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第1章 声音重放的物理过程1

1.1 声波1

1.1.1 声音1

1.1.2 声音三要素2

1.2 声场的理论3

1.2.1 声场方程式4

1.2.2 速度势6

1.2.3 平面波声场7

1.2.4 驻波9

1.2.5 球面波声场9

1.2.6 声波的折射11

1.2.7 声波的衍射12

1.3 声音辐射系统13

1.3.1 圆形活塞振动板产生的声场13

1.3.2 辐射声的指向性15

1.3.3 辐射阻抗18

1.3.4 障板附近点声源的辐射功率21

1.4 机械振动系统23

1.4.1 单一自由度振动系统23

1.4.2 膜振动25

1.4.3 板的振动25

1.5 声音振动系统26

1.5.1 声管中传播的声波26

1.5.2 声学元件27

1.5.3 声变量器29

1.6 电—力—声系统类比29

1.6.1 机械系统的等效电路29

1.6.2 声音系统的等效电路30

1.6.3 电—力—声类比32

1.7 电声换能器33

1.7.1 电动式换能器34

1.7.2 静电式换能器36

参考文献39

第2章 听觉心理40

2.1 人耳和听觉40

2.1.1 人耳的构造41

2.1.2 听觉的机理42

2.2 声音的属性43

2.3 听阈43

2.4 音调（声音的高低）44

2.4.1 影响音调的主要因素44

2.4.2 音调的量度45

2.5 声音的响度和等响曲线45

2.5.1 声音的强度和响度45

2.5.2 等响曲线45

2.5.3 宋尺度46

2.5.4 声音的响度和持续时间46

2.6 噪声公害47

2.6.1 噪声强度的表示方法47

2.6.2 NRN曲线47

2.7 掩蔽48

2.7.1 掩蔽效应48

2.7.2 纯音相互间的掩蔽49

2.7.3 由掩蔽引起的音色变化50

2.7.4 临界频带的宽度50

2.8 对声音变化的感觉51

2.8.1 辨别阈51

2.8.2 频率的辨别阈51

2.8.3 声强的辨别阈51

2.8.4 调频的辨别阈52

2.8.5 调幅的辨别阈52

2.8.6 频率特性变化的辨别阈52

2.8.7 失真的辨别阈53

2.8.8 相位变化的辨别阈54

2.9 对音色的感觉56

2.9.1 关于音色56

2.9.2 决定音色的因素56

2.9.3 音质的评价术语57

2.9.4 音质评价术语与物理特性的关系61

2.10 两声道重放声的方向定位62

2.10.1 方向定位能力62

2.10.2 两声道的方向定位63

2.10.3 两声道重放63

2.10.4 关于立体声声场的牧田理论64

2.10.5 声像的性质65

2.11 多声道重放的方向定位66

2.11.1 真实声源在水平面内的方向定位66

2.11.2 合成声源在水平面内的方向定位69

2.11.3 多声道立体声用扬声器的排列70

2.11.4 各声道间的相位差和压迫感71

2.11.5 声场的广度感觉71

参考文献73

第3章 节目声的性质75

3.1 声源的性质75

3.1.1 表示声源性质的方法75

3.1.2 频带76

3.1.3 动态范围76

3.1.4 指向性77

3.2 节目声的性质77

3.2.1 广播节目声性质的表示方法77

3.2.2 频谱78

3.2.3 电平分布78

3.2.4 频谱—电平分布80

3.2.5 两声道立体声与四声道信号81

参考文献82

第4章 高保真扬声器应有的性能83

4.1 声频重放装置的组成和扬声器的任务83

4.1.1 声频重放装置的组成83

4.1.2 影响重放音质的各种因素84

4.2 输出声压级84

4.2.1 输出声压级和效率84

4.2.2 额定输入功率和最大输入功率86

4.2.3 最大输出声压级86

4.3 失真87

4.3.1 谐波失真87

4.3.2 互调失真87

4.3.3 异常声88

4.4 输出声压频率特性88

4.4.1 重放频带88

4.4.2 输出声压频率特性89

4.4.3 功率响应90

4.5 指向性90

4.5.1 高保真扬声器的指向性90

4.5.2 扩声用扬声器的指向性91

4.6 电阻抗特性92

4.7 瞬态特性92

4.8 相位特性93

4.9 扬声器系统的形状和设计95

4.10 立体声重放用扬声器应有的性能95

4.10.1 频率特性95

4.10.2 相位特性96

4.10.3 指向性97

4.11 高保真扬声器应有的音质98

4.12 扬声器系统的物理特性和综合优良度99

参考文献102

第5章 锥形扬声器103

5.1 锥形扬声器的结构与工作原理103

5.1.1 锥形扬声器的结构103

5.1.2 锥形扬声器的工作原理105

5.2 振动系统的等效电路105

5.2.1 机械振动系统的等效电路106

5.2.2 电系统的等效电路107

5.3 低声频段的特性108

5.3.1 低频共振108

5.3.2 低声频段的特性109

5.3.3 低声频段的电阻抗特性110

5.4 中声频段的特性111

5.4.1 折环共振111

5.4.2 锥体的分割振动112

5.5 高声频段的特性113

5.5.1 高声频重放上限113

5.5.2 高声频段的特性114

5.5.3 高声频段指向性及其改善方法114

5.6 效率116

5.7 锥形扬声器的失真116

5.7.1 由驱动力引起的失真117

5.7.2 由悬置系统的非线性引起的失真119

5.7.3 由锥体引起的失真120

5.7.4 多普勒失真及其他失真120

5.8 瞬态特性122

5.8.1 猝发声的瞬态特性122

5.8.2 瞬态失真特性123

5.8.3 采用脉冲测量瞬态特性124

5.9 相位特性125

5.10 锥形扬声器的一般特性127

5.10.1 输出声压频率特性和指向频率特性127

5.10.2 标称阻抗与阻抗特性127

5.10.3 谐波失真特性128

5.10.4 输出声压级129

5.11 锥形扬声器的部件130

5.11.1 锥体及悬置系统130

5.11.2 音圈136

5.11.3 磁路137

5.11.4 盆架139

参考文献139

第6章 球顶形扬声器141

6.1 球顶形扬声器的结构及工作原理141

6.1.1 球顶形扬声器的结构141

6.1.2 球顶形扬声器的工作原理142

6.1.3 硬球顶形扬声器与软球顶形扬声器143

6.2 球顶形扬声器的输出声压频率特性144

6.2.1 球顶形扬声器的低声频段特性144

6.2.2 球顶形扬声器的中声频段特性145

6.2.3 球顶形扬声器的高声频段特性145

6.3 球顶形扬声器的一般特性147

6.3.1 输出声压指向频率特性148

6.3.2 电阻抗特性148

6.3.3 球顶形扬声器的失真特性149

6.4 球顶形扬声器的部件150

6.4.1 振膜与支撑材料150

6.4.2 音圈152

6.4.3 磁路系统152

6.4.4 喉塞153

6.4.5 后腔罩154

参考文献155

第7章 号筒扬声器156

7.1 号筒扬声器的结构及工作原理156

7.1.1 号筒扬声器的结构157

7.1.2 力阻抗的匹配158

7.1.3 号筒扬声器的种类159

7.2 号筒160

7.2.1 号筒内的声波方程式161

7.2.2 指数形号筒161

7.2.3 号筒长度163

7.2.4 双曲线号筒164

7.3 振动系统的等效电路与效率165

7.3.1 振动系统的等效电路165

7.3.2 号筒扬声器的电声转换效率166

7.4 号筒扬声器的特性168

7.4.1 振膜的速度频率特性168

7.4.2 输出声压频率特性170

7.4.3 指向性172

7.4.4 由于空气非线性引起的失真174

7.4.5 容许输入功率175

参考文献176

第8章 扬声器箱177

8.1 扬声器箱的种类177

8.2 障板178

8.2.1 平面障板178

8.2.2 敞开式扬声器箱179

8.3 封闭式扬声器箱181

8.3.1 安装在封闭式声箱中的扬声器的等效电路181

8.3.2 设计扬声器箱时所需的扬声器参数182

8.3.3 封闭式声箱的设计183

8.3.4 书架式扬声器箱186

8.4 倒相式扬声器箱187

8.4.1 装入倒相式扬声器箱中的扬声器的等效电路188

8.4.2 倒相式扬声器箱的理想条件189

8.4.3 非理想条件时的特性191

8.4.4 倒相式扬声器箱的优点193

8.4.5 倒相式扬声器箱的设计193

8.5 特殊障板198

8.5.1 倒相式扬声器箱的变形198

8.5.2 前加载号筒扬声器箱201

8.5.3 后加载号筒扬声器箱203

8.5.4 无指向性扬声器箱209

8.6 扬声器箱的外形210

8.6.1 声箱外形对低声频特性的影响211

8.6.2 扬声器箱的尺寸比211

8.6.3 安装孔及安装方法212

8.7 扬声器箱用材料213

8.7.1 板材213

8.7.2 板振动与加固材料214

8.7.3 吸声材料及其效果215

8.7.4 网罩218

8.7.5 箱体的加工及声压泄漏的影响219

参考文献220

第9章 扬声器系统221

9.1 组合型的目的221

9.1.1 高保真扬声器的条件221

9.1.2 单锥形扬声器存在的问题221

9.1.3 组合扬声器的优点224

9.2 扬声器系统的组成方法224

9.2.1 频段的划分法224

9.2.2 低音扬声器必须具备的性能225

9.2.3 中、高音扬声器必须具备的性能228

9.2.4 各频段扬声器的组合方法229

9.2.5 各频段扬声器的排列方法230

9.2.6 组合扬声器系统的种类232

9.3 分频网络232

9.3.1 定阻型分频网络232

9.3.2 扬声器阻抗的校正236

9.4 网络用元件237

9.4.1 电容器237

9.4.2 线圈239

9.4.3 衰减器241

9.5 多路放大器用滤波器242

9.5.1 多路放大器用滤波器的基本单元242

9.5.2 NF型RC滤波器组成的注意事项244

9.5.3 各种截止特性的组成法244

9.6 扬声器系统的一般特性245

9.6.1 输出声压频率特性及指向频率特性247

9.6.2 谐波失真特性249

9.6.3 瞬态特性250

9.6.4 电阻抗特性251

参考文献252

第10章 监听扬声器253

10.1 对监听扬声器所要求的性能253

10.2 对监听扬声器所要求的音色256

10.3 监听扬声器的组成257

10.3.1 组成257

10.3.2 箱体257

10.3.3 对驱动放大器要求的条件258

10.4 监听扬声器的实例258

10.4.1 录声室用监听扬声器259

10.4.2 广播电台用监听扬声器261

10.5 监听扬声器与高保真扬声器的不同点263

参考文献263

第11章 其他类型扬声器264

11.1 扬声器的种类264

11.2 海尔扬声器265

11.3 电磁扬声器266

11.4 静电扬声器267

11.4.1 单端静电扬声器267

11.4.2 推挽静电扬声器268

11.4.3 驻极体静电扬声器269

11.5 压电扬声器270

11.5.1 纵振动子型扬声器271

11.5.2 双压电晶片扬声器272

11.5.3 高分子压电扬声器272

11.6 放电型扬声器274

11.7 带式扬声器275

11.8 平板扬声器276

11.9 乐器用扬声器278

11.9.1 对乐器用扬声器所要求的性能278

11.9.2 乐器用扬声器的结构278

参考文献279

第12章 放大器与扬声器280

12.1 主放大器与扬声器的关系280

12.1.1 主放大器的最大输出功率与扬声器所能承受的输入功率280

12.1.2 主放大器的输出阻抗与扬声器的特性282

12.1.3 主放大器与扬声器产生的特殊现象283

12.2 扬声器的连接法284

12.2.1 几个扬声器的连接方法284

12.2.2 音量调整方法285

12.3 动反馈扬声器287

12.3.1 动反馈（MFB）的原理287

12.3.2 动反馈的方式287

参考文献290

第13章 重放声音与房间的声学特性291

13.1 瞬态声场291

13.1.1 室内声音的建立和衰减292

13.1.2 混响声292

13.1.3 混响时间与房间的关系293

13.1.4 最佳混响时间294

13.1.5 直达声和混响声（分散声）295

13.2 稳态的声场297

13.2.1 房间的声压分布297

13.2.2 指向性的影响298

13.3 房间的波动现象299

13.3.1 房间的固有振动300

13.3.2 固有振动的简并300

13.3.3 房间的大小与固有振动密度301

13.3.4 驻波的防止方法302

13.4 扬声器的放置地点及特性303

13.4.1 镜像303

13.4.2 扬声器放置地点与特性304

13.5 吸声和隔声306

13.5.1 吸声和吸声材料306

13.5.2 隔声和隔声材料308

13.6 立体声听声范围的扩大309

13.6.1 立体声听声位置与声压级差309

13.6.2 利用指向性扩大听声范围311

13.6.3 利用反射声的方法313

13.6.4 利用指向性和反射声的方法314

参考文献315

第14章 扩声用扬声器系统317

14.1 扩声用扬声器的布置设计317

14.1.1 房间形状与扩声用扬声器的布置方式318

14.1.2 关于声压级的研究319

14.1.3 关于声压分布的研究320

14.2 扩声用扬声器321

14.2.1 对扩声用扬声器所要求的性能321

14.2.2 指向性设计321

14.2.3 剧场用扬声器的种类及其举例326

14.3 抑制啸叫型扬声器329

14.3.1 扩声装置的啸叫329

14.3.2 抑制啸叫型扬声器331

14.3.3 厅堂中的实际应用333

14.4 扩声用扬声器的施工方法335

参考文献338

第15章 耳机340

15.1 耳机的结构和工作原理340

15.2 对耳机所要求的性能341

15.2.1 人耳的特性与仿真耳341

15.2.2 对耳机所要求的性能342

15.3 振动系统的等效电路343

15.4 对低声频特性的研究344

15.4.1 低声频段的等效电路344

15.4.2 提高低声频段特性的声学等效电路345

15.4.3 由耳垫泄漏所导致的低声频特性下降与振膜345

15.5 对高声频段特性的研究347

15.5.1 降低高声频段特性的声学等效电路347

15.5.2 综合特性的设计348

15.5.3 影响高声频段重放上限的主要原因349

15.6 耳机的一般特性349

15.7 耳垫351

15.7.1 耳垫的种类351

15.7.2 实际佩戴时的特性352

15.8 各种耳机352

15.8.1 耳机的种类352

15.8.2 开放式耳机353

15.8.3 静电式耳机354

15.8.4 驻极体耳机355

15.8.5 压电式耳机356

15.8.6 电动全面驱动式耳机357

15.9 耳塞机358

15.10 仿真头录声359

参考文献361

第16章 扬声器特性的测量方法362

16.1 测量设备362

16.1.1 消声室362

16.1.2 混响室363

16.1.3 标准障板364

16.1.4 传声器367

16.1.5 其他测量设备367

16.2 扬声器特性测量法368

16.2.1 输出声压频率特性368

16.2.2 声功率频率特性369

16.2.3 相位特性370

16.2.4 群迟延时间频率特性371

16.2.5 瞬态特性372

16.2.6 谐波失真特性373

16.2.7 振幅互调失真（AIM失真）特性374

16.2.8 差频失真（DF失真）特性376

16.2.9 动态失真特性377

16.2.10 指向性377

16.2.11 电阻抗特性379

16.3 利用脉冲测量扬声器特性的方法380

16.3.1 脉冲响应测量用设备380

16.3.2 由脉冲响应求得的特性382

参考文献386

符号表387