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主题:[原创]关于传声器与扬声器的思考

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[原创]关于传声器与扬声器的思考  发帖心情 Post By:2009-10-25 20:22:25 [显示全部帖子]

     本人是一个业余音响爱好者,有些疑问一直困扰着我百思不得其解,恳请声学楼的老师指导一下。
1、录音环节。电信号的瞬时值记录的是声波信号的质点瞬时振动速度?还是瞬时振幅?还是瞬时声压?
    传声器按工作原理的不同分为动圈式传声器、电容传声器、压电陶瓷传声器。对于动圈式传声器和电容传声器结构上都有一个能随空气振动的振膜,理想的振膜质量应该轻到可忽略不计,可以视为空气分子,振膜置于声场中做受迫振动的运动状态与空气质点的振动完全一致。但动圈式传声器和电容传声器声电转换原理不同。对电容传声器输出电压正比于电容变化量,而电容变化量的又正比于振膜的位移,因此电容传声器输出电压信号记录的是振膜的瞬时振幅,也就是空气分子的瞬时振幅;而动圈式传声器输出电压信号正比于线圈切割磁场的速度(U=BLV),因此动圈式传声器输出电压信号记录的是振膜的瞬时振动速度,即空气质点的瞬时振动速度。而压电陶瓷传声器输出电压信号则正比于施加于传感器上的压力,因此记录的是瞬时声压。
    不同的传声器因为其性能的不同而用在不同的场合,对于一首歌的录制,鼓声也许是用动圈式传声器录制的,人声也许是电容传声器录制的。问题来了,动圈式传声器输出信号记录的是声波质点的瞬时振动速度,而电容传声器输出信记录的是声波质点的瞬时振幅。这两种记录不同信息的信号在音乐的制作中如何混在一起?他们之间是否要需要转换为同一形式然后再叠加?如果需要的话,最终转化为振动速度?瞬时振幅?还是瞬时声压?还是其他信号,有规定吗?还是声波信号不关心这个问题而直接叠加?
   2、放声环节。对于动圈式扬声器,电声转换原理是U=BLV,对于理想的动圈式扬声器,输入一定的电压,平衡状态它输出的是振膜的运动速度。但实际的扬声器振动质量都很大,很难做到理想,对扬声器输入一定的电压,它只能输出振膜的加速度。
   要高保真的回放音乐我们是不是要把录音与放音器材来统一考虑呢?我觉得如果能够把传声器振膜的振动拷贝到扬声器鼓纸上来就能实现高保真回放。既然扬声振膜是电压到振动加速度的转换,那么传声器信号是不是应该转换为瞬时加速度呢?对动圈式信号是速度要进行一次微分,而电容信号是位移信号要进行二次微分。实际录音是不是进行这些处理呢?
   这是我的一些疑问,希望各位老师能指点指点,也希望能给大家一个启发。图片点击可在新窗口打开查看
   
   

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  发帖心情 Post By:2009-10-30 23:18:24 [显示全部帖子]

以下是引用老兔子在2009-10-27 13:11:02的发言:


由于中文的暧昧,使得我们理解很吃力,你问的这些问题都是很简单的入门,如同小孩学走路,每样东西都要理解透彻。
首先要记录一个声音,就要能采集到该声音的频率和声压。
假如采集的声音是100HZ的频率,不管是那种话筒它的振膜震动频率也会是100HZ,这点我相信你不会有疑问。
而采集声音的声压就有几种方式,不管是用什么方式(动圈,电容,压电)最终的结果就是要得到声压的大小。
而你之所以迷惑的地方在于声压,压力,运动速度,振幅,等这些参数的模糊-----声压正比运动速度正比振幅正比压力所以这几个只要记录其中一个就能得到声压,由此可知这些都可以看成是同一东西,而你却偏要以为是不同的东西,而频率和这些参数无关,你却以为这些和频率有关。


谢谢老兔子的关注,声压正比运动速度正比振幅正比压力所以这几个只要记录其中一个就能得到声压这我是同意的。的确,无论对那个量进行测量我们都能完整的记录声波信息;但是问题是他们记录的方式不同,而我们的放声系统就一种,无法适应这多变的信号。附件上的图片很好的说明了问题的存在。对于一个做正弦振动的音源,无论是使用动圈式传声器还是电容传声器对声音进行录音,我们都能得到相同的回放声音。但是对于一个做矩形波振动的音源,两种传声器的录音就会产生差别。


此主题相关图片如下:纯音.jpg
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此主题相关图片如下:矩形波.jpg
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  发帖心情 Post By:2009-11-1 14:45:42 [显示全部帖子]

谢谢arch的指点,请问,对于扬声器振膜表面声压与振膜振动速度是同相的吗?还是与振膜加速度同相?

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  发帖心情 Post By:2010-7-3 19:14:41 [显示全部帖子]

谢谢arch 水仙 老兔子 寒山。。。谢谢各位高人独到的见解。原来自己的空想与实际有那么大的差别!让小弟大开眼界了。

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