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第一部分 声学原理 1

第1章 声学基础知识 1

1.1 概述 1

1.1.1 声学简史 1

1.1.2 声学的重要概念 2

1.2 声波的基本性质 6

1.2.1 概述 6

1.2.2 波动方程 6

1.2.3 波动方程的解 7

1.2.4 声波的干涉和叠加 8

1.3 声波辐射 9

1.3.1 脉动球源与点声源 9

1.3.2 偶极声源 13

1.3.3 无限大障板上的活塞辐射 16

1.4 听觉简介 22

1.4.1 听觉系统简介 22

1.4.2 音调 23

1.4.3 响度和响度级 23

1.4.4 掩蔽 25

1.4.5 声音的辨别 25

参考文献 25

第2章 电声换能器 26

2.1 概述 26

2.2 电力声类比 27

2.2.1 电路互易法则 27

2.2.2 力学系统类比 28

2.2.3 声学系统类比 30

2.2.4 电力声类比 32

2.3 有限元法分析 33

2.3.1 方法介绍 33

2.3.2 仿真软件 36

2.4 传声器 38

2.4.1 概述 38

2.4.2 传声器等效电路 39

2.4.3 动圈传声器 41

2.4.4 电容传声器 42

2.4.5 骨导传声器 45

2.4.6 光纤传声器 48

2.4.7 压电传声器 53

2.4.8 MEMS微传声器 54

2.4.9 传声器小结 58

2.4.10 传声器阵列原理 58

2.4.11 传声器阵列典型应用 60

2.5 扬声器 61

2.5.1 概述 61

2.5.2 扬声器分类 63

2.5.3 锥形扬声器 65

2.5.4 球顶式扬声器 67

2.5.5 号筒扬声器 67

2.5.6 其他类型扬声器 69

2.5.7 T/S参数 72

2.5.8 扬声器系统 74

2.5.9 线阵列扬声器系统 81

2.5.10参量阵扬声器 82

2.5.1 1微型扬声器系统 88

参考文献 90

第二部分 音频信号处理 91

第3章 数字音频处理技术 91

3.1 ADC与DAC 91

3.1.1 模拟与数字信号 91

3.1.2 采样与混叠 91

3.1.3 采样定理 92

3.1.4 混叠 92

3.1.5 量化及量化误差 93

3.1.6 过采样和Σ-△转换器 96

3.1.7 小结 99

3.2 数字音频信号电平 99

3.3 数字音频设备互连 99

3.3.1 阻抗匹配 99

3.3.2 数据宽度的差异 100

3.3.3 满刻度电平的不同 100

3.3.4 时钟及抖动 101

3.4 数字音频处理的基本原理 102

3.5 压扩 102

3.6 滤波 103

3.6.1 数字滤波器的基本结构 104

3.6.2 IIR滤波器 104

3.6.3 FIR滤波器 106

3.6.4 数字滤波器的设计 108

3.6.5 数字滤波器的应用 110

3.7 均衡 111

3.8 延时、回声与混响 111

3.8.1 延时 111

3.8.2 回声和混响 111

3.9 变调 113

3.10 变速 113

3.11 降噪 114

3.11.1 噪声抵消法 114

3.11.2 自适应滤波法 115

参考文献 117

第4章 音频压缩编解码 118

4.1 数字音频信号编码基础 118

4.1.1 高质量数字音频 118

4.1.2 数字音频压缩编码的主要标准 118

4.1.3 感知压缩编码 119

4.1.4 心理声学——听觉阈值和掩蔽 120

4.1.5 心理声学模型的计算 125

4.2 MPEG-1 Layer 2音频信号编码 136

4.2.1 主体结构 136

4.2.2 分析滤波器 136

4.2.3 比例因子 139

4.2.4 Layer 2心理声学模型 139

4.2.5 比特分配和量化 140

4.3 MPEG-1 Layer 3音频信号编码 142

4.3.1 混合滤波器组 144

4.3.2 Layer 3心理声学模型 146

4.3.3 量化和频域系数编码 148

4.4 MPEG-AAC音频信号编码 153

4.4.1 概述 153

4.4.2 主要特征 154

4.5 MPEG-2多声道音频编码 157

4.6 杜比AC-3音频信号编码 159

4.6.1 概述 159

4.6.2 分析滤波器组 160

4.6.3 指数编码 161

4.6.4 比特分配 162

4.6.5 声道耦合 163

4.6.6 尾数量化及编码帧形成 165

4.7 DTS 165

4.7.1 编码过程 166

4.7.2 解码过程 167

4.8 DRA音频信号编码 167

4.9 AV S音频信号编码 168

4.9.1 AVS-P3编码 168

4.9.2 AVS-P3中的关键技术 169

4.10 感知音频编码方案的比较 172

4.11 MPEG-1 Layer 2解码 176

参考文献 176

第5章 数字音频接口 178

5.1 消费类数字音频接口 178

5.1.1 TOSLINK光纤接口 178

5.1.2 RCA同轴电缆 178

5.1.3 HDMI 179

5.1.4 DP接口 180

5.2 专业类数字音频接口 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 其他相关标准 190

5.2.5 SDI 192

5.3 通用数据接口 193

5.3.1 USB 194

5.3.2 网络接口 197

参考文献 203

第6章 多声道环绕声技术 204

6.1 多声道环绕声的发展概况 204

6.1.1 电影多声道环绕声的发展史 204

6.1.2 音乐多声道环绕声的发展史 206

6.2 声像定位 207

6.2.1 基本的声像定位原理 207

6.2.2 多声道的声像定位效果 208

6.2.3 声像定位、空间感及环绕感 209

6.3 多声道环绕声制作 210

6.4 无损编码 216

6.4.1 MLP无损压缩 217

6.4.2 MLP编码过程 217

6.4.3 MLP解码 219

6.5 环绕声重放系统和监听 220

6.5.1 环绕声重放系统原理 220

6.5.2 HRTF与环绕声重放 221

6.5.3 常见的环绕声重放系统 223

6.5.4 监听 229

6.6 虚拟环绕声 237

6.6.1 虚拟环绕声分类 237

6.6.2 虚拟环绕声系统的稳定性 239

6.7 多声道环绕声的未来发展 240

6.7.1 综述 240

6.7.2 关于22.2 声道音频格式 240

6.7.3 声学和音频技术标准化组织 242

6.7.4 22.2 声道音频格式的标准化现状 243

参考文献 246

第三部分 电声学和音频检测 247

第7章 电声换能器标准与检测 247

7.1 电声换能器检测基础 247

7.1.1 电声换能器标准 247

7.1.2 基本概念 248

7.1.3 测量声学环境 249

7.1.4 测量仪器 251

7.1.5 测量信号 253

7.2 传声器测量 255

7.2.1 概述 255

7.2.2 传声器灵敏度 256

7.2.3 传声器频率响应 261

7.2.4 传声器指向性 263

7.2.5 传声器的输出阻抗 265

7.2.6 传声器的等效噪声 266

7.2.7 传声器测量实例 266

7.3 扬声器测量 268

7.3.1 概述 268

7.3.2 扬声器极性 268

7.3.3 扬声器阻抗特性 268

7.3.4 扬声器灵敏度 270

7.3.5 扬声器频率响应 271

7.3.6 扬声器指向特性 273

7.3.7 扬声器失真测量 277

7.3.8 扬声器输入电功率 280

7.3.9 T/S参数 281

7.3.10 非消声室检测 283

7.3.11 定义扬声器声学中心 284

7.4 头戴耳机测量 284

7.4.1 概述 284

7.4.2 头戴耳机的额定测量条件 285

7.4.3 额定阻抗 285

7.4.4 阻抗／频率特性 286

7.4.5 灵敏度 286

7.4.6 频率响应 287

7.4.7 宽频特征电压 289

参考文献 289

第8章 音频设备标准与检测 291

8.1 音频信号 291

8.2 音频设备 291

8.3 音频设备测量标准 292

8.4 音频信号单位 294

8.4.1 伏特（V）和瓦特（W） 294

8.4.2 分贝（dB） 294

8.4.3 dBm 294

8.4.4 dBu和dBV 295

8.4.5 dBFS 295

8.5 音频测量优选频率和倍频程 295

8.6 音频测量信号 297

8.6.1 正弦波信号 297

8.6.2 方波信号 297

8.6.3 多音信号 298

8.6.4 正弦猝波信号 298

8.6.5 白噪声信号 298

8.6.6 粉红噪声信号 299

8.7 音频测量仪器 300

8.8 音频测量 300

8.8.1 输入和输出阻抗 300

8.8.2 输出电压（电平） 301

8.8.3 增益测量 301

8.8.4 多通道增益差和相位差测量 302

8.8.5 频率特性测量 302

8.8.6 噪声测量 303

8.8.7 幅度非线性测量 304

8.8.8 平衡测量 308

8.8.9 多通道串音衰减和分离度测量 310

8.8.10 抖动测量 311

8.8.11 音频数字接口分析 312

参考文献 314

第9章 音频工程系统标准与检测 316

9.1 建筑声学概述 316

9.1.1 室内声学基本概念 316

9.1.2 室内声学设计和音质设计简介 317

9.1.3 建筑环境噪声 318

9.1.4 室内音质声学测量 326

9.2 扩声系统简介 332

9.2.1 扩声系统的功能 333

9.2.2 扩声系统的分类 333

9.2.3 扩声系统相关标准 334

9.2.4 扩声系统的设计 334

9.3 扩声系统检测 337

9.3.1 测量条件 339

9.3.2 测量仪器 339

9.3.3 测点的选取 340

9.3.4 测量方法 340

9.3.5 扩声系统设计和测量实例 345

9.4 扩声系统工程主观听音评价方法 350

9.4.1 简介 350

9.4.2 声音质量主观评价用节 目源 354

参考文献 355

第10章 声音质量评价 357

10.1 概述 357

10.2 音质评价标准 357

10.2.1 扬声器听音试验 357

10.2.2 收音机主观评价标准 358

10.2.3 电视广播接收机主观试验评价方法 358

10.2.4 多声道系统损伤的主观评价方法 358

10.2.5 音质客观评价方法 358

10.3 音质的主观评价 358

10.3.1 试听室 358

10.3.2 节 目素材 361

10.3.3 听音员 363

10.3.4 听音方法 363

10.3.5 结果表示 366

10.4 音质的客观评价 366

10.4.1 ITU-R 1387介绍 367

10.4.2 PEAQ中使用的音频信号特征 367

10.4.3 客观评价分数获取 369

10.4.4 应用与局限 369

参考文献 369

第11章 我国音响行业发展现状及发展思路 371

11.1 音响行业的概念、范围和特点 371

11.1.1 音响行业的概念和范围简介 371

11.1.2 音响行业的特点 371

11.2 我国音响行业发展现状 372

11.2.1 我国音响行业发展回顾和在国际分工中的地位 372

11.2.2 2012年总体发展情况 373

11.2.3 2012年出口情况 375

11.3 音响行业国内外主要企业 380

11.3.1 国内主要企业 380

11.3.2 国外主要骨干企业 380

11.4 我国音响行业发展存在的问题 381

11.5 我国音响行业发展面临的形势和发展目标 382

11.5.1 面临的形势 382

11.5.2 发展目标 383

附录 缩略语表 385