音的最薄弱環(huán)節(jié)是磁帶噪聲問題。為了降低噪聲，人們先后提出了多種降噪系統(tǒng)。錄音中常用的降噪系統(tǒng)一般采用壓縮擴展方式，即在錄音過程中對信號進行擴展，放音時再進行壓縮，以恢復信號的原貌，從而達到降噪的目的。(1)杜比(DOLBY)降噪系統(tǒng)。杜比降噪系統(tǒng)是目前使用得最普遍的降噪系統(tǒng).根據(jù)其性能有三種不同的形式:471. Dolby A 能明顯降低整個音頻范圍內(nèi)的噪聲,但電路復雜,價格昂貴,多用于廣播電臺和電視臺等專業(yè)錄音座上.2. Dolby B 普及型的降噪系統(tǒng),僅對聲音中的高頻信號,最大降噪量有10dB,與無杜比降噪功能的系統(tǒng)有一定的兼容性,被廣

23、泛應用在盒式磁帶錄音座上.3. Dolby C 由兩級杜比系統(tǒng)串接起來的高級降噪系統(tǒng),用于高級錄放設備中.最大降噪量為20dB,處理的音頻范圍比Dolby B 低兩個倍頻程,特別適合播放節(jié)奏感強,低頻成分較多的流行音樂.48(2)自動降噪系統(tǒng)(ANRS)。 原理和Dolby B 類似,但電路要簡單得多.有很好的兼容性,性能基本上處在Dolby B 之上.(3)動態(tài)降噪系統(tǒng)(DNR)。最大降噪量可達14dB,但會損失信號的高頻響應.它不光用在盒式錄音座上,還可對其他各種模擬音頻信號進行處理.497.錄音機的其它功能 (1)自動錄音電平控制功能。錄音電平在一定的范圍內(nèi)可以自動調(diào)整。 (2)電腦選曲

24、功能。錄音機能利用每首曲子之間的間隔，產(chǎn)生一個記數(shù)信號被“電腦”(計數(shù)器)記錄，當記滿設定的數(shù)之后，輸出一個信號去控制錄音機的放音機構，使錄音機自動放音。 50(3)自動翻轉(zhuǎn)功能。錄音機能自動“翻轉(zhuǎn)”播放磁帶的另一面。磁帶都有兩面，分別對應著兩條磁跡，錄音的自動“翻轉(zhuǎn)”，并不是去翻轉(zhuǎn)磁帶，而是通過切換控制電路去控制放音磁頭和磁帶驅(qū)動機構，讓放音磁頭去拾取磁帶的另一條磁跡信號，同時磁帶驅(qū)動機構讓磁帶反轉(zhuǎn)。也有的錄音機是通過旋轉(zhuǎn)放音磁頭來完成自動翻轉(zhuǎn)功能的。 (4)倍速復制功能。錄音機在復制磁帶時，可以用倍速的方式進行，這樣可以減少復制的時間。 518. 磁頭的消磁 磁頭使用一段時間后會產(chǎn)生磁化現(xiàn)

25、象，從而使放音信號產(chǎn)生失真。因此要用消磁器對磁頭進行消磁處理。消磁的方法是：將消磁器接通電源，緩慢接近磁頭，然后上下移動四五次，最后慢慢遠離磁頭至半米外關掉電源即完成一次消磁。526.2.4 數(shù)字錄音機1.數(shù)字盒式磁帶錄音機(DCC)DCC系統(tǒng)是數(shù)字音頻技術與傳統(tǒng)的模擬小型盒帶技術(ACC)相結合的產(chǎn)物。DCC播放機最大的優(yōu)點是在其上既可以錄放DCC數(shù)字磁帶，也可錄放ACC模擬磁帶。 2. 微型磁光盤錄音機(MD) 激光唱機(CD)唯一美中不足的是它只能放而不能錄。針對這一缺點，SONY公司于1991年5月開發(fā)出了小型磁光盤錄音機(MD)。 MD是Mini Disc的縮寫，意為迷你唱片，MD唱

26、片的尺寸直徑只有6.4CM。重放專用MD采用的是CD技術，而記錄專用MD是磁光碟。 533. 數(shù)字音頻磁帶錄音機(DAT) 它采用脈沖編碼調(diào)制PCM進行錄制，由A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和數(shù)字記錄裝置等組成，輸入、輸出都可以是模擬信號，也可以是數(shù)字信號。546.3 激光唱機激光唱機 激光唱機就是利用激光拾取唱片信號的數(shù)字式唱機，簡稱CD唱機。它是英文Compact Disc的縮寫。自從80年代初，飛利浦公司和SONY公司合作研制并向市場推出實用機型以來，激光唱機在全世界得到了飛速的發(fā)展，開創(chuàng)了數(shù)字音響的新時代。556.3.1 激光唱機的工作原理 CD唱機是基于脈沖編碼調(diào)制技術(PCM)原理而工

27、作的。先將模擬聲頻信號用“模/數(shù)”轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成“0”或“1”組成的二進制脈沖數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換過程是先“采樣”，然后“量化”，最后編成二進制碼。 代表聲音的正弦模擬信號。電壓U是時間t的正弦函數(shù)。采用數(shù)字技術處理時，可取曲線上若干個點的高度代表曲線的縱坐標。比如，圖中在1/4周期內(nèi)取了9個點(用數(shù)字08代表)，表示這段時間內(nèi)的聲音信號的大小。假設最高點電壓為8V，向左各點代表的電壓依次為7V,6V,、直至0V。這樣我們可用四位數(shù)字(代碼)分別表示這些電壓值56模擬信號中的每個點都可以用不同數(shù)字組來代表，每個數(shù)字中代碼的數(shù)量被稱為比特(bit)。顯然，比特數(shù)越多，取樣點也就越多，越能更精確代表原連續(xù)

28、信號，其表現(xiàn)力也越強。在理論上采用16bit方式即可提供理想的動態(tài)范圍。但是在數(shù)碼技術發(fā)達的今天，已經(jīng)出現(xiàn)了達22bit以及24bit的CD機。 57 CD機中播放的數(shù)字激光唱片的厚度僅為1.2mm，直徑只有12cm，激光束是從下面射到唱片，透過唱片的大部分厚度的塑料透明層后聚焦到信號面，信號面鍍有鋁質(zhì)反射涂層，信號面有連串的極為微小的凹點信號槽，槽紋軌跡由里向外反時針方向螺旋排列。58數(shù)字激光唱機的組成數(shù)字激光唱機是集激光、數(shù)碼和微電腦等幾種最新技術為一體的新型唱機。它包括唱盤系統(tǒng)、光學系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、信息存儲及控制系統(tǒng)等。1) 唱盤系統(tǒng)激光唱機設唱片倉，由一組伺服電路控制，放入唱

29、片后，接通其它各系統(tǒng)之電路，準備放音。倉內(nèi)設有蓋板等一整套機構，將唱片定心及壓緊。唱機由微型直流馬達驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，裝有激光拾音器的唱臂則由內(nèi)向外運動。由于唱片的近中心到邊緣部分的圓周長度不一樣,所以馬達帶動唱盤的轉(zhuǎn)速要隨著唱臂的向外移動而不斷變化.速度的變化和唱臂的自動跟蹤,都是由微電腦的伺服系統(tǒng)自動控制.592)光學系統(tǒng) 一個小型低功率“激光二極管”發(fā)出肉眼看不見的紅外光，通過透射、反射后聚焦到CD唱片的信號凹槽內(nèi)。在凹點處由于凹點的散射作用，使得光反射降低；當光點打在凹坑之間的金屬層上時，入射光不會發(fā)生散射，而一路導向了“光敏二極管”,光敏二極管將光束的暗與明轉(zhuǎn)換成相應的“1”與“0”數(shù)碼信號

30、輸出,即完成光學系統(tǒng)拾取光盤信息的過程。 603) 伺服系統(tǒng)（1） 激光唱機在工作時，由于光學拾取信號要依循唱片上的信號軌跡做固定線速掃描運動，所以轉(zhuǎn)盤的實際轉(zhuǎn)速要有精密的伺服控制，而由于唱片各信號凹坑所在位置的半徑不同，其圓周長度也處處不同，故唱盤的轉(zhuǎn)速從近中心處的約500r/min逐漸減至到邊緣部分的200r/min，轉(zhuǎn)速由快逐漸變慢，這主要由電路中的主軸伺服系統(tǒng)來控制的61(3)信號槽之間的距離只有1.6m，若光點本身未能準確掃描在軌跡的中心線上，或由于唱片偏心而使光點偏移到相鄰軌跡，甚至偏移到相隔數(shù)條的軌跡上時，就不可能有正確的重放信號。故激光唱機必須具備跟蹤伺服系統(tǒng)，檢測出軌跡偏移誤

31、差信號，使光點沿唱片半徑方向移動，自動跟蹤信號槽的軌跡掃描。(2)聚焦伺服。激光打到唱片信號面上的光點直徑必須始終保持在1.7m左右。所以，激光唱機里必須設有聚焦伺服系統(tǒng)，使激光束保持準確對焦62(4)激光唱機具備的信息存儲在控制系統(tǒng)中，如快速尋找樂曲段落重放及節(jié)目編排等功能，都需要通過徑向送進伺服系統(tǒng)來實現(xiàn)，以便使激光束掃描放音時，跟著軌跡由內(nèi)向外的半徑位置變化一致。634)信號系統(tǒng) 又稱信號處理電路。由光敏二極管檢取暗與明的光束，轉(zhuǎn)變成的電信號送入信號分離與處理電路。這個電路中的數(shù)據(jù)分離器能夠正確識別左右聲道信號及各種信號代碼，分離后的信號送至信號處理器。信號處理器將含有音頻信號的數(shù)字信號

32、進行解碼，使其變成標準的脈沖編碼，送至數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路。還原出模擬信號，通過低通濾波器輸出。645) 信息存儲與控制系統(tǒng) 為了便于操作，激光唱機還具備信息存儲和極為方便的控制系統(tǒng)。它能完成放音、快進、快退、停止、暫停、計時、音量指示、快速正向或反向?qū)ふ夜?jié)目段落重放，且其速度非常快。另外，還能實現(xiàn)紅外線搖控等功能。 65激光唱機的特點 隨著數(shù)字電子技術和數(shù)字信號處理技術的日趨成熟，數(shù)字技術已引入音響領域，把調(diào)音從模擬時代帶入數(shù)碼時代，傳統(tǒng)的電唱機逐漸被激光唱機所取代。激光唱機與傳統(tǒng)的電唱機（LP）相比，在工作原理上有很大的區(qū)別.66傳統(tǒng)的唱片是將聲音的波形模擬的連續(xù)錄制在唱片的V形槽上，然后借著唱

33、針順著唱片的溝槽轉(zhuǎn)動，讀取錄制在唱片上的聲音信號，經(jīng)過唱頭把機械振動波形轉(zhuǎn)變成相應的電信號，再由放大器放大后送入揚聲器中從而恢復聲音，這種方式可以將聲音不斷地模擬其“原形”而錄制下來，所以稱為模擬唱片，而與此對應的激光唱片則成為數(shù)字化唱片。它是利用激光束的反射來拾取信號，是非接觸式的，所以對唱片無磨損問題；電唱機的唱頭與唱片是機械接觸，唱針與唱片在使用中均要磨損，唱片在放唱幾十次后音質(zhì)會下降。67電唱機的轉(zhuǎn)速是恒定的，如每分鐘33轉(zhuǎn)、45轉(zhuǎn)；而激光唱機它是由內(nèi)圓周往外圓周移動的，由于內(nèi)圓周周長比外圓周小，因此激光唱機的轉(zhuǎn)速是靠中心處轉(zhuǎn)速較大，而靠近邊緣處轉(zhuǎn)速較小。在激光唱機中，電路全部都是數(shù)字化，因此音質(zhì)極好（頻帶寬，信噪比高，動態(tài)范圍大，抖動小，失真低）。同時，由于對唱片無機械性磨損，也沒有摩擦噪聲，