《音响设备技术》习题答案.doc 53页

'《音响设备技术》习题参考答案第1章习题参考答案1.1什么是音响、音响设备、音响系统？在音响技术中，音响是特指通过放音系统重现出来的声音。例如通过组合音响重现CD片或磁带中的音乐、歌曲及其他声音，又如演出现场通过扩音系统播放出来的歌声和音乐声等，都属于音响范畴。音响设备是指对音频信号能够进行变换、放大、记录、重放、修饰、还原等处理的设备。如话筒、功放、录音机、调谐器、CD机、扬声器等，都是音响设备。能够重现声音的放音系统，称为音响系统。例如由CD机、功率放大器和扬声器所组成的音响系统。1.2高保真音响系统有哪些重要属性？高保真音响系统有3个重要的属性。(1)如实地重现原始声音。(2)如实地重现原始声场。(3)能够对音频信号进行加工修饰。1.3音响技术的现状有什么特点？音响技术的现状的特点主要有：高保真（Hi-Fi）化、立体声化、环绕声化、自动化、数字化。1.4高保真音响系统由哪些部分组成？各部分的主要作用如何？高保真音响系统通常由高保真音源、音频放大器和扬声器系统这3大部分组成。各部分的主要作用是：高保真音源：为音响系统提供高保真的音频信号。如调谐器、录音座、电唱机、CD唱机、VCD、DVD影碟机和传声器等。音频放大器：对音频信号进行处理和放大，用足够的功率去推动扬声器系统发声。音频放大器是音响系统的主体，包括前置放大器和功率放大器两部分，必要时可以插入图示均衡器等辅助设备。扬声器系统：将功率放大器输出的音频信号分频段不失真地还原成原始声音。扬声器系统由扬声器、分频器和箱体三个部分组成。扬声器系统对重放声音的音质有着举足轻重的影响。 1.5音响设备中的频率范围、谐波失真、信噪比的含义是什么？频率范围：也称为频率特性或频率响应，其含义是指各种放声设备能重放声音信号的频率的范围，以及在此范围内允许的振幅偏差程度（允差或容差）。频率范围越宽，振幅容差越小，语言和音乐信号通过该设备时的频率失真和相位失真也就越小，则音质也就越好。谐波失真：由于各音响设备中的放大器存在着一定的非线性，导致音频信号通过放大器时产生新的各次谐波成分，由此而造成的失真称为谐波失真。谐波失真使声音失去原有的音色，严重时使声音变得刺耳难听。信噪比：又称信号噪声比，是指有用信号功率与噪声功率之比，记为S/N，通常用分贝值（dB）表示。信噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，重放的声音越干净，音质越好。1.6人耳听觉的频率范围、听阈、痛域分别是多少？人耳听觉的频率范围为20Hz~20kHz，其中对中频段1~4kHz的声音最为灵敏，对低频段和高频段的声音则比较迟钝。对于低于20Hz的次声和高于20kHz的超声，即使强度再大，人耳也是听不到的。人耳的听阈是指能够听得到的声音的最低声压值，它和声音的频率有关。在良好的听音环境中，听力正常的青年人，在800~5000Hz频率范围内的听阈十分接近于0分贝（20µPa）的声压值。人耳的痛域是指使耳朵感到疼痛的声压值，它与声音的频率关系不大。通常声压级达到120dB时，人耳感到不舒适；声压级大于140dB时，人耳感到疼痛；声压级超过150dB时，人耳会发生急性损伤。1.7什么是声音的三要素？它与声波的幅度、频率和频谱的对应关系如何？声音的特征主要由音量、音调、音色这三个要素来表征。音量是指声音的大小；音调是指声音调子的高低；音色是指声音的特色。音量的大小主要取决于声波的振幅；音调的高低主要取决于声波的基波频率；音色的特色主要取决于声音的频谱结构。1.8分别说明听觉等响特性、听觉阈值特性、听觉掩蔽特性的含义。听觉等响特性是反映人们对不同频率的纯音的响度感觉的基本特性：一是人耳对3~4kHz频率范围内的声音响度感觉最灵敏；二是人耳对低频和高频声音的灵敏度都要降低；三是声压级越高，不同频率的纯音的响度感觉的差别越小，等响特性越趋于平坦。听觉阈值特性是指人耳对不同频率的声音具有不同的听觉灵敏度的特性：正常人能听到的声音强度范围为0~140dB；人耳在800Hz~5kHz频率范围内的听阈十分接近于0dB(声压为20µPa)，而对100Hz以下的信号或18kHz以上的信号的听觉灵敏度却大大降低，可觉察的声级明显高于800Hz~5kHz的中音频段。听觉掩蔽特性，是指一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的声音，使较弱的声音不能被听到。这种掩蔽特性有频域掩蔽和时域掩蔽：频域掩蔽是指一个幅度较大的频率信号会掩蔽相邻频率处的幅度相对较小的频率信号，使小信号不能被听不见； 时域掩蔽是指在时间上，一个强信号会掩蔽掉前后一段时间内的较弱的声音，使之不能被听到。1.9什么是立体声？立体声的成分如何？立体声有哪些特点？立体声是指具有方位感、层次感、临场感等空间分布特性的声音。用立体声音响技术来传播和再现声音，不仅能反映出声音的空间分布感，而且能够提高声音的层次感、清晰度和透明度，明显地改善重放声音的质量，大大地增强临场效果。立体声的成分可以分为三类：第一类为直达声，直达声是指直接传播到听众左、右耳的声音；第二类为反射声，它是指从音乐厅内的表面上经过初次反射后，到达听众耳际的声音，约比直达声晚十几到几十毫秒到达人耳；第三类为混响声，它是指声音在厅堂内经过各个边界面和障碍物多次无规则的反射后，形成漫无方向、弥漫整个空间的袅袅余音。反射声和混响声共同作用，综合形成现场环境的音响气氛，即产生所谓临场感。立体声的特点主要有：(1)具有明显的方位感和分布感。(2)具有较高的清晰度。(3)具有较小的背景噪声。(4)具有较好的空间感、包围感和临场感。1.10什么是环绕立体声？它与双声道立体声有什么区别？环绕立体声一种能使重放的声场具有回旋的、缭绕的、空间的环绕感觉，使聆听者犹如置身于真实的实际声场中的多声道立体声系统。环绕立体声与双声道立体声相比，不同之处在于它除了具有前方的左右主声道外，还增加了后方的环绕声道，因而大大增强了声像的纵深感和临场感。通常所指的环绕声，就是指声场中位于聆听者后方的声场，这个后方声场主要由混响声构成，其特点是无固定方向，均匀地向各个方向传播。 第2章习题参考答案2.1调谐器的主要性能指标有哪些？什么叫灵敏度？什么叫选择性？调谐器的主要性能指标有：接收频率范围、灵敏度、选择性、不失真输出功率等。灵敏度是指调谐器正常工作时能够接收微弱无线电波信号的能力的大小。灵敏度高的调谐器能够收到远地的电台信号或微弱信号，而灵敏度低的调谐器则收不到。灵敏度的数值越小，表示接收微弱信号的能力就越强。选择性是指调谐器选择电台信号的能力，即调谐器分隔邻近电台信号的能力。选择性好的调谐器表现为，接收信号时只收到所选电台的信号，而无其他电台的信号干扰。2.2输入电路的作用是什么？简述选台的工作原理。输入电路的主要作用是选频。即从接收下来的各种不同频率的信号中选出所要接收频率的电台信号，并抑制掉其他无用信号及各种噪声与干扰信号。输入电路选台的工作原理是利用由LC谐振电路的选频特性进行的。当磁性天线或外接天线所产生的感应电动势馈入到输入回路中，输入回路的电感L与可变电容C组成的LC串联谐振电路，其谐振频率为：ƒ=1/（2π），调节可变电容C使回路谐振在某一电台的频率上，这时，该电台信号在L上的感应电动势最强，则该频率的电台信号就被选择出来，并经互感耦合将电台信号送入后级变频电路。2.3变频电路的作用是什么？输入信号、本振信号、中频信号的频率之间有什么关系？变频电路的主要作用是变换电台信号的载波频率。即将输入电路选出的各个电台信号的载波都变为固定的中频（465kHz），同时保持中频信号的包络与原高频信号包络完全一致。输入信号、本振信号、中频信号三者之间的频率关系是：本振频率信号f本与输入频率信号f入通过混频器差出中频信号f中，即f本-f入=f中。2.4在超外差式调谐器中，为什么要选择差频信号作为中频信号？在超外差式调谐器中，根据混频原理，其混频器的输出信号含有两个输入信号的和频分量（本振信号f本＋输入电台信号f入）和差频分量（f本-f入），这二个信号都是混频的结果，都能使信号的载波频率进行变换。但因为和频分量的频率信号要比输入的电台信号f入的频率高，不利于放大器对信号的放大，而差频信号的频率可以比输入电台信号的载波频率低得多，因而通常选择差频分量作为混频器的输出，送到后级的中放电路进行放大。2.5画出调幅超外差式接收电路方框图，简述信号接收处理过程。 超外差式调幅接收电路由输入电路、高放电路（中低档机无此电路）、变频电路（混频器和本振）、中频放大电路、检波电路、自动增益控制（AGC）电路等组成。由检波器输出音频信号到后面的功率放大器。其电路组成方框图如下：信号接收处理过程：输入电路从天线接收到的众多无线信号中选出所要接收的电台频率信号，经高频放大电路放大后送入变频级的混频器，送入混频器的还有本机振荡器产生的等幅高频振荡信号，其频率总比接收来的电台信号频率高465kHz。在混频器中对输入的两路信号进行混频处理后，产生载频为465kHz的中频（差频）信号，送入中频放大电路，然后由中频放大器将幅度放大到检波电路所需要的幅度后，再送入检波器。检波器对中频调幅波进行解调，得到音频信号，再经过音频电压放大电路和音频功率放大电路放大后，送入扬声器还原成声音。AGC电路为自动增益控制电路，用于当输入强弱不同的电台时，通过自动调节中放电路增益，使检波器输出的音频信号幅度基本不变，以防强信号时，电路出现饱和失真。2.6中频放大电路的主要作用是什么？中放电路对整机灵敏度和选择性的影响如何？中频放大电路的主要作用是放大和选频。即将变频电路送来的465kHz中频信号进行放大，以提高整机的灵敏度；同时，还要通过选频回路对中频信号进一步筛选，以提高整机的选择性，然后将筛选出来的经放大的中频信号送到检波电路去检波。中放电路性能的优劣，对整机的灵敏度和选择性等技术指标有着决定性的作用。中放级增益越高，整机灵敏度越高，中放级应具有60～70dB的增益；中放电路的选择性越好，抑制邻近电台信号的串扰也就越好，通常要求中放电路的选择性在20～40dB。2.7同步检波器的电路结构如何？简述同步检波器的工作原理。同步检波器主要由双差分模拟乘法器构成，其电路结构如下图所示。 工作原理：模拟乘法器有两个输入端、一个输出端。一个输入端送入中频调幅信号，调制的包络为音频信号；另一个输入端送入中频载波信号，该中频载波信号与调幅信号中的中频载波信号同频同相。模拟乘法器将两个输入信号进行乘法处理，经乘法处理后在输出端得到这两个信号的和频分量和差频分量，再经低通滤波器滤除和频（高频成分）分量后，就得到差频分量，因为两个输入信号的载波频率和相位相同，使差频后的载波频率为0，因此其输出信号为调幅中频信号的包络，该包络就是音频信号。在电路中，从中频放大电路输出的中频调幅信号一路直接送往双差分模拟乘法器，另一路送到限幅放大电路，限幅放大电路外接一个中频选频网络，可以从中频调幅信号中取出中频等幅信号后再送往模拟乘法器，该中频等幅信号必然与调幅信号中的中频载波同频同相。这样，在模拟乘法器的输出端就将调幅信号中的调制信号（音频信号）解调出来。2.8什么叫调频？调频广播有哪些特点？调频是指用低频信号（音频信号）去调制高频载波的频率，使高频载波的频率随低频信号的变化而有规律地变化，而高频载波的幅度则保持不变，这一过程就称为调频。调频广播有以下几个特点：（1）频带宽，音质好，动态范围大。调频广播电台间隔为200kHz，音频频率范围可达30Hz～15kHz，能够很好地反映节目源的真实情况。（2）信噪比高，抗干扰能力强。由于调频广播的调制方式和限幅器、预加重、去加重等措施，使调频广播比调幅广播具有较高的信噪比，从而增强了抗干扰能力。（3）解决电台拥挤问题。调频广播在超短波频段，传播半径只有50km左右，因此本地电台与外地电台不会引起干扰，从而解决了广播电台频率拥挤的问题。2.9画出立体声调频接收机电路方框图，简述信号接收处理过程。立体声调频接收电路由输入电路、高频放大电路、变频电路（混频器和本振）、中频放大器、限幅电路、鉴频器、自动频率控制（AFC）和立体声解码器等电路组成。电路组成框图如下： 调频接收电路的信号接收处理过程如下：输入回路选出所要接收的电台信号经高频放大后送入变频级，变频级将载频变换成固定的10.7MHz中频。中频信号经过放大和限幅去除调频波的幅度干扰后成为等幅调频波，然后再经过鉴频器，解调出音频信号，对于双声道调频立体声广播来说，鉴频器输出的是立体声复合信号，该立体声复合信号经解码器，分离为左、右声道的音频信号，再经两路前置低放和功率放大后送入扬声器还原成声音。AFC电路称为自动频率控制电路，用来控制本机振荡频率，使本振频率始终稳定在比外来信号高10.7MHz的数值上。2.10调频头电路、中放和限幅电路及鉴频器的作用各是什么？调频头电路的作用是选台、高放、变频。即接收并选出所要收听的电台节目信号，经高频放大后送入混频器，在混频器中，电台信号与本机振荡信号进行混频，把所有调频电台的载波频率都变为10.7MHz的中频，然后送入中放电路。中放与限幅电路的作用是对中频信号进行选频放大和限幅。即对调频头送入的中频信号进行进一步的选频、放大，然后再经限幅去除调频波的幅度干扰后使之成为等幅调频波。鉴频器的作用是对调频信号进行解调。即从10.7MHz的中频调频波中取出音频信号（接收立体声广播时，解调出立体声复合信号）。2.11移相乘积型鉴频器的电路结构如何？简述其工作原理。移相乘积型鉴频器的电路结构由限幅器、移相器、乘法器和低通滤波器组成，其电路组成框图如下： 工作原理：限幅后得到的等幅中频信号分成两路，一路直接送到乘法器，另一路经过移相器后形成调频移相信号后也被送入乘法器，移相器的作用是将信号频率的变化变换为相位的变化。这样使乘法器的两路输入信号的相位产生差异，其相位差与调频信号的频偏成比例。在乘法器中，这两路信号经过相乘处理后，得到的输出信号的脉冲占空比也随相位差的变化而变化，这种变化经低通滤波器平滑后的平均值反映出来，最终将信号的频偏变化，转变为信号的幅度变化，实现鉴频作用。2.12导频制立体声复合信号由哪些部分组成？它的频谱特点和波形特点如何？导频制立体声复合信号由主信号M、副信号S"、导频信号P三部分叠加而成。其中，主信号M为左右信号之和（M=L+R），副信号S"为差信号S（S=L-R）被38kHz的副载波调制的平衡调幅波，P为19kHz导频信号，供接收机中产生38kHz副载波用。导频制立体声复合信号的频谱特点：（1）主信号M的频率范围为30Hz～15kHz，调制度为45%。（2）副信号S"的频率范围为23kHz～53kHz，但不包含38kHz副载波信号，副信号的调制度也为45％。（3）导频信号P的频率为19kHz，调制度为10%。导频制立体声复合信号的波形特点：（1）对应于38kHz副载波的正峰值时的立体声复合信号的包络线，即为左信号；（2）对应于38kHz副载波的负峰值时的立体声复合信号的包络线，即为右信号。2.13调频接收机中为什么设置去加重电路？在立体声调频接收机中为什么将去加重电路设在解码电路的后面？在调频广播中，为了提高音频信号高频段的信噪比，一般在调频发射之前都要对音频信号进行预加重处理，即把音频中的高频分量进行适当的提升。因此，在调频接收机中，为了使音频信号能够恢复原来的频率特性，必须设置去加重电路，对音频信号进行去加重处理，即将音频信号的高频分量按照预加重的相反频率特性进行衰减。这样，经过预加重和去加重处理后，音频信号的各种频率成分的幅度比例没变，而高频端的噪声却大大减少了。在立体声调频接收机中，如果去加重电路设置在立体声解码电路之前，则去加重电路的高频衰减特性，将使输入到解码器的立体声复合信号中频率范围为23kHz～53kHz的副信号被滤除，致使立体声解码电路无法解调出左、右声道信号，因此去加重电路应设在立体声解码电路之后，使该电路只对解码器输出的L、R音频信号进行高频衰减，达到去加重的目的。2.14数字调谐器有哪些特点？（1）具有自动搜索选台、记忆选台等智能特点。这是由于在数字调谐器中，采用了微电脑控制技术，使电子调谐实现了智能化，从而使DTS具有电台信号的自动搜索、频率预置、存储记忆等多种功能，同时也使调谐操作准确、快捷而方便。 （2）调谐准确，工作稳定。这是由于采用了锁相环路技术，使电子调谐的频率准确性和稳定性得到了明显的提高，无频率漂移等走台现象的出现。（3）具有数字频率显示功能。由于采用了数字显示技术，可以直接用数字来显示所接收的电台频率，使调谐操作直观、简便，同时也便于遥控操作和轻触式操作的实现。（4）可以实现多功能控制，且操作方便。由于采用了微电脑控制技术，因此可以很方便地实现定时开机、定时关机、睡眠、静噪调谐等多种控制功能，同时若将微电脑技术与红外遥控技术结合，还可以实现遥控操作。（5）体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长。由于采用了变容二极管来代替可变电容器，故无机械式调谐器中的可变电容器的机械磨损和接触不良，大大提高了调谐器的使用寿命和可靠性，同时也无需机械式调谐器所需的刻度盘、旋钮等传动机构，使整个调谐系统的体积大大缩小。2.15数字调谐器的电路组成情况如何？数字调谐器收音通道部分FM接收通道AM接收通道FM输入回路、FM调谐高放、FM本振、FM混频、FM中放、FM限幅、FM鉴频、立体声解码收通道AM输入回路、AM本振、AM混频、AM中放、AM检波（中波MW和短波SW）数字调谐控制部分锁相环频率合成器（PLL）微处理控制器（CPU）本振频率合成电路数字频率显示电路调谐电压搜索控制电路电台频率预置存储电路数字调谐器一般由收音通道和数字调谐控制电路两部分组成，其电路组成情况可归纳如下：2.16集成电路TC9307AF有哪些特点？（1）内存容量大。在TC9307AF内部，用于数据存储的随机存储器（RAM）的容量为4位×128字节，用于指令程序存储的程序存储器（ROM）的容量为16位×2048字节，因此，它的内存容量大，其内部的指令系统非常丰富。（2）输入/输出（I/O）接口完善。该芯片的I/O接口设置十分完善，除专用的键盘矩阵I/O接口外，还有波段I/O接口，定时器I/O接口，LCD显示的段信号输出接口。此外，该芯片内部还设置有LCD专用的3V稳压器，并能直接输出LCD各段所需的动态驱动信号。（3）选台功能丰富多样。既可手动升/降调谐（锯齿波扫描方式），也可自动搜索调谐，另外还有半自动存储选台、存储器扫描选台等。（4）定时功能。具有定时开机与定时关机功能，并可同时设定；睡眠定时的设定可以从l～90分钟每隔10分钟时间的间隔进行预置。（5） 采用中频信号自动停台方式。该芯片内部专门设置了16位通用中频计数器输入接口，可以将收音通道的中频电路输出的AM或FM中频信号进行分频，并检出自动调谐停止信号，使调谐搜索自动停止（即锁台）。且可有效地抑制干扰信号及本地特强电台侧边峰信号的出现。（6）工作电压低、适用范围宽。TC9307AF的工作电压为3～5.5V，IC内部设置有3V稳压电路。可用于便携式数字调谐收音机、收录机、组合音响、汽车收音机等。2.17集成电路TC9307AF具有哪些控制电路？（1）波段切换控制电路（2）调谐电压VT控制电路（3）自动搜索调谐锁台控制电路（4）静噪调谐控制电路（5）定时开/关机控制（含睡眠关机控制）电路（6）AM/FM本振信号频率注入控制电路（7）键控矩阵电路2.18简述TC9307AF是如何实现自动搜索调谐的锁台控制的？当收音电路在调谐搜索电台（包括自动扫描搜索电台）的过程中，一旦捕捉到电台频率信号时，收音部分的中放电路将检测所得到的中频信号（IF），馈送至调谐控制集成电路TC9307AF第脚（IFIN端），经内部放大计数产生控制信号迫使TC9307AF内的扫描搜索停止，并切断静噪输出信号使TC9307AF第脚置于低电平，于是静噪控制自动解除，收音电路的信号通路接通，实现自动扫描调谐的停台锁台控制，以接收该电台信号。 第3章习题参考答案3.1解释以下名词：磁性材料磁化磁场强度剩磁硬磁性材料软磁性材料。磁性材料：自然界中的某些物质，当受到外界磁场作用后，会暂时或永久地具有较明显的磁性，我们称这样的物质为磁性材料，如铁、钴、镍及一些合金等都是磁性材料。磁化：原来没有磁性的磁性材料，在外磁场作用下带上磁性的过程称为磁化。磁场强度：磁场强度是指磁性材料在磁化的过程中，外加磁场的强弱，磁场强度用H来表示。剩磁：剩磁是指磁性材料在磁化的过程中，当磁场强度（H）减小到零时，磁性材料内部磁畴仍然保持一定程度的整齐排列，对外呈现一定的磁性，从而使磁感应强度（B）仍会保持某一数值，我们称这部分磁性为剩磁，用Br来表示。硬磁性材料：硬磁性材料是指磁滞回线较宽，它的剩磁和矫顽力很大的磁性材料。这种材料一经磁化后便带上磁性，若要再去磁，必须加入很大的反向磁场才行，磁滞损耗很大，它适用于存储信号的场合。常见的硬磁性材料有三氧化二铁（Fe2O3）、二氧化铬（CrO2）和铁钴合金（FeCo）等。软磁性材料：软磁性材料是指磁滞回线呈狭窄的带状，剩磁很小，因此矫顽力也很小的磁性材料。这种材料在磁性材料的磁化过程中，磁感应强度随外界磁场强度增加而迅速增加，当外界磁场强度为零时，大部分的磁性也将随之消失。如纯铁、硅钢、坡莫合金、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体等。3.2画出磁化曲线、磁滞回线和剩磁曲线。磁化曲线、磁滞回线和剩磁曲线都是表示磁性材料在磁化过程中磁场强度（H）和磁感应强度（B）之间的关系曲线，又称为B–H曲线，如下图所示。图中的Oa段曲线是磁化开始前，磁性材料不带有任何磁性时的初始磁化曲线。图中的abcdef反映了加入交变磁场时，磁场强度（H）和磁感应强度（B）的关系，该关系表明磁性材料在反复的磁化过程中，磁感应强度（B）的变化总是滞后于磁场强度（H）的变化，其相应的B–H闭合曲线称为磁滞回线。当磁场强度从任一值变为零时，磁感应强度都有一个确定的剩磁与之对应。由此剩磁构成的磁滞回线就称为剩磁曲线。 3.3简述录音座的磁带录音原理和放音原理。磁带录音与磁带放音都是依靠磁带（硬磁材料）紧贴在磁头（软磁材料）上匀速走带来实现电信号与磁信号的相互转换的。磁带录音原理：声音经过话筒转变为电信号，经放大器后，送入录音磁头，磁头线圈通入信号电流后可以产生磁场，其大小和方向与通电电流的变化一致，因此在磁头的缝隙周围便会产生与声音变化相对应的磁场，这时当磁带以一定速度紧靠着磁头移动时，根据磁化原理可知，磁带会被磁化，由于磁带采用硬磁性材料制成，因此磁带上的剩磁很大，从而把磁信号记录下来，实现了电信号与信号的转换。磁带放音原理：磁带放音过程是录音的逆过程，它是将磁带上记录的磁信号通过转换变为电信号，再经放大，由扬声器还原成声音。由电磁感应定律可知，线圈回路在变化的磁场中会产生感应电动势和感应电流，线圈中感应电动势的大小与单位时间内的磁通量的变化成正比。因此在放音时，当记录磁信号的磁带以一定的速度经过磁头时，磁头铁芯中就会有磁通穿过，该磁通的大小会随着磁带上的磁信号的内容发生变化，使磁头线圈产生的感应电动势也相应地变化，从而实现了磁信号与电信号的转换。这个感应电动势再经过放大电路放大后，最后送入扬声器还原成声音。3.4什么叫偏磁？录音时为什么要加偏磁？所谓偏磁，是指在录音过程中，给录音磁头线圈加一个大小合适的稳定的直流电流或超音频（录音信号最高频率的3～8倍）振荡电流与音频信号电流相叠加后一起送入录音磁头线圈，使磁头缝隙产生一个附加磁场，这一过程称为偏磁。录音时加入偏磁，可以使录音过程的电－磁转换的磁化过程中，使磁带工作在剩磁曲线的线性部分，避开其非线性部分，以达到减小磁带上磁迹波形失真的目的3.5简述交流抹音原理。 交流抹音是利用超音频交变磁场来抹音的。它是给抹音磁头线圈送入一个超音频振荡电流，在磁芯缝隙处产生与之相对应的交变磁场，由于超音频交变磁场的频率非常高，磁带经过抹音磁头的缝隙时，将被这个交变磁场反复磁化（几十次），这样当磁带离开磁头缝隙时，随着磁头缝隙处磁场强度分布的减小，磁带上的剩磁也逐渐减小到零，从而达到消磁的目的。交流抹音后，磁带上的剩磁全部被消除。3.6什么叫恒流录音？为什么要采用恒流录音方式？恒流录音是指通入录音磁头中的录音电流的大小，不随录音信号的频率变化而变化，即录音电流的大小与录音信号频率无关。采用恒流录音的原因是：录音磁头是电感元件，阻抗呈感性，磁头感抗的大小将随着录音信号频率的增加而增加，而在录音过程的电－磁变换过程中，磁带上记录的剩磁是与录音电流的大小成正比的。因此录音过程中必须在录音磁头上串联一个十几千欧的大电阻，使信号的中低频段的磁头感抗比该电阻小得多，磁头感抗可以忽略不计，这样录音电流的大小在中低频段就与信号的频率无关，实现了恒流录音。3.7什么叫微分效应？它会使放音频响发生怎样的变化？所谓微分效应，是指磁头在放音过程中，磁头输出信号的大小u0是与磁带上剩磁信号Ψ的变化率（频率）成正比的，即磁头输出电压u0=dΨ/dt，这一微分关系的特性称为磁头放音输出的微分效应。由于微分效应使得放音磁头的输出电压正比于放音信号频率，因此频率每升高一倍时，放音输出电压也将增加一倍（增加6dB），即放音输出频响按6dB／倍频程（即6dB/oct）的规律直线上升，信号频率越高，放音磁头输出电压就越大。3.8为什么在录音、放音过程中要进行频率补偿？分别画出录音、放音频率补偿特性曲线。在录音时，一是录音磁头在电－磁变换过程中磁头呈感性，因此在信号的中低频段需要进行恒流录音，使录音电流的大小与信号频率无关；二是在录音信号的高频段，录音磁头存在多种高频损耗，且频率越高，磁头损耗就越大，记录到磁带上的剩磁信号也就越小，因此录音输出电路中要对录音高频信号进行提升处理。根据上述二点原因，在录音过程中必须对录音输出电路送到录音磁头的电流的频率特性进行补偿，使录音电流的中低频段恒流而高频段提升，其补偿特性应如下图的B曲线所示，这样记录到磁带上的剩磁信号的频率特性才是均衡的。 在放音时，由于放音磁头的微分效应和高频损耗，使放音磁头输出的电压的频率特性如下图的A曲线所示，中低频段呈6dB/倍频程变化，高频段的输出下降。为此，在放音电路中必须设置放音频率补偿电路，该电路在中低频端的频率补偿特性与放音磁头的频率特性相反，放音电路的中低频输出呈6dB/倍频程上升，如下图的C曲线所示，另外根据磁带的磁性材料，在放音频率补偿曲线中设置两个转折频率点，对于普通磁带，低端转折频率为50Hz，高端转折频率为1.3kHz；而放音磁头的高频损耗，则由放音磁头与所并联的电容所构成的LC谐振电路进行补偿；这样就使得在录音和放音过程中，总的音频信号的频率特性呈均衡状态，如下图的D所示。录放音频率特性曲线：A：放音磁头输出电压频率特性。B：录音输出电流频率补偿特性。C：放音均衡电路频率补偿特性。D：录、放音过程总的频率特性。3.9试述驱动机构的录/放音恒速走带过程。当按下录/放音键时，机芯开关接通了电机的工作电源，电机转动，通过橡胶皮带驱动飞轮转动，与飞轮固定在一起的主导轴随之转动，同时装有磁头和压带轮的磁头滑板移动，使磁头接触到盒式磁带，压带轮压向已穿过磁带盒的主导轴，将磁带压贴在主导轴上。匀速转动的主导轴和压带轮靠摩擦力带动磁带恒速走带。磁带在主导机构驱动下恒速走带的同时，供收带机构也使供带盘、收带盘匀速转动。磁带因受供带盘的阻力而具有一定的反张力，使磁带不致松散。与此同时，橡胶皮带带动张力轮转动，其收带小轴在按下放音键时已靠至收带盘的橡胶外缘上，因而使收带盘在收带小轴驱动下转动，将主导轴送来的磁带平滑地收卷起来。恒速走带过程可见下图所示。3.10以D系列集成电路立体声收录机为例，画出其电路结构框图，简述各部分电路的作用。熊猫SL-861型双卡台式立体声收录机，是典型的D系列集成电路立体声收录机。整机电路主要由收音电路、录放电路和音频放大电路3部分构成，该机的电路结构框图如下： 各部分的作用如下：1.收音电路D7335P：FM调频头电路；D7640P：AM／FM中频电路，包括AM检波和FM鉴频电路；D7343P：立体声解码电路。2.录放电路（1）录放卡电路D7668P（IC101）：录/放均衡放大集成电路；BG103／BG104　：放音输出放大器；超音频偏磁振荡器。（2）放音卡电路D7668P（IC201）：放音均衡放大集成电路；TC9165：自动选曲电路；BG204　：话筒前置放大器。3.音频放大电路BG301／BG302：音频前置放大器；D7796P（IC601／IC602）：双五段图示均衡器；D7240P（IC301）：功率放大器； AN6884（IC801）：电平显示器。3.11ALC电路的作用是什么？画出电路的组成框图，简述其工作原理。ALC电路是录音座在录音状态下自动调整录音电平的电路，其作用是防止大信号时录音放大器产生过荷失真。ALC的电路框图如下图所示，它由整流电路、延时电路和控制电路3部分组成。ALC电路的工作原理：当录音输入信号较弱时，录音输出信号也较弱，不能使这3部分电路工作。输入信号全部加到录音放大电路的输入端，此时录音信号能够获得较大的增益，使小信号的信噪比提高。当录音输入信号较强时，录音输出信号也较强。信号经过整流、延时后，使控制电路起控，从而使录音输入信号得到衰减，使增益降下来，达到自动控制录音电平的目的。3.12试分析自动选曲电路的工作原理。自动选曲电路是在快进或倒带状态下根据磁带上节目之间的间隙来确定某一放音节目的起始位置的。其自动选曲电路的工作原理为：自动选曲系统在选曲时，先按下放音键，这时电路处于放音状态，然后再按下快进或倒带键，压带轮离开主导轴，机芯部分处于快进或倒带状态，同时放音磁头稍向后退，磁带微贴着磁头快速走带，放音磁头仍然能感应出节目信号，这样电路和机芯处于选曲状态。当磁带到达节目开始或结束位置时，由于节目之间留有3～5s的空白段，在这一空白段磁头感应不到信号，导致自动选曲电路产生一个脉冲信号，由该脉冲来驱动机芯的电磁铁动作，使相应的快进或倒带机构停止，电路和机芯恢复放音状态，最终完成自动选择节目内容的目的。3.13试分析双卡连续放音控制电路的工作原理。录音座的连续放音功能有两种类型：①由A卡到B卡的磁带单方向的连续放音；②A卡或B卡中磁带的双向连续放音。双卡间的磁带单方向连续放音的控制原理较为简单，只需将两个卡的放音键都按下，当一个卡放音结束时，由自停机构自动释放该卡放音键，并控制另一卡自动进入放音状态即可。磁带的双向连续放音，是指磁带正向走带时，1、2磁迹工作；当正向走带结束时，在控制电路的控制下能够自动反向走带，此时3、4磁迹工作。在放音时为了使磁带不需要翻面而能交替连续放音，实际上是借助磁头能自动换向来达到目的。能够进行自动换向连续放音的录音座机芯与控制电路必须具备以下基本要求。（1）磁带能按标准速度朝两个方向行走。 （2）不论哪个方向走完，磁带都能发出换向指令。（3）换向指令发出后，磁带立即反向行走，同时磁头的工作磁道切换到磁带上的另2个磁迹。磁带的双向连续放音的控制方式主要有磁头旋转式，磁带移动式，磁带换向式三种。3.14试分析全逻辑机芯操作控制电路的工作原理。TC9121P是典型的全逻辑机芯控制集成电路，以TC9121P为核心配合电子开关LC4066C所构成的电路，可实现三种自动控制功能：断电自动停机控制，自动放音控制，自动倒带控制。控制电路如图所示，工作原理分述如下：（1）自动停机控制电路的工作原理。A201的选通（禁止）输入端脚由直流工作电压+VCC供给，在有电压时A201正常工作，当断电时，A201的脚为低电位，A201由工作状态转为停止状态，实现自动停机控制。（2）自动放音控制电路的工作原理。当循环放音开关S1置于图中所示位置（ON）时，A201的⑧脚（自动放音）、⑨脚（自动倒带）均为低电平。在倒带时，A201的脚（倒带输出）为高电平，经R2加到A203的⑤脚，使A203内电路中的电子开关S4处于接通状态。当倒带结束，有自停脉冲输入到A203的③脚，通过S4从④脚输出，加到A201的⑩脚Y端，⑩脚为低电平，为有效触发，通过A201输出放音指令，机器自动进入放音状态，完成自动放音控制。（3）自动倒带控制电路的工作原理。图示电路中的循环放音开关仍在图示（ON）位置，使A201的⑨脚（自动倒带）被S1 接地而为低电平。在放音时，A201的脚输出高电平，经R3加到A203的⑥脚，使内部电路中的电子开关S3处于接通状态，这样，当放音结束时，有自停脉冲输入，加到A203的⑨脚，通过S3从⑧脚输出，加到A201的脚X端，A201的脚为低电平，通过TC9121P使机芯由放音转为倒带状态，完成自动倒带控制。 第4章习题参考答案4.1前置放大器的功能是什么？有哪些基本组成部分？各部分有何作用？前置放大器功能有两个：一是要选择所需要的音源信号，并放大到额定电平；二是要进行各种音质控制，以美化声音。前置放大器的基本组成有：音源选择、输入放大和音质控制等电路。各部分的作用：音源选择电路的作用是选择所需的音源信号送入后级，同时关闭其他音源通道。输入放大器的作用是将音源信号放大到额定电平，通常是1V左右。音质控制的作用是使音响系统的频率特性可以控制，以达到高保真的音质；或者根据聆听者的爱好，修饰与美化声音。4.2功率放大器的作用是什么？有哪些基本组成部分？主要的性能指标有哪些？功率放大器的作用：一是对各种音源输出的音频信号进行加工处理和不失真放大；二是对音频信号进行功率放大，使之达到足够的功率去推动扬声器发声。功率放大器的基本组成：由激励级、输出级和保护电路等基本电路所组成。激励级用来提供足够的电压增益或功率增益，以便能激励功放输出级；输出级用来产生足够的不失真输出功率；保护电路用来保护输出级的功率管和扬声器，以防过载损坏。功率放大器的主要性能指标有：过载音源电动势；有效频率范围；总的谐波失真；输出功率。4.3试简述图4-3所示电子开关选择电路的工作原理。图4-3所示为飞利浦公司生产的TDA1029音源电子开关选择电路。该音源电子开关可以输入四组立体声信号，当它的“控制开关”扳到开路时，第一组信号通过；当11脚接地时，第二组信号通过；当12脚接地时，第三组信号通过；当13脚接地时，第四组信号通过。这种开关的插入损耗为零，失真小于0.01％，通道隔离度不劣于79dB，信噪比大于120dB，最大输入信号可达6V。4.4试简述图4-8所示RC负反馈式高低音控制电路的工作原理。在图4-8电路中，由于各电容的容抗的大小在低音、中音和高音时不同，因此调节RP1和RP2时，从电位器上分压输出的音频信号的高低音的效果就会不同。RP1是低音控制电位器，这是因为与RP1相连接的电容的容量较大，中频和高频时的容抗与RP1的阻值相比要相对小得多，只在低频时呈现与RP1在同一数量级的容抗，因而调节RP1对中音和高音的影响不大，而对低频信号的影响较显著； RP2是高音控制电位器，这是因为与RP2相连接的电容的容量较小，只在高频时呈现与RP2在同一数量级的容抗，因而调节RP2对中音和低音的影响不大，而对高频信号的影响较显著。另外，该电路利用信号通路的阻抗变化及负反馈通路的阻抗变化的双重作用来增强RP1和RP2的控制效果，使得高、低音的调节范围进一步变大，调节的效果更为明显。4.5电子音量控制电路有何优点？试以图4-10为例，说明音量控制原理。电子音量控制电路的主要优点有三个：一是可以实现无噪声音量控制，这是因为电子音量控制电路采用调节直流偏置电压而间接实现音量控制的方法，从而克服了电位器音量控制电路的电位器转动噪声；二是可以避免电位器连接线因屏敝不良而引起的交流干扰噪声。三是电子音量控制电路还可方便地实现红外遥控。图4-10所示电路为偏流调节型音量控制电路。电路中V1和V2构成差分放大器，V3提供偏置电流，电位器RP用来调节V3的偏置电流。音频信号ui由C1耦合至V1基极，经差分放大后从V1集电极输出，其电压增益受V3提供的偏置电流控制。当电位器RP的滑动触点从下端向上移动时，V3基极偏置电流逐渐增大，使V3和V1、V2的偏置电流随之逐渐增大，从而使差分放大器的电压增益随之提高，达到控制音量之目的。4.6试简述图4-14所示电平指示电路的工作原理。图4-14所示是由TA7666P组成的双声道电平指示电路。TA7666P为双列5级电平指示驱动集成电路，它具有两路输出，可同时驱动5×2只两列发光二极管，多被立体声音响设备用于双声道指示器。左/右声道的音频信号分别由集成电路的16脚和1脚输入，经前置放大器AMP1/AMP2放大后由射随器输出，通过15脚和2脚外接的C3、C4的滤波作用，在15脚和2脚上形成反映输入信号大小的直流电平信号，并分别馈送至左／右路各个电压比较器的同相输入端，与电压比较器反相输入端所接的参考电压进行比较。当输入的音频信号由小增大时，电压比较器相继点亮VD1~VD5和WD1"~VD5"等发光二极管，进行电平显示。习惯上把第四只发光二极管的开启电平规定为0dB，因此，VD1~VD5和WD1"~VD5"点亮时所表示的音量电平值分别为-13dB、-8dB、-3dB、0dB、+3dB。4.7图示均衡器有何作用？它与音调控制电路有何区别？图示均衡器也称为多段频率音调控制电路，其作用是它可以对整个音频范围内的若干个频率点为中心的频段分别进行控制。根据频率分段的多少可以分为5段、7段、10段、15段、27段、31段等几种。图示均衡器与音调控制电路的区别是：它可以根据音乐节目的特点及聆听者的爱好，通过多个推拉式电位器分别对若干频段的电平进行提升或衰减，从而实现对音质的精细调整。而音调控制电路一般只能进行高音及低音这两个频段的电平进行调节控制。4.8OTL、OCL、BTL电路各有什么特点？怎样判断功率放大器属何种电路？OTL(OutputTransformerLess) 电路，称为无输出变压器功放电路。是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路，它是高保真功率放大器的基本电路之一，但输出端的耦合电容对频响也有一定影响。OTL电路的主要特点有：采用单电源供电方式，输出端直流电位为电源电压的一半；输出端与负载之间采用大容量电容耦合，扬声器一端接地；具有恒压输出特性，允许扬声器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω之中选择，最大输出电压的振幅为电源电压的一半，即1/2VCC，额定输出功率约为/(8RL)。OCL(OutputCondensertLess)电路，称为无输出电容功放电路，是在OTL电路的基础上发展起来的。OCL电路的主要特点有：采用双电源供电方式，输出端直流电位为零；由于没有输出电容，低频特性很好；扬声器一端接地，一端直接与放大器输出端连接，因此须设置保护电路；具有恒压输出特性；允许选择4Ω、8Ω或16Ω负载；最大输出电压振幅为正负电源值，额定输出功率约为/(2RL)。需要指出，若正负电源值取OTL电路单电源值的一半，则两种电路的额定输出功率相同，都是/(8RL)。BTL（BalancedTransformerLess）电路，称为平衡桥式功放电路。它由两组对称的OTL或OCL电路组成，扬声器接在两组OTL或OCL电路输出端之间，即扬声器两端都不接地。BTL电路的主要特点有：可采用单电源供电，两个输出端直流电位相等，无直流电流通过扬声器，与OTL、OCL电路相比，在相同电源电压、相同负载情况下，BTL电路输出电压可增大一倍，输出功率可增大四倍，这意味着在较低的电源电压时也可获得较大的输出功率，但是，扬声器没有接地端，给检修工作带来不便。功率放大器电路形式的判断：可根据功放对管的输出端与扬声器的接法来判断其电路结构形式。OTL功放电路的输出端的直流电位为电源电压的一半，扬声器一端接地，另一端通过大容量耦合电容与功放输出端相接；OCL功放电路采用双电源供电，使其输出端的直流电位为零，扬声器一端接地，另一端直接与功放输出端相接；BTL功放电路采用两个功放对，扬声器直接连接在两个功放对的输出端，不需要耦合电容。4.9试简述图4-20所示典型OTL功放电路的工作原理。图4-20所示为典型OTL功放电路。V1、V2构成输入级差分电压放大器，V3及其集电极负载支路构成推动级放大器，V4、V5和R10为输出管提供静态偏置电压，保证输出级工作在甲乙类状态，以避免交越失真。V6~V9构成复合晶体管互补对称式OTL电路。由于复合管的性质决定于第一只晶体管，因此V6和V7等效为NPN管，V8和V9等效为PNP管。在信号的正负半周，上下两组复合管轮流导通，推挽工作，其输出电流都流过扬声器SP1，产生声音。R8、R9和C6构成自举电路，以提高正向输出电压幅度。R7、C4、R6和C3构成交流负反馈网络，以改善谐波失真并展宽有效频率范围；R7还构成直流负反馈，不仅为V2提供基极偏置电压，还能稳定输出端直流电位。C4具有超前相位补偿作用，以防止高频自激。C5具有滞后相位补偿作用，称为消振电容。4.10功率放大器保护电路有几种形式？试分析图4.31切断负载式保护电路的工作原理。常用的电子保护电路有切断负载式、分流式、切断信号式和切断电源式等几种形式。图4.31 是一个桥式检测切断负载式保护电路。切断负载式保护电路主要由过载检测及放大电路、继电器两部分所组成。当放大器输出过载或中点电位偏离零点较大时，过载检测电路输出过载信号，经放大后启动继电器动作，使扬声器回路断开。 第5章习题参考答案5.1调音台主要由哪些部分组成？调音台的作用是什么？（1）调音台的组成：调音台主要由3大部分组成：①即输入通道部分；②主控输出部分；③外接效果器接口和内部混响器部分。（2）调音台的作用：调音台的作用主要有下列4点：①对各路音频信号进行放大；②对各路输入/输出信号进行电平控制与混合；③对音频信号的音调音色进行修饰与调整；④对输出信号进行监听与指示。5.2调音台有哪些主要技术指标？调音台的主要技术指标有输入特性、输入灵敏度、信噪比、失真度、通道均衡特性、交扰串音和输出特性等。（1）输入特性。调音台的输入特性包括：①可同时输入的音源的路数；②输入形式；③输入阻抗；④输入电平。（2）输入灵敏度。输入灵敏度是指调音台达到额定输出时，输入信号所应具有的数值，通常用分贝数来表示。（3）频率响应。频率响应表征了调音台对不同频率信号的放大能力。（4）信噪比。调音台的噪声指标有两种表示方法：等效噪声电平和信噪比。传声器输入常常用折算到输入端的等效噪声电平来表示，它等于输出端噪声电平与调音台增益之差。线路输入以信噪比表示，信噪比定义为调音台额定输出电压与无信号输入时的输出噪声电压之比，用分贝数表示，一般大于80dB。（5）失真度。通常指总谐波失真（THD），定义为调音台输出的谐波成分的均方根值与基波之比。（6）通道均衡特性。指调音台在输入通道上对各频段（通常为高、中、低3频段）的提升或衰减量的特性。（7）交扰串音。串扰电压的大小，表示相邻通道之间的隔音度，有时可用分离度来表示，它定义为无串扰信号时的输出与串扰信号之比，用分贝数来表示。（8）输出特性。调音台的输出特性包括：①可同时输出的信号路数；②输出阻抗；③输出电平。 5.3调音台有哪些特点？调音台的特点有：具有多个输入通道和输出通道，信号流程是多向的，电路结构比较繁琐。5.4调音台对输入信号进行放大后为什么还要进行电平衰减？输入信号经过放大器、滤波器以及均衡器处理后号，还要经过通道衰减器推子的衰减调节，以控制本通道信号送入立体声主输出左、右声道总线和编组输出总线上的电平大小，达到调整各路话筒或音源之间的平衡。因为一场演出要使用很多话筒对不同声源拾音，有时还要使用电子乐器等其他线路输入的音源设备，这样就要通过这个衰减器来调节它们之间的电平比例，使之平衡。5.5各输入通道中的声像控制有什么作用？利用声像控制的作用是用来进行声源的声像定位，或者说是对输入信号进行立体声平衡处理。例如某乐器（声源）在舞台左侧位置，通过话筒拾音进入调音台，此时将声像电位器旋钮置于左方向（逆时针调节），这样扩音系统中的左路扬声器系统放出的声音较强，听众就会感到该乐器的声音来自自己的左方，与乐器所在位置一致。如果对整个乐队及歌唱演员的拾音进行类似立体声方位处理（即不同的声像定位），可使整个节目有明显的立体声方位感。还可以制作立体声声场效果。例如，把涛声声源进行声像处理，使该旋钮从左逐渐旋至右时（即从左到右顺时针调节），其音响效果是涛声从左逐渐向右拍向海岸，给听众以亲临大海、近闻不同方向海涛声浪的效果。5.6试举一调音台实例，简述各部分功能及操作方法。参见教材第5章调音台第2节所举韩国产Bard1调音台的各部分功能及操作使用方法。 第6章习题参考答案6.1家庭影院AV系统由哪些器材组成？家庭影院AV系统一般包括AV信号源、AV放大器、AV音箱和大屏幕显示设备。AV信号源：如录像机和DVD机等。AV放大器：有环绕声解码器、多声道AV功放。AV音箱：成套产品或自配左/右主音箱、环绕左/右音箱、前置音箱、重低音箱等。大屏幕显示设备：如大屏幕彩电、投影机，背投彩电，大屏幕等离子显示器，大屏幕液晶显示器等。6.2家庭影院AV系统有哪些技术指标？家庭影院AV系统的技术指标主要有：（1）输出功率：是指AV功率放大器的负载(音箱)上所能获得的功率。（2）频率响应：是指AV系统的有效工作频率范围。杜比AC-3的前置三个声道和两个后置环绕声道的频率响应均为20Hz~20kHz(±0.5dB)，超重低音声道的频率响应为20~120Hz(±0.5dB)。（3）信噪比(S/N)：是指功率放大器的额定输出信号功率PS与噪声功率PN的比值称为信噪比，用S/N表示，单位为dB。（4）非线性失真：是指由于AV系统的非线性所引起的输出信号波形相对于输入信号波形的变化而产生的失真。（5）动态范围：是指音频信号中的最高信号电平与最低节目信号电平之比，通常都用dB表示。（6）阻尼系数：是指功率放大器的额定负载阻抗RL与功率放大器的输出内阻RO之比。（7）转换速率：是指功率放大器对输入脉冲信号做出迅速反应的能力，用单位时间内输出电压能够变化的范围来表示，单位为V/µs。。（8）声道分离度：是指环绕声解码器把音频编码信号分离为各个声道信号的能力，它反映了放大器两个独立声道之间信号的干扰大小。（9）输出阻抗：AV放大器的输出阻抗是指其输出端对音箱所表现出的等效内阻，也称额定输出阻抗。（10）音频接口指标：有音频输入、输出接口的种类和数目，音频输入灵敏度、输出电平及阻抗等。（11）视频技术指标：有视频输入、输出接口种类及数目，视频信号的制式，信号电平等。 6.34–2–4编码方式的含义是什么？为什么要采用4–2–4编码方式？4-2-4编码方式的含义是：4-2-4编码方式是杜比环绕声系统中采用的一种矩阵编码模式，即在录音系统中，由编码器将4个原声道左(L)、右(R)、中置(C)和后置环绕(S)信号，经过矩阵编码形成2路杜比环绕编码信号(LT)、(RT)录制在影音软件上。而在放音系统中，则由解码器将2路声道信号(LT)、(RT)进行解码处理，还原成4个声道L、R、C、S信号送至各自声道放大处理后，由扬声器系统（音箱）重现原来的4声道声场。采用4-2-4编码方式的原因是：①是为了使影音软件上2个物理声道(LT)、(RT)能携带左(L)、右(R)、中置(C)、环绕(S)4个声道的信息；②是为了能与传统2声道立体声实现兼容；③是在放音系统中，经解码器处理能方便地还原出4声道信息，使视听室获得具有三维空间感、动态感、定位感的逼真效果。6.4试画出杜比定向逻辑解码方框图，并阐述各声道信号流程。杜比定向逻辑解码方框图：各声道信号的流程：输入信号LT和RT首先进入输入电平控制电路，使输入信号电平满足自适应矩阵电路的最佳工作条件。然后信号进入自适应矩阵电路，自适应矩阵是杜比定向逻辑解码器的核心，其实质是利用无源固定矩阵输出的信号进行幅度控制，使信号中的主要声像定位明确（故该电路也称为方向增强电路）。由自适应矩阵得到的L、R、C信号直接进入各路音量控制放大电路，而环绕声道信号S，则经防混叠滤波器、音频时间延时电路、7kHz低通滤波器、B型降噪电路后，再进入音量控制放大器。然后各路信号再经中置声道工作模式控制后输出L、R、C、S这4个声道的信号。中置声道工作模式控制设置有“标准、幻像、宽频”三种模式，以适应由场地或器材方面的原因出现的不用中置扬声器或用小型扬声器或用大型扬声器等情况，以取得较好的环绕声重放效果。6.5何为5.1声道？AC-3系统特点是什么?5.1声道是指具有5个完全独立的全音频声道(20~20kHz)和1个非独立的超低音频声道（20~120Hz）。5个完全独立的全音频声道分别是：前置左(L)、右(R)声道，中置(C)声道，后环绕声S独立分为两个声道的左后环绕声(SL)和右后环绕声(SR) ，其频率范围均为20~20kHz。1个非独立的重低音声道(超重低音声道)的频率范围为20~120Hz，由于超低音频声道频带大约只有全音频带的1/10，因而被称为0.1声道。AC-3系统的特点：杜比AC-3环绕声系统与杜比定向逻辑模拟技术相比，AC-3有如下几个特点：①杜比AC-3系统是具有5.1声道输出功能的环绕声系统。杜比AC-3提供的环绕声系统由5个全频域声道和1个超低音声道组成。各声道的分离度可达90dB以上。②杜比AC-3系统具有高效率的编码压缩技术。杜比AC-3的5.1声道信号经编码压缩后，使音频数据压缩为原来的几分之一。③杜比AC-3系统具有立体声的后环绕声道。杜比AC-3的后方环绕声是独立的双声道立体声，从而使场声的前后有了方向性，并增加了后方声场的宽度④杜比AC-3系统具有全频带的后方双声道的环绕声。杜比AC-3则把后方的SL和SR环绕声道同前方的左、中、右声道同样对待，环绕声不但是立体声，而且是20kHz以内的全频带。⑤杜比AC-3系统增加了重低音声道。杜比AC-3增加了频率范围为20~120Hz的重低音声道(也称超重低音声道)，即5.1声道中的0.1声道。⑥杜比AC-3可按照系统设置混合小信号。小型音箱不能放出低音，可将该声道的低音与别的声道混合，起到一定的增强作用。由此可见，杜比AC-3系统可使它的声像定位、相位特性和声场重现效果表现得更为优越。6.6试画出THX系统方框图，并分析各声道信号在系统中的流程。THX系统方框图：家用THX系统均衡处理LCR杜比解码器LT输入信号RTS输出电平控制系统L左声道C中置声道R右声道Sub超重低音声道SL左环绕声道SR右环绕声道LCRSubSLSR滤波放大滤波放大滤波放大滤波放大滤波放大滤波放大校正电子分频音色匹配各声道信号在系统中的流程：输入的未解码双声道信号LT和RT，加入到杜比定向逻辑解码器，经解码后得到四个声道信号，即左声道L、右声道R，中置声道C、环绕声道S信号。四个信号的L、R、C三个信号送入超低音电子分频器，进行超低音信号分离后得到超重低音信号Sub。电子分频器输出的四路信号中，L、R、C声道信号加到均衡电路中，去除信号中的加重高频部分，然后加到输出电平控制电路中，而超低频信号则直接加到输出电平控制电路中。从杜比定向逻辑解码器输出的环绕声道信号S，加到音色匹配电路中，对环绕声进行修正处理。这一音色匹配处理的过程是为了使环绕声与前方各声道（L、R、C）的声音在音色上保持一致性，从而使整个环绕声场顺畅，避免了 杜比定向逻辑中的前方声场和环绕声之间不连贯的现象，环绕声S信号经音色匹配电路处理后进入校正电路以解除关联，使环绕声道原来相同的环绕声信号产生不同的变化，如音量的大小，时间的延迟等，这样可使人听音时完全忘掉后方环绕音箱的存在，在听感上将前方声场与后方的环绕声场连贯起来，融为一体。经过上述处理后的六个完整声道信号（L、R、C、SL、SR、Sub）一起加到输出电平控制电路中，再加到六声道滤波与功率放大器后送至扬声器中，便获得THX环绕声场。6.7试比较杜比定向逻辑、杜比AC-3、THX三种解码系统的特点。（1）杜比定向逻辑解码系统，又称主动式解码器或压控式环绕声解码器。其特点是它可以根据输入的杜比编码信号中所包含的L，R，C，S各信号的强弱状况，从中选出占优势方向的信号，并对它们用对数规律加以增强，由此可使得信号中的主要成分声像定位准确。另外它可以使杜比信号的相邻声道分离度从基本杜比解码器的3dB提高到30dB，从而极大地消除了各声道之间的相互串音。但杜比定向逻辑环绕声系统是模拟信号的处理系统，且它的环绕声道S不是全频域的，其频率范围只有20Hz～7kHz。各声道的分离度最大也只能达到40dB。（2）杜比AC-3系统，也称为杜比数字环绕声系统。由5个各自独立的、频率范围从20～20kHz的全频域声道和1个频率范围在20～120Hz的超低音声道组成5.1声道。各声道的分离度可达90dB以上。其主要特点是杜比AC-3采用了数字音频技术和数字压缩技术，失真大幅度地减少，给人的感觉似乎是音箱的性能提高了，5个声道都是全频带，前后声道又都是立体声，加上重低音声道，使音场更加宏大，方向感增强，令聆听者在前、后、左、右360°的空间内享受到逼真的声场重现。（3）THX家庭影院系统是杜比定向逻辑环绕声的改进型，THX解码器在杜比定向逻辑解码器的基础上增加了THX处理部分，使THX系统具有声像定位更准确，音色更纯正自然，对白更清晰，动态范围大，层次感强，频响特性好等特点。6.8DTS系统的特点是什么？DTS是英文Digita1TheatreSystem的缩写，即数字化影院系统。DTS系统的特点有：①DTS极高的数据传输速率和较低的数据压缩比，可将声音编码、录制、解码、重播过程中的数据损失降到最低限度，使声音更逼真，更能重现原始声场。②DTS可以使人获得更好的声音临场感和更多的音乐细节。③DTS具有更好的瞬态特性和更大的动态范围，对山崩地裂、雷鸣闪电等场面具有更出色的表现力。6.9SRS三维立体声系统有哪些特点?SRS是英文SoundRetrievalSystem的缩写，即声音恢复系统。SRS系统的特点有：①只需两只音箱即可实现三维立体声场。②听音范围大。SRS系统在任何位置听音效果均好。③不受听音环境约束。既可在大影视剧院欣赏，也可在家庭欣赏或轿车内聆听，同时对音箱放置位置也无严格要求。④ 对节目源提供的音频信号无任何要求。可对单声道、立体声、杜比编码等信号进行处理，不论是听音乐、看电影，都可获得三维立体声较好的效果。⑤可充分利用现有音响设备和软件，不需另外添置和改造。在硬件上只是在现有立体声设备中加入一只价格不高的SRS环绕声解码器即可。⑥提高了Hi-Fi系统性能，恢复了原始声源的各种成分，改善了声源信噪比和清晰度。6.10AV放大器与立体声放大器相比有什么不同？AV放大器与立体声放大器的不同点主要体现在以下五个方面：①使用场合不同。AV放大器主要用于家庭影院的多声道功率放大，用来观赏电影等视听节目；双声道立体声放大器主要用于家庭歌剧院的双声道功率放大，用来欣赏音乐。②电路的结构不同。AV放大器内部设有环绕声解码器，音频和视频信号切换电路，DSP信号处理电路，多路性能优良的功率放大器，用于营造电影院的包围感和现场气氛。它在结构和性能上要比一般的双声道立体声功放要复杂得多。而立体声放大器强调简洁、逼真为上的原则，以求得到忠实于原音的、原汁原味的Hi-Fi音响效果。③音质上的不同。AV放大器与立体声放大器在音质和音色要求上也有较大的差异。前者要求音质强劲，动态敏捷，以表现电影中惊天动地的音响效果。后者要求音质流畅，音色柔和，以表现音乐的优美意境。④音箱数目不同。AV放大器要推动的音箱数目要比纯音响放大器多，通常有5-6只音箱。⑤信号源不同。以信号源而言，AV放大器比纯音响要复杂，除了CD唱盘这类纯声音的信号源之外，还有DVD机、录像机、摄像机及卫星广播节目等，这些信号源的影像必须随着声音同步切换。6.11AV放大器与音箱如何匹配？AV放大器与音箱的配接应注意4个方面的匹配问题：一是功率匹配，二是阻抗匹配，三是音色匹配，四是频响匹配。在实际应用中，最主要的是应注意功率匹配和阻抗匹配。（1）功率匹配。功率匹配是指音箱的额定功率要与功率放大器的额定输出功率相匹配。音箱的额定功率过小，易使扬声器烧毁，音箱额定功率过大，会因信号的激励不足而造成音轻和非线性失真。一般来说，音箱额定功率比放大器的额定功率小1/4左右比较合适。（2）阻抗匹配。阻抗匹配是指音箱的阻抗要与放大器的额定负载阻抗相匹配。目前市场上音箱的阻抗基本上只有4W和8W两种，在实际使用中应要尽量使两者之间的阻抗符合或接近。如果音箱阻抗小于放大器的额定负载阻抗，则易使功放过载而导致信号瞬态失真。如果音箱阻抗大于功放的额定负载阻抗，则在大信号时功放不能轻松自如推动扬声器发声。（3）音色匹配。功放与音箱匹配中，还有音色匹配的问题。这是一个相当主观的匹配条件，它受聆听者的兴趣、爱好、文化修养等个人主观因素的影响。这里有两种匹配方式：一种是选择音色表现相同的放大器和音箱相匹配，这样使音色相得益彰，韵味更浓；另一种就是选用不同音色的放大器和音箱，使不同的音色互相融合，互相弥补，以求得到更好的音质。 （4）频响匹配。频响是指放大器或音箱工作的频率范围或频带宽度，在AV功放与扬声系统的匹配中，它往往成为被忽略的重要参数。在家庭影院系统中，特别是带有杜比环绕声的音响设备，频响匹配将起着保护声音重放效果的重要作用。在搭配各声道音箱时，除了考虑阻抗、功率、音色与AV功放匹配外，还应注意各声道音箱的频率范围尽可能与AV放大器各对应声道频率范围一致或相近，以实现良好的频响匹配。6.12AV放大器各声道的作用是什么？（1）左（L）、右（R）主声道：用于播放主体音乐、人物对白和效果声信号，烘托画面的主体气氛和场景的乐曲背景音响效果。它决定了前方音场的规模大小、深度感、声像定位、实体感和层次感等。（2）中置（C）声道：承担着总的重放声学能量的一定比例，它用来传递人物对白及发声体的移动等，使声像定位和屏幕上的移动画面紧密地结合为一体，表现出声像合一的临场感效果，尤其是多人一起欣赏节目时，可保证所有观众都能听到从画面人物发出的对白声，在表现大场面的音效时，又使人感到身临其境。在电影音响中，对白是主角，背景音乐和效果声信号为配角，有的机型将中置（C）声道再分为左中置（CL）和右中置（CR），其目的是想进一步增强环绕效果和屏幕上人物对话的定位感。人物对白若不能准确实在地定位于屏幕，并与移动画面相呼应，中央部分为虚像，则无法展现家庭影院的真正魅力。（3）环绕声道（SL和SR）：用来提供环境方面的暗示（通过声反射、回波及环境噪声）和效果声（重放一些比较响亮的间断性声响），尽可能营造均匀扩散的闭合环绕声场，强化前方音响的定位感与空间感，产生环绕空间位置的指向效果，使视听者有仿佛置身于现场的感觉，却又无法确定声源来自哪只音箱。环绕声道在编码时，信号内容较前置和中置声道少，不是什么时候都有声音输出。（4）超重低音（SUB）：超重低音与音乐重放时听觉上的低音不同，它是一种真正的低音域声音，主要用来渲染环境气氛。充实丰满的重低音，对增强家庭影院系统的临场效果有重要作用。杜比模拟环绕声系统的超重低音是对解码后各声道信号进行低通滤波并求和后获取的，杜比AC-3环绕声系统中的超重低音声道为单独设置的声道，它将常规声道不能再现的重低音用专用声道记录和重放。该声道所记录的信息并不多，不分配数据位，只是在一些特定的场景（如闪电劈雷、火车轰鸣、飞机坠落、炮弹爆炸和噪杂的声音等）才记录信号，在进行比特分配时，属于该声道的信号不进入其他声道。6.13扬声器系统由哪些部分组成？家庭影院对扬声器系统有哪些要求？（1）扬声器系统的组成：扬声系统通常由扬声器单元、分频器、音箱体、吸音填充材料等组成。其关键组成部分是扬声器单元，没有好的单元就不可能做出高品质的音箱。而箱体和分频器也是重要的组成部分，其参数也是音箱设计要解决的问题。（2）家庭影院对扬声器系统的要求主要有下列几点： ①功率匹配。家庭影院音箱的长期最大噪声功率应明显大于与其匹配的放大器的额定功率，以满足大动态和爆棚要求。②频响匹配。家庭影院中各声道的音箱的频响指标应达到要求。③大动态和承载力及解析力。家庭影院中某些特殊场面的重现必须要有大的动态范围和承载力，如惊天动地的爆炸场面、暴风骤雨以及雷击电闪等场面。④灵敏度。在家庭影院的音箱系统中，高中音扬声器的灵敏度要高于低音扬声器的灵敏度，以保持良好的响应特性。⑤指向性。家庭影院的音箱其指向性要宽，在偏离轴线30°时，响度下降值应小于3dB，60°时应小于10dB。6.14扬声器的主要电声指标有哪些？扬声器的主要电声性能指标有：（1）功率。有最大额定功率和最小推荐功率。①最大额定功率：是指扬声器在引起严重损坏前所能接受的最大功率。使用时要注意不应超过该值的2/3，以保证扬声器的安全。②最小推荐功率：是指为产生合适的声级所需要的输入电功率。当小于该功率时，扬声器则无法正常工作。（2）频率响应。频率响应是指音箱发出声功率的频率范围。频率范围越宽，发出来的声音就越好。（3）指向性。扬声器的指向性主要是针对音箱的高频重放能力而言的，它是表征扬声器在不同方向上辐射声波的能力。扬声器的指向性与频率有关，频率越高，声波辐射区域越窄长，指向性越明显。（4）标称阻抗。音箱的阻抗是用从功率放大器取出的音频电功率的大小来度量的，在数值上大致为音圈直流阻值的1.2～1.5倍。常见的有16W，8W，6W和4W。（5）效率。音箱的效率是由扬声器的效率决定的，扬声器的效率是扬声器输入电功率与总输出声功率之比。（6）灵敏度。音箱的灵敏度是指在音箱输入端加上额定功率为1W的电信号时，在参考轴上1m处产生的声压值，单位用dB表示。灵敏度是音箱的一项重要指标，在相同的输入信号下，灵敏度高的音箱听起来声音较大。（7）失真。音箱的失真是指音箱的重放声和原声相比有较大的差异，不能完全重放出原来的声音。音箱的失真主要是由于扬声器的非线性失真造成的。6.15分频器的作用是什么？如何确定二分频的分频点频率？（1）分频器的作用：是将全频带声频信号分为不同的频段，使各个扬声器均能得到合适频带的激励信号。 （2）二分频器的分频点确定：分频器的分频点的选择，应根据所用扬声器的频率特性而定，选择原则是保证各扬声器都能工作在频率响应最平坦的部分。通常，二分频器的分频点一般选在80～1600Hz之间。6.16常用音箱有哪些类型？各有什么特点?（1）常用音箱的类型：①按结构形式可分为：开敞式音箱、封闭式音箱、倒相式音箱、号筒式音箱、迷宫式音箱等；②按用途及性能可分为：普通家用音箱、高保真音箱、监听音箱、电影放映用音箱及剧场用音箱等。（2）各类音箱的特点：①开敞式音箱：是一种后盖开放的音箱，它是普通收录机、电视机等设备主要采用的音箱结构形式，其特点是结构简单，但低频效果不好，所以在高档音响中不采用；②封闭式音箱：也称密闭式音箱，它把扬声器纸盆的前后分隔成两个互不通气的空间，一个是无限大的箱外空间，一个是有一定容积的箱内空间，扬声器背部的声波完全被隔绝在箱中，不会出现声绕射，封闭式音箱中扬声器振膜背部的声波不能得到利用，所以封闭式音箱灵敏度并不高；③倒相式音箱：是利用音箱内容积和声导管的关系，调节扬声器背部辐射的声音，在某一特定频率（谐振频率）上产生共振，使这部分声音从声导管（倒相管）中辐射出来，它是现代音箱制作中使用最多的一种，倒相式音箱与封闭式音箱相比，其特点是扩展了低声频均匀重放的下限频率，减小了低声频下限频率附近的扬声器振幅失真，箱体的容积比封闭式音箱的容积小，但结构比较复杂；④号筒式音箱：采用号筒式的结构，可以减少声音向四面的扩散，增强号筒正面的声音，但号筒式音箱设计较复杂，体积庞大，对扬声器的要求比较特别；⑤迷宫式音箱：在箱体内设置特殊的矩形截面的声通道（波导），使扬声器背部的声波通过这一弯曲的通道播放到外面的自由空间中，以此来增强或调整某些声音的辐射效率。 第7章习题参考答案7.1CD机有哪些特点？CD机的主要特点有：（1）光盘的记录密度高、存储容量大。（2）电声性能指标高，重放的音响效果好。它的主要性能指标如下：①频率响应：20Hz～20kHz；②信噪比：大于96dB；③动态范围：大于96dB；④声道分离度：大于96dB；⑤谐波失真：小于0.05%；⑥抖晃率：几乎不存在。（3）激光非接触读取信息，使光盘永不磨损。（4）对光盘上的灰尘和划痕具有较强的抵御能力。（5）节目的检索速度快，操作功能强。（6）光盘制作成本低，特别适合于大批量生产。7.2画出CD机芯的基本结构框图，简述各机构的主要作用。CD机芯的基本结构组成框图如下图所示，主要由托盘进出机构、光盘装卸机构、光头进给机构、光盘旋转机构、夹持机构和激光束的聚焦与循迹机构等部分组成。机芯中的驱动电机通常有3个，分别是加载电机、进给电机、主轴电机。加载电机进给电机传动机构系统控制伺服夹持机构托盘进出机构光盘装卸机构光头进给机构光束聚焦与循迹机构光盘旋转机构主轴电机光　　盘机芯各机构的主要作用：（1） 托盘进出机构。托盘进出机构是在微处理器的控制之下，由加载电机驱动，带动有关传动机构动作，完成托盘的移进或移出任务。当按下CD机的OPEN／CLOSE键，即可使CPU控制加载电机的正反转，实现托盘的进出动作。（2）光盘装卸机构。也是由加载电机驱动，完成光盘的抬起（装载）和下降（卸载）动作。装载时，由加载电机带动使旋转盘抬起，使托盘中的光盘被旋转盘托起，从而实现了将光盘安装到旋转盘上的目的；卸载时，旋转盘下降，使旋转盘上的光盘被卸下来重新放回到托盘中，以便由托盘进出机构将卸下的光盘移出机外。（3）光盘旋转机构。光盘旋转机构由主轴电机和安装在主轴电机上的旋转盘等组成，由主轴驱动电路带动主轴电机的运转，使光盘高速平稳地旋转。（4）夹持机构。夹持机构的作用是依靠其中的永磁体，将光盘吸附在旋转盘上，以免光盘高速旋转时的偏移。（5）光头进给机构。用于将激光头组件沿光盘的半径方向移动。由进给齿轮、齿条、滑动杆和进给电机组成，进给电机由驱动电路驱动。进给机构还可根据控制指令，可以执行寻曲、静像、跳跃、重放等功能，即其前进的状态可以根据控制指令而变化。（6）聚焦与循迹机构。分别由聚焦伺服电路和循迹伺服电路驱动激光头物镜机构的聚焦线圈和循迹线圈，以保证激光头的激光束能准确地聚焦于光盘的信号面并准确地跟踪光盘上的信号轨迹，拾取信号。7.3CD机的电路由哪些组成部分？各部分的作用如何？（1）CD机的电路组成：CD机电路主要由信号处理系统、机芯伺服系统、控制显示系统和电源电路等部分组成。信号处理系统：有RF射频信号处理器、数字信号处理器、数字滤波器与音频数/模变换器以及低通滤波器等。其中数字信号处理（DSP）电路是信号处理系统的核心部分，一般由专用的超大规模集成电路来担任。机芯的伺服系统：有聚焦伺服电路、循迹伺服电路、进给伺服电路和主轴伺服电路4种。各种伺服电路又包含伺服信号的处理（SSP）电路和伺服信号的驱动输出电路。当采用数字伺服时，伺服信号的处理电路往往与数字信号的处理电路集成在一块电路中。控制显示系统：有机芯工作状态的控制、电路工作状态的控制、键盘操作与遥控接收、以及显示驱动等电路。其核心是一块专用的微处理器（CPU）。CD机电路组成方框图如下图所示。主轴电机进给电机激光头RF信号处理数字信号处理(DSP)伺服信号处理(SSP)数字滤波器音频DAC聚焦驱动进给驱动主轴驱动循迹驱动DRAMCPU控制系统和操作显示系统遥控接收及面板键控前面板显示加载电机控制光盘AUDIOOUTR低通滤波器L低通滤波器电源电路 （2）电路各部分的主要作用：1）RF信号处理电路。括射频处理放大器（RF放大），聚焦误差处理放大器、循迹误差处理放大器等电路。RF处理放大电路将光敏二极管产生的数字高频（RF）音频信号进行放大处理，而聚焦误差处理放大器和循迹误差处理放大器，则为相应的伺服电路提供控制误差信号。2）伺服电路。伺服电路包括聚焦伺服电路、循迹伺服电路、进给伺服电路和主轴伺服电路。不论何种电路，其基本作用都是保证激光头与光盘上的信息轨迹的对应关系。通过来自光盘反射光的信息中检测的各种取样信号和基准信号的比较，得到误差信号去控制各个电机及有关线圈的驱动电路，保证激光束能准确地拾取信号。伺服方式有模拟伺服和数字伺服两种，现在多用数字伺服方式。①聚焦伺服电路。通过聚焦误差信号，去控制聚焦线圈的动作来控制激光头物镜的上下聚焦移动动作，保证激光束能够准确地聚焦在光盘的信息轨迹面上。②循迹伺服电路。通过循迹误差信号，去控制循迹线圈的动作，从而控制激光头物镜的水平移动动作，保证激光束的焦点能够始终跟踪光盘的信息轨迹移动。③进给伺服电路。通过进给误差信号，去控制进给电机驱动电路，从而驱动进给电机带动激光头在光盘半径方向上移动，使激光头能够顺着信息轨迹从光盘的最内圈均匀移至最外圈；或按操作指令，使激光头跳跃式移动，或静止不动，取得特殊播放效果。④主轴伺服电路。通过主轴伺服误差信号，去控制主轴的驱动电路，再去控制主轴电机的旋转速度，使激光头读取光盘上的信号时，在激光束从最内圈移到最外圈的过程中，主轴电机的转速可以从最内圈的每分钟500转到最外圈的每分钟约200转之间匀速变化。保证主轴电机线速度的匀速性，使激光头始终都以1.3m/s的恒速读出光盘上的信号。3）系统控制电路。系统控制电路包括前面板上的键控操作电路、显示电路及遥控电路，而其核心部分是微处理器CPU单元，它接受各种操作指令和各种检测数据，并对各种输入信息进行判断和处理，产生相应的指令，控制机械和电路的工作，使CD机进入各种工作方式，并正确显示；同时检测机器的工作状态，如出现不正常的情况，则发出保护停机指令。4）数字信号处理电路（DSP）。射频放大器输出的来自激光头的RF放大信号，需再经过数字信号处理，才能得到所需的原数字音频信号（音频PCM脉码调制信号）。其最主要的信号处理电路是EFM解调和CIRC纠错处理电路这二个部分。EFM是EighttoFourteenModulation的缩写，即为8-14调制，它是一项8位数字信号与特定的14位数字信号之间的转换技术，用于解决数字信号在光盘记录与重放过程中出现的一系列问题。CIRC是CrossInterleavedReed–SolomonCode的缩写，即交叉交织里德索所门码，是一项用于数字信号的纠错处理的技术，可以使光盘在记录和重放过程中连续出现6千多位以内的误码得到有效的纠正。RF信号经过EFM解调和CIRC纠错处理后所得到的数据就是原音频PCM脉码调制信号，这个数据就可以送往音频数／模变换电路转变为模拟音频信号。 除此之外，数字信号处理电路还有位时钟再生电路、帧同步检测电路、子码分离电路等。位时钟信号是DSP电路中识读数据码位的基准信号，没有位时钟，所有的数据都无法正确识别；帧同步信号的检测是用来确立数据的码头（每帧的起始点），帧同步信号是DSP电路中分离各类数据的依据。没有帧同步也就无法分离出音频数据、纠错码、控制显示码等，同时左声道数据与右声道数据也将无法确定。数字信号处理电路的输出信号有3种：一是声音数据的数字信号（DATA）；二是位时钟信号（BCLK：bitclock），用于识读数据的码位；三是左右声道时钟信号（LRCK：left/rightclock），用于分离左右声道的音频数据。5）音频电路。音频电路包括音频数字滤波电路和音频数／模变换电路，以及模拟低通滤波器（LPF）。其主要作用是将数字信号处理电路输出的数字音频信号还原成模拟音频信号。此外，根据需要在有的机型中加有卡拉OK电路。6）电源电路。电源电路用于向整机提供各种不同的工作电压。如直流稳压电源、非稳压电源、交流电源等。7.4CD信号的记录过程如何？记录过程中采用了哪些关键技术？（1）CD信号的记录过程如下图所示：A/D变换低通滤波低通滤波A/D变换控制字同步字纠错编码EFM调制光　盘L音频R音频光盘数字坑点信号时间多工器1时间多工器2时间多工器3左右声道的音频信号经低通滤波器滤除20kHz以上的干扰噪声后，经A/D变换器分别将L和R模拟音频信号变为2路16bit的数字音频信号。L，R两路数字音频信号再经时间多工器1（切换开关）按时间分段地串接成一路数字码流信号，该时间多工器的开关切换由L/R声道时钟脉冲控制。串行数字码流信号再经纠错编码器（CIRC纠错）将16bit的串行数据码流分为高8bit和低8bit的2个字长数据码流，接着再对各8bit的串行数据位的顺序按特定算法的规律进行重排，并在每12个音频数据字节（1字节＝8bit）之间插入4个字长的纠错检验码。然后再经时间多工器2在数据码流中的特定位置加入用于字符显示和曲目播放控制的控制字（称为子码）。再经EFM调制将8bit的串行数据码流转换为特定的14bit数据码流。最后经时间多工器3加入帧同步信号。在CD机中，每588bit的数据码流为一帧，每一帧有一个24bit的帧同步信号，其作用是使CD机重放时能够根据帧同步信号来准确地识别每一帧数据的开始位置。经过如上数据处理电路的处理后，就可以刻录到光盘上了，光盘上的信号根据EFM调制的特点为9种长度的坑点信号。（2）CD信号记录过程中采用的关键技术有3项：①A/D变换技术。②纠错编码技术（采用CIRC纠错编码）。③数据调制技术（采用EFM调制）。7.5在音频信号的ADC与DAC转换技术中，什么叫PCM？什么叫PWM？什么叫PDM？ （1）PCM：是pulse-codemodulation的简写，称为脉冲编码调制。是指在ADC转换技术中，用脉冲序列的有无来表示二进制数字的过程（1为有脉冲，0为无脉冲），这些脉冲的幅度和宽度均相等。（2）PWM：是PulseWidthModulation的简写，称为脉冲宽度调制。是指在1bitDAC转换技术中，用脉冲的宽度来表示二进制数字的过程，每个脉冲的宽度与相应的该取样值的二进制数据的大小成正比，而每个脉冲信号的大小和周期（频率）均不变。PWM信号再经过低通滤波器（LPF）取出平均值后，就可将数字信号还原成原来的模拟信号。（3）PDM：是PulseDensityModulation的简写，称为脉冲密度调制。是指在1bitDAC转换技术中，用点脉冲的密度（频率）来表示二进制数字的过程，点脉冲的密度与相应的该取样值的数据大小成正比，而每个点脉冲信号的幅度和脉宽都不变。PDM信号再经过低通滤波器（LPF）取出平均值后，就可将数字信号还原成原来的模拟信号。7.6什么是EFM？数字信号在记录到光盘上之前，为什么要进行EFM调制？（1）EFM：EFM是英文EighttoFourteenModulation的缩写，即8-14调制，它是将8位数据变换为14位特定的数据的一种技术。这种技术能够非常有效地解决数字信号在光盘（或磁带）的录制和读取过程中出现的诸多问题。（2）采用EFM调制的原因：在实际中，数据信息是由数字0和1的某种组合而成的，数据码流信息连续为0或连续为1的情况是经常出现的。当数字连续为1时可能会在CD机等数字音响设备的伺服电路中被积分而产生变化的直流电平，从而引起伺服电路工作的不稳定等问题；当数字连续为0时可能会使内部解码电路中的压控振荡器工作不稳定，不能正确恢复位时钟。采用EFM调制技术可以将含有连续的0或连续的1的各种8bit的数字信号变换为不存在连续的0或连续的1的14bit的数字信号，从而较容易地从数据码流中分离出位时钟信号，并避免对伺服系统产生干扰使伺服系统的工作稳定。7.7EFM调制中，对14位的数据有什么要求？在EFM调制中，将8位数据变换成的特定的14bit数码必须满足下列要求：①没有两个连续的数字1出现；②两个数字1之间的0的个数最少为2个；③两个数字1之间的0的个数最多为10个。7.8在对数字信号进行记录和重放的过程中，为什么要进行纠错处理？ 数字信号的特点是在记录和重放过程中，不怕系统造成的失真和产生的噪声，只要还能辨认出原来的数字0和1，就一定能恢复原来的数字信号，最后还原出高质量的模拟信号。但它最怕信号0或1的丢失或出错。一旦信号0和1丢失或出错，则造成的结果是信号本身出现错误，导致声音失真。比如，数字信号1110中的第一位在记录和重放过程中出错，由1变为0，成为0110，那么对应的模拟信号的值就从14变为6，如果不纠正这个错误，就会严重影响重现信号的质量。对于以串行数据形式传送的数码流（也称比特流）而言，无论录制电路和重放电路制作得多么好，0或1发生错误的情况总是存在的。对于以光盘为存储媒体的CD机来说，数字信号出现错误是经常的事，其原因主要有以下几个方面：（1）光盘的刻录和盘片的制作过程中产生误码。具体来说就是从刻录到盘片压制成形过程中，如果沾上灰尘和受到损伤，或盘片上的信号坑点成形不良混入气泡，或铝反射膜有孔洞等，重放时都会使信号发生错误，产生误码。（2）光盘在使用过程中被划伤或沾上指纹、油污、灰尘等，重放时也会使信号发生差错。（3）在重放过程中，由于伺服或同步信号混乱等原因而不能正确地读取信号，也会使信号产生差错。因此，在对数字信号进行记录和重放的过程中，必须进行纠错处理。另外，在上述误码产生的原因中，典型的误码模式是：在（1）的场合所产生的误码往往为1位或2位的非常短的随机误码，但出现的频度很高；在（2）和（3）的场合，通常是相当长的失落（dropout），特别是（3），由于（1）的微小缺陷使伺服紊乱，就会造成远比光盘上缺陷长的失落，从而产生群误码。这样，在光盘的播放过程中，既有频度很高的随机误码，又可能存在长的群误码。因此对误码纠错时，既要对随机误码纠错，又要能对群误码纠错。7.9在奇偶检验法中，是如何对个别误码进行检测判断的？奇偶检验法的功能，是用来检测与判别在串行的数据码流中的个别随机误码的位置。其方法是将串行数据按组排列成行和列，然后在每一行和每一列数据的最后插入检验位0或1，0和1的选择方法是使该行或该列（包括该检验位在内）的全体码中的1的个数总是为偶数（或者为奇数）。这样，当重放过程中若有误码产生，则该误码的相应行和列的奇偶性将发生颠倒，由此便可确认该组数据中有无误码产生和产生误码的位置。当误码位置确定后，纠错就很容易了，例如某位数据出错，由1变为0，纠正时只要将该位的0重新变为1即可。另外规定，如果误码所在位置是在奇偶检验位上，则认为原字码无错误。7.10在交叉交织法中，是如何将连续的群误码变换为离散的个别误码的？交叉交织法的功能，是用来将连续的集中群误码变为个别的离散随机误码。其基本思想是：在信号记录时改变数字信号的顺序，重放时再通过重排来恢复原来的顺序，前者称为交织，后者称为去交织。但这种改变数字信号的顺序不是任意改变数字信号中的每一位数字，而是将数字信号按时间顺序分成组，再使各个组延迟一定的时间，然后调换顺序（即交织）重新组合，将这样处理后的数字信号记录在光盘上。这样一来，重放时如果信号出现了连续误码（群误码），但经去交织处理后，数字信号的排列顺序就还原了，同时群误码也就被分散开了，群误码变成了离散的、个别的随机误码，然后再利用奇偶检验法就容易纠错了。 7.11画出三光束激光头的光路结构图，简述各部件的主要作用。（1）三光束激光头的光路结构图：侧视LDPD前视光敏检测器阵列：(进行光电转换产生RF信号，并产生聚焦误差和循迹误差信号)柱面透镜：(对反射光进行单方向聚焦)APC激光通/断控制(LD：ON/OFF)偏振分光棱镜：(分离入射光与反射光)半导体激光器：(激光二极管LD和激光功率检测二极管PD)ECBFDA衍射光栅：(将一条激光束分裂为三条光束)激光束1／4波长片：(使激光束的偏振方向旋转45o)偏振光反射面准直透镜：(将激光束变为平行光束)物镜：(使激光束聚焦于光盘的信息坑并跟踪信息纹轨)循迹方向(横向移动)物镜聚焦方向(垂直移动)光盘光盘上的螺纹状信息轨迹(由凹坑和凸岛组成)（2）各部件的主要作用如下：①半导体激光器装置。其作用是产生功率恒定的波长为760～780nm的激光束。②衍射光栅。衍射光栅作用是把一束激光分裂成3条激光束。（中间的主光束用于从光盘上拾取数据，并为伺服系统提供聚焦误差信息；两旁的辅助光束用于为伺服系统提供循迹误差信息）③　偏振光分离器（偏振分光棱镜、半透棱镜）。偏振光束分离器的作用是使激光束的入射光与反射光分离。④准直透镜。准直透镜的作用是将激光束变为平行光束。⑤1/4片波长片（也叫偏振滤波器）。1/4波长片的作用是使通过的激光束的偏振方向旋转45°。⑥物镜。其作用是使入射光束聚焦在光盘的信号面上，并使焦点能够跟踪光盘上的信号轨迹。⑦柱面透镜。柱面透镜的作用是对反射的激光束进行单方向聚焦，以便产生聚焦误差信号。⑧光电检测器阵列。光电检测器阵列的作用是进行光电转换。7.12简述激光束读识光盘上坑点信号的原理。激光束读识光盘上的坑点信号时，主要是根据光的反射现象和光的干涉现象来进行的。① 根据光的反射现象来读识坑点信号：激光头发射的激光束，经聚焦后垂直地投射到光盘信号坑点面上，当激光束的焦点处于光盘的非坑点的信息区时，由光的反射原理可知，这时将发生全反射（镜面反射），反射光将100％地顺入射光路全部返回。当激光束投射到坑点（光盘上的凸起部分）区域时，激光束产生漫反射，激光束向四周散射，只有少量的激光束顺入射光路返回。当光盘旋转时，从光盘反射所得到的反射光经分光棱镜分光后，到光敏检测器上的光束强度就会随着坑点的有无而变化。②根据光的干涉现象读识坑点信号：由于光盘上坑槽的深度为0.1µm，坑槽的深度正好相当于光盘透明树脂层中激光束波长的1/4。当激光束投射到非坑点的地方时，反射光在任意时刻与入射光的相位相同，根据波峰与波峰一致的两个波产生增强的干涉现象，这时总的反射光束被增强；当激光束投射到坑槽部位时，反射光比入射光延迟1/2波长，使两个光波正好反相，根据波峰与波谷一致的两个波产生抵消的干涉现象，可知这时的反射光束与入射光束互相抵消。7.13简述运用像散法检测聚焦误差信号的方法。像散法检测聚焦误差信号的方法常用于三光束激光头，它是在激光头的半透分光棱镜和光敏检测器之间加入一个柱面透镜，当激光束通过该圆柱形透镜时，由于其单方向光束的聚焦作用,使光束截面将随光盘与物镜之间距离的变化而发生纵向椭圆形→正椭圆形→横向椭圆形的形状变化。当聚焦准确时，反射光束在四只光敏二极管上的光点呈圆形，各光敏二极管上的光强相同，这时的聚焦误差信号FE＝（A+C）-（B+D）＝0；当聚焦不良时，反射光在4只光敏二极管上的光点呈椭圆形，各光敏二极管上的光强不相等，这时的聚焦误差信号FE＝（A+C）-（B+D）≠0，从而产生的聚焦误差FE信号将被作为聚焦伺服信号，用于控制聚焦线圈上下移动，直至聚焦正确为止。FE＝（A+C）-（B+D）＝0：物镜聚焦距离正确；FE＝（A+C）-（B+D）＞0：物镜聚焦距离过近；FE＝（A+C）-（B+D）＜0：物镜聚焦距离过远。7.14简述运用三光束法检测循迹误差信号的方法。三光束法检测循迹误差信号的方法是在三光束激光头中，激光器发出来的一束激光经衍射光栅后分裂成三条光束，中间的光束为主光束，用来拾取RF信号和聚焦误差信号，主光束旁边的有两条边束（副光束），用来拾取循迹误差信号，两条边束经光盘反射后分别射向E、F光敏检测二极管。当主光束焦点准确跟踪信息纹轨时，辅助光束（二个边束）反射到辅助光电检测器E，F上的光量相等，经差分检出的循迹误差信号信号TE＝E-F＝0；当激光束焦点与信息纹轨出现偏差时，则TE＝E-F≠0，经差分检出循迹误差信号TE后控制循迹伺服，达到信息纹轨的准确跟踪。7.15CD机的伺服系统有哪些？各起什么作用？CD机中设有4种独立的伺服系统：聚焦伺服系统、循迹伺服系统、进给伺服系统、主轴伺服系统。各伺服系统的作用分别如下： （1）聚焦伺服系统：控制物镜在垂直方向上微动，使激光束焦点在光盘的坑点信号面上保持良好的聚焦；（2）循迹伺服系统：控制物镜在水平方向上微动，使激光束随时跟踪信息纹轨；（3）进给伺服系统：当物镜在水平方向上不能再移动时，控制进给电机带动激光头组件沿半径方向跳跃；（4）主轴伺服系统：控制主轴电机带动光盘作恒线速度（CLV）旋转。7.16画出主轴伺服系统的电路组成框图。简述主轴伺服控制的过程。①主轴伺服系统的电路组成框图（以索尼第五代数字伺服电路为例）：数字伺服处理器：CXD2545Q主轴线速度检测时钟数字CLV处理器主轴PWM基准时钟4.31MHz基准同步7.35kHz帧同步信号检测多路器EFM解调CIRC纠错处理2496LRCKDATABCLK454647主轴电机激光头光盘RF处理器：CXA1821M伺服驱动器：BA6392主轴电机驱动RF信号放大处理36162726②主轴伺服控制过程：播放光盘时，激光头识读的信号经RF放大处理后，其RF信号送入到数字伺服处理器CXD2545Q的脚，经多路器将RF信号处理成EFM数据流，送到由位时钟分离电路和数字PLL电路构成的主轴线速度检测器，得到一个完全反映EFM数据流速率的位时钟信号，该位时钟与主轴的线速度（即光盘与光头的相对速度）相对应。然后，该EFM信号中的位时钟再与定时器产生的标准位时钟（4.3128MHz）进行比较，便可检测出主轴线速度的误差，该误差信号送入数字恒定线速度（CLV）处理器。另外，EFM解调器输出的数据，经帧同步分离电路取出帧同步信号，并与定时器产生的标准帧同步（7.35kHz）进行相位比较，产生同步相位误差信号，也送入数字CLV处理器。数字CLV处理器以高达130kHz的采样频率对主轴线速度误差信号和同步相位误差信号进行采样测量（即数字化处理），并计算出误差数据，该误差数据再经脉冲宽度调制（PWM）电路处理成主轴PWM控制信号，从脚输送到主轴伺服驱动电路，经驱动放大器后从BA6392的脚和脚输出主轴电机驱动电压，以控制主轴电机的转速，实现恒线速（1.3m/s）的目的。 7.17画出系统控制电路的组成框图。说明CD机中的输入检测电路主要有哪些。（1）CD机系统控制电路的组成框图：系统控制微处理器遥控接收伺服状态检测信号　面板键控控制显示码机芯状态检测信号　静噪控制激光通断控制机芯控制面板显示伺服处理电路控制数字信号处理控制故障保护控制复位电源（2）CD机中的输入检测电路主要有：①遥控接收输入电路、面板上的按键输入检测电路。②反映机芯状态的各种开关检测信号输入电路，如托盘移进到位检测、托盘移出到位检测、光头回到初始位置的复位检测，以及光盘装卸到位检测等。③反映伺服电路工作状态的检测信号输入电路，如聚焦完成（FOK信号）状态检测、循迹过零状态检测等。④子码（即控制显示码）信号输入电路，从光盘上读取的信息包含着控制显示码，该信号经子码分离电路后送往CPU，以便实现各种特殊功能的播放操作和各种状态的信息显示。7.18CD机数字信号处理电路主要完成哪些功能？数字信号处理电路（DSP）完成的最主要功能是进行是EFM解调和CIRC纠错处理电路这两个。EFM解调电路的主要功能是将14bit数据重新还原为8bit信号；CIRC纠错电路的主要功能是对光盘重放过程中出现的群误码和随机误码进行纠错处理，对不能纠正的误码，则通过其后的数据插补的方法进行补偿处理。此外，DSP电路还要完成的辅助功能有：位时钟再生，帧同步信号分离，数据与子码的选通分离，子码信息的处理，主轴恒线速处理等。7.19CD机数字信号处理电路中的位时钟信号有什么作用？帧同步信号又有什么作用？在数字信号处理电路中，位时钟信号是识别数据码位的基准；帧同步信号是分离各类数据的依据。①位时钟再生电路主要是通过锁相环路式（PLL）的方式，从RF信号中提取出位时钟信号BCK（bitclock），位时钟是数字信号处理电路中，用以识别数据码位的基准，没有位时钟，将无法正确识读任何数据的码流；②帧同步分离电路的主要是从EFM数据码流中分离出每一帧数据捆包开始部分的帧同步信号，帧同步信号是一个特定的24bit码，表明一帧数据（588bit） 的开始，帧同步信号是数据码流中用以分离各类数据的依据，各类数据的分离都需要以帧同步的位置为参考，如果没有帧同步，那么在数据码流中，音频数据、子码数据、纠错码数据等信息的位置也就无法确定，各类数据也就无法分离；7.20MD微型唱机有哪些特点？MD唱机与CD唱机相比，具有体积小，易携带，抗震性能好，既可以放音又可以录音，可以重复录音100万次以上等特点。7.21MD微型唱机中主要采用了哪些先进技术？在MD微型磁光盘唱机中，主要采用的先进技术有：（1）自适应变换音频编码压缩技术。MD采用独特的频带压缩技术，可以在64mm光盘上扩展录放至74min（分），称为ATRAC技术，即自适应变换音频编码压缩技术（AdaptiveTransformAcousticcoding）。（2）抗冲击保持技术。磁光盘唱机设有一个高性能的抗震动缓冲存储器，它可以存储3S的音乐节目数据。在磁光盘录音机使用过程中出现振动，使拾音器偏离音轨时，缓冲存储器便可将在振动前存储的节目信号输出，使放音不会中断。（3）双功能激光唱头技术。具有这种技术的激光唱头可以播放两种唱片，即激光唱片（CD片）和可录放的磁光唱片（MD片）。该种激光唱头由一个改进了的CD唱头部分和一个检测磁光信号的部分构成。（4）磁性调制录音技术。MD系统采用了磁性调制录音技术，可在激光抹音的同时进行磁性录音。录音时，由位于唱片下方的激光束以较强的功率将磁性光学介质加热到居里点温度以上进行消磁。再由位于唱片上方的通入数字录音信号的磁头对光盘上的磁性光学介质进行数字磁性录音。7.22MD中的抗震存储器的作用是什么？MD中的抗震存储器的作用：是在MD在使用过程中出现振动使拾音器偏离音轨时，由缓冲存储器便可将在振动前存储的节目信号输出，保证放音不会中断。7.23简述磁性调制录音技术的原理。MD系统采用了磁性调制录音技术，可在激光抹音的同时进行磁性录音。录音时，位于旋转的唱片下方的激光束以较强的功率（约4mW）照射到唱片上需要录音的地方，将磁性光学介质加热到居里点温度（180℃左右）以上，该处的磁性材料会被退磁，这样可将原先录上的磁信号抹去。另外当录音轨迹从激光束上掠过后，该处温度会下降，此时系统将数字录音信号提供给位于唱片上方的磁头，则MD唱片磁迹中的磁性材料又会被磁化，这样就录上了新的信号，产生了与数字录音信号0和1相对应的N、S磁场。7.24MP3的压缩格式是什么？采用什么数字压缩技术进行编码？压缩比是多少？①MP3的压缩格式，是采用国际影视图像与声音的编码压缩标准MPEG-1的第三层（LAYER3）数字音频压缩格式。 ②MP3采用MUSICAM和ASPEC（自适应频谱感知熵编码）最佳特性的混合算法的编码技术进行数字压缩。③MP3压缩比为1∶10～1∶12，码率在128～112Kb/s，常用128Kb/s。7.25MP3播放机的特点有哪些？最主要的特点是什么？MP3最主要的特点是具有极高的数据压缩率，可将音频数据压缩到原来的1/10～1/12，而MP3的音质可基本与CD相似。MP3这种压缩格式最初是在Internet网络上被采用的，原因是经过WAV格式录制的音乐节目，下载一首歌曲需要半个多小时，而MP3由于压缩比为1∶10～1∶12，所以下载一首歌曲只需要4～5min就可以。每分钟的MP3文件大小只有1MB左右，对于与普通CD片容量相同的640MB的MP3音乐光盘，可以存储十几个小时（150～170首歌曲）的声音文件，如果采用256MB的FLASH存储器，也可以存储大约60首歌曲，播放5个多小时的声音文件。此外，采用FLASH快闪存储器的MP3随身听，由于没有体积宏大的电机、磁头、激光读写机构等部件，所以可随心所欲地把它做成各种形状，使之具有极小的体积、极轻的重量、非常美观的外型，并且使用方便、便于携带、不怕振动、无机械故障。从功能方面来说，MP3机的功能主要有两种：一是播放功能，具有多种播放选择，如顺序播放、随机播放、单曲循环播放、全部循环播放等；二是录音功能，包括内置/外置话筒录音、MP3/WAV格式的数码录音转换等。除此之外，有些MP3机还具有某些特殊功能，如FM收音机、日记簿、电话簿、各种EQ模式（如摇滚，古曲，流行，正常等）、不同语言文字显示歌名、低音和高音控制、外插存储卡、HOLD锁定键（可使所有按键盘失效，以避免在运动中或不小心引起误操作）等。另外，MP3机都有USB接口，利用USB接口与电脑连接，可从网上下载MP3音乐或其他格式的音乐；也可以将CD片等各种音乐格式的文件转变为MP3格式的文件传送到MP3机中；并且可利用电脑按个人的意愿进行MP3音乐的编辑、转录、制作等。7.26MP3的音频信号是依据哪几个方面进行数据编码压缩的？MP3具有1∶10～1∶12的音频数据压缩比，使码率下降为128～112Kb/s，其原因是根据人耳的听觉特性，去除了声音中人耳本来就听不到的音频信息和冗余，使音频数据得到了极大的压缩，并且听音的质量基本与CD相似。在声音的音源PCM数据压缩编码中，主要从下列几个方面进行：（1）充分利用了人耳的听觉阈值特性。编码时根据听觉阈值来设置阈值曲线，在频域里处理音频PCM信号，去除人耳听不到的频率分量。（2）充分利用了人耳的掩蔽特性（包括频谱掩蔽和时间掩蔽）。听觉过程的特点是响亮的声音会掩蔽掉相同或相近频率上较弱的声音，而且人耳的听觉灵敏度在2～4kHz处最高，在5～17kHz灵敏度会下降约50dB，同时语音的音频信号中几乎都不带4kHz以上的基频，因此根据掩蔽特性可以去掉大量的没有必要传送的频率信息。（3）将传输的音频范围（20Hz～20kHz） 分割为32个子频带，每个子频带根据人耳的听觉特性来确定消除冗余和编码。（4）采用较宽的声音比特率，以保证MP3具有CD的声音质量。7.27MP3的主要参数有哪些？选购时应考虑哪些因素？MP3的主要参数有：（1）频率范围：指能还原声音的最大频率范围，为20Hz～20kHz。（2）采样频率：44.1kHz、48kHz可调。（3）编码器适用的输出码率：一般可变码率中可设置192，160，128，112，96（Kb/s）；恒定码率中可设置320Kb/s，192Kb/s，64Kb/s（单声）、63Kb/s（单声），16Kb/s（单声）等。（4）闪存器容量：32MB，64MB，128MB，256MB，512MB（也有使用2.5英寸2GB硬盘）。选购MP3随身听时，需考虑的一些重要因素有：（1）存储量与存储方式。存储量决定MP3播放机能够存储歌曲的数目，通常每首歌曲大约有3～4MB左右的容量，256MB的FLASH可以存储60多首歌曲。（2）功能。MP3机除可录制和播放MP3格式声音文件外，还有许多附加功能，如FM收音机、录音功能、电话簿功能、EQ功能等。（3）连接接口。MP3与电脑连接时应有较好的接口，如USB接口，因为USB接口小巧且传输速度快，是数据传输较理想的外设接口模式。（4）声音质量。声音质量的好坏是MP3播放机的最终评判标准，影响放音质量的原因很多，如MP3节目的采集方式与方法、播放方式的选择（EQ方式）、本机的信噪比、末级功放的好坏、耳机的质量等，所以需要认真选取。（5）供电方式。一般有内接电池方式和外部电源供电并带充电方式两种。（6）软件。MP3机所提供的软件应能够升级以便将其他格式的文件进行存储和播放。 第8章习题参考答案8.1音响设备的故障检修要点有哪些？音响设备的维修要点主要有下列4点：①熟悉工作原理，注意安全操作；②了解故障情况，确定故障部位；③注重逻辑分析，按照步骤检修；④掌握检测方法，积累维修经验。8.2音响设备的电路故障检修方法有哪些？音响设备电路故障主要靠仪器（如万用表等）检查，有些较为明显的故障也可采用直观检查，常用的检查方法大致有：（1）直观检查法：是指直接观察各种元器件有无相碰短路或烧焦，印制线路有无腐蚀或断裂，各种元器件的焊点有无虚焊或漏焊；机械部分有否脱落、断裂、锈蚀或变形，各种引线是否有断线，插孔与开关及电位器是否有锈蚀、烂掉或断裂等等。（2）总电流测量法：是指测量整机供电电流的大小，以检查电路是否有短路及判断短路故障的严重程度。（3）分区断电法：是指分别断开音响设备各部分的供电电路，检查其电流的变化情况，以确定该部分电路是否正常。如收音电路、录音电路、放音电路、功放电路、机芯的电机、末级滤波电容器等。（4）大部位确定法：是指根据机芯与电路的收音状态、放音状态、录音状态等各个功能状态，通过各种功能状态的对比来检查与确定故障部位。如收音正常，则说明电源与收音电路都正常；磁带放音时，机芯运转，则说明电源正常，电机转动，若放音正常，说明电源、放音电路和机芯均无故障。（5）碰触法：此法也可叫敲击法、干扰法、信号注入法或杂波感应法。是指利用人体的感应信号注入各级放大器的输入端（通常是从后级向前级），然后根据输出信号的状况或扬声器中的发出的声音状况来判断故障在哪一级放大电路或耦合元件的方法。如干扰信号注入功放输入端时扬声器有声，而从前置放大器输入端注入时无声，则故障部位就在前置级。（6）耳机听音法：是指利用一个串接4.7µF的隔直流电容器的高阻抗耳机，从电路的前级逐级向后接到各级的输出端听音，根据听音的有无、大小、失真、噪声等状况来判断故障的部位。如哪级声音正常，哪级放大电路就是好的，哪级无声，故障就在哪级。（7）电阻测量法：是指用万用表的电阻挡测音响设备正、负电源线间的电阻及各局部电路的电阻，以判断电路中是否存在短路现象；测量集成电路各引脚正反向电阻， 大容量电容器（大于0.022µF）、二极管、三极管、电位器、开关触点的通断、中周及变压器的通断等等，以判断各元器件的好坏，这也都属于电阻测量法。（8）工作电压测量法：是指用万用表的电压挡测量各电路的供电电压，三极管的工作电压，集成电路的各引脚电压，以及根据电路在无信号和有信号的状态下的静态电压与动态电压等，来判断电路中是否存在故障。（9）工作电流测量法：是指用万用表的电流挡串入被测电路中来测量各部分电路的工作电流的大小，以检查集成电路的工作电流，三极管的工作电流，各部分电路的工作电流等。从而确定所测电路是否存在故障。工作电流测量法的缺点是需将被测电路焊开或印制线割断，比工作电压测量法麻烦，因此一般情况下较少使用。（10）交流短路法：是指用一个几微法电容器来将被查放大器的输入端对地交流短路，然后根据输出的声音状况来确定电路中是否存在噪声过大等故障。当电容短接到某一级后，噪声电平大大下降时，噪声大的元件就在被短路点的前一级。（11）元器件替换法：是指采用备用的好元器件来替换可疑元器件。因为电路中有些元器件很难用万用表测出好坏来，如0.01µF以下的电容器断路，电感线圈和变压器局部短路，静态是好的而通电或升温后就变坏的三极管、二极管和电解电容器等。用备用的好元器件替换，是排除这类故障比较有效的办法。（12）元件并联法：是指用好的元器件并联在怀疑为开路、变值或接触不良的元器件上。如怀疑耦合电容器、滤波电容器因开路或脱焊等原因使音响设备不响或声音极小等故障的检查。（13）人为故障检查法：人为故障是指在修理过程中人为产生的故障，它是随机的没有规律性的故障。寻找人为故障的办法是：在旧机器修理中，根据原理图（若无原理图，可根据学过的典型原理图）查找新焊过的元器件及引线是否接错。（14）振荡器是否起振法：是指将振荡回路分别在正常状态和短路状况（停振）两种情况下，根据电路电压值是否变化或输出信号是否变化来判断振荡器是否起振，有变化则振荡回路正常工作，没有变化则处于停振状态。（15）用音响设备上的电平指示器查找故障法：是指根据音响设备上的电平指示器在各种功能状态下所指示的音频信号的大小来检查录音电路的好坏，放音电路有无故障，收音电路及整流电路是否正常等。（16）方框图寻迹法：是指根据电路组成的方框图，依据各部分电路的功能及信号的处理过程，以确定音响设备的各项功能是否能正常发挥，相关的电路工作是否正常，从而确定产生故障的可能部位。（17）仪器仪表检查法：是指用电子毫伏表、示波器、信号发生器或其他仪器来检测音响设备中各信号的有无、大小、波形、频率、周期等。如用信号发生器和示波器来检查信号　的失真情况。（18）其他检查法：音响设备电路故障的检查方法还有重焊法（重焊漏焊点和可疑的虚焊点）、微动法、轻敲法、替换法、对比法等。 8.3音响设备中，录音座机芯故障的检修方法有哪些？录音座机芯故障的检查主要是依靠人的感觉器官进行，特别是眼和手，其方法有：①直观检查法这是最原始的也是最主要的办法。例如，录音座不走带，我们打开后盖，就可以观察各种工作状态下机构的配合情况，一般只要仔细察看，不难查出症结所在。②手感法录音座工作时，机械部分大多是处于运动状态的，如果出现由运转不良引起的异常现象，我们可用手感试探的办法判断故障所在。例如，带速慢，抖晃大，或发生了绞带故障，可以用手轻轻捏住收带轴，看看收带力矩够不够。一般当力矩明显变小时，会引起上述故障。当然这只能是定性的，往往要求检修者有一定的经验，起码对正常和不正常的收带力矩大小要有个大体的估计。③测试法在判断机械部分的故障时，有时要对某些力或力矩进行测量，常用的是张力计（弹簧秤或扇形张力计）和力矩计，前者用于测量张力，后者可测转矩。只有当故障不太容易判定及条件许可时才能进行定量检测。④试探法这是在靠直观和手感难以判断的情况下，经常采用的一种办法。比如，抖晃大，在直观上看不出什么问题以后，可进行如下试探：先换一盒磁带试放，看看是否因带盒粗糙引起；如不是，接着再试一下压带轮的压力大小，把压力适当调大一点试；再不是，还可更换皮带、更换供带盘等等，直到找到故障根源。当然要更换零件一般只有在专门维修服务部才能办到。8.4如何检修DTS调谐控制电路的故障？①检查DTS的调谐电压输出端的VT在调谐过程中，是否有1.5～8V左右（VT的电源为10V时）的正常变化范围。若VT正常而不能收台，则说明是收音通道的问题；若调谐电压VT不正常时，则故障部位在DTS部分或收音通道的FM、AM的压控振荡器VCO电路部分。②当VT不正常而不能收台时，可以用一电位器接入机内10V～12V电源供电处来获得0～10V或0～12V的外接可调电压来代替VT进行调谐收台试验。若不能收到电台，则收音通道电路有故障；若能够收到电台，则说明收音通道的电路正常，压控振荡器的工作也正常，故障肯定在DTS电路。③检查DTS调谐控制电路的FM本振信号注入电路及AM本振信号注入电路的信号通路是否断路（或用数字频率计直接测量DTS调谐控制电路的FMIN端和AMIN端是否有VCO的ƒosc信号注入）。若无，查本振信号通路；若有，则查DTS芯片电路。④查DTS芯片的晶体振荡器是否工作，可通过观察显示屏有无字符显示来判断；查DTS芯片有关脚的电压值或阻值来判别外围元件是否损坏或芯片是否损坏。数字调谐器DTS调谐控制电路故障的一般检修流程图可参照教材中有关章节。8.5激光唱机的故障检修应注意哪些事项？激光唱机在维修操作中应注意下列事项： （1）通电前，注意CD机所使用的电源电压。（2）在拆机维修时，要注意不要将眼睛直接靠近激光头，以免激光束灼伤视网膜。（3）维修的工作台和维修人员应有防止静电危害的防范措施，以防止静电击坏激光发射管、光电检测管和各CMOS集成电路。（4）激光头的光学部分一般不要拆开，不要用手触摸物镜，维修过程中，用力不要过猛。激光头上的功率调整微调电阻一般不要随意乱调，清洁物镜时，不要用化学溶剂。（5）注意仅在测量电压与波形时通电检查；在测量电阻及焊接元件时，机器应断电，严禁在带电情况下测量及拆焊元件。（6）拆焊元件时，特别是主板上的大规模集成电路，应避免电烙铁长时间加热，以防损坏集成电路和电路板，同时避免虚焊和搭锡现象的发生。（7）维修过程中，切忌在对机器的功能组成、作用原理都不了解的情况下，就动手乱拆、乱焊、乱调，否则会扩大故障范围，甚至损坏元器件。（8）在拆装机械零部件时，要防止有关零部件相对位置的错位，以及防止螺丝、垫片、弹簧的漏装、错装或落入机内。拔下连线的插件时不要抓住导线硬拉。8.6简述激光唱机的启动过程，并画出激光唱机的开机流程图。CD机启动过程可分为下面几个过程：①系统复位与显示器发光；②托盘检测与光盘加载；③光头复位与激光接通；④聚焦搜索过程；⑤聚焦确认过程；⑥接通各伺服环路；⑦识读曲目表（TOC）并显示；⑧进入播放状态。 其开机流程图如下：电源接通系统复位托盘关闭?显示器发光光盘装载光头复位回中激光接通LDON物镜向下搜索等待1.2s物镜向上搜索FZC由H变L?FOK=H?经过1.2s?完成2次搜索?经过1.2s?循迹伺服接通主轴伺服接通聚焦伺服接通经过3s?GFS由L变H?读曲目表TOC进给伺服接通经过15s?TOC读完?进入待机状态显示TOC按播放键播放移进托盘按播放键播放按开门键换片激光管电源关主轴电机停转主轴电机制动停机保护NONONONONONONONOYESYESYESYESYESYESYESYESYESYESNONO(存在故障)(存在故障)(存在故障)(存在故障)系统复位与显示器发光托盘检测与装盘各伺服环路接通阅读与显示曲目表TOC光头复位与激光接通聚焦搜索聚焦确认注：①FOK：聚焦完成信号；②FZC：聚焦过零检测信号；③GFS：帧同步锁定信号；④TOC：曲目表 8.7如何根据CD机的开机过程来检查和判断CD机的故障？根据CD的开机过程，对CD机进行故障检查和判断的方法如下：①接通电源检查显示屏是否发光（显示00）这是衡量电源系统、复位电路、晶振时钟和显示器件是否有故障的重要标志。因为，显示器所显示的字符是由CPU提供的，CPU是全机的主控中心，CPU不工作，其他一切动作都不会发生，而CPU工作的条件是电源、晶振、复位都必须正常。因此，如果接通电源后不能显示“00”，则除了检查电源和显示器件外，还应检查晶振和复位电路。②按OPEN/CLOSE键检查托盘进/出是否正常在CPU接收到键控信号后，即输出一个控制信号给加载电机驱动电路，使托盘在加载电机的驱动下移进或移出，并且CPU利用设置于加载托盘上的限位开关，对托盘所处的位置（进仓、出仓）进行检测，当托盘进仓后，给控制系统一个信号，然后CD机得以启动。因此，如果托盘不能进出，应检查本机键控、加载驱动、进仓限位开头、出仓限位开头和有关外围元件，以及加载电机和加载机构的有关零部件。③检查光头是否往内圈走（光头回中）托盘进仓后，光头由进给电机驱动回到光碟内圈起始位置，以便开始读取目录表。若光头不能回中，则应检查进给驱动电路、进给电机和进给机构。④检查物镜是否上下搜索光头回中到达位置后，进给限位开关接通，CPU检测到这一光头回中到位信号后，即输出LDON，使激光管接通，此时可见物镜中央有个小红点（用斜视，不能直视），尔后，CPU输出控制信号，指令聚焦伺服电路输出聚焦搜索电压，使物镜作上下搜索。如果物镜不能上下搜索，则应检查进给限位开头、进给传动机构、聚焦伺服驱动电路、物镜机构和激光管供电。⑤检查光盘是否转动在聚焦搜索后，如果CPU检测到聚焦完成信号（FOK=H）和过零信号（FZC=L），则输出控制信号，接通聚焦伺服环路、主轴伺服环路和循迹伺服环路，此时可见主轴电机开始旋转，带动光盘高速旋转。如果物镜上下搜索后光盘不转动，则应检查激光管是否良好，物镜是否脏污，APC是否正常，夹持机构是否正确夹住碟片，主轴驱动电路及供电是否正常，FOK是否为高电平。⑥检查能否读取曲目表（显示屏显示TOC）在主轴电机开始旋转后，光头即从碟片上读取RF信号，并将读识的数据送至显示器，在显示屏上显示出碟片引入区的曲目表TOC。TOC能读的条件是聚焦伺服、循迹伺服（包括外围元件）正常，RF放大电路完好，锁相环系统正常且频率正确，否则不能读入TOC。若光盘旋转而无TOC显示时，应检查上述这些电路。⑦检查能否播放第一曲和选曲在TOC读入后，如果碟片是卡拉OK歌曲片，当按播放键时，则从第一曲开始顺序播放，显示器显示曲目序号和时间计数；当按选曲键（如按9键）时，则由进给伺服驱动光头径向移动到达位置后再开始播放，显示器显示所选的曲目序号和时间计数。如果不能播放第一曲，则应检查循迹伺服电路及外围元件；如果不能进行选曲，则应检查进给伺服电路和外围元件。8.8激光头好坏的检测与判断可采用哪些方法？如何用电压法来检查激光管的好坏？激光二极管好坏的检测判断有以下几种方法：①观察法。一般激光二极管在发射激光时，可在物镜中心呈现一暗红色的亮点。但须 注意：眼睛切莫直视激光束，而且观察距离应在30cm之外，否则激光会灼伤眼睛的视网膜，最常见的后果是，引起白内障及视网膜脱落。因为激光是在光子激发下而产生的一种光辐射，特点是光谱单一、能量集中，几毫瓦的能量就会因脉络膜强烈吸收而升温后，导致视网膜灼伤，因此，须切切注意，否则若一旦眼睛受到激光的灼伤，则后悔莫及，悔之晚矣。另外，需说明一下，判断激光管发光正常与否，可采用下述的各种间接方法进行，不一定非用眼睛来直接观察。②电阻检测法。通常完好的激光发射管，在用万用表R×100W或R×1kW挡测量时，其正向阻值约18～20kW，反向电阻为∞，若测量结果显示正向电阻超过25kW，且测得反向电阻时表针有摆动，则表示激光发射管已有损坏（如静电击伤）。但须注意的是，采用这种检查方法时，必须采取静电防范措施，例如对可能存在的静电部位进行预先放电处理，激光头与主板之间的连线拔下后，其裸露部分不要触及到手、衣服及绝缘的桌面等等。测试时也不要移动任何位置，因为绝缘体上的任何轻微的摩擦都可能导致静电的产生。③电压检测法。通常情况下，普通激光二极管的工作电流在30～80mA不等（极限电流约130mA），工作电压约2～3V；全息照相复合激光管的工作电流约为55～90mA，工作电压约4～6V或者为1.75V。因此可以用万用表的电压挡来测量激光二极管两端的电压，或者测量激光功率输出电压驱动管发射极（或集电极）的限流电阻（一般为10～20W）上的电压，从而可以确定激光管的工作电流和工作电压是否正常。正常播放时，该限流电阻上的电压应有1V左右，而LD激光二极管引脚处则常有2.5±0.5V的电压。④电流检测法。直接测量激光二极管的驱动电流的大小，该驱动电流应小于120mA。⑤波形测量法。用示波器测量RF信号的波形，正常时，RF波形的幅度为1VP-P左右，一般工厂均以RF波形为1VP-P作为激光功率调整的依据。如果调整APC的微调电位器也不能使RF的波形达到要求，则说明激光二极管已老化。⑥光功率表测量法。用光功率表测量物镜前的激光发射的光功率，正常光功率在0.13～0.3mW之间，如果光功率＜0.13mW，并且通过调节激光功率APC微调电位器也达不到要求，则可判断该激光二极管老化（值得一提的是，激光功率微调电位器在出厂时已经调好，维修者一般情况下不要去调试，如果需要调整，必须在有光功率表测量的情况下进行调整）。用电压法来检查激光管的好坏的方法是：用万用表的电压挡来测量激光二极管两端的电压，或者测量激光功率输出电压驱动管发射极（或集电极）的限流电阻（一般为10～20W）上的电压，从而可以确定激光管的工作电流和工作电压是否正常。正常播放时，通常激光二极管的工作电流在30～80mA左右，因此该限流电阻上的电压应有1V左右，而LD激光二极管引脚处则常有2.5±0.5V的电压。8.9如何清洁激光头的物镜？清洁时应注意什么问题？清洁激光头的物镜时，可用棉花轻轻擦试，也可以用小毛笔轻轻刷去其积尘，或者用镜头纸、丝巾沾满水，挤干后轻擦之。清洁物镜时要注意：①清洁时动作要轻，不要划伤光学器件，可多擦几次，不要力求擦一次就完成任务；②切忌用化学溶剂或挥发性溶剂如汽油等，以免损坏物镜；③清洁时不要用手接触物镜和其他光学器件； ④清洁时不要拆开激光头内部的各种光学器件，因为拆开光学器件后，整个光路将发生变化，在没有专业仪器设备的情况下，要调好其光路是非常困难的。8.10CD机“无聚焦动作”故障应如何检修？无聚焦动作故障的特征是：开机后，激光头无聚焦动作，碟片不转，显示屏显示“NODISC”。造成这种故障的原因大致有：聚焦驱动集成块损坏，伺服控制IC无聚焦搜索指令输出，激光头聚焦线圈断线或虚焊等。可按下述的流程进行检修。①检查激光头是否回中复位。若不能则故障在进给伺服电路，应查进给电机和进给驱动器等电路。②检查进给限位开关是否有动作。在激光头回中后该开关应接通，CPU得到该状态检测信息（LIMIT）后，才会发出聚焦搜索指令，否则不聚焦；若该开关正常，则不聚焦的故障原因在聚焦伺服电路。③查聚焦线圈两端有无聚焦搜索电压。若有，则聚焦线圈断路或物镜卡死；若无，则故障范围在聚焦驱动或控制电路。④查聚焦驱动电路有无聚焦搜索电压输出。若有则查光头组件的连接线路与插件；若无则查驱动器的供电与外围元件以及信号输入端的聚焦搜索波形。⑤查伺服信号处理器有无聚焦搜索波形输出。若无搜索波形，则故障在伺服信号处理电路。'