本書介紹了聲學技術的經典理論，電聲換能器件的原理，音頻信號的壓縮編碼、解碼原理，數字音頻工程技術原理，檢測技術原理等內容，可以幫助數字音頻工程技術人員和檢測人員提高業務素質和技術水平。本書適合數字音頻行業從事數字音頻研發、設計、生產製造、質量檢測、標準制定的科技人員閱讀。
基本介紹
- ISBN：978-7-115-35577-5
- 出版社：人民郵電出版社
目錄
第一部分 聲學原理 1
第1章 聲學基礎知識 1
1.1 概述 1
1.1.1 聲學簡史 1
1.1.2 聲學的重要概念 2
1.2 聲波的基本性質 6
1.2.1 概述 6
1.2.2 波動方程 6
1.2.3 波動方程的解 7
1.2.4 聲波的干涉和疊加 8
1.3 聲波輻射 9
1.3.1 脈動球源與點聲源 9
1.3.2 偶極聲源 13
1.3.3 無限大障板上的活塞輻射 16
1.4 聽覺簡介 22
1.4.1 聽覺系統簡介 22
1.4.2 音調 23
1.4.3 響度和響度級 23
1.4.4 掩蔽 25
1.4.5 聲音的辨別 25
參考文獻 25
第2章 電聲換能器 26
2.1 概述 26
2.2 電力聲類比 27
2.2.1 電路互易法則 27
2.2.2 力學系統類比 28
2.2.3 聲學系統類比 30
2.2.4 電力聲類比 32
2.3 有限元法分析 33
2.3.1 方法介紹 33
2.3.2 仿真軟體 36
2.4 傳聲器 38
2.4.1 概述 38
2.4.2 傳聲器等效電路 39
2.4.3 動圈傳聲器 41
2.4.4 電容傳聲器 42
2.4.5 骨導傳聲器 45
2.4.6 光纖傳聲器 48
2.4.7 壓電傳聲器 53
2.4.8 MEMS微傳聲器 54
2.4.9 傳聲器小結 58
2.4.10 傳聲器陣列原理 58
2.4.11 傳聲器陣列典型套用 60
2.5 揚聲器 61
2.5.1 概述 61
2.5.2 揚聲器分類 63
2.5.3 錐形揚聲器 65
2.5.4 球頂式揚聲器 67
2.5.5 號筒揚聲器 67
2.5.6 其他類型揚聲器 69
2.5.7 T/S參數 72
2.5.8 揚聲器系統 74
2.5.9 線陣列揚聲器系統 81
2.5.10 參量陣揚聲器 82
2.5.11 微型揚聲器系統 88
參考文獻 90
第二部分 音頻信號處理 91
第3章 數字音頻處理技術 91
3.1 ADC與DAC 91
3.1.1 模擬與數位訊號 91
3.1.2 採樣與混疊 91
3.1.3 採樣定理 92
3.1.4 混疊 92
3.1.5 量化及量化誤差 93
3.1.6 過採樣和Σ?Δ轉換器 96
3.1.7 小結 99
3.2 數字音頻信號電平 99
3.3 數字音頻設備互連 99
3.3.1 阻抗匹配 99
3.3.2 數據寬度的差異 100
3.3.3 滿刻度電平的不同 100
3.3.4 時鐘及抖動 101
3.4 數字音頻處理的基本原理 102
3.5 壓擴 102
3.6 濾波 103
3.6.1 數字濾波器的基本結構 104
3.6.2 IIR濾波器 104
3.6.3 FIR濾波器 106
3.6.4 數字濾波器的設計 108
3.6.5 數字濾波器的套用 110
3.7 均衡 111
3.8 延時、回聲與混響 111
3.8.1 延時 111
3.8.2 回聲和混響 111
3.9 變調 113
3.10 變速 113
3.11 降噪 114
3.11.1 噪聲抵消法 114
3.11.2 自適應濾波法 115
參考文獻 117
第4章 音頻壓縮編解碼 118
4.1 數字音頻信號編碼基礎 118
4.1.1 高質量數字音頻 118
4.1.2 數字音頻壓縮編碼的主要標準 118
4.1.3 感知壓縮編碼 119
4.1.4 心理聲學——聽覺閾值和掩蔽 120
4.1.5 心理聲學模型的計算 125
4.2 MPEG-1 Layer 2音頻信號編碼 136
4.2.1 主體結構 136
4.2.2 分析濾波器 136
4.2.3 比例因子 139
4.2.4 Layer 2心理聲學模型 139
4.2.5 比特分配和量化 140
4.3 MPEG-1 Layer 3音頻信號編碼 142
4.3.1 混合濾波器組 144
4.3.2 Layer 3心理聲學模型 146
4.3.3 量化和頻域係數編碼 148
4.4 MPEG-AAC音頻信號編碼 153
4.4.1 概述 153
4.4.2 主要特徵 154
4.5 MPEG-2多聲道音頻編碼 157
4.6 杜比AC-3音頻信號編碼 159
4.6.1 概述 159
4.6.2 分析濾波器組 160
4.6.3 指數編碼 161
4.6.4 比特分配 162
4.6.5 聲道耦合 163
4.6.6 尾數量化及編碼幀形成 165
4.7 DTS 165
4.7.1 編碼過程 166
4.7.2 解碼過程 167
4.8 DRA音頻信號編碼 167
4.9 AVS音頻信號編碼 168
4.9.1 AVS-P3 編碼 168
4.9.2 AVS-P3中的關鍵技術 169
4.10 感知音頻編碼方案的比較 172
4.11 MPEG-1 Layer 2解碼 176
參考文獻 176
第5章 數字音頻接口 178
5.1 消費類數字音頻接口 178
5.1.1 TOSLINK光纖接口 178
5.1.2 RCA同軸電纜 178
5.1.3 HDMI 179
5.1.4 DP接口 180
5.2 專業類數字音頻接口 181
5.2.1 AES3接口 181
5.2.2 AES10接口 188
5.2.3 ADAT接口 189
5.2.4 其他相關標準 190
5.2.5 SDI 192
5.3 通用數據接口 193
5.3.1 USB 194
5.3.2 網路接口 197
參考文獻 203
第6章 多聲道環繞聲技術 204
6.1 多聲道環繞聲的發展概況 204
6.1.1 電影多聲道環繞聲的發展史 204
6.1.2 音樂多聲道環繞聲的發展史 206
6.2 聲像定位 207
6.2.1 基本的聲像定位原理 207
6.2.2 多聲道的聲像定位效果 208
6.2.3 聲像定位、空間感及環繞感 209
6.3 多聲道環繞聲製作 210
6.4 無損編碼 216
6.4.1 MLP 無損壓縮 217
6.4.2 MLP編碼過程 217
6.4.3 MLP解碼 219
6.5 環繞聲重放系統和監聽 220
6.5.1 環繞聲重放系統原理 220
6.5.2 HRTF與環繞聲重放 221
6.5.3 常見的環繞聲重放系統 223
6.5.4 監聽 229
6.6 虛擬環繞聲 237
6.6.1 虛擬環繞聲分類 237
6.6.2 虛擬環繞聲系統的穩定性 239
6.7 多聲道環繞聲的未來發展 240
6.7.1 綜述 240
6.7.2 關於22.2聲道音頻格式 240
6.7.3 聲學和音頻技術標準化組織 242
6.7.4 22.2聲道音頻格式的標準化現狀 243
參考文獻 246
第三部分 電聲學和音頻檢測 247
第7章 電聲換能器標準與檢測 247
7.1 電聲換能器檢測基礎 247
7.1.1 電聲換能器標準 247
7.1.2 基本概念 248
7.1.3 測量聲學環境 249
7.1.4 測量儀器 251
7.1.5 測量信號 253
7.2 傳聲器測量 255
7.2.1 概述 255
7.2.2 傳聲器靈敏度 256
7.2.3 傳聲器頻率回響 261
7.2.4 傳聲器指向性 263
7.2.5 傳聲器的輸出阻抗 265
7.2.6 傳聲器的等效噪聲 266
7.2.7 傳聲器測量實例 266
7.3 揚聲器測量 268
7.3.1 概述 268
7.3.2 揚聲器極性 268
7.3.3 揚聲器阻抗特性 268
7.3.4 揚聲器靈敏度 270
7.3.5 揚聲器頻率回響 271
7.3.6 揚聲器指向特性 273
7.3.7 揚聲器失真測量 277
7.3.8 揚聲器輸入電功率 280
7.3.9 T/S參數 281
7.3.10 非消聲室檢測 283
7.3.11 定義揚聲器聲學中心 284
7.4 頭戴耳機測量 284
7.4.1 概述 284
7.4.2 頭戴耳機的額定測量條件 285
7.4.3 額定阻抗 285
7.4.4 阻抗/頻率特性 286
7.4.5 靈敏度 286
7.4.6 頻率回響 287
7.4.7 寬頻特徵電壓 289
參考文獻 289
第8章 音頻設備標準與檢測 291
8.1 音頻信號 291
8.2 音頻設備 291
8.3 音頻設備測量標準 292
8.4 音頻信號單位 294
8.4.1 伏特（V）和瓦特（W） 294
8.4.2 分貝（dB） 294
8.4.3 dBm 294
8.4.4 dBu和dBV 295
8.4.5 dBFS 295
8.5 音頻測量優選頻率和倍頻程 295
8.6 音頻測量信號 297
8.6.1 正弦波信號 297
8.6.2 方波信號 297
8.6.3 多音信號 298
8.6.4 正弦猝波信號 298
8.6.5 白噪聲信號 298
8.6.6 粉紅噪聲信號 299
8.7 音頻測量儀器 300
8.8 音頻測量 300
8.8.1 輸入和輸出阻抗 300
