6.1 数字音频设备

1、输入设备

   麦克风的种类：电动式话筒又有动圈式、带式等结构，电容话筒的特点是灵敏度高，具有非常宽的频带，非线性谐波失真小，最大声压级高等特点。缺点是机械强度性能差，防潮性能差，需要极化电压，在使用上较麻烦。电动话筒的特点是：使用可靠方便，不需要外加电源，机械性能好，寿命长，价格便宜，缺点是灵敏度稍低，频率响应较差。如果给话筒头加装无线电收、发装置，就成了无线话筒。在移动使用时灵活方便，但容易受到干扰，在室内使用会碰到“死区”造成失灵。?

话筒的选用要根据使用环境和声源特点来决定。在室内进行语言录音，一般选用动圈式话筒，因为语言的频带较窄，使用动圈式话筒可避免产生不必要的杂音。进行音乐录音，则要选择性能好的电容式话筒，以满足宽频带、大动态、高保真的需要。若环境噪声大，可选用超指向话筒，以增加选择性。使用话筒时，要注意与声源保持0.3米左右的距离，以防失真，但近讲话筒例外。运动中的录音，要用无线话筒。使用无线话筒，要注意防止干扰和“死区”，碰到这种情况，可通过改变无线电频率和调整收、发天线来解决。

   麦克风的各种参数：麦克风的技术参数，对我们按不同用途或要求，使用麦克风起到很好的参考作用，但不是绝对的，尤其是麦克风的音色是不能用技术参数作标准的，音色更多取决于声音的谐波，而影响谐波的因素非常多，环境、演唱者、扩声录音器材是最主要的，甚至一个麦克风支架、一块窗帘、一颗小小的螺丝都会对音色有影响。

（1）．灵敏度：灵敏度是表示麦克风声电转换效率的重要指标。它表示在自由声场中，麦克风频率为1KHz恒定声压下与声源正向（即声入射角为零）时所测得的开路输出电压。单位为毫伏/帕。1Pa＝10bar1ubar大致相当于人正常说话音量，在1m远处测得的声压。动圈式麦克风灵敏度约1.5～4毫伏/帕，而电容式麦克风灵敏度比动圈式高10倍左右，约20毫伏/帕。

      麦克风的灵敏度也有用分贝（db）表示，规定1伏、帕为0db。由于灵敏度都比1伏/帕小得多，所以表示的灵敏度都用db。 麦克风灵敏度高是件好事，它可以向调音台提供较高输入电平，可以提高信噪比，但太高其输出电压也高，容易产生过激失真。

（2）．频率响应：它是反映麦克风电转换过程中对频率失真的一个重要指标。 麦克风在恒定声压和规定入射角声波作用下，各频率声波信号的开路输出电压与规定频率麦克风开路输出电压之比，称为麦克风的频率响应，用分贝（db）表示。一般专业用麦克风频响曲线容差范围在2db。频率响应是麦克风接受到不同频率声音时，输出信号会随著频率的变化而发生放大或衰减。最理想的频率响应曲线为一条水平线，代表输出信号能直实呈现原始声音的特性，但这种理想情况不容易实现。 

    频率响应曲线图中，横轴为频率，单位为赫兹（Hz），大部份情况取对数来表示；纵轴则为音强，单位为分贝（db）。0分贝代表麦克风的输出信号跟原始声音一致，没有被改变；大于0分贝代表输出信号被放大；小于0分贝则代表输出信号被衰减。      麦克风使用场合不同，要求频响范围和不均匀度范围也不同动圈麦克风往往不取平坦频响曲线，而在高频段（3～5KHz）稍有提升，这样可增加拾音明亮度和清晰度。一般在离声源很近距离使用时，会出现低频提升现象称为"近讲效应"，所以在150Hz以下低频段最好有明显衰减。

     电容式麦克风的频率响应曲线会比动圈式的来得平坦，还原更为真实。常见的麦克风频率响应曲线大多为高低频衰减，而中高频略为放大；低频衰减可以减少录音环境周遭低频噪音的干扰。     

（3）．指向特性：麦克风灵敏度随声波入射方向的变化而变化的特性称为指向性。常用指向图来表示。用不同指向特性的麦克风拾音时，对直达声／混响声的比例有很大影响。我们可以根据声源选择合常见指向性有全向型（无指向）、心形、超心型、锐心型、8字型（双向）等几种。   

a.无指向适指向性：的麦克风。此特性对所有360o方向声波入射有同等灵敏度。要拾取环境声时，通常都会使用全指向性的麦克风，这样拾取到的声音会有强烈的空间感。     

b.心形：此特性对正面180o方向声波入射有效，背面声音被抑制。如要拾取正前方的声源，心形指向性的麦克风较为理想。    

c.锐心型：此特性正面110o入射角，抑制声反馈最好。     

d.超心型：此特性正背面90o入射角同等效果。一般用于立体声拾音等。

(4).输出阻抗：指麦克风交流内阻，用频率1KHz，声压为1Pa时测得。一般而言，低于600欧姆为低阻抗；介于600至10,00欧姆为中阻抗；高于10,00欧姆为高阻抗。高阻抗麦克风灵敏度有所提高，但容易感应交流声等外来干扰，电缆不宜长。舞台演出等专业用基本上都采用低阻抗不易引起干扰，电缆也可较长。 

   根据最大功率传输定理，当负载阻抗和麦克风阻抗批配时，负载的功率将达到最大值。不过在大部份阻抗不批配的情况下，麦克风依然能使用，也因此造成这项规格并未受到太大的重视。

(5)．动态范围：是指麦克风输出最小有用信号和最大不失真信号之间电频差。动态范围小，会引起声音失真，音质变坏，因此要求有足够大的动态范围。

(6).信噪比： 指在规定输入电压下的输出信号电压与输入电压切断时输出所残留之杂音电压之比，也可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率，通常以S/N表示，一般用分贝（dB）为单位。信噪比越高越好，信噪比越大，则表示混在信号里的杂波越少，还原质量就越高。

(7).最大输入声压级：最大输入声压级是麦克风所能承受的达到0.5总谐波失真的最大声压级的度量，一般用分贝（dB）表示。

      无论什么型号的麦克风，其声一电变换非线性畸变都会随声音声压级的增加而加大，所以，每种麦克风都有一个“最高适用声压级”的限度。当麦克风所处的声压级超过这个限度时，麦克风输出的电信号的非线性畸变会超过它能允许的程度，后面的电声设备就无法加以校正了。所以，使用的麦克风必须要满足其在拾音点的声压级的要求。     

2、传输设备

RCA（俗称莲花头音频线）非平衡, 模拟数字

XLR（俗称卡农头音频线）平衡/非平衡, 模拟数字

AES/EBUTRS JACKS（俗称大三）平衡/非平衡, 模拟

TS JACKS（俗称大二） 非平衡, 模拟

BANABA PLUG (香蕉插头) 后级输出音箱线, 模拟

SPEAKON (音箱插头) 后级输出音箱线, 模拟

PHONIX (凤凰插头) 工程安装使用,平衡非平衡由厂家定义,大多用于前级在专业市场上

同时也使用了网络线与高清同轴缆线做为数字传输使用

RJ45 (水晶头) 数字,实体格式多样,依制造商而定

BNC (Q9) 数字,传输WORDCLOCK 与MADI信号

3、输出设备

   音箱:指可将音频信号变换为声音的一种设备。通俗的讲就是指音箱主机箱体或低音炮箱体内自带功率放大器，对音频信号进行放大处理后由音箱本身回放出声音，使其声音变大。音箱是整个音响系统的终端，其作用是把音频电能转换成相应的声能，并把它辐射到空间去。它是音响系统极其重要的组成部分，担负着把电信号转变成声信号供人的耳朵直接聆听的任务。

按使用场合来分可分为专业音箱与家用音箱两大类。

家用音箱一般用于家庭放音，其特点是放音质细腻柔和，外型较为精致、美观，放音声压级不太高，承受的功率相对较少。专业音箱一般用于歌舞厅、卡拉OK、影剧院、会堂和体育场馆等专业文娱场所。一般专业音箱的灵敏度较高，放音声压高，力度好，承受功率大，与家用音箱相比，其音质偏硬，外型也不甚精致。但在专业音箱中的监听音箱，其性能与家用音箱较为接近，外型一般也比较精致、小巧，所以这类监听音箱也常被家用HI-FI音响系统所采用。

按放音频率来分可分为全频带音箱、低音音箱和超低音音箱。

所谓全频带音箱是指能覆盖低频、中频和高频范围放音的音响。全频带音箱的下限频率一般为30Hz-60Hz，上限频率为15KHz-20KHz。在一般中小型的音响系统中只用一对或两对全频带音箱即可完全担负放音任务。低音音箱和超低音音箱一般是用来补充全频带音箱的低频和超低频放音的专用音箱。这类音箱一般用在大、中型音响系统中，用以加强低频放音的力度和震撼感。使用时，大多经过一个电子分频器（分音器）分频后，将低频信号送入一个专门的低音功放，再推动低音或超低音音箱。

按用途来分可分为主放音音箱．监听音箱和返听音箱等。

主放音音箱一般用作音响系统的主力音箱，承担主要放音任务。主放音音箱的性能对整个音响系统的放音质量影响很大，也可以选用全频带音箱加超低音音箱进行组合放音。

监听音箱用于控制室、录音室作节目监听使用，它具有失真小、频响宽而平直，对信号很少修饰等特性，因此最能真实地重现节目的原来面貌。返听音箱又称舞台监听音箱，一般用在舞台或歌舞厅供演员或乐队成员监听自己演唱或演奏声音。这是因为他们位于舞台上主放音音箱的后面，不能听清楚自己的声或乐队的演奏声，故不能很好地配合或找不准感觉，严重影响演出效果。一般返听音箱做成斜面形，放在地上，这样既可放在舞台上不致影响舞台的总体造型，又可在放音时让舞台上的人听清楚，还不致将声音反馈到传声器而造成啸叫声。

按箱体结构来分可分为密封式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、声波管式音箱和多腔谐振式音箱等。其中在专业音箱中用得最多的是倒相式音箱，其特点是频响宽、效率高、声压大，符合专业音响系统音箱型式，但因其效率较低，故在专业音箱中较少应用，主要用于家用音箱，只有少数的监听音箱采用封闭箱结构。密封式音箱具有设计制作的调试简单，频响较宽、低频瞬态特性好等优点，但对拨声器单元的要求较高。在各种音箱中，倒相式音箱和密封式音箱占著大多数比例为保锥盆前后压力保持平衡，倒相号筒装置于扬声器前面。折叠号筒音箱是倒相式音箱的派生，其声响效果优于密闭式音箱的一般低音反射式音箱。

   耳机:分为两种标准：OMTP标准通常被叫做国家标准，CTIA被称为国际标准。耳机根据其换能方式分类，主要有：动圈方式、动铁方式、静电式和等磁式。从结构上功能方式进行分类，可分为半开放式和封闭式；从佩带形式上分类则有耳塞式，挂耳式，入耳式和头戴式；从佩戴人数上分类则有单人耳机和多人耳机；从音源上区别，可以分为有源耳机和无源耳机；有源耳机也常被称为插卡耳机。

动圈式耳机是最普通、最常见的耳机，它的驱动单元基本上就是一只小型的动圈扬声器，由处于永磁场中的音圈驱动与之相连的振膜振动。动圈式耳机效率比较高，大多可为音响上的耳机输出驱动，且可靠耐用。通常而言驱动单元的直径越大，耳机的性能越出色，目前在消费级耳机中驱动单元最大直径为70mm，一般为旗舰级耳罩式耳机。

动铁式是通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点，从而产生振动并发声的耳机。动铁式耳机由于单元体积小得多，所以可以轻易的放入耳道。这样的做法有效地降低了入耳部分的面积可以放入更深的耳道部分。耳道的几何结构要比耳廓简单的多，属于类圆形所以一个质地柔软的硅胶套相对传统耳塞已经能起到良好的隔音及防漏音效果。

圈铁混合圈铁耳机是动圈动铁混合驱动发声的耳机，有单动圈+单动铁，单动圈+双动铁的结构，动铁单元的优势在于电声转换效率高、振动体轻，因此灵敏度高、瞬态表现好，让原本动圈难以表现出来的音乐动态、瞬间细节突显出来。低频和中频由动圈单元自然呈现，发挥动圈低频下潜深与中频清晰、过渡自然的优势。动铁单元的优势与作用主要承接和补足动圈高频衰减段，从6kHz的分频点开始，由动铁单元负责高频，将高频范围进行延伸至30kHz。

等磁式耳机的驱动器类似于缩小的平面扬声器，它将平面的音圈嵌入轻薄的振膜里，像印刷电路板一样，可以使驱动力平均分布。磁体集中在振膜的一侧或两侧(推挽式)，振膜在其形成的磁场中振动。等磁体耳机振膜没有静电耳机振膜那样轻，但有同样大的振动面积和相近的音质，它不如动圈式耳机效率高，不易驱动。

静电耳机有轻而薄的振膜，由高直流电压极化，极化所需的电能由交流电转化，也有电池供电的。振膜悬挂在由两块固定的金属板(定子)形成的静电场中，静电耳机必须使用特殊的放大器将音频信号转化为数百伏的电压信号，驱动，所能到达的声压级也没有动圈式耳机大，但它的反应速度快，能够重放各种微小的细节，失真极低。

驻极体耳机也叫固定式静电耳机，它的振膜本身就是极化的或者由振膜外极化物质发射的静电场极化，不需要专门设备提供极化电压。驻极体耳机具有静电耳机大部分的特点，但是驻极体会逐渐去极化，需要更换，其寿命约5-10年。

4、辅助设备

数字音频辅助设备主要包括：防风罩、防噗罩、吊杆、防震架等录放音辅助设备