产品特色
编辑推荐
本书是为志在成为音响系统优化领域专业人才的读者而专门撰写的,它是全球首部对音响系统优化这一新兴领域中采用的现代工具和技术进行系统阐述的专著。本书为读者正确掌握该领域应用的大量实用工具提供了专业化的指导。这些工具包括:
◎ 双通道FFT 分析仪
◎ 声学预测程序
◎ 现代扬声器阵列
◎ 数字信号处理器
全书采用大量清晰的彩色插图、截屏图和图表,用便于读者阅读的指南式论述形式来指导大家在做扩声系统和优化设计时能够更加完美。阅读此次更新的这部获奖专著的新版本,读者将可以掌握以下技能:
◎ 精通利用双通道FFT 分析仪进行设计与优化这一令人兴奋不已的新技术。
◎ 在增补的音响系统应用案例这一全新章节中,读者可以全面掌握现代扬声器阵列构建的理论与应用。
◎ 通过理解观众对扩声重放声的感知机理,有助于制定并确立更佳的设计与优化决策。
内容简介
本书对利用现代的技术和工具对音响系统的设计和调校这一当前扩声领域热门的问题进行了系统的理论阐述和分析。
本书由3篇,共13章构成。
第1篇讲“音响系统”,其目的是探究声音传输系统、人耳听觉和扬声器的相互作用。该部分全面地讲解了信号的传输流程、途经可能遇到的一些因素以及终端如何接受信号。第2篇讲“设计”,它应用了第1篇所讲的知识去设计一个音响系统。其目的是广泛地理解和创建一个成功的传输/接受模型设计所需要的工具和技术。第3篇介绍“优化”,其重点是对设计和安装的测量,以及空间中的检证和校准。
本次更新的第2版,在理念上作了一定的改变,将第1版的内容进行了重新的修订和整合,使其更富逻辑性和系统性,增加了3章内容,其中第13章是全新的内容,主要是针对实际扩声系统的案例进行分析。
作者简介
鲍勃.麦卡锡(Bob McCarthy)目前是专门提供音响系统优化与设计方面服务的Alignment & Design 公司的总裁。他是音响系统优化领域教学培训的开拓者和佼佼者,在过去的20 多年间,他在全球各地开设了此方面的培训课程。Bob的客户包括Cirque Du Soleil(索拉奇艺坊,加拿大娱乐演出公司,是全球第1大的戏剧制作公司之一)和WaltDisney Entertainmen( 迪士尼娱乐公司), 以及众多全球知名音响设计专家( 包括Jonathan Deans, Tony Meola, Andrew Bruce 和Tom Clark 等设计大师)。
目录
第1篇 音响系统
第1章 声音的传输 3
第一节 声音传输的目的 3
第二节 声频信号传输的定义 4
1.2.1 时间与频率 4
1.2.2 波长 5
1.2.3 波形 8
第三节 传输的量化 10
1.3.1 分贝 10
1.3.2 功率 16
1.3.3 频率响应 17
1.3.4 极性 19
1.3.5 反应时间 19
第四节 模拟声频的传输 19
1.4.1 线路电平设备 20
1.4.2 线路电平的互连 30
1.4.3 扬声器电平设备——功率放大器 33
1.4.4 扬声器电平的互连——扬声器电缆 37
第五节 数字声频的传输 38
1.5.1 数字声频设备 38
1.5.2 数字声频的互连 40
第六节 声学传输 41
1.6.1 声能、声压和表面积 41
1.6.2 环境的影响:湿度与温度 43
1.6.3 声发射器:扬声器 44
第七节 总结 59
本章参考文献 59
第2章 声波的叠加 60
第一节 引言 60
第二节 声波叠加的属性 61
2.2.1 声波叠加的定义 61
2.2.2 叠加的条件 61
2.2.3 叠加的数量 63
2.2.4 电叠加与声叠加的比较 63
2.2.5 声源的指向性 64
2.2.6 叠加的数学表达 64
2.2.7 叠加的幅度 65
2.2.8 叠加的相位 66
第三节 响应的波纹 69
2.3.1 叠加区域 70
2.3.2 梳状滤波器效应:线性与对数 75
2.3.3 叠加几何学 77
第四节 声学交叠 85
2.4.1 声学交叠的定义 85
2.4.2 分频器的分类 86
2.4.3 频谱的划分和频谱分频器 88
2.4.4 空间分割器和空间声学交叠 97
第五节 扬声器阵列 106
2.5.1 引言 106
2.5.2 扬声器阵列的类型 106
2.5.3 耦合阵列 107
2.5.4 非耦合阵列 123
第六节 扬声器/空间叠加 139
2.6.1 模拟函数 140
2.6.2 扬声器/空间叠加类型 142
2.6.3 吸声的影响 149
2.6.4 环境的影响 149
2.6.5 总结 150
第3章 接收 151
第一节 引言 151
第二节 响度 152
3.2.1 响度与dB SPL 152
3.2.2 等响曲线 153
第三节 定位 154
3.3.1 引言 154
3.3.2 声像 155
3.3.3 垂直方向的定位 156
3.3.4 前/后定位 159
3.3.5 水平定位 159
第四节 音调、空间感和回声的感知 166
3.4.1 引言 166
3.4.2 音调的感知 167
3.4.3 回声的感知 169
3.4.4 空间感的感知 170
3.4.5 感知区域的检测 171
第五节 立体声的接收 172
3.5.1 引言 172
3.5.2 声像区 172
3.5.3 立体声的度量 174
3.5.4 立体声的副作用 177
第六节 放大声音的检测 177
3.6.1 失真 178
3.6.2 压缩 178
3.6.3 频率响应的染色 178
3.6.4 准透视关系 178
第七节 传声器的接收 180
3.7.1 引言 180
3.7.2 传声器与人耳的比较 180
3.7.3 测量传声器 181
本章参考文献 183
第2篇 设计
第4章 评估 187
第一节 引言 187
第二节 自然声音与放大声音 188
4.2.1 辐射、传输和接收模型的对比 189
4.2.2 传输通道的差异 190
第三节 声学专家与声频工程师的关系 195
4.3.1 目标的比较 195
4.3.2 折中方案 201
第四节 发展趋势 205
本章参考文献 210
第5章 预测 211
第一节 引言 211
第二节 制图 212
5.2.1 2D图类型 212
5.2.2 3D图类型 213
5.2.3 3D世界的2D图纸表示 213
5.2.4 比例尺度 217
第三节 声学建模程序 218
5.3.1 引言 218
5.3.2 简史 218
5.3.3 扬声器数据文件 219
5.3.4 声学传输属性 225
5.3.5 吸声材料属性 231
5.3.6 特性总结 231
5.3.7 应用 233
第四节 结论 236
第6章 变量 238
第一节 引言 238
第二节 最小变化理论 240
6.2.1 变化的定义 240
6.2.2 变化的原因和标准变化进程 241
6.2.3 最小变化与最大声压级的关系 249
第三节 扬声器/房间链路:透视比 250
6.3.1 量角器和比萨饼 250
6.3.2 最大可接受变化量 251
6.3.3 非对称覆盖的考虑 251
6.3.4 覆盖弓方法 251
6.3.5 前向的透视比 252
第四节 距离比 252
第五节 最小声级变化 254
单只扬声器 255
第六节 总结 259
第7章 组合 260
第一节 引言 260
7.1.1 耦合的扬声器阵列 261
7.1.2 非耦合扬声器阵列 269
第二节 组合系统的频谱变化 275
7.2.1 透视比、波束宽度和扬声器阶次间的关系 275
7.2.2 扬声器阵列方法 285
第三节 结论 315
7.3.1 扬声器阶次和波束宽度 315
7.3.2 最大功率与最小变化量的关系 315
7.3.3 最小变化量覆盖形状 316
第8章 抵消 318
第一节 引言 318
第二节 抵消的定义 318
第三节 重低音扬声器阵列 319
8.3.1 耦合和非耦合线声源 321
8.3.2 耦合和非耦合点声源 324
8.3.3 端射型 325
8.3.4 双单元直线排列技术 328
8.3.5 反转式扬声器组 328
第四节 结论 329
第9章 技术指标 331
第一节 引言 331
第二节 技术指标的原则 331
9.2.1 技术指标的定义 331
9.2.2 折中的处理原则 332
第三节 通道/系统类型 333
9.3.1 单声道 333
9.3.2 双声道立体声 333
9.3.3 多声道环绕声 334
9.3.4 声源效果 335
第四节 系统的细分 335
第五节 子系统类型 336
9.5.1 主系统 338
9.5.2 侧向补声 338
9.5.3 内补声 338
9.5.4 下补声 338
9.5.5 前区补声 339
9.5.6 延时 339
第六节 挑台战争 339
第七节 缩尺设计 342
9.7.1 功率的缩放比例 342
9.7.2 功率的叠加 343
9.7.3 形状的缩放比例 343
第八节 阵列设计程序 344
9.8.1 主系统设计 344
9.8.2 对称耦合点声源 344
9.8.3 非对称耦合点声源 346
9.8.4 非对称复合耦合点声源 351
9.8.5 对称非耦合线声源 356
9.8.6 非对称非耦合线声源 357
9.8.7 对称非耦合点声源 358
9.8.8 非对称非耦合点声源 360
9.8.9 对称非耦合点目标源 360
9.8.10 非对称非耦合点目标源 360
第九节 多声道环绕声 360
第3篇 优化
第10章 检验 365
第一节 检验的定义 365
第二节 物理测量工具 366
10.2.1 倾角罗盘 366
10.2.2 量角器 366
10.2.3 定角卡片 367
10.2.4 激光笔 367
10.2.5 温度计 368
10.2.6 湿度计 368
第三节 简单的声频测量工具 368
10.3.1 伏特/欧姆表(VOM) 369
10.3.2 极性测量仪 369
10.3.3 监听小盒 369
10.3.4 阻抗测量仪 370
10.3.5 示波器 370
10.3.6 声级计 370
10.3.7 实时分析仪(RAT) 370
第四节 复杂的声频测量工具 372
10.4.1 傅里叶变换 373
10.4.2 分析仪基础 373
10.4.3 信号的平均 380
10.4.4 单通道频谱的应用 383
10.4.5 转移函数的测量 385
第五节 其他复杂的信号分析仪 410
第六节 分析系统 412
参考文献 413
第11章 验证 414
第一节 引言 414
第二节 测试工作的构成 414
11.2.1 测试阶段 415
11.2.2 测试观测点 416
11.2.3 测量的设置 417
第三节 程序 421
11.3.1 噪声与频率的关系 421
11.3.2 总谐波失真+噪声(THD+N) 422
11.3.3 最大输入/输出能力与频率的关系 425
11.3.4 反应时间 428
11.3.5 极性 430
11.3.6 频率响应 431
11.3.7 相频响应 433
11.3.8 压缩 435
第四节 传声器检验 436
11.4.1 传声器的匹配 437
11.4.2 传声器响应 438
第五节 后期校准的检验 439
第六节 其他考虑的因素 443
第12章 校准 444
第一节 校准的定义 444
12.1.1 目标 445
12.1.2 挑战 445
12.1.3 策略 445
12.1.4 技术 446
第二节 校准的方案 446
12.2.1 校准的“无政府状态”性 446
12.2.2 校准的“君主制度”权威性 447
12.2.3 校准的“资本主义”性 447
12.2.4 “民主制度”的校准 447
12.2.5 TANSTAAFL和排序筛选 448
第三节 信息的获取 448
12.3.1 校准的细分 448
12.3.2 物理信息的获取 450
12.3.3 电信息的获取 450
12.3.4 声学信息的获取 453
第四节 程序 478
12.4.1 声学评估 478
12.4.2 声级设定 479
12.4.3 扬声器位置调整 482
12.4.4 均衡 485
12.4.5 延时设定 490
第五节 操作步骤 496
第六节 实际应用 501
第七节 最后的处理 502
审听 502
第八节 优化 503
12.8.1 利用节目素材做声源 503
12.8.2 有观众的情形 504
12.8.3 温度与湿度 504
12.8.4 舞台的声泄漏 505
12.8.5 舞台传声器的叠加 505
12.8.6 反馈 506
12.8.7 多声道节目素材 506
12.8.8 演出时传声器的位置 507
12.8.9 作为节目声道的重低音 508
12.8.10 结语 508
第13章 音响系统应用案例 510
第一节 引言 510
第二节 剧场 510
13.2.1 简介 510
13.2.2 舞台中央位置扬声器的垂直覆盖区域 510
13.2.3 两侧扬声器的垂直覆盖 514
13.2.4 补声系统 517
13.2.5 中央位置扬声器的水平覆盖 520
13.2.6 两侧扬声器的水平覆盖 524
第三节 音乐厅 527
13.3.1 简介 527
13.3.2 水平覆盖 531
第四节 在体育馆内有舞台的演出 533
13.4.1 简介 533
13.4.2 垂直覆盖 533
13.4.3 水平覆盖 535
13.4.4 重低音 537
第五节 带有中央记分板的体育馆 539
13.5.1 简介 539
13.5.2 垂直覆盖 539
13.5.3 水平覆盖 541
第六节 教堂 542
13.6.1 简介 542
13.6.2 水平覆盖 542
后记 545
参考文献 547
词汇表 548
精彩书摘
《音响系统设计与优化(第2版)》:
这里先用一点时间回顾一下对称形式的一些相关内容。虽然各个频率下的中心进行了匹配,但是边界还是不同的。从中我们会发现在隔离区存在一些纹理化的镜像边界,以及在耦合区的一个大的圆形波束。中间的地带会在两种形状之间渐变过渡。高频范围明确的边界起到主导的作用。由于它的可塑性最强,所以在匹配非对称的目标形状时也最为容易。一旦我们得到了高频范围的覆盖形状,则我们的目标就将以同样的形状将其向下延伸至更低的频率上。为了测量我们的进程,要对组合的形状进行监测。
非对称阵列的评估参数:
·中心(主轴上):阵列覆盖最远距离的取向角度;
·顶部/底部(离轴)在中心轴上下的目标形状的—6dB点;
·总体(TTL)由上至下扩散的组合角度;
·对称百分比中心轴上和下角度覆盖的比值。
……
音响系统设计与优化(第2版) 内容简介 《音响系统设计与优化(第2版)》并非一本关于特定品牌音响器材的技术手册,也非一本纯粹的技术参数堆砌的参考书。它是一部旨在系统性地梳理和深入探讨音响系统从概念到最终实现的完整流程的专业著作。本书的核心在于“设计”与“优化”,前者强调的是如何根据实际需求和声学原理,构建一个完整、高效且符合预期的音响系统;后者则聚焦于如何在既有系统基础上,通过科学的分析和调校,最大限度地提升其表现力,使其达到最佳的听觉效果。 本书并非围绕某一种特定的技术或某一种类型的音响设备展开,而是采取一种更为宏观和普适性的视角。它关注的是贯穿于各种音响系统中的共通原理、方法论以及设计哲学。无论是专业录音棚、大型音乐厅、电影院、现场演出舞台,还是家庭影院、Hi-Fi试听室,甚至是有声广播与电视的音频制作,其背后的设计思路和优化逻辑都遵循着一系列基本规律。本书旨在揭示这些规律,并为读者提供一套系统性的思考框架和实践指导。 本书所涵盖的“音响系统”概念是广义的,它不仅仅包括扬声器、功放、播放器等核心组件,更涵盖了信号源、音频处理器、线材、声学空间环境,乃至信号传输、电源供给以及人耳的感知特性等一系列影响最终声音表现的因素。 因此,本书的内容并非局限于某个单一的环节,而是力求从整体上把握音响系统的构成与相互关系。 关于“设计”方面,本书深入浅出地讲解了以下关键要素: 明确需求分析与目标设定: 这是任何成功设计的起点。本书会详细阐述如何从应用场景(例如,是音乐欣赏、电影观看、现场扩声,还是特定类型的录音制作)出发,梳理出系统需要满足的核心声学指标、功能性要求和用户体验目标。这包括对声压级、频率响应、动态范围、信噪比、指向性、瞬态响应等关键参数的理解,并将其转化为可操作的设计指令。 声学原理的基础讲解: 本书将系统性地介绍与音响系统设计息息相关的声学原理。这并非要成为一本声学物理的教科书,而是侧重于讲解那些对音响系统设计者至关重要的概念,例如声音的传播、反射、衍射、吸收,房间的共振、驻波、混响时间,以及声场分布的规律等。理解这些原理,是避免设计陷阱、创造良好听音环境的基础。 组件选择与匹配的艺术: 音响系统由众多组件构成,每个组件都扮演着独特的角色。本书将引导读者理解不同类型组件(如各种扬声器单元、功放电路、数字信号处理器DSP、信号发生器等)的工作原理、特性以及它们之间的兼容性问题。强调的不是推荐某个具体型号,而是如何根据设计目标,选择性能匹配、能够协同工作的组件,以及如何通过合理的配置(如扬声器布局、功放功率匹配、阻抗匹配等)来发挥系统的整体优势。 系统架构的规划: 无论是复杂的专业系统还是精简的家庭系统,都需要一个清晰的架构。本书会讨论不同系统架构的优劣,例如模拟与数字信号的结合、多声道系统的构建、分布式音频的设计等。重点在于如何构建一个稳定、可靠、易于管理且具有良好可扩展性的信号流程。 物理布局与声学处理的整合: 扬声器的摆放位置、监听角度、吸音材料和扩散材料的选择与布置,以及房间的几何形状对声音的影响,都将是本书探讨的重点。强调的是设计不仅仅是电子线路的连接,更是物理空间与声学环境的协调。 在“优化”方面,本书则聚焦于如何让系统“锦上添花”,使其性能得到进一步的挖掘: 测量与分析技术: 离开了客观的测量数据,优化将沦为空谈。本书将介绍常用的音响系统测量工具(如频谱分析仪、声压计、脉冲响应分析仪等)及其使用方法,并教会读者如何解读测量结果,从而准确地诊断出系统存在的问题,如频率响应不平坦、相位失真、瞬态响应不佳、噪声干扰等。 参数化调校技术: 现代音响系统普遍具备强大的可调性,特别是数字信号处理器(DSP)的应用。本书将详细讲解如何利用DSP对系统进行参数化调校,包括均衡(EQ)的设置、延时(Delay)的调整、分频点(Crossover)的设定、动态范围控制(如压缩器、限幅器)的应用等。强调的是调校的科学性,而非盲目地调整参数。 听觉心理与主观评价: 最终的评价标准是人的耳朵。本书会探讨主观听音评价的重要性,并提供一些科学的听音方法和技巧,帮助读者在客观测量与主观感受之间找到最佳平衡点。理解人耳的听觉特性,例如掩蔽效应、音像定位感知等,有助于更有效地进行系统优化。 常见问题的诊断与解决: 本书会列举音响系统中可能遇到的各种典型问题,并提供系统性的诊断思路和相应的解决策略。例如,如何处理房间的低频驻波,如何消除高频的刺耳感,如何改善声音的清晰度和结像,如何解决串扰和噪声等。 系统维护与升级思路: 一个优化的音响系统并非一劳永逸。本书也会触及到系统的日常维护、故障排除以及如何在技术发展中对现有系统进行升级和改进的策略。 本书的目标读者群体广泛,包括: 音响设计工程师和技术人员: 为他们提供系统性的设计理论和实践指导,提升专业技能。 录音师、混音师和母带工程师: 帮助他们理解和构建更精准的监听环境,以及掌握更有效的混音与母带处理的声学基础。 音频爱好者和发烧友: 帮助他们深入理解音响系统的运作原理,掌握科学的选购和搭建技巧,以及提升家庭影院和Hi-Fi系统的听音体验。 广播、电视、电影制作领域的专业人士: 帮助他们理解音频在视听作品中的重要性,并掌握相关的技术要求。 音乐厅、剧院、会议中心等场所的声学设计与声学技术人员。 对声音科学和音响技术感兴趣的普通读者。 《音响系统设计与优化(第2版)》以其系统性、实践性和前瞻性,旨在成为一本能够引导读者深入探索音响系统奥秘,并切实提升其设计与优化能力的专业读物。它强调的是对原理的透彻理解,对方法的熟练运用,以及对最终听觉效果的不懈追求。本书不是为了介绍一种“终极”的音响解决方案,而是为了赋予读者独立思考、科学设计和有效调校的能力,使其能够根据自身的需求,创造出真正令人满意的声音。