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1、1音频知识(二)音频知识(二)技术三部电子课雒喜贤2009-3-242? 音乐信号的峰值、有效值、平均值音乐信号的峰值、有效值、平均值? 音乐信号的峰值因数音乐信号的峰值因数? 各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明? 几个dB的说明几个dB的说明? 音频系统几个重要概念音频系统几个重要概念? FM广播的预加重和去加重FM广播的预加重和去加重本讲主要内容3音乐信号的峰值、有效值、平均值音乐信号的峰值、有效值、平均值?在声学工程中，绝大部分电流、电压、声压的测量都给出信号波形的有效值。在声学工程中，绝大部分电流、电压、声压的测量都给出信号波形的有效值。1.0(峰值）峰值） 0.707(
2、均方根值）均方根值） 0.637(平均值）平均值）2V(峰峰值）峰峰值）峰值平均值峰值平均值?峰值峰值：信号在一个完整周期内或一定时间内（非周期信号）的最大瞬时绝对值。：信号在一个完整周期内或一定时间内（非周期信号）的最大瞬时绝对值。?有效值有效值：信号瞬时平方平均值的平方根值。（功率概念）：信号瞬时平方平均值的平方根值。（功率概念）?平均值平均值：信号瞬时绝对值的平均值。（电压概念）：信号瞬时绝对值的平均值。（电压概念）4音乐信号的峰值、有效值、平均值音乐信号的峰值、有效值、平均值?准平均值：简写为QA，即quasi average，是用与声音信号相同平均值的正弦波信号的有效值标示的数值。简
3、写为QA，即quasi average，是用与声音信号相同平均值的正弦波信号的有效值标示的数值。?交流信号的有效值是一个功率概念，要正确的测量，必需采用电磁式测量表头（偏转角度与电流的平方成正比）才能正确反映有效 值，而电磁式表头的刻度又是交流信号的有效值是一个功率概念，要正确的测量，必需采用电磁式测量表头（偏转角度与电流的平方成正比）才能正确反映有效 值，而电磁式表头的刻度又是非线性非线性的，在弱信号测量中很少采用。的，在弱信号测量中很少采用。222 1)()(IfKfKIK=电磁式表头工作原理偏转角度与电流平方成线性关系5音乐信号的峰值、有效值、平均值音乐信号的峰值、有效值、平均值?常用毫
4、伏表的测量表头都是采用磁电式测量机构，其表头的偏转角度与电流的平均值成正比，即实测的是交流信号的平均值。常用毫伏表的测量表头都是采用磁电式测量机构，其表头的偏转角度与电流的平均值成正比，即实测的是交流信号的平均值。KIIKK=21磁电式表头工作原理偏转角度与电流成线性关系6音乐信号的峰值、有效值、平均值音乐信号的峰值、有效值、平均值?实际现场测量正弦波信号或音频信号时，大都采用磁电式仪表先测量交流信号的绝对值的平均值，然后再从数值上校正为有效值。实际现场测量正弦波信号或音频信号时，大都采用磁电式仪表先测量交流信号的绝对值的平均值，然后再从数值上校正为有效值。举例：举例：实测实测50Hz工频有效
5、值为工频有效值为220V的交流电压时，用磁电式表头测量其绝对值的平均值应该为直流的交流电压时，用磁电式表头测量其绝对值的平均值应该为直流198V，然后再乘以校正系数，然后再乘以校正系数1.1，换算为，换算为220Vrms。?我们实际测量的音乐信号的有效值都是采用平均值换算过来的，所 以称为我们实际测量的音乐信号的有效值都是采用平均值换算过来的，所 以称为“准平均值准平均值”。严格来讲，我们现场实测的音乐信号的有效值都应该称为。严格来讲，我们现场实测的音乐信号的有效值都应该称为“准平均值准平均值”。（即不是平均值，也不是严格意义上的有效值。（即不是平均值，也不是严格意义上的有效值。7音乐信号的峰
6、值、有效值、平均值音乐信号的峰值、有效值、平均值?准峰值：简写为QP，即quasi peak，是用与声音信号相同峰值的正弦波信号的有效值表示的数值。简写为QP，即quasi peak，是用与声音信号相同峰值的正弦波信号的有效值表示的数值。峰值峰值平均值平均值准峰值准峰值?在专业电声领域，常用准峰值来表示某一瞬时音乐信号的最高峰值。在专业电声领域，常用准峰值来表示某一瞬时音乐信号的最高峰值。?因为实测数值是音乐信号某一时刻峰值的有效值，而不是峰值，所以称为“准峰值”，或者说用“准峰值”更能确切低表达某一瞬间因为实测数值是音乐信号某一时刻峰值的有效值，而不是峰值，所以称为“准峰值”，或者说用“准峰
7、值”更能确切低表达某一瞬间最高幅度信号的能量。最高幅度信号的能量。8音乐信号的峰值因数音乐信号的峰值因数?峰值因数：CF(Crest Factor)信号峰值与有效值的比值，通常采用dB为单位。信号峰值与有效值的比值，通常采用dB为单位。?对于正弦波信号：是峰值与有效值的比值，即正弦波信号的峰值因数为：对于正弦波信号：是峰值与有效值的比值，即正弦波信号的峰值因数为： dB.VrmsVpCF3707001log20log20=?对于非周期的音乐信号：是准峰值与准平均值的比值。对于非周期的音乐信号：是准峰值与准平均值的比值。在电声工程领域：在电声工程领域：峰值因数是一个非常重要的概念！9音乐信号的峰
8、值因数音乐信号的峰值因数声源峰值声压级/dB有效值声压级/dB峰值因数/dB女高音122.8115.27.6男高音118.8108.010.8钢琴119.4111.18.4小军鼓132.5118.014.5电子琴126.5117.29.3次中音号（四把）128.5111.517小提琴107.0103.04.0女朗诵121.5110.511.0?常见音乐信号的峰值因数常见音乐信号的峰值因数10各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明?根据前面所统计的峰值因数（CF)实测数据，各种音乐信号的峰值因数基本在6-20dB,大部分都在612dB的范围内，因此音频设备在某一根据前面所统计的峰值因数
9、（CF)实测数据，各种音乐信号的峰值因数基本在6-20dB,大部分都在612dB的范围内，因此音频设备在某一额定工作电平额定工作电平下必需保留一定的上限峰值余量下必需保留一定的上限峰值余量HRHR（headroom）。（headroom）。?据统计，音频设备预留10dB峰值余量时，可保证90的信号不会出现限幅失真，预留15dB的峰值余量时，可保证95的信号不会出现限幅失真；预留20dB的峰值余量时，可保证99的信号不出现限幅失真。据统计，音频设备预留10dB峰值余量时，可保证90的信号不会出现限幅失真，预留15dB的峰值余量时，可保证95的信号不会出现限幅失真；预留20dB的峰值余量时，可保证
10、99的信号不出现限幅失真。11各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明?峰值余量数值取得大，可保证瞬时音乐峰值信号不限幅失真，但不利用提高信噪比，造成设备资源浪费。峰值余量数值取得大，可保证瞬时音乐峰值信号不限幅失真，但不利用提高信噪比，造成设备资源浪费。?峰值余量数值取得大，可保证瞬时音乐峰值信号不限幅失真，但不利用提高信噪比，造成设备资源浪费。峰值余量数值取得大，可保证瞬时音乐峰值信号不限幅失真，但不利用提高信噪比，造成设备资源浪费。?通常、音频设备在通常、音频设备在额定工作电平额定工作电平以上都留以上都留612dB612dB的峰值余量。的峰值余量。?常见的家用HiFi高保真功放，
11、按612dB的峰值余量计算，功率储备应该为416倍，否则在音乐爆棚是，听起来感觉后劲或底气不足。常见的家用HiFi高保真功放，按612dB的峰值余量计算，功率储备应该为416倍，否则在音乐爆棚是，听起来感觉后劲或底气不足。12各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明%30100755 .22=kkmFM广播频偏的有关解释：FM广播频偏的有关解释：?FM广播的国际标准调整频偏为75kHz。（对应节目信号的最大峰值电平，即准峰值）FM广播的国际标准调整频偏为75kHz。（对应节目信号的最大峰值电平，即准峰值）?FM广播的额定工作频偏为22.5kHz。（对应节目信号的额定工作电平，即准平均值
12、）FM广播的额定工作频偏为22.5kHz。（对应节目信号的额定工作电平，即准平均值）?FM广播调制度为FM广播调制度为?FM广播的峰值余量为FM广播的峰值余量为dBHR4 .103 . 0 1log20=13各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明AM广播调制度：AM广播调制度：?AM广播的额定调制度为30，对应的峰值余量为AM广播的额定调制度为30，对应的峰值余量为10.4dB10.4dB。CD的峰值余量：CD的峰值余量：?CD的规范中，采用16Bit数据位记录，其额定输出电压比记录的满度（Full Scale）电平底12dB。即CD格式信号的峰值余量为CD的规范中，采用16Bit数
13、据位记录，其额定输出电压比记录的满度（Full Scale）电平底12dB。即CD格式信号的峰值余量为12dB12dB。DVD的峰值余量：DVD的峰值余量：?DVD伴音的记录采用SMPTE(美国电影与电视工程师协会）标准，录制额定工作电平比满度电平低20dB，即DVD伴音的峰值余量为DVD伴音的记录采用SMPTE(美国电影与电视工程师协会）标准，录制额定工作电平比满度电平低20dB，即DVD伴音的峰值余量为20dB20dB。14各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明DVD的峰值余量：DVD的峰值余量：?DVD测试碟片中，20dBFS信号的作用，就是用来标定和测试音频设备的额定工作电平
14、的。DVD测试碟片中，20dBFS信号的作用，就是用来标定和测试音频设备的额定工作电平的。模拟TV伴音的频偏：模拟TV伴音的频偏：? 30/50 kHz，B、G、H；调制度60，HR=4.4dB 30/50 kHz，B、G、H；调制度60，HR=4.4dB? 15/25 kHz，M、N ；调制度60，HR=4.4dB 15/25 kHz，M、N ；调制度60，HR=4.4dB? 31/50 kHz，I；调制度62，HR=4.2dB 31/50 kHz，I；调制度62，HR=4.2dB ? 27/50kHz，d、K、K1 调制度54，HR=5.4dB 27/50kHz，d、K、K1 调制度54，
15、HR=5.4dB15各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明：节目源的峰值余量保证：节目源的峰值余量保证：?在录音时，在调音台上有VU（Volume unit）表和PPM（peak program meter）表，其中VU表是用来监视音乐信号的准平均值（真正反映响度大小），PPM表是用来监视瞬时音乐信号的峰值电平有无过超过最大值。在录音时，在调音台上有VU（Volume unit）表和PPM（peak program meter）表，其中VU表是用来监视音乐信号的准平均值（真正反映响度大小），PPM表是用来监视瞬时音乐信号的峰值电平有无过超过最大值。16录音设备上的音量单位表（VU表）
16、：峰值（Peak) 指示音量单位表 VU表17各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明常见节目源的峰值余量统计常见节目源的峰值余量统计节目源最大（频偏节目源最大（频偏/调制度调制度 /dBFS）额定频偏 ）额定频偏/调制度调制度 /dBFS峰值余量峰值余量 (dB)FM广播75kHz22.5kHz10.4AM广播1003010.4CD0dBFS-12dBFS12DVD0dBFS-20dBFS20模拟 TV(D,K)50kHz27kHz5.4TAPE0dB调制-8dB调制8模拟 TV(M,N)25kHz15kHz4.4数字电视 DVBT0dBFS-20dBFS2018各种节目源的峰值因数说明各种节目源的峰值因数说明?举例说明：?AUDIOVOX 关于不同节目源的电平匹配要求19关于几个dB的说明：?dBm是过去广播和电声设备常用的电平表示方法，受当时元件和电子 技术的限制，设备之间的传输遵循是过去广播和电声设备常用的电平表示方法，受当时元件和电
