录音制作技术

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录音制作技术
第一章电声基础
一、声音与人耳听觉
1、声音和声波（声压、频率、波长、周期等概念）
声压：由于声音存在，大气压强出现的微弱的起伏变化称为声压，以P表示，单位Pa
频率：声源或声波每秒钟内的振动次数称为声音的频率，以f表示，单位为Hz
波长：声波每振动一次所走过的距离称为声波的波长，以λ表示，单位为m
周期：周期性振动完成一次振动所需的时间称为周期，以T表示，单位为s
2、人耳的听觉范围
频率范围：人耳能感觉到的声振动频率约在20Hz—20kHz，称为可听声；高于称超声，低于称次声
声压级的范围：人耳对声压变化的感觉并不与变化的绝对值成正比，而是与它们的对数成正比，因此用声压级来表示声压的大小较为方便。
人耳对不同频率的可听声在相同声压级式的感觉会不同。通常将青年人对1000Hz声音以0dB声压级定为这一频率的听阈。将120dB定位1000Hz声间的痛阈。
3、声音三要素
声音三要素即：响度、音调和音色
音调：人耳对声音高低的感觉称为音调。主要与声音频率有关，频率越高，音调越高
响度：人耳对声音强弱的感觉称为响度。
音色：是人们区别具有相同响度和音调的两个声音的主观感觉，也成为音品。
4、噪声
紊乱断续或统计上随机的声音称为噪声，还有不需要的声音也称为噪声。噪声用声压级表示大小，称为噪声级。评价噪声使人烦恼和危害的参数是噪声评价数即NR曲线。
5、人耳的听觉效应
掩蔽效应：由于第一个声音的存在而使得第二个声音提高听阈的现象称为掩蔽效应。第一个声音称为掩蔽声，第二个声音称为被掩蔽声。第二个声音听阈提高的数值称为掩蔽量，以Db表示。提高后的听阈称为掩蔽域。
哈斯效应：人们不能分辨出来某些延迟声的现象。利用其制造回声效果。
双耳效应：由于一只耳朵听音与用两只耳朵听音在许多效果方面都不同，这种不同称为双耳效应。其中最明显的是对声音的定位。
二、立体声听觉
1、立体声的特点
①具有声像的临场感和分布感（空间感）
②具有较高的清晰度和信噪比
③声部平衡的改进
2、声像及声像定位
声像：听音者听感中所展现的各声部空间位置，并由此而形成的声画面，通常称为声像
声响定位机理：现在的立体声普遍蚕蛹声源为两道声系统。应用机理包括：双耳定位机理及双声源的哈斯效应和德波埃效应
三、声频技术及特性指标
1、声频技术
声频技术指对声频信号进行拾取、放大、传输、记录、重放，以及处理、测量和分析的技术。声频技术追求的是高保真化。
2、声频设备特性指标（概念）
在电声系统中，各种声频设备均是通过特性指标来衡量性能、质量的优劣，并对其提出要求。包括：频率特性，信号噪声比，谐波畸变，互调畸变，相位畸变，瞬态失真，瞬态互调失真
四、听觉特性对电声技术的要求
声波、听觉、电声技术之间的关系
听觉特性对电声技术在频率域、时间域和空间域等方面都提出了要求。
###第二章 室内声学与音质
一、 室内混响
1、 室内声音的组成
室内声音的组成可分为直达声，前期反射声和混响声三个部分
2、 混响的要求
混响时间是指从声源停止发声起在室内可以继续听到声音的时间。混响时间与人的听力、环境噪声有密切关系。
混响的要求与音乐的性质有很大的关系。轻快的音乐需要较短的混响时间。雄壮的音乐混响时间稍长。不同环境最佳混响时间也不同
二、 室内的声学特性
声学特性包含两个部分：隔声效果和混响效果
1、 噪声的有效控制
对于播音室、录音室以至剧院等场所，基本条件是不受外来噪声的干扰。进行隔音处理
2、 混响
声学特性的另一个问题就是对最佳混响时间的选泽。它受到房间内墙面的面积、形状和采用材料以及在室内放置的其他物品的影响
录音室和播音室的混响一般采用自然的长混响或强吸收的短混响而演播室为获得较短的混响时间应具有强的吸音能力。墙面使用宽频带强吸声的材料。
三、 室内音质评价
1、室内音质设计的基本要求
无噪音干扰。环境噪声、振动。室内设备噪声以及固体传声等均应控制在允许值以下
作为语言用房，首先应追求声音的清晰
作为音乐用房，则要求声音圆润、丰满和足够的力度
对于立体声效果用房，所追求的则是立体感、空间感和临场感
整个声场应充分扩散、分布均匀
没有回声、颤声、蛙鸣、嗡声（低频声色染）以及声聚焦等明显特异缺陷
第四章 传声器及录音技术
一、传声器的分类和原理
1、传声器定义及分类
定义：传声器是一种把声音信号转变为电信号的换能器件，俗称话筒。有三大部分组成：声学系统、机械系统和电学系统。
基本结构：声波接收器和力电换能（反应声—力—电转换过程）
分类：两大基本类型：电动式和电容式
按声电换能方式不同:静电式、电动式、压电式、半导体式、碳粒式等
按声波作用域传声器膜片的不同方式：压强式、压差式、压强压差复合式
按指向性不同：全指向、心形、超心形、8字形、超指向等
按使用方式和功能：鹅颈式、手持式、纽扣式、头戴式等
2、传声器的工作原理
传声器有不同的工作原理，主要是实现声—力--电的转换
二、传声器的技术参数（性能指标）
1、灵敏度
表征传声器声电转换能力的一个指标。定义是：在单位声压作用下，在传声器输出端产生多大电压。灵敏度与本身的输出阻抗有关，输出阻抗提高，灵敏度提高
2、频率响应特性
传声器的频率响应是指传声器在恒定声压和入射角声波的作用下，各频率声波信号的开路输出电压与规定频率时传声器开路输出电压之比。用分贝表示称之为传声器的频率响应。一般来说频响曲线越宽越好。
3、指向特性
指传声器的灵敏度岁声波入射的方向的变化而变化的特性。大致有三类：全向性、指向性、双指向性
4、固有噪声和等效噪声级
在理想条件下，作用于传声器的声压降至零时所测得的噪声声压，即传声器的固有噪声。
用等效噪声级来表征传声器的固有噪声大小更加贴切
5、谐波失真
声源经传声器拾音后，多了或少了某些频率与谐波，就产生非线性失真，也成为谐波失真。
6、输出阻抗
输出阻抗又叫源阻抗（传声器就是信号源），用来表明一个信号源对下级负载（输入阻抗）呈现的信号提供能力。
7、最大声压级
在强声压作用下，传声器会产生谐波失真，声压愈高，谐波失真愈大，谐波失真的最大允许值时的相应声压级为传声器的最高声压级
8、瞬时响应
指传声器的输出电压跟随输入声压级急剧变化的能力，是传声器振膜对声波波形反应快慢的量度，该响应能体现出不同的音色。
9、动态范围
传声器所能接收声音的大小，上限受谐波失真的限制，下限受固有噪声的限制。因此，传声器的最高声压级减去等效噪声级就是传声器的动态范围。
10、传声器的信噪比
信噪比是表征传声器信号电压地和噪声电压比值的参量，信噪比越大，说明传声器的灵敏度越高或噪声电压小，其性能好，否则反之。
二、传声器的使用
1、注意事项：必须使用专用评比电缆馈送产生器信号，减少磁场干扰
使用平衡线路输出信号，有效减少外来干扰
防振和防风
传声器的极性（声相位，电相位）
近讲效应：由于近距离拾音而造成的压差式或复合式声波接收方式
防潮防尘
三、传声器录音技术
1、传声器的拾音要素
声音的表现力，声音的距离感，声音的平衡性，声音的连续性。
2、传声器的拾音原则
传声器适用声压级的确定
传声器指向性的确定
拾音距离的确定
减小声波干涉所带来的不良影响
3、基本录音方法
分为：单点录音法，主传声器录音法，多路传声器录音法
单点录音法：指传声器设置在一个地方的方法。传声器的数量越少，相互之间的干扰也越少声音的清晰度就高
主传声器录音法：是单点录音法的改进形式，为求得比单点录音法更大的清晰度或者为使自然平衡不佳的声源得到更好的平衡，就需要增设若干辅助加强传声器。
多路传声器录音法：分为三种形态:全封闭多传声器录音、半封闭多路传声器录音、不封闭多路传声器录音
4、基本拾音技术
远距离拾音技术：传声器与声源位置的距离较远，传统的录音技术，产生于录音的初期阶段
近距离拾音技术：主要目的是拾取声源的直达声和尽力减少室内混响及声源其他部分的串音
提出要求：传声器灵敏度低，动态范围宽阔，近讲效应解决的号，或设有低频切削装置；传声器要设置在声源辐射频率的均衡之处。
直接拾音技术
活动声源拾音技术
第五章 录音媒体及记录技术
一、录音媒体类型
主要分为盘片和磁带两大类。盘片分为机械记录方式、光学记录方式、磁性记录方式和磁光记录方式；磁带录音分为模拟录音和数录音
二、磁性录音原理
1、录音技术原理
使涂有硬磁性材料的载体（如磁带）在通过磁头所产生的交变信号磁场中作等速运动时，载体变会沿运动方向相应地磁化，声音信息也就以剩磁的方式保留在载体上。或者说，以时间分布的音频信号将转换成按空间分布信息而被贮存起来，从而完成音频信号的记录
2、放音技术原理
重放过程实际上就是记录逆过程，它通过磁电转换把磁带上的剩磁信息还原成电信号。实现这个转换的装置时放音磁头。磁带在放音磁头前必以与录音时相同的带速运行才能正确还音
3、消音技术原理
磁带的消音方法有直流消音法和交流消音法。基本原理是对磁带加一个直流或交流磁场，以便淹没或消去原有的剩磁。
三、模拟录音机
1、录音磁带的构造和特性
录音磁带由带基和磁性层构成，带基为磁性层的载体。磁性层包括磁粉、粘合剂和助剂三种成分
磁带应具有良好的抗拉强度、平滑柔软等机械性能，还表现在矫顽力、剩余磁感应强度上。磁层应有良好的粘着度。
其电声指标有：灵敏度、频率特性、动态范围、信噪比、串音等
2、磁头的基本结构
磁头由高导磁软体材料作成环形磁芯。是录音设备中进行电磁换能的关键性部件。
不同磁头结构略有不同
3、模拟磁带录音机的性能与指标
技术指标：带速误差、抖晃率、频率响应、信噪比、失真度。前两项属于机芯部分的性能指标，后三项属于电路部分的电声性能指标。
四、数字录音机
1、数字录音机特点
音质优良
卓越的转录性能
各种子码、控制信号的记录
高超的数字处理技术
独特的带盒机构
引入微机控制技术
五、模拟录音机与数字录音机的区别
模拟磁带录音机是采用模拟电子技术实施录、放音的设备。是一种机电组合的设备，实质上也是一个电磁或磁电换能器。
数字录音机是应用数字技术将音频信号进行录放音的设备。与模拟录音不同，数字录音记录的是数字信号，在录音的过程中，先通过采样器和模数转换器将音频信号转换为对应的数字信号，此数字信号经编码后通过记录磁头记录在磁带上。在放音时，通过重放磁头将磁带中记录的编码信号去除，经解码后成为数字信号，由数模转换器转换为音频信号，并有低通滤波器将其平滑后输出。
第六章 音频信号处理技术
一、音频信号处理设备概念
1、均衡器
是一种对频响曲线进行调节的设备。分为低频均衡器，中频均衡器 ，高频均衡器，组合均衡器
2、激励器
是一种对声频信号添加谐波（泛音）成分以改善听感的声音处理设备。
3、延时器
是一种将输入的音频信号短暂存贮起来，经一段短的时间后在输出的专用音频信号处理设备
4、混响器
是用来模拟厅堂混响声的声音处理设备
二、降噪器
1、降噪概念
所谓降噪就是降低已有的噪声电平而不减少或小减小声音电平。
2、降噪器工作原理
静态非互补降噪器：对噪声只做一次性处理。机器工作状态固定不变
动态非互补降噪器：根据输入信号不同进行单向处理。
静态互补降噪：在录音前，进入磁带记录以前，先提升高频部分，达到某预定的增益，再记录到磁带上，放音时用一互补方法降低高频增益，将其恢复到正常状态。降低磁带引入的高频噪声
动态互补降噪器：根据信号输入大小的人不同处理，先压缩后扩展，使信号恢复常态而噪音得到抑制。例如：压缩器与扩展器组合，形成压扩器，便属于此类机器。杜比降噪系统就是压扩型
第七章 调音台
一、调音台的分类
1、按处理信号性质的不同分：模拟调音台、数字调音台数控调音台
2、按用途的不同分：录音调音台、扩音调音台、直播调音台、外采便携式调音台、DJ（或ＤＩＳＣＯ）调音台
3、按输入通道分：４、８、１２、１６、２４、３２、４８路及更大的调音台
二、调音台的结构
基本结构：输入、输出接口系统，信号处理系统，监听和监视系统，辅助功能系统，对讲联络和控制系统。
三、调音台的操作和使用
调音台工作时步骤如下：清点、整理所用的设备和连接线，分配信号输入通道
　　　　　　　　　　　进行各输入通道和输入通道的连接
　　　　　　　　　　　当检查一切连接正确无误后接通电源
　　　　　　　　　　　工作状态的粗调
　　　　　　　　　　　工作状态的细调
第八章　扬声器及音响系统
一、扬声器
1、扬声器的种类
按换能原理分：电动式、电磁式、压电式、静电式、气动式。应用最广泛的是电动式扬声器
按此路结构分：内磁式、外磁式
按振膜形式分：锥盆式、平板式、球顶式
按辐射方式分：直射式、号筒式
按工作频率分：全频带、低音、中音、高音
2、扬声器工作原理
扬声器将电信号转换成声音信号，然后辐射到空气中的过程中式包括换能，声辐射两大环节。
电动式即利用在恒定磁场中使通有交变电流的音圈，收到磁场力作用，带动声辐射体。
3、扬声器的技术指标
频率特性，灵敏度，输出声压级，指向特性，谐波失真，输入阻抗，额定功率，最大功率，额定共振频率
二、扬声器箱
扬声器箱作用：使扬声器能很好地还原低频响应，克服“声短路”现象而使用的助音箱。分为封闭式、倒相式、组合式
三、分频器的作用
1、能够使扬声器系统覆盖声源较宽频带
2、减小互调失真
四、功率放大器的作用
功率放大器的作用是把来自调音台或前置放大器的线路低电平信号进行功率放大，并推动扬声器系统发声。功率放大器的质量水准直接影响着扬声器系统的音质效果。
五、扬声器系统
1、扬声器系统（音响系统）组成
扬声器音箱为主体。包括：拾音设备（传声器）、放音设备。调音设备、功率放大器、扬声器箱及其他辅助设施。
六、环绕立体声系统
结构、基本情况




















数字音频技术
第一章　导论
一、数字音频与模拟音频
1、数字音频与模拟音频的概念
数字音频：把声音信号数字化，并在数字状态下进行传送，记录、重放以及其他加工处理等一整套技术。
模拟音频：把声音信号在原来模拟状态下进行加工处理的技术
2、音频数字化的特点
二值的特点：信号简单明了，操作信号简单
不连续的特点
界限明确的特点
图象和数据共存的特点
第二章　数字音频理论基础
一、PCM原理相关概念
1、取样：把振幅随时间连续变化的信号波形按一定的时间间隔抽取，形成在时间上不连续的脉冲序列的过程称为取样
在数字音频技术中，视应用场合的不同，用的较多的取样频率有四种：
48kHz 可用于演播室
44.1kHz用于磁带录像机作为数字音频记录器是做转换的伪视频信号中应包含有场同步和行同步信号，即与所用的电视制式相适应
44.056kHz不是（AES）的推荐频率
32kHz 只适用于记录卫星直播数字声和ＤＡＴ的长一倍时间的格式
2、量化：通过四舍五入的方法，将模拟信号转换成一种数字信号的过程即为量化
3、编码：将这些量化后的幅值转变成相应的二进制代码的过程称为编码。
二、调制
调制的概念：调制时一种对信号的处理方式和技术，调制可将信号变换为适合与传输或记录的形式。并可使信号更经济、高质量的传输。
三、码率与高效编码
1、码率：码率即码的传送速率或比特传输率，表示每秒钟传送脉冲或码的个（位）数。
2、高效编码：将传送、处理、记录的模拟信号或数字信号高效率地转换为信息量尽可能少的数字信号的编码技术称为高效率编码。
四、误码率与纠错编码
1、误码率：把接收到的误码在总码数中所占的比例称为误码率
2、纠错编码：在传输过程中发生错误后能在收端自行发现或纠正的码。仅用来发现错误的码一般常称为检错码。
第三章 CD媒体技术原理
一、CD盘片
1、CD的基本情况
唱片直径为120mm，中心直径为15mm，单面可演奏1h，最多75min
频率特性：20~20000Hz平直
串音：全频带在90dB以上
动态范围：全频带在90dB以上
谐波失真率：全频带在0.03%以下
杂音：几乎听不到，由D/A以下的模拟部分的噪音来决定
抖晃率：可以小到所用晶体振荡器的精度
可靠性（寿命）：唱片：半永久的，唱机：半导体激光器的寿命5000h以上
操作性：简单随机读取2~3s以下
环境：有一定的摇动也不产生噪音
新功能：可以表示曲目，曲号和曲的播放时间，也可以放静止画面
二、MD系统
1、MD的概念
MD是利用磁光技术制造的小型光盘。M系统基本上是CD系统的一个扩展。
2、MD系统的构成
MD系统包括：RF放大器，伺服控制电路，地址解码，防振用存储控制器，声音压缩解码器/解码器,EFM和ACIRC的编码器/解码器信号处理的核心部分
MD机所使用的盘分为两种
3、MD的其他功能和新技术
盘的编辑功能
MD录放机的特点
采用了一系列新技术
第四章 数字磁带录音机
一、数字磁带录音机的类型功能和特点
1、DAT的类型
基本分为旋转磁头方式和固定磁头两大类型
2、特点
音质优良
卓越的转录性能
各种子码、控制信号码的记录
高超的数字处理技术
独特的带盒机构
引入微机控制技术
3、功能
编辑功能
快速搜索功能
具有SCMS功能
多种信息液晶显示功能
多种适应能力的输入/输出接口
遥控功能
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