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1、第三章第三章专业信号源设备专业信号源设备w3.1专业传声器专业传声器w3.2调谐器调谐器w3.3录音座录音座w3.4激光唱机与唱片激光唱机与唱片w3.5DCC数字盒式磁带录音机数字盒式磁带录音机w3.6MD小型光盘系统小型光盘系统返回目录3.1专业传声器专业传声器w 传声器是一种将声信号变成电信号的电传声器是一种将声信号变成电信号的电声换能器件，又称为麦克风（声换能器件，又称为麦克风（Microphone）。）。传声器是专业音响系统中配备数量最多、使传声器是专业音响系统中配备数量最多、使用最频繁的信号源设备。它是声音处理的第用最频繁的信号源设备。它是声音处理的第一个环节，同时受目前技术条件的制
2、约，它一个环节，同时受目前技术条件的制约，它也是声音处理过程中最薄弱的环节。也是声音处理过程中最薄弱的环节。 返回本章w3.1.1传声器的种类和技术指标传声器的种类和技术指标w1传声器的分类传声器的分类w传声器有不同的分类方法。可按换能原理、传声器有不同的分类方法。可按换能原理、指向性、传输方式、用途、使用功能等作指向性、传输方式、用途、使用功能等作如下分类。如下分类。w2传声器的主要性能指标传声器的主要性能指标w（1）灵敏度）灵敏度w灵敏度表示传声器的声电转换能力，即指灵敏度表示传声器的声电转换能力，即指传声器声电转换过程中，将声压转换成电传声器声电转换过程中，将声压转换成电压的能力，是表征
3、传声器性能的重要参数。压的能力，是表征传声器性能的重要参数。返回本章w（2）频率响应）频率响应w频率响应是传声器输出电平与频率的关系。频率响应是传声器输出电平与频率的关系。它是指传声器在一恒定声压作用下，传声它是指传声器在一恒定声压作用下，传声器的输出电平随不同频率而变化。器的输出电平随不同频率而变化。w（3）动态范围）动态范围w传声器动态范围是指在规定的谐波失真条传声器动态范围是指在规定的谐波失真条件下（一般规定件下（一般规定0.5%），其所承受的最大），其所承受的最大声压级与绝对安静条件下传声器的等效噪声压级与绝对安静条件下传声器的等效噪声级之差。声级之差。 返回本章w（4）传声器阻抗）传
4、声器阻抗w传声器的阻抗有两种，即输出阻抗与负载传声器的阻抗有两种，即输出阻抗与负载阻抗。阻抗。w传声器的输出阻抗即为传声器的交流内阻，传声器的输出阻抗即为传声器的交流内阻，通常在频率为通常在频率为1000Hz，声压约为，声压约为1Pa时测时测得的两根输出线之间的阻抗。得的两根输出线之间的阻抗。w传声器的负载阻抗是指传声器输出端负载传声器的负载阻抗是指传声器输出端负载的阻抗，若与调音台或放大器相配接，其的阻抗，若与调音台或放大器相配接，其负载阻抗即是调音台或放大器的输入阻抗。负载阻抗即是调音台或放大器的输入阻抗。返回本章w（5）指向性）指向性w传声器的指向性是指在某一指定频率下，传声器的指向性是
5、指在某一指定频率下，随着声波入射方向的不同其灵敏度的变化随着声波入射方向的不同其灵敏度的变化特性，以声波沿特性，以声波沿角入射时的传声器灵敏度角入射时的传声器灵敏度与声波轴向入射时灵敏度的比值来表示其与声波轴向入射时灵敏度的比值来表示其特征。特征。返回本章图3-1 传声器的指向性返回本章w（6）失真度）失真度w失真度是指声音通过传声器声电变换后信号失真度是指声音通过传声器声电变换后信号变形的程度。主要是指谐波失真和频率失真。变形的程度。主要是指谐波失真和频率失真。返回本章w3.1.2常用传声器的原理常用传声器的原理w1动圈式传声器动圈式传声器w动圈式传声器的工作原理是：当声波传到动圈式传声器的
6、工作原理是：当声波传到传声器的膜片上，膜片受声压的作用而产传声器的膜片上，膜片受声压的作用而产生运动，并带动粘接在振膜上的音圈一起生运动，并带动粘接在振膜上的音圈一起振动，而音圈又置于磁体产生的磁场中作振动，而音圈又置于磁体产生的磁场中作切割磁力线的运动，使音圈产生一交变的切割磁力线的运动，使音圈产生一交变的感应电动势，进而感应产生电流。此电流感应电动势，进而感应产生电流。此电流的波形与声波传到膜片上的音频波形相一的波形与声波传到膜片上的音频波形相一致。该电信号即为动圈式传声器的输出信致。该电信号即为动圈式传声器的输出信号。号。返回本章图3-2 动圈式传声器的原理与外形图返回本章w2电容式传声
7、器电容式传声器w（1）电容式传声器的工作原理）电容式传声器的工作原理w电容式传声器依靠振膜振动引起电容量的变化实电容式传声器依靠振膜振动引起电容量的变化实现换能，它由极头、前置放大器和极化电压供给现换能，它由极头、前置放大器和极化电压供给电路三大部分组成。其结构如图电路三大部分组成。其结构如图3-3所示。所示。w外界声波可使振膜产生相应的振动，从而改变了外界声波可使振膜产生相应的振动，从而改变了两极板间的距离，使其电容量发生相应变化，导两极板间的距离，使其电容量发生相应变化，导致与之串联的电阻器上的电流发生变化，在负载致与之串联的电阻器上的电流发生变化，在负载电阻电阻R上产生一个交流输出电压，
8、使声能转换成上产生一个交流输出电压，使声能转换成电能，达到声电能，达到声电转换的目的。电转换的目的。 返回本章图3-3 电容式传声器原理图返回本章w（2）幻象供电）幻象供电w幻象供电是利用传声器输出电缆内的信号幻象供电是利用传声器输出电缆内的信号芯线和屏蔽线作为直流供电的通路来传输芯线和屏蔽线作为直流供电的通路来传输电源的一种供电方法，把传声器的信号线电源的一种供电方法，把传声器的信号线作为传输信号和施加极化电压的复用通路，作为传输信号和施加极化电压的复用通路，电容式传声器就可由原来的使用多芯电缆电容式传声器就可由原来的使用多芯电缆变为使用普通的二芯屏包缆，利用调音台变为使用普通的二芯屏包缆，
9、利用调音台上提供的幻象电源（上提供的幻象电源（PhantomPower）向）向电容传声器供电，这样可省去电容话筒的电容传声器供电，这样可省去电容话筒的供电电源，大大方便了实际使用。供电电源，大大方便了实际使用。返回本章w（3）电容式传声器的维护）电容式传声器的维护w电容式传声器在使用中要注意防潮，不用电容式传声器在使用中要注意防潮，不用时应放在干燥缸中，并在其中放些变色硅时应放在干燥缸中，并在其中放些变色硅胶粒，这是因为电容式传声器的振膜很薄，胶粒，这是因为电容式传声器的振膜很薄，受潮后会引起变形，由于振膜距极板很近，受潮后会引起变形，由于振膜距极板很近，一旦振膜变形，极易造成两板相碰，产生一
10、旦振膜变形，极易造成两板相碰，产生极间漏电现象而出现噪声，严重时传声器极间漏电现象而出现噪声，严重时传声器就没有信号输出。必要时可在使用前提前就没有信号输出。必要时可在使用前提前接通电源预热。接通电源预热。返回本章w3带式传声器带式传声器w带式传声器多采用铝箔作为振动带，带式传声器多采用铝箔作为振动带，它与动它与动圈式传声器的工作原理基本相同。不同的是，圈式传声器的工作原理基本相同。不同的是，动圈式传声器的导体是圆形音圈粘在接收声动圈式传声器的导体是圆形音圈粘在接收声波的振膜上，悬在磁路系统的磁隙中，而带波的振膜上，悬在磁路系统的磁隙中，而带式传声器则采用铝带或其它金属带代替线圈式传声器则采用
11、铝带或其它金属带代替线圈与膜片。与膜片。 返回本章图3-4 带式传声器的原理图 返回本章w4驻极体传声器驻极体传声器w某些电介质经高温高电压处理后，能在两某些电介质经高温高电压处理后，能在两表面上分别储存正、负电荷，这种电介质表面上分别储存正、负电荷，这种电介质称为驻极体。称为驻极体。w驻极体电容传声器的结构与电容传声器大驻极体电容传声器的结构与电容传声器大致相同，工作原理也相同，只是不需要外致相同，工作原理也相同，只是不需要外加极化电压，而是由驻极体膜片或带驻极加极化电压，而是由驻极体膜片或带驻极体薄层的极板表面电位来代替。驻极体传体薄层的极板表面电位来代替。驻极体传声器的振膜受声波策动时，
12、声器的振膜受声波策动时，就会产生一个就会产生一个按声波规律变化的微小电压，经过电路放按声波规律变化的微小电压，经过电路放大后就产生了音频信号电压。大后就产生了音频信号电压。 返回本章w3.1.3无线传声器无线传声器w无线式传声器由传声器、小型无线电发射无线式传声器由传声器、小型无线电发射机和无线传声接收机三部分组成。其组成机和无线传声接收机三部分组成。其组成框图如图框图如图3-5和图和图3-6所示。传声器将声音信所示。传声器将声音信号变换成相应的电信号，小型无线发射机号变换成相应的电信号，小型无线发射机则将音频信号调制成无线电波发射出去，则将音频信号调制成无线电波发射出去，再由接收机接收后还原
13、出原来的声频信号。再由接收机接收后还原出原来的声频信号。返回本章图3-5 无线传声器发射机电路方框图图3-6 无线传声器接收机电路方框图返回本章w3.1.4传声器的选用传声器的选用w传声器的类型很多，质量、价格相差很大，传声器的类型很多，质量、价格相差很大，应该对于各种不同的使用要求进行灵活地选应该对于各种不同的使用要求进行灵活地选择，争取以最小的代价换取最好的效果。择，争取以最小的代价换取最好的效果。返回本章3.2调谐器调谐器w3.2.1调谐器的组成及其性能指标调谐器的组成及其性能指标图3-7 调谐器的基本组成方框图返回本章w1FM高频电路高频电路wFM高频电路包括输入调谐回路，高频放大器，
14、本高频电路包括输入调谐回路，高频放大器，本地振荡器和混频器。其功能是选择接收所需的电地振荡器和混频器。其功能是选择接收所需的电台信号，并进行高频放大，经混频器变换为台信号，并进行高频放大，经混频器变换为10.7MHz的中频调频信号。的中频调频信号。w2FM中频电路中频电路wFM中频电路包括中频放大器，限幅器和鉴频器。中频电路包括中频放大器，限幅器和鉴频器。w3立体声解码器立体声解码器w立体声解码器的功能是将鉴频器输出的立体声复立体声解码器的功能是将鉴频器输出的立体声复合信号还原成左右两个声道信号，分别经左右两合信号还原成左右两个声道信号，分别经左右两路放大器放大后送入左右扬声器系统，重现立体路
15、放大器放大后送入左右扬声器系统，重现立体声。声。返回本章w（1）噪限灵敏度）噪限灵敏度 w（2）双信号选择性）双信号选择性 w（3）分离度）分离度 噪限灵敏度表示调噪限灵敏度表示调谐器接收微弱信号谐器接收微弱信号的能力。的能力。 双信号选择性是指调谐器在双信号选择性是指调谐器在有用信号存在时，对邻近频有用信号存在时，对邻近频道干扰信号的抑制能力。道干扰信号的抑制能力。 立体声左（立体声左（L），右（），右（R）声道）声道之间的分离度是指用立体声之间的分离度是指用立体声L（或（或R）信号调制时在）信号调制时在L（或（或R）声道上的输出，与用立体）声道上的输出，与用立体声声R（或（或L）信号调制时
16、在）信号调制时在L（或（或R）声道上出现的输出之）声道上出现的输出之比。比。 4调谐器的主要性能指标调谐器的主要性能指标返回本章w3.2.2调谐器的高频、中频电路调谐器的高频、中频电路w1调频高频电路调频高频电路w（1）电子调谐原理）电子调谐原理w利用变容二极管的变容特性进行回路调谐利用变容二极管的变容特性进行回路调谐的方式称为电子调谐或电调谐。变容二极的方式称为电子调谐或电调谐。变容二极管在反偏应用时，其结电容管在反偏应用时，其结电容CD会随反偏电会随反偏电压（又称调谐电压）压（又称调谐电压）UD的大小而变化。的大小而变化。CDUD之间呈现如图之间呈现如图3-8所示的指数函数所示的指数函数关
17、系，称为变容二极管的变容特性。为减关系，称为变容二极管的变容特性。为减小非线性失真，通常应使小非线性失真，通常应使UD在在UminUmax范围内取值。范围内取值。 返回本章图3-8 变容二极管的变容特性 返回本章图3-9 电子调谐器原理电路返回本章返回本章w（2）电调谐调频头）电调谐调频头w调频高频电路工作在甚高频段的调频高频电路工作在甚高频段的88108MHz，为防止外界干扰和本振辐射，为防止外界干扰和本振辐射，通常做通常做成一个组件并加以屏蔽，称为调频头。成一个组件并加以屏蔽，称为调频头。返回本章图3-10 电调谐调频头电路返回本章w2FM/AM 中频集成电路中频集成电路w日本三洋公司产品
18、日本三洋公司产品LA1260是具有代表性的是具有代表性的FM/AM中频集成电路，其内部电路方框图如中频集成电路，其内部电路方框图如图图3-11所示。所示。wLA1260应用电路如图应用电路如图3-12所示，它分为调频所示，它分为调频和调幅两种工作状态。和调幅两种工作状态。返回本章图 3-11 LA1260内部电路方框图返回本章图 3-12 LA1260应用电路返回本章w3.2.3立体声解码器立体声解码器w1导频制立体声复合信号导频制立体声复合信号w我国调频立体声广播制式与世界上大多数国家一我国调频立体声广播制式与世界上大多数国家一样，采用导频制。它在传输左右声道信号的同时，样，采用导频制。它在
19、传输左右声道信号的同时，插入一个导频信号，组成导频制立体声复合信号。插入一个导频信号，组成导频制立体声复合信号。w（1）表示式）表示式w导频制立体声复合信号可用下式表示：导频制立体声复合信号可用下式表示：wA(t)=(L+R)+(L-R)cos(st)+Pcos(1/2st) w上式表明，该信号含有上式表明，该信号含有3种信息：种信息： 返回本章w1左右声道的和信号左右声道的和信号(L+R)，也称为主信道，也称为主信道信号。普通调频收音机也能解调出这部分信信号。普通调频收音机也能解调出这部分信息，放送单声道声音，实现了兼容性。息，放送单声道声音，实现了兼容性。w2左右声道的差信号左右声道的差信
20、号(L-R)与副载波与副载波cos(st)经平衡调制后获得的双边带信号经平衡调制后获得的双边带信号(L-R)cos(st)，也称为副信道信号，用来，也称为副信道信号，用来传送立体声的方位信息。传送立体声的方位信息。w3导频信号导频信号P cos(1/2st)，为接收机恢复副，为接收机恢复副载波提供参考信号。载波提供参考信号。 返回本章返回本章w（3）波形图）波形图w导频制立体声复合信号的波形关系如图导频制立体声复合信号的波形关系如图3-13所示。其中（所示。其中（b）、（）、（c）、（）、（d）、（）、（e）、）、（f）、（）、（g）分别表示左声道）分别表示左声道L、右声道、右声道R、和信号和
21、信号M、差信号、差信号S、副信道信号、副信道信号S、主信道、主信道与副信道叠加信号、导频信号的波形。与副信道叠加信号、导频信号的波形。返回本章w1波形的包络分别反映了左、右声道信号波形的包络分别反映了左、右声道信号L、R的变化规律，分别称之为的变化规律，分别称之为L包络和包络和R包络包络（见图（见图3-13(f)）。）。w2包络之间是包络之间是38kHz副载波。在副载波。在L、R包络包络交点处，副载波相位突变交点处，副载波相位突变180。w3副载波的正峰点始终对准副载波的正峰点始终对准L包络，负峰点包络，负峰点始终对准始终对准R包络。包络。返回本章w2矩阵式立体声解码器矩阵式立体声解码器w根据
22、立体声复合信号的频谱特点，可以采用根据立体声复合信号的频谱特点，可以采用频分法进行解码，通常称为矩阵式立体声解频分法进行解码，通常称为矩阵式立体声解码器。其原理方框图如图码器。其原理方框图如图3-14所示。所示。 返回本章图 3-14 矩阵式立体声解码器返回本章w3开关式立体声解码器开关式立体声解码器w根据立体声复合信号的波形特点，可以采根据立体声复合信号的波形特点，可以采用时分法进行解码，通常称为开关式立体用时分法进行解码，通常称为开关式立体声解码器。其原理方框图如图声解码器。其原理方框图如图3-15所示。所示。图 3-15 开关式立体声解码器返回本章返回本章w4锁相环立体声解码器锁相环立体
23、声解码器w（1）锁相环副载波发生器）锁相环副载波发生器w锁相环副载波发生器原理方框图如图锁相环副载波发生器原理方框图如图3-17所所示。它由正交鉴相器、低通滤波器、压控振示。它由正交鉴相器、低通滤波器、压控振荡器荡器(VCO)和两个二分频电路所组成，以和两个二分频电路所组成，以19kHz的导频信号为参考信号，的导频信号为参考信号，输出输出38kHz 的的副载波开关信号。副载波开关信号。返回本章图 3-17 锁相环副载波发生器返回本章w锁相环副载波发生器能够在比较恶劣的条件锁相环副载波发生器能够在比较恶劣的条件下工作。当立体声复合信号连同可能混入的下工作。当立体声复合信号连同可能混入的干扰信号一
24、起送入正交鉴相器时，只有由导干扰信号一起送入正交鉴相器时，只有由导频信号与再生频信号与再生19kHz开关信号比较而形成的开关信号比较而形成的相对稳定的成分，才能在低通滤波器输出端相对稳定的成分，才能在低通滤波器输出端出现，去对出现，去对VCO实施控制。因而，实际上可实施控制。因而，实际上可直接将立体声复合信号作为参考信号送入正直接将立体声复合信号作为参考信号送入正交鉴相器。交鉴相器。返回本章w（2）双差分开关式解码器）双差分开关式解码器w集成双差分开关式解码器实际上是一个工作集成双差分开关式解码器实际上是一个工作在开关状态的模拟乘法器在开关状态的模拟乘法器,其原理电路如图其原理电路如图3-18
25、所示。所示。返回本章图 3-18 双差分开关式解码器返回本章w（3）锁相环立体声解码器集成电路）锁相环立体声解码器集成电路w集成锁相环立体声解码器有许多产品，如集成锁相环立体声解码器有许多产品，如AN7470、LA3400、TA7343、LA3361、PC1197、LM1800等，其功能与工作原理等，其功能与工作原理大体相同。这里以大体相同。这里以LA3361为例进行介绍。为例进行介绍。wLA3361内部电路和外围应用电路如图内部电路和外围应用电路如图3-20所示。它由锁相环副载波发生器、双差分所示。它由锁相环副载波发生器、双差分开关式解码器、立体声切换及指示灯电路、开关式解码器、立体声切换及
26、指示灯电路、稳压器等稳压器等4部分所组成。部分所组成。返回本章图 3-20 LA3361内部电路方框图及应用电路返回本章w3.2.4数字调谐系统数字调谐系统w数字调谐系统是在电子调谐基础上发展起来数字调谐系统是在电子调谐基础上发展起来的一种新型调谐系统。它可以实现自动搜索的一种新型调谐系统。它可以实现自动搜索电台信号、数字显示电台频率、预选存贮电电台信号、数字显示电台频率、预选存贮电台频率等功能；具有选台快速、简便、精确、台频率等功能；具有选台快速、简便、精确、自动化程度高，又便于大规模集成等优点，自动化程度高，又便于大规模集成等优点，现已成为调谐的主要方式。现已成为调谐的主要方式。 返回本章
27、w现代接收设备或调谐器，都采用外差式电现代接收设备或调谐器，都采用外差式电路结构。为了接收多频道（电台），本地路结构。为了接收多频道（电台），本地振荡器的频率必须与接收的电台频率同步振荡器的频率必须与接收的电台频率同步地变化，使之无论接收哪个电台都与之相地变化，使之无论接收哪个电台都与之相差一个恒定的中频，即差一个恒定的中频，即wfvfs=fiw式中，式中，fv为本地振荡频率，为本地振荡频率，fs为电台的载波为电台的载波频率，频率，fi为中频。为中频。返回本章w显然，由于电台频率是众多的，所以显然，由于电台频率是众多的，所以fv是一是一个变化的多点频率，而且必须稳定。频率合个变化的多点频率，而
28、且必须稳定。频率合成技术可以实现稳定度高的多点频率，用来成技术可以实现稳定度高的多点频率，用来充当本地振荡器的工作。数字式调谐器就是充当本地振荡器的工作。数字式调谐器就是采用频率合成技术来达到数字式选台（调谐）采用频率合成技术来达到数字式选台（调谐）的目的。的目的。返回本章w频率合成技术分为两类：频率合成技术分为两类：w一是直接合成法：直接合成法是利用一个晶体振一是直接合成法：直接合成法是利用一个晶体振荡器所产生的振荡作为基准频率，由它再产生一荡器所产生的振荡作为基准频率，由它再产生一系列的谐波，当然这些谐波具有与晶体振荡器输系列的谐波，当然这些谐波具有与晶体振荡器输出同样的频率稳定度。然后从
29、这一系列的谐波中出同样的频率稳定度。然后从这一系列的谐波中取出任意两个或两个以上的频率进行组合，以得取出任意两个或两个以上的频率进行组合，以得到这些频率的和或差。这样就可以获得所需的任到这些频率的和或差。这样就可以获得所需的任意新频率。由于这种合成法需要许多混频器和滤意新频率。由于这种合成法需要许多混频器和滤波器，体积庞大，成本高，因而现在已由间接合波器，体积庞大，成本高，因而现在已由间接合成法所取代。间接合成法也称为成法所取代。间接合成法也称为“锁相环锁相环”法，法，即即phaselockloop，简称，简称PLL。返回本章w二是间接合成法：间接合成法是利用锁相、二是间接合成法：间接合成法是
30、利用锁相、环路两原理，其输出频率由一个可变频率的环路两原理，其输出频率由一个可变频率的振荡器（振荡器（VCO）供给，将此振荡器的频率锁）供给，将此振荡器的频率锁定在另一个晶体振荡的频率上，使可变频率定在另一个晶体振荡的频率上，使可变频率振荡器具有与晶体振荡器同样的稳定度，从振荡器具有与晶体振荡器同样的稳定度，从而获得稳定度很高的任意新频率。而获得稳定度很高的任意新频率。返回本章w1锁相频率合成器锁相频率合成器w（1）基本的锁相频率合成器）基本的锁相频率合成器w锁相频率合成器的基本形式如图锁相频率合成器的基本形式如图3-21所示。所示。它由晶体振荡器、参考分频器、鉴相器、低它由晶体振荡器、参考分
31、频器、鉴相器、低通滤波器、压控振荡器和程序分频器等所组通滤波器、压控振荡器和程序分频器等所组成。成。返回本章图 3-21 基本的锁相频率合成器返回本章w根据锁相环路的工作原理，在环路锁定时，根据锁相环路的工作原理，在环路锁定时，鉴相器两个输入信号的频率相等。即鉴相器两个输入信号的频率相等。即wfr=fdwVCO输出频率输出频率fv经经N次分频得到次分频得到fd，所以，所以ww于是，得到下述频率关系：于是，得到下述频率关系：wfv =N fr返回本章w为了兼顾调谐精度与捕捉时间，必须恰当地选取为了兼顾调谐精度与捕捉时间，必须恰当地选取参考频率值。通常在接收调幅广播时，参考频率值。通常在接收调幅广
32、播时，fr选取为选取为500Hz10kHz。在接收调频广播时，。在接收调频广播时，fr选取为选取为5kHz25kHz。但是，从调幅到调频，所需的分。但是，从调幅到调频，所需的分频比频比N的范围太大，较难实现。另外，程序分频的范围太大，较难实现。另外，程序分频器要工作在调频广播频段尚有困难。器要工作在调频广播频段尚有困难。w为了克服上述缺陷，目前普遍采用吞脉冲技术，为了克服上述缺陷，目前普遍采用吞脉冲技术，即在程序分频器之前，增加一个双模分频器，构即在程序分频器之前，增加一个双模分频器，构成所谓双模分频锁相频率合成器，用于调频接收。成所谓双模分频锁相频率合成器，用于调频接收。而调幅接收则采用基本
33、的锁相频率合成器。而调幅接收则采用基本的锁相频率合成器。返回本章w（2）双模分频锁相频率合成器）双模分频锁相频率合成器w一个采用双模分频的锁相频率合成器如图一个采用双模分频的锁相频率合成器如图3-22所所示。示。w两个程序分频器和双模分频器获得的总分频比为：两个程序分频器和双模分频器获得的总分频比为：wN=(M+1)N2+M(N1-N2)=MN1+N2 w从上面的工作原理阐述中可知，从上面的工作原理阐述中可知，N1必须大于必须大于N2。如如N2从从0变化到变化到9，则，则N1至少为至少为10，多则不限。，多则不限。常用的双模分频值有常用的双模分频值有10/11、15/16、30/31、100/
34、101等。等。返回本章图 3-22 双模分频锁相频率合成器返回本章w2数字调谐系统实例数字调谐系统实例w数字调谐系统是在良好的数字调谐系统是在良好的AM/FM收音通道收音通道基础上实现的，它借助微处理器进行自动基础上实现的，它借助微处理器进行自动选台，数字显示，并具有电脑记忆功能。选台，数字显示，并具有电脑记忆功能。w（1）数字调谐系统的组成框图）数字调谐系统的组成框图w一个实用的数字调谐器的原理方框图如图一个实用的数字调谐器的原理方框图如图3-23所示。所示。 返回本章返回本章返回本章3.3 录音座录音座w3.3.1录音座的组成及其性能指标录音座的组成及其性能指标w1录音座的组成录音座的组成
35、w录音座由磁头、放音电路、录音电路、机械录音座由磁头、放音电路、录音电路、机械传动机构、电机和控制电路、降噪电路等几传动机构、电机和控制电路、降噪电路等几部分组成，有些高档录音座还设有电子逻辑部分组成，有些高档录音座还设有电子逻辑控制和红外遥控电路等控制和红外遥控电路等返回本章w（1）磁头）磁头w磁头是录音座的换能器，磁头是录音座的换能器，其质量高低与录音和放其质量高低与录音和放音的效果关系非常大。在一台录音座中，至少包音的效果关系非常大。在一台录音座中，至少包含有录音、放音和抹音三种功能的磁头。含有录音、放音和抹音三种功能的磁头。w（2）录放音电路）录放音电路w放音电路由前置放大器、磁头放大
36、器等电路组成。放音电路由前置放大器、磁头放大器等电路组成。放音电路将来自放音磁头的信号进行均衡和电压放音电路将来自放音磁头的信号进行均衡和电压放大，经过线路放大器，从接口将信号送至外接放大，经过线路放大器，从接口将信号送至外接的功率放大器。录音电路将来自话筒或输入电路的功率放大器。录音电路将来自话筒或输入电路的电信号变为磁信号，通过录音磁头记录在磁带的电信号变为磁信号，通过录音磁头记录在磁带上。上。返回本章w（3）传动机构）传动机构w传动机构使磁带以恒定速度、平衡地通过磁头表传动机构使磁带以恒定速度、平衡地通过磁头表面，并可进行快进、倒带和停止等动作。电机在面，并可进行快进、倒带和停止等动作。
37、电机在控制电路的作用下，驱动传动机构动作，可实现控制电路的作用下，驱动传动机构动作，可实现自动选曲、自动反转等功能。自动选曲、自动反转等功能。w（4）降噪电路）降噪电路w录音座的降噪方式有杜比降噪和录音座的降噪方式有杜比降噪和DNR动态降噪。动态降噪。w（5）电源和显示器）电源和显示器w电源向各部分电路和电机提供电能，显示器将录电源向各部分电路和电机提供电能，显示器将录音座的工作状态以约定的发光方式加以显示，使音座的工作状态以约定的发光方式加以显示，使用户在操作时一目了然。用户在操作时一目了然。返回本章w2主要性能指标主要性能指标w录音座的录音及重放声音的质量录音座的录音及重放声音的质量,取决
38、于其取决于其机械性能和电气性能机械性能和电气性能,描述录音座的性能指描述录音座的性能指标有很多标有很多,主要有带速误差、抖晃率、频率主要有带速误差、抖晃率、频率响应、谐波失真和信噪比等。响应、谐波失真和信噪比等。w（1）走带速度及带速误差）走带速度及带速误差w录音座中磁带标准走带速度是录音座中磁带标准走带速度是4.76cms,带速误差是指录音座的实际走带速度带速误差是指录音座的实际走带速度V与标与标准走带速度准走带速度Vo的相对误差的相对误差,即：即：w带速误差带速误差=（VV0）/Vo100%返回本章w（2）抖晃率）抖晃率w因磁带走带速度瞬时变化而引起的放音频率因磁带走带速度瞬时变化而引起的
39、放音频率变化称为录音座的抖晃。设变化称为录音座的抖晃。设fo为标准频率，为标准频率，由于带速瞬时变化，重放时频率为由于带速瞬时变化，重放时频率为f，则抖晃，则抖晃率表示为率表示为w（f- fo）/ fo100%返回本章w（3）频率响应）频率响应w频率响应表示在给定的音频频率范围内，频率响应表示在给定的音频频率范围内，音响设备重放信号的均匀程度。通常在表音响设备重放信号的均匀程度。通常在表示频率响应时，应给出偏差值，如：示频率响应时，应给出偏差值，如：20Hz20kHz0.5dB。w（4）谐波失真）谐波失真w录音座的谐波失真是指信号从录音输入电录音座的谐波失真是指信号从录音输入电路到放音输出电路
40、之间，由于放大器、磁路到放音输出电路之间，由于放大器、磁头、磁带等非线性原因造成的信号失真。头、磁带等非线性原因造成的信号失真。 返回本章w（5）信噪比）信噪比w录音座的噪声主要有背景噪声和调制噪声。录音座的噪声主要有背景噪声和调制噪声。其中背景噪声的主要成分是磁带的固有本其中背景噪声的主要成分是磁带的固有本底噪声。调制噪声则是在信号的录音、放底噪声。调制噪声则是在信号的录音、放音过程中，音过程中，磁头、磁带、放大器磁头、磁带、放大器的非线性的非线性以及走带机构的抖晃而引起的噪声。一般以及走带机构的抖晃而引起的噪声。一般用信噪比描述噪声大小。信噪比定义为规用信噪比描述噪声大小。信噪比定义为规定
41、输出电平与输入端短接时的输出噪声电定输出电平与输入端短接时的输出噪声电平的比值，单位为分贝。平的比值，单位为分贝。返回本章w3.3.2磁记录原理磁记录原理w磁带录音座是依据磁带录音座是依据声、电、磁声、电、磁在一定条件在一定条件下可以互相转换的机理实现录音和放音的，下可以互相转换的机理实现录音和放音的，磁头、磁带以及拾音器、扬声器就是实现磁头、磁带以及拾音器、扬声器就是实现这些转换的换能器。这些转换的换能器。 图3-25 录放过程中的能量转换示意图返回本章w1基本电磁现象基本电磁现象w（1）基本概念）基本概念w自然界中某些物质能被磁化而带有磁性。自然界中某些物质能被磁化而带有磁性。在磁性体的周
42、围空间存在磁场在磁性体的周围空间存在磁场,通常可用磁通常可用磁力线来描述磁场。力线来描述磁场。w磁通量磁通量 定义为通过磁场中某一曲面的磁力定义为通过磁场中某一曲面的磁力线数目，即用磁力线的疏密程度来表示磁线数目，即用磁力线的疏密程度来表示磁场中各点磁感应强度的大小，简称磁通场中各点磁感应强度的大小，简称磁通 返回本章w磁导率磁导率磁场空间中各种媒质内的磁感应强磁场空间中各种媒质内的磁感应强度与真空中磁感应强度的比值称为该媒质度与真空中磁感应强度的比值称为该媒质的相对磁导率的相对磁导率r，r与真空的磁导率与真空的磁导率o的的乘积乘积ro称为该媒质的磁导率称为该媒质的磁导率w磁场强度磁场强度定义
43、为磁场中某点的磁感应强度定义为磁场中某点的磁感应强度与媒质的磁导率的比值，记为与媒质的磁导率的比值，记为H，其单位为，其单位为Am。磁场中某点的磁场强度与媒质无关。磁场中某点的磁场强度与媒质无关。返回本章w（2）磁性材料的磁化）磁性材料的磁化图3-26 初始磁化曲线返回本章图3-27 磁滞回线返回本章w（3）磁性材料的磁滞现象）磁性材料的磁滞现象 图3-28 剩磁曲线返回本章w（4）磁性材料的分类）磁性材料的分类w根据剩磁根据剩磁Br和矫顽力和矫顽力Hc的大小不同，磁性的大小不同，磁性材料可以分为两大类，即材料可以分为两大类，即软磁材料软磁材料和和硬磁硬磁材料材料。w软磁材料的剩磁小，矫顽力也
44、小。在磁场软磁材料的剩磁小，矫顽力也小。在磁场的作用下既容易磁化，也容易消磁。用作的作用下既容易磁化，也容易消磁。用作磁头的磁性材料都是软磁材料。磁头的磁性材料都是软磁材料。w硬磁材料的剩磁大，矫顽力也大，磁滞回硬磁材料的剩磁大，矫顽力也大，磁滞回线面积较大，因而磁滞损耗较大。用作磁线面积较大，因而磁滞损耗较大。用作磁带上磁粉的材料都是硬磁材料。带上磁粉的材料都是硬磁材料。返回本章w（5）磁阻）磁阻w不同物质的导磁情况是各不相同的，通不同物质的导磁情况是各不相同的，通常用磁阻来描述磁路中物质阻碍磁力线通常用磁阻来描述磁路中物质阻碍磁力线通过的能力。过的能力。w（6）电与磁的转换）电与磁的转换w
45、电与磁之间是有联系的。电荷运动可以产电与磁之间是有联系的。电荷运动可以产生磁场，即载流直导线或载流线圈周围存生磁场，即载流直导线或载流线圈周围存在磁场。同样，在一定条件下，磁能也可在磁场。同样，在一定条件下，磁能也可转化为电流。转化为电流。返回本章w2录音、放音、抹音原理录音、放音、抹音原理w磁记录过程通常包括三个环节：磁记录过程通常包括三个环节：录音录音,放音放音和和抹音抹音。w（1）录音原理）录音原理w被录声音信号由话筒转换为音频电信号，被录声音信号由话筒转换为音频电信号，经过放大、补偿等处理后，送到录音磁头经过放大、补偿等处理后，送到录音磁头线圈。线圈。返回本章图3-29 录音原理图返回
46、本章图3-30 理想录音过程返回本章图3-31 磁带上的磁化分布返回本章w2偏磁录音图3-32 无偏磁时的非线性失真返回本章图3-33 直流偏磁录音返回本章w交流偏磁录音交流偏磁录音目前录音座中广泛使用交流目前录音座中广泛使用交流偏磁录音方式，也称为超音频偏磁录音方式。偏磁录音方式，也称为超音频偏磁录音方式。它是在给录音磁头线圈加上音频信号电流的它是在给录音磁头线圈加上音频信号电流的同时，再加一个超音频振荡电流（一般频率同时，再加一个超音频振荡电流（一般频率为为45100kHz），用以改变音频信号在剩磁），用以改变音频信号在剩磁曲线上的工作点，使其工作在剩磁曲线的线曲线上的工作点，使其工作在剩
47、磁曲线的线性段。性段。返回本章图3-34 信号波形返回本章图3-35 交流偏磁方式录音返回本章w（2）放音原理）放音原理w放音原理的基本依据是电磁感应现象，放放音原理的基本依据是电磁感应现象，放音过程是录音的逆过程，是磁音过程是录音的逆过程，是磁电变换过电变换过程。程。图3-36 放音原理图返回本章w由于放音磁头的铁芯是用高磁导率材料做由于放音磁头的铁芯是用高磁导率材料做成的，所以磁头铁芯的磁阻比空气缝隙的成的，所以磁头铁芯的磁阻比空气缝隙的磁阻小得多。因而已录音磁带上的剩磁很磁阻小得多。因而已录音磁带上的剩磁很容易通过磁头铁芯而形成闭合回路，磁带容易通过磁头铁芯而形成闭合回路，磁带上所记录的
48、剩磁就会在放音磁头线圈中感上所记录的剩磁就会在放音磁头线圈中感应出与剩磁变化规律相同的感生电动势。应出与剩磁变化规律相同的感生电动势。该电动势由放音放大器放大，并进行必要该电动势由放音放大器放大，并进行必要的补偿后，去推动扬声器发声。这样，磁的补偿后，去推动扬声器发声。这样，磁带上所记录的音频剩磁信号便还原成声音，带上所记录的音频剩磁信号便还原成声音，从而完成放音过程。从而完成放音过程。 返回本章w（3）抹音原理）抹音原理w抹音是指对已录制音频信号的磁带进行消磁。抹音是指对已录制音频信号的磁带进行消磁。磁性录音最大的优点是能方便地抹音，从而磁性录音最大的优点是能方便地抹音，从而进行反复多次的录
49、音。实现抹音有进行反复多次的录音。实现抹音有3种方式：种方式：永磁永磁、直流直流、交流交流（超音频）抹音。（超音频）抹音。返回本章图3-37 交流抹音原理返回本章w3录音、放音中的损耗及其频率特性录音、放音中的损耗及其频率特性w录音过程中，随着信号频率的升高和记录音过程中，随着信号频率的升高和记录波长变短，会引起磁带上所记录的剩磁录波长变短，会引起磁带上所记录的剩磁减小，这种现象称为录音高频损耗。同样，减小，这种现象称为录音高频损耗。同样，在放音过程中放音磁头线圈中所产生的感在放音过程中放音磁头线圈中所产生的感生电动势大小也将随信号频率升高而下降，生电动势大小也将随信号频率升高而下降，即放音高
50、频损耗。高频损耗的存在将引起即放音高频损耗。高频损耗的存在将引起录放音频率特性的不均匀性。录放音频率特性的不均匀性。 返回本章w1录音去磁损耗录音去磁损耗w录音去磁是主要的录音损耗之一，主要表录音去磁是主要的录音损耗之一，主要表现在信号频率高端。现在信号频率高端。w当信号频率升高，记录波长减小到接近或当信号频率升高，记录波长减小到接近或小于工作缝隙宽度时，磁带上某微段从工小于工作缝隙宽度时，磁带上某微段从工作缝隙一边移至另一边的时间内，将先受作缝隙一边移至另一边的时间内，将先受到正向电流所产生的磁场磁化，再受到反到正向电流所产生的磁场磁化，再受到反向电流所产生的反向磁场的去磁作用，致向电流所产
51、生的反向磁场的去磁作用，致使磁带上该微段离开缝隙后的剩磁减小。使磁带上该微段离开缝隙后的剩磁减小。因而信号频率越高，去磁损耗越大。为减因而信号频率越高，去磁损耗越大。为减小录音去磁损耗，应尽量减小工作缝隙宽小录音去磁损耗，应尽量减小工作缝隙宽度，且使缝隙处磁场空间分布尽量尖锐。度，且使缝隙处磁场空间分布尽量尖锐。 返回本章w2自去磁损耗自去磁损耗w磁带上所记录的剩磁可以看作一个个小磁磁带上所记录的剩磁可以看作一个个小磁体，沿磁带长度方向排列，相邻小磁体的体，沿磁带长度方向排列，相邻小磁体的极性排列方向不同，即同性磁极相邻。因极性排列方向不同，即同性磁极相邻。因此磁带上的每一个小磁体都要在相邻的
52、小此磁带上的每一个小磁体都要在相邻的小磁体处感应出一反向磁场，因此减弱了邻磁体处感应出一反向磁场，因此减弱了邻近小磁体的磁性，也即减弱了磁带上的剩近小磁体的磁性，也即减弱了磁带上的剩磁大小。这种损耗称为自去磁损耗。磁大小。这种损耗称为自去磁损耗。 返回本章w3磁带厚度损耗磁带厚度损耗w信号频率高，记录波长短时，由于录音磁信号频率高，记录波长短时，由于录音磁头产生的磁场扩散区域小，不能达到磁带头产生的磁场扩散区域小，不能达到磁带磁性层深处，同时磁带表面和内部磁通方磁性层深处，同时磁带表面和内部磁通方向不完全一致，因此高频信号在磁带上留向不完全一致，因此高频信号在磁带上留下的剩磁将减小。这种损耗因
53、为与磁性层下的剩磁将减小。这种损耗因为与磁性层厚度有关，因而称为厚度损耗。厚度有关，因而称为厚度损耗。 返回本章w4偏磁消音损耗偏磁消音损耗w通常，录音偏磁电流与抹音电流是由同一通常，录音偏磁电流与抹音电流是由同一个超音频信号源提供的，只是偏磁电流较个超音频信号源提供的，只是偏磁电流较抹音电流小得多。既然超音频电流回到抹抹音电流小得多。既然超音频电流回到抹音磁头上能对磁带消磁，那么超音频偏磁音磁头上能对磁带消磁，那么超音频偏磁回到录音磁头上也会产生微弱的消磁作用。回到录音磁头上也会产生微弱的消磁作用。返回本章w5间隙损耗间隙损耗w间隙损耗是由于磁头与磁带接触不够紧间隙损耗是由于磁头与磁带接触不
54、够紧密、有间隔而引起的。如果磁头与磁带接密、有间隔而引起的。如果磁头与磁带接触不好，录音时磁头产生的磁场不能有效触不好，录音时磁头产生的磁场不能有效地作用在磁带上，信号频率越高，所产生地作用在磁带上，信号频率越高，所产生的磁场向空间发散的范围越小，越不易透的磁场向空间发散的范围越小，越不易透入磁性层，因而高频损耗增大；放音时则入磁性层，因而高频损耗增大；放音时则是磁带上的剩磁不能全部穿过磁头铁芯而是磁带上的剩磁不能全部穿过磁头铁芯而使放音输出减小。使放音输出减小。 返回本章w6涡流损耗涡流损耗w在交流磁场作用下磁头铁芯中会产生涡在交流磁场作用下磁头铁芯中会产生涡流，其方向与绕组截面平行且与绕组
55、中所流，其方向与绕组截面平行且与绕组中所通过的交变电流方向相反，因此，减小了通过的交变电流方向相反，因此，减小了工作缝隙处的磁场强度及磁带上的剩磁大工作缝隙处的磁场强度及磁带上的剩磁大小，引起涡流损耗。小，引起涡流损耗。 返回本章w7磁滞损耗磁滞损耗w录音磁头处于交变磁场中，由于铁芯受录音磁头处于交变磁场中，由于铁芯受到反复磁化，使磁畴反复摩擦而引起的损到反复磁化，使磁畴反复摩擦而引起的损耗称为磁滞损耗。耗称为磁滞损耗。w8放音磁头缝隙损耗放音磁头缝隙损耗w当磁带上所记录信号的记录波长与缝隙当磁带上所记录信号的记录波长与缝隙损耗宽度可以相比拟时，放音磁头在某时损耗宽度可以相比拟时，放音磁头在某
56、时刻通过缝隙从磁带上拾取的剩磁有极性相刻通过缝隙从磁带上拾取的剩磁有极性相反的分量同时存在，它们互相抵消，因此反的分量同时存在，它们互相抵消，因此放音磁头输出减小，产生高频损耗。放音磁头输出减小，产生高频损耗。 返回本章w9方位角损耗方位角损耗w录音磁头工作缝隙的方向直接体现为磁带录音磁头工作缝隙的方向直接体现为磁带上磁化图样的方向。如果放音磁头的工作缝上磁化图样的方向。如果放音磁头的工作缝隙的方向与录音磁头工作缝隙的方向有偏差，隙的方向与录音磁头工作缝隙的方向有偏差，则会引起方位角损耗。则会引起方位角损耗。 返回本章w（2）录、放音频率特性图3-39 实际录放频率特性返回本章w4录音噪声录音
57、噪声w录放音过程中录放音过程中,除有用信号之外，任何由其除有用信号之外，任何由其它原因而产生的声音统称为噪声。主要有背它原因而产生的声音统称为噪声。主要有背景噪声、调制噪声和窜渗噪声。景噪声、调制噪声和窜渗噪声。 返回本章w3.3.3录音、放音电路录音、放音电路w录音座的录音电路主要包括录音前置放大录音座的录音电路主要包括录音前置放大器、自动电平控制电路（器、自动电平控制电路（ALC）、录音输）、录音输出电路及超音频振荡器等；放音电路主要出电路及超音频振荡器等；放音电路主要包括放音前置放大器和低频补偿网络。除包括放音前置放大器和低频补偿网络。除超音频振荡器外，大多数录音座中的电路超音频振荡器外
58、，大多数录音座中的电路均由集成电路实现。均由集成电路实现。返回本章图3-40 录音电路方框图 返回本章w（1）输入转换电路）输入转换电路w该电路外接接声器工作时，外接传声器插该电路外接接声器工作时，外接传声器插头插入头插入J5插口，将插口，将J5的动片、定片断开，的动片、定片断开，以切断机内传声器录音信号的通路，外接以切断机内传声器录音信号的通路，外接传声器的输出信号经传声器的输出信号经S5-1（T）、）、2R6、S1-6（R）及）及2C5加到加到A101的输入端。完的输入端。完成外接传声器的输入转换。成外接传声器的输入转换。返回本章w来自传声器或放音磁头的录音信号为低电来自传声器或放音磁头的
59、录音信号为低电平信号，一般仅为几百平信号，一般仅为几百V几几mV，可以直，可以直接馈入录音放大器输入端。对于来自调谐接馈入录音放大器输入端。对于来自调谐器、唱机或线路输入的录音信号，其电平器、唱机或线路输入的录音信号，其电平较高，通常可达到几百较高，通常可达到几百mV几几V，此时由，此时由于信号较强，必须大幅度衰减后再馈入录于信号较强，必须大幅度衰减后再馈入录音放大器输入端或将高电平录音信号从前音放大器输入端或将高电平录音信号从前置放大器的后级输入，否则会因输入信号置放大器的后级输入，否则会因输入信号过强而产生录音失真。过强而产生录音失真。返回本章图3-41 传声器录音输入及转换电路返回本章w
60、（2）录音前置放大器）录音前置放大器w由于来自输入电路的信号电平较低，变化由于来自输入电路的信号电平较低，变化幅度很大，因此幅度很大，因此,录音座中，前置放大器一录音座中，前置放大器一般均采用高增益低噪声且动态范围大的集般均采用高增益低噪声且动态范围大的集成电路放大器来担任。成电路放大器来担任。 返回本章w双卡录音座中前置放大器所使用的集成电双卡录音座中前置放大器所使用的集成电路约有几十种型号，根据它们的内部电路路约有几十种型号，根据它们的内部电路结构可分为结构可分为3类：类：w一是普通双声道集成前置放大电路；一是普通双声道集成前置放大电路；w二是具有二是具有ALC电路的双声道集成前置放大电路
61、的双声道集成前置放大电路；电路；w三是两卡共用，内设电子转换开关的双声三是两卡共用，内设电子转换开关的双声道集成前置放大电路。其中录音座中使用道集成前置放大电路。其中录音座中使用较多的是具有较多的是具有ALC电路的双声道集成前置电路的双声道集成前置电路。下面介绍这类录音放大器中较有代电路。下面介绍这类录音放大器中较有代表性的表性的TA7668BP。返回本章w该电路具有如下特点：该电路具有如下特点：w1、内电路齐全，内部录音放大器、放音、内电路齐全，内部录音放大器、放音放大器各自独立，还带有自动电平控制放大器各自独立，还带有自动电平控制(ALC)电路和静噪电路。电路和静噪电路。w2、内部设有稳压
62、电源，外接工作电源电、内部设有稳压电源，外接工作电源电压范围较宽，为压范围较宽，为615V。w3、ALC电路可外接通断开关。电路可外接通断开关。返回本章图3-42 TA7668BP内部电路方框图返回本章表3-2 TA7668BP引脚作用 返回本章图3-43 录放卡双声道录音放大器电路返回本章w（3）录音输出电路）录音输出电路w录音输出放大器和输出电路如图录音输出放大器和输出电路如图3-44所示，所示，前置放大器输出的被录信号经输出放大器前置放大器输出的被录信号经输出放大器进一步放大后，进入录音输出电路，其中进一步放大后，进入录音输出电路，其中R1为恒流电阻，为恒流电阻，R1、C1为高频补偿电路
63、，为高频补偿电路，L1、C2为偏磁陷波电路。为偏磁陷波电路。 返回本章图3-44 录音输出电路返回本章w1、恒流录音电路、恒流录音电路w录音磁头是录音放大器的负载，这是一感录音磁头是录音放大器的负载，这是一感性负载。当录音信号电压一定时，显然流性负载。当录音信号电压一定时，显然流过磁头的录音电流将随信号频率升高而下过磁头的录音电流将随信号频率升高而下降，因而产生高频损耗，录音带上剩磁降，因而产生高频损耗，录音带上剩磁Br将随频率将随频率f 升高而减小，而录音噪声却在频升高而减小，而录音噪声却在频率变化时保持恒定。当重放这种磁带时，率变化时保持恒定。当重放这种磁带时，由于放音磁头阻抗正比于频率，
64、因此放音由于放音磁头阻抗正比于频率，因此放音磁头输出电压大致是平坦的，而噪声电压磁头输出电压大致是平坦的，而噪声电压则随频率升高而增大。所以信噪比在高频则随频率升高而增大。所以信噪比在高频端要恶化，如图端要恶化，如图3-45(c)所示。所示。返回本章图3-45 非恒流录音时磁头录音特性 返回本章w为改善高频时信噪比恶化的情况，必须采为改善高频时信噪比恶化的情况，必须采用恒流录音电路。一般采用一只恒流电阻用恒流录音电路。一般采用一只恒流电阻串联在录音磁头回路中，则录音放大器的串联在录音磁头回路中，则录音放大器的负载负载ZL=R1+j2fL，即总负载为恒流电阻与，即总负载为恒流电阻与磁头阻抗之和。
65、若设计时使磁头阻抗之和。若设计时使R1XLmax，则录音电流则录音电流ir将基本上不随信号频率变化而将基本上不随信号频率变化而变化，从而实现恒流录音。一般选择恒流变化，从而实现恒流录音。一般选择恒流电阻电阻R1大于磁头最大阻抗的大于磁头最大阻抗的5倍以上。倍以上。返回本章图3-46 恒流录音原理返回本章w2、录音高频补偿、录音高频补偿(均衡均衡)电路电路w在录放过程中，由于各种损耗的存在，在录放过程中，由于各种损耗的存在，为获得平坦的综合频率特性，必须在录放为获得平坦的综合频率特性，必须在录放过程中进行一定的频率补偿。从信噪比和过程中进行一定的频率补偿。从信噪比和失真考虑，补偿的原则是：失真考
66、虑，补偿的原则是：录音时主要针录音时主要针对高频进行补偿；放音时则主要针对低频对高频进行补偿；放音时则主要针对低频进行补偿。进行补偿。返回本章w录音高频补偿电路的位置有两种：录音高频补偿电路的位置有两种：w一是设置在录音输出回路中，采用谐振回路一是设置在录音输出回路中，采用谐振回路补偿；补偿；w二是设置在录音输出级电路中，采用负反馈二是设置在录音输出级电路中，采用负反馈式补偿。式补偿。返回本章图3-47 录音高频补偿特性曲线返回本章w3偏磁陷波电路偏磁陷波电路w设置偏磁陷波电路是为了防止录音时超设置偏磁陷波电路是为了防止录音时超音频偏磁信号进入录音放大器，干扰其正音频偏磁信号进入录音放大器，干
67、扰其正常工作。常工作。wL1、C2回路的自然谐振频率等于超音频偏回路的自然谐振频率等于超音频偏磁信号频率，并联回路谐振时阻抗最大，磁信号频率，并联回路谐振时阻抗最大，因此，来自因此，来自C3的超音频信号不能进入录音的超音频信号不能进入录音放大器。放大器。返回本章w由于超音频偏磁电流的频率高达由于超音频偏磁电流的频率高达50150kHz，所以，所以L1C2回路对回路对20kHz以下的音频以下的音频信号处于失谐状态，录音信号仍能通过信号处于失谐状态，录音信号仍能通过L1C2回路加到录音磁头上，即偏磁陷波电路对音回路加到录音磁头上，即偏磁陷波电路对音频录音信号的正常传输是没有影响的。频录音信号的正常
68、传输是没有影响的。返回本章w（4）ALC电路电路wALC(AutoLevelControl)电路设置于录音电路设置于录音通道，用来自动地对录音信号电平进行控制，通道，用来自动地对录音信号电平进行控制，以避免录音信号过大时使磁带产生饱和失真。以避免录音信号过大时使磁带产生饱和失真。返回本章图3-48 TA7668BP中的ALC电路返回本章w（5）超音频振荡器及偏磁供给电路）超音频振荡器及偏磁供给电路w录音座中通常采用交流偏磁及交流抹音。录音座中通常采用交流偏磁及交流抹音。超音频振荡器就是用来提供录音偏磁电流及超音频振荡器就是用来提供录音偏磁电流及超音频抹音电流的。超音频抹音电流的。 返回本章图3
69、-49 双管推挽式超音频振荡器返回本章w2放音电路放音电路w放音电路一般由前置（均衡）放大器、后放音电路一般由前置（均衡）放大器、后级放大器和杜比降噪电路组成，如图级放大器和杜比降噪电路组成，如图3-50所所示。由图中可知，录放卡和放音卡的前置放示。由图中可知，录放卡和放音卡的前置放大器是各自独立的，后级放大器则是两卡共大器是各自独立的，后级放大器则是两卡共用。用。返回本章图3-50 放音电路方框图返回本章w（1）信号源及输入电路）信号源及输入电路w双卡录音座的信号源是放音卡和录放卡磁头双卡录音座的信号源是放音卡和录放卡磁头输出的左右声道放音信号。放音信号电平很输出的左右声道放音信号。放音信号
70、电平很低，为低，为1mV左右，且输出信号的高、低频段左右，且输出信号的高、低频段都有损耗，因此，放音电路必须对放音信号都有损耗，因此，放音电路必须对放音信号进行高频补偿和低频补偿。进行高频补偿和低频补偿。 返回本章图3-51 录放卡放音输入电路 返回本章图3-52 放音高频补偿电容转换电路返回本章w（2）放音前置均衡放大器）放音前置均衡放大器w放音前置均衡放大器主要包括前置放大器放音前置均衡放大器主要包括前置放大器和低频补偿（均衡）网络。对于录放卡，和低频补偿（均衡）网络。对于录放卡，有两种情况，一是录音、放音状态的前置有两种情况，一是录音、放音状态的前置放大器各自独立，无录放转换开关，此时放
71、大器各自独立，无录放转换开关，此时放音前置放大器一般与放音卡的前置放大放音前置放大器一般与放音卡的前置放大器完全相同；二是前置放大器在录、放音器完全相同；二是前置放大器在录、放音状态下共用，通过录放转换开关进行工作状态下共用，通过录放转换开关进行工作状态转换。状态转换。w图图3-43所示是录音座中录放卡的前置均衡所示是录音座中录放卡的前置均衡放大器，录、放音状态共用。放大器，录、放音状态共用。 返回本章图3-53 标准放音补偿特性返回本章w（3）后级放大器）后级放大器w在双卡放音前置均衡放大器电路之后一般设在双卡放音前置均衡放大器电路之后一般设有一个两卡共用的双声道后级放大电路（线路放有一个两
72、卡共用的双声道后级放大电路（线路放大器），可以采用一级分立元件放大器或集成电大器），可以采用一级分立元件放大器或集成电路放大器，该放大器的频率特性是平坦的。一般路放大器，该放大器的频率特性是平坦的。一般在其输入回路中可设置电子选择开关及滤波电路，在其输入回路中可设置电子选择开关及滤波电路，后级放大器的输出信号可以直接送到主功放，也后级放大器的输出信号可以直接送到主功放，也可以送到线路输出插口，或送到杜比降噪电路中。可以送到线路输出插口，或送到杜比降噪电路中。返回本章w3.3.4降噪电路降噪电路w降噪是磁带录音中需要解决的重要问题。如降噪是磁带录音中需要解决的重要问题。如前所述，在磁带录放过程中
73、，由于多种原因，前所述，在磁带录放过程中，由于多种原因，会产生各种噪声。为降低噪声，提高信噪比会产生各种噪声。为降低噪声，提高信噪比以改善录放音质量，通常在录音座中设置降以改善录放音质量，通常在录音座中设置降噪电路。噪电路。返回本章w1降噪的物理基础降噪的物理基础w（1）人耳的掩蔽效应）人耳的掩蔽效应w降噪系统的理论依据是人耳所具有的掩降噪系统的理论依据是人耳所具有的掩蔽效应。它可分为两种。人耳第一掩蔽效蔽效应。它可分为两种。人耳第一掩蔽效应是指当人耳听到某一单强音时，在该单应是指当人耳听到某一单强音时，在该单音频率附近的其它弱音，听起来好像比其音频率附近的其它弱音，听起来好像比其本来还要弱得
74、多，甚至听不见，似乎被单本来还要弱得多，甚至听不见，似乎被单强音所掩蔽。强音所掩蔽。 返回本章w 人耳第二掩蔽效应是指当某一较强音人耳第二掩蔽效应是指当某一较强音（可以是复音）突然停止后，人耳约在（可以是复音）突然停止后，人耳约在150ms内对其它弱音听不清楚，甚至听不内对其它弱音听不清楚，甚至听不见。人耳所具有的这两个效应为磁带降噪见。人耳所具有的这两个效应为磁带降噪提供了可能性，即可以用以提高信噪比，提供了可能性，即可以用以提高信噪比，在信号和噪声共存的情况下，使人耳听不在信号和噪声共存的情况下，使人耳听不见噪声。见噪声。返回本章w（2）噪声和信号的能量分布）噪声和信号的能量分布w对磁带噪
75、声分布的研究表明，噪声主要分对磁带噪声分布的研究表明，噪声主要分布在中、高频段，而对音乐、语言信号能量布在中、高频段，而对音乐、语言信号能量分布的研究则表明，能量主要集中在中频段，分布的研究则表明，能量主要集中在中频段，低频和高频段能量较小，如图低频和高频段能量较小，如图3-54所示。所示。返回本章图3-54 噪声和信号的能量分布示意图返回本章w由此可见，中频段尽管磁带噪声大，但由于由此可见，中频段尽管磁带噪声大，但由于信号能量大，所以信噪比较高；在低频段，信号能量大，所以信噪比较高；在低频段，尽管信号能量较小，但此时噪声也较小，所尽管信号能量较小，但此时噪声也较小，所以仍有较大的信噪比，也可
76、以通过掩蔽效应以仍有较大的信噪比，也可以通过掩蔽效应克服噪声影响。只有在高频段，信噪比很低，克服噪声影响。只有在高频段，信噪比很低，因而在磁带录放音时高频段噪声的影响最为因而在磁带录放音时高频段噪声的影响最为突出。突出。 返回本章wDOLBYB型降噪电路主要是降低高频段型降噪电路主要是降低高频段的噪声。该系统的降噪作用是从的噪声。该系统的降噪作用是从500Hz开始，开始，重点是重点是1kHz以上的高频噪声，因为人耳对以上的高频噪声，因为人耳对1kHz以上的高频噪声最为敏感。以上的高频噪声最为敏感。返回本章w2DOLBY-B降噪系统基本原理降噪系统基本原理wDOLBY-B降噪系统为互补型降噪系统
77、。它降噪系统为互补型降噪系统。它通过提高音频信号高频段的信噪比来达到降通过提高音频信号高频段的信噪比来达到降噪目的。该系统在录放音过程中对信号的处噪目的。该系统在录放音过程中对信号的处理如图理如图3-55所示。所示。 返回本章图3-55 DOLBY-B压缩扩展示意图返回本章w采用采用DOLBY-B系统录制的磁带，其磁带盒套系统录制的磁带，其磁带盒套上注有上注有DOLBY录音标志，如图录音标志，如图3-56所示。采所示。采用用DOLBY系统录音的磁带必须在有同样系统录音的磁带必须在有同样DOLBY系统的设备中放音，才能获得预期的、系统的设备中放音，才能获得预期的、令人满意的降噪效果。令人满意的降
78、噪效果。DOLBYB系统对高系统对高于于5kHz的频率有大约的频率有大约10dB的降噪效果。的降噪效果。返回本章图3-56 DOLBY录音标志返回本章w3DOLBYB降噪系统降噪系统w（1）方框图及工作原理）方框图及工作原理w录音时录音时DOLBYB系统方框图如图系统方框图如图3-57（a）所示，该系统由主通道和副通道两）所示，该系统由主通道和副通道两部分组成。输入的录音信号分为主、副信部分组成。输入的录音信号分为主、副信号两部分。主信号直接送到主通道的相加号两部分。主信号直接送到主通道的相加电路，副信号经可变高通滤波器再送到主电路，副信号经可变高通滤波器再送到主通道相加电路。通道相加电路。返
79、回本章w由于可变高通滤波器在控制电路作用下只由于可变高通滤波器在控制电路作用下只能输出高频段小信号，其高通特性受信号能输出高频段小信号，其高通特性受信号中高频分量控制，输入信号越小，高通滤中高频分量控制，输入信号越小，高通滤波器输出越大，因此副通道输出信号是经波器输出越大，因此副通道输出信号是经过提升的高频段小信号。它与主通道信号过提升的高频段小信号。它与主通道信号叠加后得到经过编码（压缩）处理的录音叠加后得到经过编码（压缩）处理的录音信号。其特征是录音信号中高频段小信号信号。其特征是录音信号中高频段小信号被提升了，因而信号高频段信噪比增大。被提升了，因而信号高频段信噪比增大。返回本章图3-5
80、7 DOLBY-B型降噪电路方框图返回本章w图图3-57（b）所示为放音时降噪系统方框图，）所示为放音时降噪系统方框图，它同样也由主、副通道两部分组成。主信它同样也由主、副通道两部分组成。主信号仍是直接送到主通道相加电路，副通道号仍是直接送到主通道相加电路，副通道对副信号的处理过程也与录音时的相同，对副信号的处理过程也与录音时的相同，即副通道的输出信号也是经过提升了的高即副通道的输出信号也是经过提升了的高频段小信号，所不同的是主信号与副通道频段小信号，所不同的是主信号与副通道输出信号是相减关系，因而得到经过解码输出信号是相减关系，因而得到经过解码（扩展）处理的放音信号。（扩展）处理的放音信号。
81、返回本章w其特征是录音时被提升的高频段小信号在放其特征是录音时被提升的高频段小信号在放音时进行了等量的衰减，恢复了信号本身的音时进行了等量的衰减，恢复了信号本身的频率特性，而磁带噪声得到衰减。频率特性，而磁带噪声得到衰减。返回本章w（2）可变高通滤波器及其控制电路）可变高通滤波器及其控制电路w图图3-58所示为所示为DOLBYB型降噪系统中的型降噪系统中的可变高通滤波器及其控制电路。可变高通可变高通滤波器及其控制电路。可变高通滤波器是由滤波器是由R1、C1组成的固定高通滤波器组成的固定高通滤波器以及由以及由R2、C2和场效应管漏和场效应管漏源电阻源电阻r组成组成的可变滤波器所组合的两级的可变滤
82、波器所组合的两级RC滤波器。滤波器。返回本章图3-58 可变高通滤波器及其控制电路返回本章w（3）DOLBYB型降噪集成电路型降噪集成电路w图图3-59所示是录音座中采用集成电路所示是录音座中采用集成电路TA7770N所构成的所构成的DOLBYB型降噪系统。型降噪系统。图中只画出了图中只画出了TA7770N的左声道应用电路，的左声道应用电路，另一声道与之完全对称。另一声道与之完全对称。TA7770N各引脚功各引脚功能如表能如表3-3所示。所示。返回本章图3-59 TA7770N应用电路返回本章w3.3.5选曲电路选曲电路w1选曲方式选曲方式w选曲方式有手动选曲、自动选曲和电脑选曲选曲方式有手动
83、选曲、自动选曲和电脑选曲3种方式。种方式。 返回本章w手动选曲手动选曲也就是选听和复听功能，即在放音也就是选听和复听功能，即在放音状态下，按下快进或快倒键，使磁带快速通状态下，按下快进或快倒键，使磁带快速通过放音磁头，同时降低此时放音磁头的输出，过放音磁头，同时降低此时放音磁头的输出，当磁带快速走带至两节目之间时，则放音磁当磁带快速走带至两节目之间时，则放音磁头无输出，此时松开快进或快倒键，机器进头无输出，此时松开快进或快倒键，机器进入放音状态，即可达到选听或复听目的。入放音状态，即可达到选听或复听目的。 返回本章w自动选曲自动选曲是在手动选曲基础上发展而来的具是在手动选曲基础上发展而来的具有
84、一定智能的选曲方式，但它仍只能选一首有一定智能的选曲方式，但它仍只能选一首乐曲，不具备跨过一首或多首乐曲的功能，乐曲，不具备跨过一首或多首乐曲的功能，而且只适合具备标准录音特性的音乐磁带选而且只适合具备标准录音特性的音乐磁带选曲。曲。 返回本章w电脑选曲电脑选曲则可以跨过所设定的数首乐曲后，则可以跨过所设定的数首乐曲后，找到一首乐曲的曲首，其程序的智能化程度找到一首乐曲的曲首，其程序的智能化程度比自动选曲高得多。比自动选曲高得多。返回本章w2自动选曲电路自动选曲电路w自动选曲是利用放音磁头检测磁带上曲自动选曲是利用放音磁头检测磁带上曲间间35s的空白间隙而实现的。为避免快速的空白间隙而实现的。
85、为避免快速走带时磁头和磁带的损伤，磁头磁带一般走带时磁头和磁带的损伤，磁头磁带一般为轻接触。为轻接触。w自动选曲电路方框图如图自动选曲电路方框图如图3-60所示。主要所示。主要由限幅放大、电平检出、无曲时间检出、由限幅放大、电平检出、无曲时间检出、驱动电路及电磁铁组成。驱动电路及电磁铁组成。返回本章图3-60 自动选曲电路方框图返回本章w3电脑选曲电路电脑选曲电路w（1）电脑选曲电路方框图）电脑选曲电路方框图w电脑选曲电路方框图如图电脑选曲电路方框图如图3-61所示。与自动选曲所示。与自动选曲电路相比，它增加了预置电路、清除电路、计数电路相比，它增加了预置电路、清除电路、计数记忆电路及显示电路
86、。其中预置电路用于设定选记忆电路及显示电路。其中预置电路用于设定选曲时所需跨过的乐曲数目；清除电路用于计算器曲时所需跨过的乐曲数目；清除电路用于计算器清零；显示电路由解码、显示两部分构成，用于清零；显示电路由解码、显示两部分构成，用于显示计数器记忆的数字，每按一次预置键，则显显示计数器记忆的数字，每按一次预置键，则显示器数字加示器数字加1。选曲时，每跨过一首乐曲，则显示。选曲时，每跨过一首乐曲，则显示数字减数字减1。当显示为零时，选曲中止，控制电路动。当显示为零时，选曲中止，控制电路动作，停止快进或快退。作，停止快进或快退。 返回本章图3-61 电脑选曲电路方框图返回本章w（2）电脑选曲集成电
87、路）电脑选曲集成电路w电脑选曲集成电路型号很多，按其能跨过电脑选曲集成电路型号很多，按其能跨过的最大乐曲数划分主要有：的最大乐曲数划分主要有：3曲，如曲，如LC7512；5曲，如曲，如TC9165P、LC7515、IR3R20A；7曲，如曲，如LC7517；9曲，如曲，如TC9167P；15曲，如曲，如TC9138AP等。等。w图图3-62是组合音响中采用的由是组合音响中采用的由LC7515构成构成的电脑选曲电路。的电脑选曲电路。返回本章图3-62 LC7515电脑选曲电路 返回本章3.3.6录音座机芯录音座机芯 w1电子逻辑控制轻触机芯电子逻辑控制轻触机芯w电子逻辑控制轻触机芯（又称微触机芯
88、）的电子逻辑控制轻触机芯（又称微触机芯）的优点是结构简单，可靠性高。它是通过对集优点是结构简单，可靠性高。它是通过对集成电路的逻辑控制来实现工作状态的转换的。成电路的逻辑控制来实现工作状态的转换的。由于使用逻辑电平作控制信号，因而操作键由于使用逻辑电平作控制信号，因而操作键可在任何位置，同时便于实现遥控，更重要可在任何位置，同时便于实现遥控，更重要的是微触机芯可以与微机组合，实现整机功的是微触机芯可以与微机组合，实现整机功能与操作的高度自动化。能与操作的高度自动化。返回本章w（1）LX-401轻触机芯轻触机芯wLX-401轻触机芯传动机构示意图如图轻触机芯传动机构示意图如图3-63所示。所示。
89、M1为录放电动机，为录放电动机，M2为快进快倒电为快进快倒电动机，机芯上仅有一个舱门键。舱门打开动机，机芯上仅有一个舱门键。舱门打开时，控制电路电源总开关时，控制电路电源总开关K1断开，控制电断开，控制电路不工作。控制键用路不工作。控制键用6个无锁式微触点开关个无锁式微触点开关担任，每个开关对应一只发光二极管，用担任，每个开关对应一只发光二极管，用于指示功能键的工作状态。于指示功能键的工作状态。返回本章w（2）控制显示与控制单元）控制显示与控制单元w图图3-64的右下部分为它的控制等效图。其中的右下部分为它的控制等效图。其中M1是是用于驱动主导轴的录放电动机，用于驱动主导轴的录放电动机，M2是
90、快进快退电是快进快退电动机，用于驱动快进快倒齿轮动机，用于驱动快进快倒齿轮T3。机芯仅设置一。机芯仅设置一个舱门键，舱门与开关个舱门键，舱门与开关K1联动，当舱门关闭时，联动，当舱门关闭时，K1闭合，三极管闭合，三极管V6的下偏置电阻的下偏置电阻R7经经K1接地，接地，三极管三极管V6因发射极正偏电压太小而截止，因发射极正偏电压太小而截止，IC1的的指令输入端指令输入端6脚保持高电平。而当舱门被打开时，脚保持高电平。而当舱门被打开时，K1断开，断开，R7与地不相通，与地不相通，V6发射极正偏电压增发射极正偏电压增大而饱和导通，其集电极变为低电平，导致大而饱和导通，其集电极变为低电平，导致6脚变
91、脚变为低电平，相当于按动停止键，机芯停止工作。为低电平，相当于按动停止键，机芯停止工作。返回本章图3-63 LX-401机芯机械传动部分示意图返回本章3.3.7录音座的日常维护录音座的日常维护 w1定期对磁头进行消磁定期对磁头进行消磁w录放磁头经常与磁带接触，很容易产生剩磁。磁头录放磁头经常与磁带接触，很容易产生剩磁。磁头产生剩磁后会影响录放质量，如使高频信号衰减，产生剩磁后会影响录放质量，如使高频信号衰减，录音噪声增大等。因此，应定期对录音座的磁头进录音噪声增大等。因此，应定期对录音座的磁头进行消磁。行消磁。w对磁头的消磁，最好采用专用的磁头消磁器进行消对磁头的消磁，最好采用专用的磁头消磁器
92、进行消磁。市场出售的一种盒式磁头消磁器，形状与一般磁。市场出售的一种盒式磁头消磁器，形状与一般盒式磁带相同，使用时将盒式消磁器装入带仓，按盒式磁带相同，使用时将盒式消磁器装入带仓，按下放音键即可完成消磁工作。下放音键即可完成消磁工作。返回本章w2定期清洗磁头定期清洗磁头w磁头沾上脏物后，不仅影响放音质量，而磁头沾上脏物后，不仅影响放音质量，而且还容易结垢、锈蚀磁头。清洗磁头的方且还容易结垢、锈蚀磁头。清洗磁头的方法有好多种。其中一种是采用外形像磁带法有好多种。其中一种是采用外形像磁带的清洗带，其上涂有专用清洗剂，使用时，的清洗带，其上涂有专用清洗剂，使用时，将清洗带放入带仓，按下放音键，让清洗
93、将清洗带放入带仓，按下放音键，让清洗带在录放仓内转动，即可把沾在磁头上的带在录放仓内转动，即可把沾在磁头上的脏物去除。还可以用无水酒精棉球擦洗磁脏物去除。还可以用无水酒精棉球擦洗磁头表面。注意不要用金属镊子夹着棉球擦头表面。注意不要用金属镊子夹着棉球擦洗磁头，以免划伤磁头表面。洗磁头，以免划伤磁头表面。返回本章w除了对磁头的清洗之外，还要定期对金属壳除了对磁头的清洗之外，还要定期对金属壳内的灰尘进行清除，特别是印制板上的灰尘。内的灰尘进行清除，特别是印制板上的灰尘。清除灰尘的最好办法是用吹气法或吸尘器吸清除灰尘的最好办法是用吹气法或吸尘器吸灰法，即用高压氮气等不易燃气体吹去电路灰法，即用高压氮
94、气等不易燃气体吹去电路板上的灰尘，或将吸尘器的软管换上吸口较板上的灰尘，或将吸尘器的软管换上吸口较小的吸尘头，吸除机壳内的灰尘。小的吸尘头，吸除机壳内的灰尘。返回本章w3给机芯定期注油给机芯定期注油w录音座的机芯在长时间连续使用后，相互配录音座的机芯在长时间连续使用后，相互配合的零件间原有的润滑油可能自然挥发，致合的零件间原有的润滑油可能自然挥发，致使传动部件的摩擦阻力明显增大，引起机械使传动部件的摩擦阻力明显增大，引起机械噪声增大，降低机械性能指标。给配合零件噪声增大，降低机械性能指标。给配合零件之间加注润滑油，就能减少摩擦阻力和损耗，之间加注润滑油，就能减少摩擦阻力和损耗，提高传动效率，延
95、长机芯的使用寿命。提高传动效率，延长机芯的使用寿命。返回本章3.4激光唱机与唱片激光唱机与唱片w激光唱机就是利用激光拾取唱片信号的数字激光唱机就是利用激光拾取唱片信号的数字式唱机，简称式唱机，简称CD（CompactDisc）唱机。）唱机。20世纪世纪80年代初，飞利浦公司与索尼公司合年代初，飞利浦公司与索尼公司合作研制并向市场推出实用机型以来，激光唱作研制并向市场推出实用机型以来，激光唱机在全世界得到了飞速发展，从而开创了数机在全世界得到了飞速发展，从而开创了数字音响的新时代。字音响的新时代。返回本章3.4.1信号数字化方法信号数字化方法 w为了将连续的模拟信号变换成离散的数字信为了将连续的
96、模拟信号变换成离散的数字信号，虽有多种方法，但在数字音响中普遍采号，虽有多种方法，但在数字音响中普遍采用的是脉冲编码调制方式，即所谓用的是脉冲编码调制方式，即所谓PCM（PulseCodeModulation）。）。PCM方方式是法国人式是法国人A.H.里福斯于里福斯于1937年发明的，早年发明的，早已广泛应用于通信之中。随着半导体技术的已广泛应用于通信之中。随着半导体技术的进步，特别是发展到超大规模集成电路阶段进步，特别是发展到超大规模集成电路阶段后，后，PCM方式应用于音响领域，并进入家庭。方式应用于音响领域，并进入家庭。返回本章w1数字音响设备的基本组成数字音响设备的基本组成wPCM方式
97、是由取样、量化和编码三个基本环方式是由取样、量化和编码三个基本环节完成的。节完成的。以以PCM为基本技术的数字音响设为基本技术的数字音响设备的原理方框图如图备的原理方框图如图3-65所示。所示。返回本章图3-65 数字音响设备的原理方框图返回本章w2数字音响设备的工作原理数字音响设备的工作原理wPCM方式数字音响设备的工作原理方式数字音响设备的工作原理,可用可用图图3-66所示的波形图来说明。所示的波形图来说明。w（1）取样）取样w对振幅随时间连续变化的信号波形按一定对振幅随时间连续变化的信号波形按一定的时间间隔取出样值，形成在时间上不连的时间间隔取出样值，形成在时间上不连续的脉冲序列，称之为
98、取样，如图续的脉冲序列，称之为取样，如图3-66（b）所示。）所示。返回本章图3-66 PCM录放音过程波形图返回本章w（2）量化）量化w将模拟信号的幅度动态范围划分为相等间将模拟信号的幅度动态范围划分为相等间隔的若干层次，把取样输出的信号电平按隔的若干层次，把取样输出的信号电平按照四舍五入的原则归入最靠近的量值，称照四舍五入的原则归入最靠近的量值，称之为量化，如图之为量化，如图3-66（c）所示。显然，实）所示。显然，实际取样值和归入的量值是有差别的，如果际取样值和归入的量值是有差别的，如果划分的层次越多，那么量化带来的误差就划分的层次越多，那么量化带来的误差就越小。如在越小。如在CD唱片和
99、唱机中，量化层次数唱片和唱机中，量化层次数目目M=216=65536。返回本章w（3）编码）编码w把取样、量化所得的量值变换为二进制数把取样、量化所得的量值变换为二进制数码的过程称为编码，如图码的过程称为编码，如图3-66（d）所示。）所示。在数字音响中，在数字音响中，通常采用通常采用16位（位（bit）数码）数码表示一个量值，即量化位数表示一个量值，即量化位数n=16。w经上述取样、量化和编码所得的数字信号经上述取样、量化和编码所得的数字信号称为称为PCM编码信号，或编码信号，或PCM数字信号。数字信号。返回本章w（4）纠错编码）纠错编码w由于激光唱片和盒式磁带在制作和使用过程中会由于激光唱
100、片和盒式磁带在制作和使用过程中会发生超过容许范围的损伤，使所读出的数字信号发生超过容许范围的损伤，使所读出的数字信号与原来所记录的信号有所差别，因此，必须采取与原来所记录的信号有所差别，因此，必须采取纠正错码的措施。图纠正错码的措施。图3-66（e）中示意的是一种最）中示意的是一种最简单的纠错编码方式，即奇偶校验码。它在简单的纠错编码方式，即奇偶校验码。它在PCM编码的基础上加入适当的表示编码的基础上加入适当的表示1或或0的脉冲，使各的脉冲，使各量化值所对应的量化值所对应的1或或0的脉冲数均为偶数。在重放的脉冲数均为偶数。在重放时，经解调和整形而获得的脉冲序列如图时，经解调和整形而获得的脉冲序
101、列如图3-66（f）所示，通过奇偶校验方法找出其中）所示，通过奇偶校验方法找出其中1101属属错码，再设法用其前后的两个量化值的平均值进错码，再设法用其前后的两个量化值的平均值进行补正，实现纠错。行补正，实现纠错。 返回本章w（5）调制）调制w模拟音频信号经取样、量化、编码和模拟音频信号经取样、量化、编码和CIRC纠错编纠错编码后形成的数字信号，还不宜直接记录在唱片或码后形成的数字信号，还不宜直接记录在唱片或磁带上。因为在数据流中可能会出现磁带上。因为在数据流中可能会出现16位全部为位全部为0或或1的情况，从唱片或磁带上读取时会使信号极的情况，从唱片或磁带上读取时会使信号极不稳定，也会造成伺服
102、系统的不稳定。不稳定，也会造成伺服系统的不稳定。wEFM（EighttoFourteenModulation）调制是）调制是指把纠错编码器送来的每指把纠错编码器送来的每16位数据分成两个字符，位数据分成两个字符，每个字符有每个字符有8位数据，再将位数据，再将8位变换成位变换成14位的数据位的数据单元，作为记录媒介的记录数据，如图单元，作为记录媒介的记录数据，如图3-67所示。所示。返回本章图3-67 EFM调制与凹坑长度 返回本章w（6）帧结构）帧结构w数字信号是以字符为单位的，若偏移数字信号是以字符为单位的，若偏移1位，位，就会使该字符代表的信号电平发生变化。就会使该字符代表的信号电平发生变
103、化。为此，必须把记录信号分割成很小的字组，为此，必须把记录信号分割成很小的字组，并设法判断出各字组之间的分界线，这样并设法判断出各字组之间的分界线，这样的字组称为帧。在帧与帧之间插入帧同步的字组称为帧。在帧与帧之间插入帧同步信号作为分界线。在一帧数字信号中，含信号作为分界线。在一帧数字信号中，含有若干个携带信息的数据字，还含有帧同有若干个携带信息的数据字，还含有帧同步字、纠错检错字、控制字等。在不同的步字、纠错检错字、控制字等。在不同的系统中，帧结构不尽相同。系统中，帧结构不尽相同。 返回本章3.4.2CD唱片唱片 w1激光唱片的结构激光唱片的结构wCD唱片的直径为唱片的直径为120mm，只有
104、立体声密纹，只有立体声密纹唱片的唱片的1/3左右，厚左右，厚1.2mm。外观银光闪闪，。外观银光闪闪，小巧美观，其基本结构如图小巧美观，其基本结构如图3-68（a）所示。）所示。CD唱片的基底材料是高度透明清晰的聚氯乙唱片的基底材料是高度透明清晰的聚氯乙烯塑料，在其上压印有信号面。烯塑料，在其上压印有信号面。返回本章w信号面由从内向外螺旋状分布的间距为信号面由从内向外螺旋状分布的间距为1.6mm的约的约20万条信道所组成，信道由一系万条信道所组成，信道由一系列的凹坑和平台组成，每个凹坑宽列的凹坑和平台组成，每个凹坑宽0.50.6mm，深，深0.110.12mm，凹坑和平台的，凹坑和平台的最小长
105、度是最小长度是0.9mm，最大长度为，最大长度为3.3mm。每。每一次由平台至凹坑或由凹坑至平台的转换都一次由平台至凹坑或由凹坑至平台的转换都代表代表“1”，而两个，而两个“1”之间都是之间都是“0”，见，见图图3-68（b）、（）、（c）。）。返回本章图3-68 激光唱片的结构返回本章w2激光唱片的录制激光唱片的录制w在在CD唱片工厂中，音频信号经过唱片工厂中，音频信号经过PCM编码、编码、纠错编码、调制，形成帧结构信道位流，纠错编码、调制，形成帧结构信道位流，去控制激光束照射涂有光致抗蚀剂的玻璃去控制激光束照射涂有光致抗蚀剂的玻璃母盘，经蚀刻形成由一系列的凹坑和平台母盘，经蚀刻形成由一系列
106、的凹坑和平台所组成的信道，然后镀上银膜制成母盘。所组成的信道，然后镀上银膜制成母盘。由此母盘用镀镍法再制作一金属负片（父由此母盘用镀镍法再制作一金属负片（父片），用此负片再转制一块正片（母片），片），用此负片再转制一块正片（母片），然后以此正片制造一子片，用子片作压模然后以此正片制造一子片，用子片作压模即可印制出一批即可印制出一批CD唱片。唱片。 返回本章3.4.3CD唱机唱机 w1激光唱机的组成激光唱机的组成w激光唱机方框图如图激光唱机方框图如图3-69所示。从图中可以所示。从图中可以看出，看出，CD唱机可以划分成以下几个部分唱机可以划分成以下几个部分 返回本章图3-69 激光唱机方框图返回
107、本章w（1）激光拾音器）激光拾音器w激光拾音器的作用是拾取信号，它由激光二极管激光拾音器的作用是拾取信号，它由激光二极管发出一束激光，并经唱片反射回来，被光导管变发出一束激光，并经唱片反射回来，被光导管变换成脉冲状的电信号，供电路部分解调，恢复出换成脉冲状的电信号，供电路部分解调，恢复出原来的音频信号。原来的音频信号。w（2）机械传动装置及伺服控制机构）机械传动装置及伺服控制机构w机械传动装置及伺服控制机构的作用是保证激光机械传动装置及伺服控制机构的作用是保证激光唱片以恒定的线速度通过激光拾音器，以便于激唱片以恒定的线速度通过激光拾音器，以便于激光拾音器能在相同时间内正确地获得相同数量的光拾音
108、器能在相同时间内正确地获得相同数量的信息，并且要保证激光拾音器能准确聚焦于唱片信息，并且要保证激光拾音器能准确聚焦于唱片的音迹凹凸坑内和行走在激光唱片的音迹中。的音迹凹凸坑内和行走在激光唱片的音迹中。返回本章w（3）解码、纠错及）解码、纠错及D/A变换电路变换电路w该部分电路对激光拾音器拾取的电信号进该部分电路对激光拾音器拾取的电信号进行行EFM解调，并经纠错电路后，由解调，并经纠错电路后，由D/A变换变换器转换成模拟音频信号，供功率放大器放器转换成模拟音频信号，供功率放大器放大后推动扬声器系统发声。大后推动扬声器系统发声。w（4）微电脑、操作键盘和石英振荡器）微电脑、操作键盘和石英振荡器w这
109、部分电路是为使用者能方便灵活地播放这部分电路是为使用者能方便灵活地播放唱片而设计的，通过该部分的操作，唱片而设计的，通过该部分的操作，可以可以顺序、重复和有选择地聆听曲子，也可实顺序、重复和有选择地聆听曲子，也可实现停止、记忆或快进等功能，它取决于操现停止、记忆或快进等功能，它取决于操作键盘的人工指令。另外，还可实现同步作键盘的人工指令。另外，还可实现同步控制。控制。返回本章w2激光拾音器的工作原理激光拾音器的工作原理w激光拾音器的功能是利用激光束从激光拾音器的功能是利用激光束从CD唱片上唱片上读取数字音频信号。激光拾音器的光学原理读取数字音频信号。激光拾音器的光学原理如图如图3-70所示。所
110、示。 返回本章图3-70 激光拾音器光学原理 返回本章图3-71 激光唱片重放原理 返回本章3.4.4CD唱机的选用与维护唱机的选用与维护 w1专业激光唱机的选用专业激光唱机的选用w目前，市场上的专业激光唱机品种不多，目前，市场上的专业激光唱机品种不多，主要为中高档机。专业激光唱机在音质上主要为中高档机。专业激光唱机在音质上差别不大，主要差别在于功能和选材上。差别不大，主要差别在于功能和选材上。一般高档机的控制功能多，执行速度快，一般高档机的控制功能多，执行速度快，屏幕显示数据多。如高档机判断激光唱片屏幕显示数据多。如高档机判断激光唱片曲目的时间可能是零点几秒，而低档机判曲目的时间可能是零点几
111、秒，而低档机判断时间就可能要几秒钟。此外，高档机的断时间就可能要几秒钟。此外，高档机的制造较为考究，多采用贵重金属，以加强制造较为考究，多采用贵重金属，以加强防震性能。防震性能。返回本章w确定好机型后，挑选时还应做如下检查：确定好机型后，挑选时还应做如下检查：w检查唱机的外观有无碰伤、划痕等；检查唱机的外观有无碰伤、划痕等；w查看随机的附件是否齐全，附件一般有查看随机的附件是否齐全，附件一般有遥控器、信号线、测试用的激光唱片以及遥控器、信号线、测试用的激光唱片以及使用说明书和线路图等。使用说明书和线路图等。w通电检查，按下盒仓键，唱片盒仓应自通电检查，按下盒仓键，唱片盒仓应自动伸出，开关自如。
112、各功能键则应手感良动伸出，开关自如。各功能键则应手感良好，执行各功能准确无误，显示正常。好，执行各功能准确无误，显示正常。返回本章w放唱试听。开始放唱后，无机械噪声和电放唱试听。开始放唱后，无机械噪声和电路交流声，各项显示正常，音质清晰优美。路交流声，各项显示正常，音质清晰优美。最好分别使用人声音乐唱片和交响乐唱片试最好分别使用人声音乐唱片和交响乐唱片试听，应均有良好的音质。听，应均有良好的音质。返回本章2CD唱机使用中的注意事项唱机使用中的注意事项w首次使用首次使用CD唱机时，应先检查唱机的电源电压唱机时，应先检查唱机的电源电压设定值是否为设定值是否为220V，如不符，则应调至，如不符，则应
113、调至220V。w有些有些CD唱机在出厂时，为防止运输中的震动损唱机在出厂时，为防止运输中的震动损坏机芯，常用锁紧螺钉将机芯锁定，一般锁紧螺钉坏机芯，常用锁紧螺钉将机芯锁定，一般锁紧螺钉位于位于CD唱机的底部。使用前必须将其旋松后取下，唱机的底部。使用前必须将其旋松后取下，否则唱机无法正常工作。否则唱机无法正常工作。wCD唱机应放置在水平而牢靠的平面上，且应远唱机应放置在水平而牢靠的平面上，且应远离震动大的设备及有磁性的物体。离震动大的设备及有磁性的物体。返回本章wCD唱机放置场所应保持整洁，防止灰尘唱机放置场所应保持整洁，防止灰尘及潮气的侵入，尤其要避免金属等异物掉及潮气的侵入，尤其要避免金属
114、等异物掉入机内，损坏唱机。入机内，损坏唱机。wCD唱机与其他音响设备连接前，应将唱唱机与其他音响设备连接前，应将唱机和其他设备的电源关掉，再实施连接。机和其他设备的电源关掉，再实施连接。连接时应用带有屏蔽层的信号线从连接时应用带有屏蔽层的信号线从CD唱机唱机的左右输出插座接至调音台或功率放大器的左右输出插座接至调音台或功率放大器的输入插座上，切勿将的输入插座上，切勿将CD唱机与功率放大唱机与功率放大器的器的PHONE插座连接。插座连接。返回本章w音量不可开得过大，以防止乐曲开始时音量不可开得过大，以防止乐曲开始时扬声器因输出突然加大而造成损坏。扬声器因输出突然加大而造成损坏。wCD唱机带有的遥
115、控器应避免阳光直射或唱机带有的遥控器应避免阳光直射或强光照射，以防误动作。若发现遥控器的强光照射，以防误动作。若发现遥控器的遥控距离变短，或遥控角度变小，则表示遥控距离变短，或遥控角度变小，则表示其电池电压太低，需更换。遥控器长期不其电池电压太低，需更换。遥控器长期不用时，应将电池取出。用时，应将电池取出。w正确取放唱片，不要使用劣质唱片。正确取放唱片，不要使用劣质唱片。返回本章3.5DCC数字盒式磁带录音机数字盒式磁带录音机wDCC（DigitalCompactCassette）是数字）是数字式盒式磁带录音机的缩写。飞利浦公司最先式盒式磁带录音机的缩写。飞利浦公司最先公布整个系统，并提议在重
116、放数字声音时采公布整个系统，并提议在重放数字声音时采用压缩技术。因此，国际上均以飞利浦制式用压缩技术。因此，国际上均以飞利浦制式的的DCC作为数字盒式磁带系统的标准制式。作为数字盒式磁带系统的标准制式。返回本章3.5.1DCC系统概述系统概述 w为了与现行的盒式磁带兼容，为了与现行的盒式磁带兼容，DCC磁带的宽磁带的宽度与现行盒式磁带相同，也是度与现行盒式磁带相同，也是3.78mm，带盒，带盒大小尺寸也相同。然而，要以大小尺寸也相同。然而，要以44.1kHz的频率的频率对两个声道录下对两个声道录下16bit的音频取样信号，就需的音频取样信号，就需要有要有1.4Mbps的数据传输率。如果把编码间
117、的数据传输率。如果把编码间隔与纠错码包括进去，整个数据量还要增加隔与纠错码包括进去，整个数据量还要增加一倍。因此，必须寻求以较少数据来记录音一倍。因此，必须寻求以较少数据来记录音频信号的可行办法。频信号的可行办法。DCC采用了采用了PASC数据数据压缩技术。压缩技术。返回本章w目前盒式走带机构的最大缺点是抖晃大，目前盒式走带机构的最大缺点是抖晃大，影响放音质量。磁头脏污和磁带的轻微损影响放音质量。磁头脏污和磁带的轻微损伤也会严重降低音质。由于伤也会严重降低音质。由于DCC采用数字采用数字方式录音，数码的存储缓冲作用可以使抖方式录音，数码的存储缓冲作用可以使抖晃的影响减小到微不足道的程度。而且晃
118、的影响减小到微不足道的程度。而且DCC的数码系统具有适当的纠错能力，可的数码系统具有适当的纠错能力，可以避免因磁头脏污和磁带轻微损伤而影响以避免因磁头脏污和磁带轻微损伤而影响音质的情况。音质的情况。返回本章3.5.2DCC系统的组成及工作原理系统的组成及工作原理 w1DCC盒带声迹结构及种类盒带声迹结构及种类wDCC盒带外形与录像带相似，只能从一个方盒带外形与录像带相似，只能从一个方向放入放音座，磁带因其前方有保护片而平向放入放音座，磁带因其前方有保护片而平时不会裸露在外。时不会裸露在外。DCC的外壳尺寸、磁带宽的外壳尺寸、磁带宽度及磁带轴中心位置、大小都与模拟盒带相度及磁带轴中心位置、大小都
119、与模拟盒带相同。这两种盒带的形状和尺寸如图同。这两种盒带的形状和尺寸如图3-72所示。所示。返回本章图3-72 DCC及TAPE盒带的形状和尺寸返回本章图3-73 DCC磁带的磁迹结构返回本章wDCC磁带的磁迹结构如图磁带的磁迹结构如图3-73所示。它分所示。它分为上、下两层，一层用于正向走带时的录为上、下两层，一层用于正向走带时的录放，另一层用于反向走带时的录放。每层放，另一层用于反向走带时的录放。每层为左、右两个声道，共有为左、右两个声道，共有9根磁迹，每根磁根磁迹，每根磁迹的宽度为迹的宽度为185mm，间隔，间隔10mm。在。在9根磁根磁迹中，有迹中，有8根用于数字音频信号的录放，第根用
120、于数字音频信号的录放，第9根用于记录检索、跟踪及显示节目的信息。根用于记录检索、跟踪及显示节目的信息。由于录音的最小波长为由于录音的最小波长为0.99mm，频率较高，频率较高，故需用优质视频铬带才能录下全部数据。故需用优质视频铬带才能录下全部数据。返回本章wDCC磁头分为固定双磁头和可旋转单磁头磁头分为固定双磁头和可旋转单磁头两种，采用薄膜式半导体磁头，用类似于两种，采用薄膜式半导体磁头，用类似于大规模集成电路工艺中的掩膜技术制成。大规模集成电路工艺中的掩膜技术制成。第一层是两片磁阻式磁头，用来读取磁带第一层是两片磁阻式磁头，用来读取磁带上的数字或模拟信号；第二层是磁感应式上的数字或模拟信号；
121、第二层是磁感应式磁头，用来把数字信息写到磁带上。因此，磁头，用来把数字信息写到磁带上。因此，DCC只需一只这样的组合式录放磁头即可只需一只这样的组合式录放磁头即可录放数字信号而无需抹音磁头。录放数字信号而无需抹音磁头。DCC磁头磁头的形状及录放头位置安排如图的形状及录放头位置安排如图3-74所示。所示。返回本章图3-74 DCC磁头的形状及录放头位置安排返回本章w磁带走动时磁头工作情况是这样的：当磁磁带走动时磁头工作情况是这样的：当磁带往右走时，放音座首先判断出是带往右走时，放音座首先判断出是DCC盒盒带还是带还是TAPE盒带。若是盒带。若是DCC盒带，则启动盒带，则启动DCC系统，磁头上层开
122、始工作。放音座若系统，磁头上层开始工作。放音座若采用固定双磁头式，则启动左半磁头；若采用固定双磁头式，则启动左半磁头；若用可旋转单磁头，则需把磁头用可旋转单磁头，则需把磁头DCC部分转部分转到上层。到上层。返回本章w若是模拟磁带，则磁头的下层与磁带配合，若是模拟磁带，则磁头的下层与磁带配合，恰好对应于模拟盒带的恰好对应于模拟盒带的A面放音。若磁带向左面放音。若磁带向左走动，则右半磁头工作。这样的机械结构，走动，则右半磁头工作。这样的机械结构，使得使得DCC放音座能兼放模拟盒带。放音座能兼放模拟盒带。返回本章2DCC系统的组成系统的组成wDCC系统组成如图系统组成如图3-75所示。图中下半部所示
123、。图中下半部分是放音系统，上半部分是民用分是放音系统，上半部分是民用DCC录音录音系统。对放音系统，最右端的输入先经电系统。对放音系统，最右端的输入先经电子开关控制模拟放音或子开关控制模拟放音或DCC放音。若为模放音。若为模拟信号放音，则经模拟放音电路直接放出；拟信号放音，则经模拟放音电路直接放出；若是若是DCC放音，则需经解调、纠错、格式放音，则需经解调、纠错、格式解码，然后再送到解码，然后再送到PASC解码得到解码得到PCM码，码，最后经最后经D/A变换输出模拟信号。变换输出模拟信号。DCC的纠错的纠错系统采用里德所罗门交叉编码。系统采用里德所罗门交叉编码。 返回本章w为进一步减少出错率，
124、该系统还采用为进一步减少出错率，该系统还采用8-10编编码，把数字信号中连续出现码，把数字信号中连续出现“1”或或“0”的的可能性排除，因此具有较强的抗记录丢失能可能性排除，因此具有较强的抗记录丢失能力，在力，在8路声迹中整整丢失一路，仍不会影响路声迹中整整丢失一路，仍不会影响音质；丢失音质；丢失2路声迹的时间可达路声迹的时间可达128ms，几何，几何尺寸为尺寸为6.1mm。需要指出，对图。需要指出，对图3-75所示的所示的DCC录音过程，录出的数字带不具备预录制录音过程，录出的数字带不具备预录制带的很多特殊功能。带的很多特殊功能。返回本章图3-75 DCC系统组成返回本章3PASC编码编码w
125、研究发现，在盒式录音机的标准带速研究发现，在盒式录音机的标准带速（4.76cm/s）下，每根磁迹能够可靠地储）下，每根磁迹能够可靠地储存约存约100Kbps的数字信息。因此，的数字信息。因此，DCC可可以有近以有近800Kbps用于音频信息（用于音频信息（DCC的标的标准为准为768Kbps），但其中有一半用于里德），但其中有一半用于里德所罗门交错同步位和所罗门交错同步位和8-10调制方式。调制方式。返回本章w这意味着只剩下这意味着只剩下384Kbps用于音频信息本身。用于音频信息本身。这个数字只是这个数字只是1.4Mbps数据传输速率的数据传输速率的1/4左左右。因此，飞利浦公司在右。因此，
126、飞利浦公司在DCC中提出了一种中提出了一种新的编码技术，称为精密自适应子频段编码，新的编码技术，称为精密自适应子频段编码，简称简称PASC编码。编码。返回本章wPASC编码既不同于计算机和数据通信中采用编码既不同于计算机和数据通信中采用的数据压缩方法，也不同于的数据压缩方法，也不同于CD和和DAT采用的采用的脉冲编码调制（脉冲编码调制（PCM）方法。）方法。PCM是在是在16bit线性范围内，用数字来完整地表示声音线性范围内，用数字来完整地表示声音信号，而信号，而PASC采用的却是听觉逼近法，其压采用的却是听觉逼近法，其压缩原理是以缩原理是以“人类听觉的最低听阈人类听觉的最低听阈”和和“掩掩蔽
127、效应蔽效应”为基础的为基础的返回本章wPASC编码数据压缩技术的特色有以下三点。编码数据压缩技术的特色有以下三点。w（1）利用听觉的阈值和掩蔽效应）利用听觉的阈值和掩蔽效应w先用滤波器将音频范围划分为宽度相等的先用滤波器将音频范围划分为宽度相等的32个子频段。这种划分是线性的，每个子个子频段。这种划分是线性的，每个子频段的宽度约为频段的宽度约为600Hz。然后对每个子频带。然后对每个子频带进行分析，并不断地用不同的阈值去适应进行分析，并不断地用不同的阈值去适应不同的声音信号。即阈值随着信号的改变不同的声音信号。即阈值随着信号的改变而改变，不断地逼近人类听觉的实际阈值。而改变，不断地逼近人类听觉
128、的实际阈值。由于它略去阈值以下的声音信号，只对超由于它略去阈值以下的声音信号，只对超过阈值的声音进行储存和编码，故效率大过阈值的声音进行储存和编码，故效率大大提高。大提高。返回本章w（2）采用灵活的尾数和阶码）采用灵活的尾数和阶码wPASC采用浮点记数，用二进制的尾数（数采用浮点记数，用二进制的尾数（数值部分）和阶码（指数部分）来表示一个值部分）和阶码（指数部分）来表示一个数。数。PASC码的尾数最大字长为码的尾数最大字长为15bit。在。在不必用全部字长来表示数码时，它自动采不必用全部字长来表示数码时，它自动采用较短的字长。因此，尾数决定了整个系用较短的字长。因此，尾数决定了整个系统的分辨率
129、，阶码则用来改变尾数上下变统的分辨率，阶码则用来改变尾数上下变化的动态范围。化的动态范围。返回本章w在整个动态范围内，在整个动态范围内，DCC数字的阶码并不数字的阶码并不是线性的，而是反映听觉的非线性。因为是线性的，而是反映听觉的非线性。因为人耳对强音的分辨力很差，不能听出人耳对强音的分辨力很差，不能听出118dB和和120dB两个强音之间的响度差别；但在两个强音之间的响度差别；但在听弱音时，却对响度的细微差别很敏感，听弱音时，却对响度的细微差别很敏感，此时即使按每级此时即使按每级2dB来划分也嫌过大。因此，来划分也嫌过大。因此，PASC按照听觉的特性灵活地限定阶码的大按照听觉的特性灵活地限定
130、阶码的大小，所以比小，所以比PCM线性编码具有更高的效率，线性编码具有更高的效率，可以省出大量不必要的数据空间。可以省出大量不必要的数据空间。返回本章w（3）采用再分配技术来进行信息的移动处）采用再分配技术来进行信息的移动处理理w由于音乐信号的波形总是不断地在变化，由于音乐信号的波形总是不断地在变化，这意味着并非所有这意味着并非所有32个子频带的有效空间个子频带的有效空间都始终被用上，实际上超过阈值的许多空都始终被用上，实际上超过阈值的许多空间是空闲的。因此，在组成录音编码的时间是空闲的。因此，在组成录音编码的时候，候，PASC把信息从爆满的子频带移到那些把信息从爆满的子频带移到那些处于全部或
131、部分空闲的子频带，并给它们处于全部或部分空闲的子频带，并给它们加上地址码，加上地址码，在放音时再把它们按原样正在放音时再把它们按原样正确地重新组合起来。确地重新组合起来。返回本章图3-76 PASC编码原理框图返回本章PASC编码过程主要分为编码过程主要分为3个步骤：个步骤： w第一步：将全频带数字音频信号分成第一步：将全频带数字音频信号分成32个子个子带。带。w模拟音频信号量化后输入到模拟音频信号量化后输入到PASC入口处，这入口处，这种数字音频信号应符合种数字音频信号应符合IEC958关于数字音关于数字音频接口标准规定的格式。频接口标准规定的格式。PASC编码首先将这编码首先将这种全频带数
132、字音频信号用种全频带数字音频信号用FIR型的数字带通滤型的数字带通滤波器分解成波器分解成32个子频带（简称子带）。个子频带（简称子带）。 返回本章w第二步：压缩编码处理。第二步：压缩编码处理。wPASC是一种根据人耳听觉特性进行压缩的是一种根据人耳听觉特性进行压缩的高效宽带音频编码方式。编码处理过程如高效宽带音频编码方式。编码处理过程如下：下：w以各子带中的以各子带中的12个数据为一个单元，在个数据为一个单元，在这个单元中找出最大的值称该最大值为比这个单元中找出最大的值称该最大值为比例因子，并用例因子，并用6位量化。位量化。w计算当前各子带中的信号能量，以确定计算当前各子带中的信号能量，以确定
133、各子带的量化位数。各子带的量化位数。返回本章w编码处理过程中的各子带量化位数是自适编码处理过程中的各子带量化位数是自适应分配的，分配的基本原则是根据人耳的应分配的，分配的基本原则是根据人耳的掩蔽效应，删去那些位于掩蔽阈之下的声掩蔽效应，删去那些位于掩蔽阈之下的声级，只保留位于掩蔽阈之上的声级并根据级，只保留位于掩蔽阈之上的声级并根据这些保留的声级来分配从这些保留的声级来分配从215中的一个适中的一个适当的量化位数给各个子带。这样，当的量化位数给各个子带。这样，PASC在在两个方面是自适应的，即人耳的掩蔽阈是两个方面是自适应的，即人耳的掩蔽阈是随输入音频信号而随时变化的，量化位数随输入音频信号而
134、随时变化的，量化位数是自适应分配的。是自适应分配的。返回本章w第三步：编成第三步：编成PASC格式。格式。w经前述步骤，确定了各子带的最大值及量化经前述步骤，确定了各子带的最大值及量化位数后，就可将这些数据及取样数据编成位数后，就可将这些数据及取样数据编成PASC规定的格式。这些数据包括子带号码、规定的格式。这些数据包括子带号码、该子带的量化位数、左右声道的指示符、同该子带的量化位数、左右声道的指示符、同步信号等。步信号等。返回本章wPASC以以32位为一个单位，第位为一个单位，第1个单位个单位32位表位表示的分别是同步信号、传码速率、节目信息示的分别是同步信号、传码速率、节目信息（如立体声、
135、单声道）等。第（如立体声、单声道）等。第29个单位共个单位共256位，各子带的量化位数为位，各子带的量化位数为4，对于左右两，对于左右两个声道而言，共有个声道而言，共有64个子带，这样个子带，这样464=256位，刚好为位，刚好为8个单位。个单位。PASC格式中还有格式中还有64个个子带的位因数及根据量化位数重新量化处理子带的位因数及根据量化位数重新量化处理过的过的12个取样数据。个取样数据。返回本章wPASC的一帧为的一帧为96个单位，共有个单位，共有9632=3072位。形成的位。形成的PASC格式数码，再经过格式数码，再经过8-10调制调制后作为主数据的一部分，用后作为主数据的一部分，用
136、8轨迹的轨迹的DCC磁头磁头记录在磁带上，这样就完成了记录在磁带上，这样就完成了PASC的编码任的编码任务。务。返回本章3.6MD小型光盘系统小型光盘系统wMD系统是在系统是在CD系统的基础上发展起来的，系统的基础上发展起来的，它不但能放音还能录音，并且抗震性能极好。它不但能放音还能录音，并且抗震性能极好。它采用它采用PCM技术和技术和ATRAC数据压缩技术，而数据压缩技术，而防翻录系统则采用防翻录系统则采用SCMS技术，与技术，与DAT、DCC音源一样，只能复制一代，复制出的盘音源一样，只能复制一代，复制出的盘片不能再复制第二代，它的误码校正采用里片不能再复制第二代，它的误码校正采用里德所罗
137、门技术（德所罗门技术（CIRC），与），与CD唱片相同。唱片相同。 返回本章其主要性能指标及规格如表其主要性能指标及规格如表3-6所示。所示。 w表表3-6MD系统性能指标系统性能指标声声 道道2取取 样样 频频 率率44.1kHz录录 放放 时时 间间74min频率频率响应响应520000Hz编码系编码系统统ATRAC转速转速1.21.4m/s动态动态范围范围105dB调制系调制系统统EFM光盘光盘直径直径64mm抖晃抖晃率率测量不测量不到到纠错系纠错系统统CIRC盒带盒带尺寸尺寸72 mm68 mm5mm返回本章3.6.1MD唱片唱片 wMD唱片外形如同电脑的唱片外形如同电脑的3.5英寸软
138、盘，中心英寸软盘，中心部位有作紧固之用的铁片，使用时唱机利用部位有作紧固之用的铁片，使用时唱机利用磁铁将它吸住，在电动机带动下作高速旋转。磁铁将它吸住，在电动机带动下作高速旋转。外面有塑料保护盒，既保护了盘片，又便于外面有塑料保护盒，既保护了盘片，又便于携带。盒面上下对应位置处都开有数据读携带。盒面上下对应位置处都开有数据读/写写窗。外形如图窗。外形如图3-77所示。所示。 返回本章图3-77 MD唱片外形返回本章1上盖板；2下盖板；3插件；4窗口；5窗口锁；6唱片；7紧固铁片；8螺钉返回本章w（1）预录制盘片）预录制盘片w预录制光盘与预录制光盘与CD唱片一样，盘片上已经印唱片一样，盘片上已经
139、印制好代表制好代表“1”的坑和代表的坑和代表“0”的岛，其的岛，其截面如图截面如图3-79（a）所示。利用聚碳酸酯作）所示。利用聚碳酸酯作基座，信号沿半径方向的分布状态如图基座，信号沿半径方向的分布状态如图3-79（b）所示。盒的下一面装光门，供激光）所示。盒的下一面装光门，供激光头读取信号，其拾音过程如图头读取信号，其拾音过程如图3-81（b）所）所示，用示，用0.5mW的激光束照射在盘片上，根的激光束照射在盘片上，根据读出反射光量的大小来获取信号。据读出反射光量的大小来获取信号。返回本章图3-79 预录制光盘的结构及信号分布返回本章w（2）可录制光盘）可录制光盘w可录制光盘又称为可录可抹磁
140、光盘，其截面如图可录制光盘又称为可录可抹磁光盘，其截面如图3-80（a）所示。它由保护层、反射层、介质膜、）所示。它由保护层、反射层、介质膜、磁性膜（磁性膜（MO）和聚碳酸酯基底组成。其中最关键）和聚碳酸酯基底组成。其中最关键的是的是MO（磁光）层，（磁光）层，MO层的上面是磁记录层，层的上面是磁记录层，由磁性材料构成，它具有垂直磁化方向的记录特由磁性材料构成，它具有垂直磁化方向的记录特性。可录制光盘的信号分布如图性。可录制光盘的信号分布如图3-80（b）所示，）所示，其数据安排很像计算机软盘格式，而不像其数据安排很像计算机软盘格式，而不像CD唱片。唱片。可记录区是用户目录表、记录节目编号、占
141、有轨可记录区是用户目录表、记录节目编号、占有轨迹数、起始和终止地址等。迹数、起始和终止地址等。返回本章图3-80 可录制光盘的结构及信号分布返回本章w可录制光盘的两面都开有窗口，一个窗口可录制光盘的两面都开有窗口，一个窗口供激光束扫描，另一个窗口使调制磁场作供激光束扫描，另一个窗口使调制磁场作用到唱片上。由于盘片上记录信号的区域用到唱片上。由于盘片上记录信号的区域预先刻有按一定周期变化的弯曲蛇形沟槽，预先刻有按一定周期变化的弯曲蛇形沟槽，如图如图3-82所示，每个周期都记录有连续编所示，每个周期都记录有连续编序的地址码，所以可以非常方便地进行选序的地址码，所以可以非常方便地进行选址或快速搜索节
142、目。这些蛇形槽的另一个址或快速搜索节目。这些蛇形槽的另一个重要作用是用做放音循迹和主导轴伺服数重要作用是用做放音循迹和主导轴伺服数据。据。返回本章图3-82 可录制光盘片上的弯曲蛇形沟槽 返回本章w可录制光盘的录音和抹音原理是：当用激光可录制光盘的录音和抹音原理是：当用激光束对该束对该MO层的某点加热到居里温度以上时，层的某点加热到居里温度以上时，该点磁性材料会被退磁，即可对原记录信号该点磁性材料会被退磁，即可对原记录信号抹音；当该点温度开始下降，若加上相应的抹音；当该点温度开始下降，若加上相应的磁场，则磁性材料又会按磁场极性再次磁化，磁场，则磁性材料又会按磁场极性再次磁化，N磁极代表磁极代表
143、“1”，S磁极代表磁极代表“0”，这样便，这样便可录制新的信号。可录制新的信号。返回本章w可录制光盘的拾音（放音）原理如图可录制光盘的拾音（放音）原理如图3-81（a）所示。用线偏振激光束照射）所示。用线偏振激光束照射MO层，层，反射回来的激光束的偏振面会根据该点磁层反射回来的激光束的偏振面会根据该点磁层磁化方向（磁化方向（N极或极或S极）的不同而产生不同的极）的不同而产生不同的旋转，改变了偏振方向的激光束由相应的装旋转，改变了偏振方向的激光束由相应的装置处理后输出置处理后输出“0”、“1”的数字信号。的数字信号。 返回本章图3-81 两种光盘的拾音原理 返回本章3.6.2MD唱机原理唱机原理
144、 w1MD拾音原理拾音原理wMD系统对于预录制音乐光盘是利用反射光量系统对于预录制音乐光盘是利用反射光量的增减来拾音，而对于可录制光盘则是利用的增减来拾音，而对于可录制光盘则是利用反射光的偏振变化来拾音。反射光的偏振变化来拾音。MD唱机拾音原理唱机拾音原理框图如图框图如图3-84所示。它采用所示。它采用A、B两个受光元两个受光元件，对于预录制光盘，如果无坑，则反射光件，对于预录制光盘，如果无坑，则反射光基本返回到两个受光元件上；如果有坑，则基本返回到两个受光元件上；如果有坑，则反射光就会形成衍射，基本上不能返回到两反射光就会形成衍射，基本上不能返回到两个受光元件上。个受光元件上。 返回本章w因
145、此，根据两个受光元件的光量之和因此，根据两个受光元件的光量之和A+B的大小，就可以读出比特的有无（的大小，就可以读出比特的有无（“1”或或“0”）。对可录制光盘，由于克尔效应使）。对可录制光盘，由于克尔效应使反射光的偏振对应反射光的偏振对应N极或极或S极有少许正或负极有少许正或负方向的旋转，因此当这个反射光通过偏光方向的旋转，因此当这个反射光通过偏光束分离器时，如果反射光的偏振为正方向，束分离器时，如果反射光的偏振为正方向，则两个受光元件的光量为则两个受光元件的光量为AB；如果反射；如果反射光的偏振为负方向，则两个受光元件的光光的偏振为负方向，则两个受光元件的光量为量为BA。因此，根据两个受光
146、元件的光。因此，根据两个受光元件的光量差量差A-B是正值还是负值，就可以读出是正值还是负值，就可以读出N极极和和S极。这就是极。这就是MD拾音的基本原理。拾音的基本原理。 返回本章图3-83 MD唱机典型结构返回本章图3-84 MD拾音原理框图 返回本章2MD记录技术记录技术wMD系统采用的记录技术，与由系统采用的记录技术，与由Sony/Philips标准化的标准化的“橙皮书橙皮书”中的第中的第一部分一部分CD-MO基本相同，也即采用了覆盖基本相同，也即采用了覆盖磁场调制方式，如图磁场调制方式，如图3-85所示。正是由于所示。正是由于在消磁的同时可以记录新数据，故把它称在消磁的同时可以记录新数
147、据，故把它称为覆盖方式。覆盖磁场调制方式的优点是为覆盖方式。覆盖磁场调制方式的优点是记录精度高、稳定性好、光学机构简单、记录精度高、稳定性好、光学机构简单、出错率低、调制性能好。另外，即使唱片出错率低、调制性能好。另外，即使唱片上有微米级的尘埃，也不会影响记录的质上有微米级的尘埃，也不会影响记录的质量。量。返回本章图3-85 覆盖磁场调制重写返回本章3ATRAC声频压缩技术声频压缩技术wMD盘片的直径只有盘片的直径只有64mm，如果用来记录和，如果用来记录和CD一样的信号，只能录放一样的信号，只能录放10多分钟。为了能多分钟。为了能够录放长达够录放长达74分钟的音频信号，必须将音频分钟的音频信
148、号，必须将音频数据进行压缩处理。数据进行压缩处理。MD系统采用自适应变换系统采用自适应变换听觉编码（听觉编码（AdaptiveTransformAcousticCoding），简称），简称ATRAC，它可以将音频数，它可以将音频数据压缩到原来的据压缩到原来的1/5，即可将，即可将1.4Mbps（2ch16bit44.1kHz）压缩为）压缩为0.3Mbps。 返回本章wMD以以44.1kHz的取样频率、的取样频率、16位的量化，位的量化，把连续的模拟信号变换成数字信号，以每把连续的模拟信号变换成数字信号，以每个声道个声道512个取样值组成一个音频帧，个取样值组成一个音频帧，1帧帧的时间大约相当于
149、的时间大约相当于11.6ms（512/44100），），1帧的帧的PCM音频信号经音频信号经QMF频带分割滤波频带分割滤波器将频带分成高频段器将频带分成高频段1122kHz（16个子个子带），中频段带），中频段5.511kHz（16个子带），个子带），低频段低频段05.5kHz（20个子带）。个子带）。返回本章w因此整个音频频带分成了三段，因此整个音频频带分成了三段，52个不均匀个不均匀子带。然后在子带。然后在MDCT改良离散余弦变换中将改良离散余弦变换中将三个频段的时域信号变成频谱信号，再经位三个频段的时域信号变成频谱信号，再经位数分配、压缩，变为每个声道数分配、压缩，变为每个声道212个字
150、节（每个字节（每个字节个字节8位）。编解码流程图如图位）。编解码流程图如图3-86所示。所示。返回本章图3-86 ATRAC编解码器的流程图返回本章wATRAC编码利用人耳听觉特性中的最低听阈编码利用人耳听觉特性中的最低听阈和掩蔽效应，把不能听到的那部分声音信息和掩蔽效应，把不能听到的那部分声音信息去掉，只把人耳真正听得到的信息成分取出，去掉，只把人耳真正听得到的信息成分取出，按其幅值的相对大小自适应地分配位数，从按其幅值的相对大小自适应地分配位数，从而达到高效压缩编码的目的。原理如图而达到高效压缩编码的目的。原理如图3-87所示。所示。返回本章图3-87 ATRAC听觉心理原理图返回本章4防
151、震缓冲技术防震缓冲技术w震动或受到冲击时，通常的激光拾音器很容震动或受到冲击时，通常的激光拾音器很容易偏离唱片上的音迹而产生跳音或中断。易偏离唱片上的音迹而产生跳音或中断。MD使用的半导体存储器能使抗震性能获得改善。使用的半导体存储器能使抗震性能获得改善。它接在它接在EFM/CIRC译码器与译码器与ATRAC译码器之译码器之间，作为数据缓冲之用，故又称为防震缓冲间，作为数据缓冲之用，故又称为防震缓冲存储器，其工作原理如图存储器，其工作原理如图3-88所示。所示。返回本章图3-88 防震缓冲存贮器的工作原理返回本章w在在MD唱机中，光学读唱机中，光学读/写头从光盘上以写头从光盘上以1.4Mbps
152、的数据传输码率读取盘片上记录的数据传输码率读取盘片上记录的音乐信号数据，并把它存入存储器，而的音乐信号数据，并把它存入存储器，而同时同时ATRAC解码器的解码率仅为解码器的解码率仅为300Kbps，因而从，因而从D/A转换器输出的音乐信号是没有转换器输出的音乐信号是没有间断的。间断的。w正是由于光学拾音器和正是由于光学拾音器和ATRAC解码器之间解码器之间存在着不同的数据传输率，因而可以利用存在着不同的数据传输率，因而可以利用两者的速度差，在两者的速度差，在EFM/CIRC解码器与解码器与ATRAC解码器之间增设一个解码器之间增设一个1Mb的的DRAM（动态存储器）。（动态存储器）。 返回本章
153、w这时，音乐放音仅用这时，音乐放音仅用0.9s的时间就可使数字的时间就可使数字信号装满信号装满DRAM，如果遇到较大的振动使，如果遇到较大的振动使盘上的数据不能被读出时，也能够在盘上的数据不能被读出时，也能够在3s的的时间内从时间内从DRAM中继续向中继续向ATRAC解码器输解码器输送数字信号，因而不会出现跳音或哑音现送数字信号，因而不会出现跳音或哑音现象。象。返回本章w与此同时，在盘的四周刻有成型记录的地与此同时，在盘的四周刻有成型记录的地址，址，CPU可即时得知激光头的当前位置和可即时得知激光头的当前位置和其应处的位置，较大的振动将使两个地址其应处的位置，较大的振动将使两个地址不重合，表明
154、激光头的位置不对，这样不重合，表明激光头的位置不对，这样CPU就可对激光头进行控制，使它在就可对激光头进行控制，使它在3s内内找到正确地址所在的位置，并继续高速读找到正确地址所在的位置，并继续高速读出，以便迅速地填充出，以便迅速地填充DRAM中留下的该写中留下的该写入的空间。入的空间。 返回本章w综上所述，整个综上所述，整个MD系统是集磁、光、电、系统是集磁、光、电、机于一体的高科技产品，它既有机于一体的高科技产品，它既有CD唱片的唱片的长期保存性，又具有磁带的易录写性能。长期保存性，又具有磁带的易录写性能。高质量的高质量的MD唱片可进行唱片可进行100万次重写而不万次重写而不改变盘片的质量。同时它还具有计算机软改变盘片的质量。同时它还具有计算机软盘编排用户区的功能，而且在录制、重录、盘编排用户区的功能，而且在录制、重录、放音的灵活性上都是磁带所望尘莫及的。放音的灵活性上都是磁带所望尘莫及的。返回本章
