音频电路研究论文
音频电路研究论文
高效率音频功率放大器的研制
白林景,邵光存,李岸然,常兴连,王振伟
(山东省科学院激光研究所,山东济宁 272100)
摘 要:本设计以高效率D类功率放大器为中心,输出开关管采用高速场效应管,连接成互补对称H桥式
结构,兼有输出1: 1双变单电路和输出短路保护功能,比较理想地实现了输出功率大于2w,平均效率可达到
75%的高效音功率放大器。
关键词:D类音频功率放大器; PWM调制器; H桥功率放大器
中图分类号: TN722. 1 文献标识码:A
引言
全球音频领域数字化的浪潮以及人们对音频节能环
保的要求,要求我们尽快研究开发高效、节能、数字化的音
频功率放大器。传统的音频功率放大器工作于线性放大
区,功率耗散较大,虽然采用推挽输出,仍然很难满足大功
率输出;而且需要设计复杂的补偿电路和过流,过压,过热
等保护电路。D类开关音频功率放大器的工作于PWM模
式,将音频信号与采样频率比较,经过自然采样,得到脉冲
宽度与音频信号幅度成正比例变化的PWM波,经过驱动
电路,加到MOS的栅极,控制功率器件的开关,实现放大,
放大的PWM信号送入滤波器,还原为音频信号。从而实
现大功率高效率的音频功率放大器。
系统电路
本文采用H型桥式D类功率放大电路,电路如图一
所示。
图一 音频功率放大器电路
(1) 三角波产生电路
利用NE555构成的多谐振荡器以恒流源的方式对电
容线性冲、放电产生三角波。接通电源瞬间,NE555芯片
的3脚输出高电平,二极管D2、D3 截止,D1、D4 导通, Vcc
通过T1 , T2 , R1 ,D1 对电容C1 恒流充电,当C1 上电压达到
2 /3Vcc时,NE555芯片的输出发生翻转,即3脚输出低电
平,此时,D2、D3 导通, D1、D4 截止,电容C1 通过D2 , T3 ,
T4 , R2 恒流放电,直到C1电压等于1 /3Vcc,电容又开始充
电,如此循环,电容C1上可以得到线性度良好的三角波。
为了提高带负载能力,输出通过由LM358A组成的电压跟
随器。
输出三角波频率的计算:电阻R1 上电压等于T1 的
VVbe≈ 0. 7V,故流过R1 的电流I = 0. 7V /300Ω = 2. 33
mA,忽略T1 的基极电流,则流过R1 的电流即为T2 的射
级电流,约等于T2 的集电极电流,故C1 的充电电流约为
2mA,同理, C1 的放电电流约为2mA。设充电时间为t1 ,放
电时间为t2 ,则有:
2
3
Vcc =
1
3
Vcc +
i ×t1
C
1
3
Vcc =
2
3
Vcc -
i ×t2
C
可得三角波的周期: T = t1 + t2 =
2Vcc ×C
3 ×i
故三角波频率为: f =
3 ×i
2Vcc ×C
(2)前置放大电路 前置放大电路采用低噪声、高速
运放的NE5532运算放大器,组成增益可调的同相宽带放
大电路。功放最大不失真输出时,负载上等效正弦波的电
压峰峰值为VP - P ,载波调制的调制波(正弦波)最大峰峰
— 27 —
值为VP - Pm ax ,对应的调制放大增益为AV2 =
VP - P
VP - Pm ax
,运算
放大电路中反馈电阻为R8 ,反相端电阻R7 ,则前置放大器
的增益AV1为:AV1 = 1 +
R8
R7
,通过选取调制波的峰值电压
VP - Pm ax和调整R8 的阻值,可实现整个功率放大单元的电
压增益连续可调。
(3)脉宽调制( PWM)电路 采用高速、精密的比较器
芯片,以音频信号为调制波,频率为f的三角波为载波,两
路信号均加上1 /2Vcc的直流偏置电压,通过比较器进行
比较,得到幅值相同,占空比随音频幅度变化的脉冲信号。
(4)驱动电路 驱动电路由施密特触发器芯片和三
极管组成,两个三极管组成的互补对称式射极跟随器。
PWM信号经过驱动电路后,形成两个前后沿更加陡峭的
倒相脉冲,两脉冲之间有一定的死区时间,防止了桥式驱
动电路出现直通现象。
(5) H型桥式驱动电路 由场效应管组成的功率开
关管和四阶巴特沃兹LC滤波电路组成。T9、T12导通, T10、
T11截止时,负载上的电压降VM AB0 =Vcc; T10、T11导通,
T9、T12截止时,负载上的电压降VAB = - Vcc,因此,负载上
的电压降可达到2倍的电源电压。解调信号放大后经过
LC滤波送到扬声器。
(6)短路保护电路 短路(或过流)保护电路采用0. 1
过流取样电阻与扬声器串联方式, 0. 1电阻上的取样电压
经过由NE5532组成的减法放大器进行放大。电压放大
倍数为:
Av =
R19
R17
经放大后的音频信号再通过由D9、C9、R20组成的峰
值检波电路,检出幅度电平,送给电压比较器U7的“ + ”
端,U7的“—”端电平设置为5. 1v,由R22和稳压管D12组
成,比较器接成迟滞比较方式,一旦过载,即可锁定状态。
正常工作时,通过0. 1上的最大电流幅度Im =Vcc /
(R + 0. 1) , 0. 1上的最大压降为0. 1 ×Im ,经放大后输出的
电压幅值为Vim ×AV = 0. 1 ×Im ×AV ,检波后的直流电压
稍小于此值,此时比较器输出低电平, T13截止,继电器J1
不吸合,处于常闭状态,电源Vcc通过常闭触点送给功放。
一旦扬声器两端短路或输入电流过大, 0. 1上电流、电压
增大,经过电压放大、峰值检波后,大于比较器反相端电
压,则比较器翻转为高电平并自锁, T13导通,继电器吸合,
切断功放Vcc电源,功放电路得到保护。R21、C11、D10、D11
组成开机延时电路,防止开机瞬间比较器自锁,关机后C11
上的电压通过D10快速放掉,以保证再开机时C11的起始电
压为零。
讨论
D类放大器工作于开关状态,无信号输入时无电流,
而导通时,没有直流损耗。事实上由于关断时器件尚有微
小漏电流,而导通时器件并没有完全短路,尚有一定的管
压降,故存在较少直流损耗,实际效率在80% - 90% ,是
实用放大器中效率最高的。
参考文献:
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[ 10 ]无线电2004合订本第2、3期. 无线电杂志社,人民邮电
出版社.
这个是从付费论文网站上买的,真珍贵的
tda2032a音频放大器论文
(一)论文名称
论文名称就是课题的名字
第一,名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,论文的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。
第二,名称要简洁,不能太长。不管是论文或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。
(二)论文研究的目的、意义研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本论文的研究有什么实际作用,然后,再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴研究的有关背景(课题的提出):即根据什么、受什么启发而搞这项研究。⑵通过分析本地(校)的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。
(三)本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)
规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。
(四)论文研究的指导思想
指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是政府的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。
(五)论文写作的目标
论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确;目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。
(六)论文的基本内容
研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现,他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候,往往考虑的不是很具体,写出来的研究内容特别笼统、模糊,把写作的目的、意义当作研究内容。
基本内容一般包括:⑴对论文名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本论文写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。
(七)论文写作的方法
具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、 个案法、比较研究法、文献资料法等。
(八)论文写作的步骤
论文写作的步骤,也就是论文写作在时间和顺序上的安排。论文写作的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度,一般情况下,都是从基础问题开始,分阶段进行,每个阶段从什么时间开始,至什么时间结束都要有规定。课题研究的主要步骤和时间安排包括:整个研究拟分为哪几个阶段;各阶段的起止时间。
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音频定义
,指人说话的声音频率,通常指300Hz-3400Hz的频带。
2.指存储声音内容的文件。
3.在某些方面能指作为波滤的振动。
音频这个专业术语,人类能够听到的所有声音都称之为音频,它可能包括噪音、 声音被录制下来以后,无论是说话声、歌声、乐器都可以通过数字音乐软件处理。把它制作成CD,这时候所有的声音没有改变,因为CD本来就是音频文件的一种类型。而音频只是储存在计算机里的声音。 演讲和音乐,如果有计算机加上相应的音频卡 -- 就是我们经常说的声卡,我们可以把所有的声音录制下来,声音的声学特性,音的高低都可以用计算机硬盘文件的方式储存下来。反过来,我们也可以把储存下来的音频文件通过一定的音频程序播放,还原以前录下的声音。
解读音频属性
大家都承认现在是一个数码时代,为了追求优良的音质很多人不懈地努力。随着数码时代的来临,谁都承认数码音频比模拟信号优越。什么是模拟信号?其实任何我们可以听见的声音经过音频线或话筒的传输都是一系列的模拟信号。模拟信号是我们可以听见的。而数字信号就是用一堆数字记号来记录声音,而不是用物理手段来保存信号。(用普通磁带录音就是一种物理方式)数字信号我们实际上是听不到的。
这样我们可以简略地比较一下模拟时代的录音制作与数码时代的区别:模拟时代是把原始信号以物理方式录制到磁带上(当然在录音棚里完成了),然后加工,剪接,修改,最后录制到磁带,LP等广大听众可以欣赏的载体上。这一系列过程全是模拟的,每一步都要损失一些信号,到了听众手里自然是差了好远,更不用说什么HI-FI了。数码时代是第一步就把原始信号录成数码音频资料,然后用硬件或软件进行加工处理,这个过程相比模拟方法有无比的优越性,因为它几乎不会有任何损耗。对于机器来说只是处理一下数字而已,当然丢码的可能性也有,但只要操作合理就不会发生。最后把这堆数字信号传输给数字记录设备如CD等,损耗自然小很多了!
如果我们注意一下身边的CD片就会看到很多CD都有如:ADD,AAD,DDD等标记。三个字母各代表该片在录音,编辑,成品三个过程中所使用的方法是模拟(Analog)的还是数字(Digital)的。当然A代表模拟,D代表数字。AAD就说明其录音和编辑是用模拟方式的,而最后灌片是用数字方式的,这类唱片多是将过去录制的音乐转成CD片而不做任何修改。ADD则是有一个修改过程,许多古典音乐大师的演奏或指挥多录制于模拟时代,我们现在听到的CD是经过修改后罐录的,很多这类唱片都有标记ADD。而DDD的唱片必然是较现代的录音品。自然,CD片必然以D结尾,而磁带可以姑且认为是AAA,虽然好像并没有这种说法。
所以说,数码音频是我们保存声音信号,传输声音信号的一种方式,它的特点是信号不容易损失。而模拟信号是我们最后可以听到的东西。不过模拟信号的修改简直是一场灾难,损失太大了。有此僻好的格伦•古尔德若活到现在也会瞠目结舌的。而数码音频复制100遍也不会有损耗,不信大家COPY一个WAVE文件试试?
数码录音最关键一步就是要把模拟信号转换为数码信号。就电脑而言是把模拟声音信号录制成为Wave文件,这个工作Windows自带的录音机也可以做到,但是它的功能十分有限,不能满足我们的需求,所以我们用其他专业音频软件代替,如Sound Forge等。录制出来的文件就是Wave文件,描述Wave文件主要有两个指标,一个是采样精度,另一个是比特率。这是数字音频制作中十分重要的两个概念,下面就来看一下吧。
什么是采样精度?因为Wave是数码信号,它是用一堆数字来描述原来的模拟信号,所以它要对原来的模拟信号进行分析,我们知道所有的声音都有其波形,数码信号就是在原有的模拟信号波形上每隔一段时间进行一次“取点”,赋予每一个点以一个数值,这就是“采样”,然后把所有的“点”连起来就可以描述模拟信号了,很明显,在一定时间内取的点越多,描述出来的波形就越精确,这个尺度我们就称为“采样精度”。我们最常用的采样精度是44.1kHz/s。它的意思是每秒取样44100次,之所以使用这个数值是因为经过了反复实验,人们发现这个采样精度最合适,低于这个值就会有较明显的损失,而高于这个值人的耳朵已经很难分辨,而且增大了数字音频所占用的空间。一般为了达到“万分精确”,我们还会使用48k甚至96k的采样精度,实际上,96k采样精度和44.1k采样精度的区别绝对不会象44.1k和22k那样区别如此之大,我们所使用的CD的采样标准就是44.1k,目前44.1k还是一个最通行的标准,有些人认为96k将是未来录音界的趋势。采样精度提高应该是一件好事,可有时我也想,我们真的能听出96k采样精度制作的音乐与44.1k采样精度制作的音乐的区别吗?普通老百姓家里的音响能放出他们的区别吗?
比特率是大家常听说的一个名词,数码录音一般使用16比特,20比特,24比特制作音乐,什么是“比特”?我们知道声音有轻有响,影响轻响的物理要素是振幅,作为数码录音,必须也要能精确表示乐曲的轻响,所以一定要对波形的振幅有一个精确的描述,“比特”就是这样一个单位,16比特就是指把波形的振幅划为216即65536个等级,根据模拟信号的轻响把它划分到某个等级中去,就可以用数字来表示了。和采样精度一样,比特率越高,越能细致地反映乐曲的轻响变化。20比特就可以产生1048576个等级,表现交响乐这类动态十分大的音乐已经没有什么问题了。刚才提到了一个名词“动态”,它其实指的是一首乐曲最响和最轻的对比能达到多少,我们也常说“动态范围”,单位是dB,而动态范围和我们录音时采用的比特率是紧密结合在一起的,如果我们使用了一个很低的比特率,那么我们就只有很少的等级可以用来描述音响的强弱,我们当然就不能听到大幅度的强弱对比了。动态范围和比特率的关系是;比特率每增加1比特,动态范围就增加6dB。所以假如我们使用1比特录音,那么我们的动态范围就只有6dB,这样的音乐是不可能听的。16比特时,动态范围是96dB。这可以满足一般的需求了。20比特时,动态范围是120dB,对比再强烈的交响乐都可以应付自如了,表现音乐的强弱是绰绰有余了。发烧级的录音师还使用24比特,但是和采样精度一样,它不会比20比特有很明显的变化,理论上24比特可以做到144 dB的动态范围,但实际上是很难达到的,因为任何设备都不可避免会产生噪音,至少在现阶段24比特很难达到其预期效果。
音频格式
以下是常见音频文件格式的特点。
要在计算机内播放或是处理音频文件,也就是要对声音文件进行数、模转换,这个过程同样由采样和量化构成,人耳所能听到的声音,最低的频率是从20Hz起一直到最高频率20KHZ,20KHz以上人耳是听不到的,因此音频的最大带宽是20KHZ,故而采样速率需要介于40~50KHZ之间,而且对每个样本需要更多的量化比特数。音频数字化的标准是每个样本16位-96dB的信噪比,采用线性脉冲编码调制PCM,每一量化步长都具有相等的长度。在音频文件的制作中,正是采用这一标准。
CD格式:天簌
当今世界上音质最好的音频格式是什么?当然是CD了。因此要讲音频格式,CD自然是打头阵的先锋。在大多数播放软件的“打开文件类型”中,都可以看到*.cda格式,这就是CD音轨了。标准CD格式也就是44.1K的采样频率,速率88K/秒,16位量化位数,因为CD音轨可以说是近似无损的,因此它的声音基本上是忠于原声的,因此如果你如果是一个音响发烧友的话,CD是你的首选。它会让你感受到天籁之音。CD光盘可以在CD唱机中播放,也能用电脑里的各种播放软件来重放。一个CD音频文件是一个*.cda文件,这只是一个索引信息,并不是真正的包含声音信息,所以不论CD音乐的长短,在电脑上看到的“*.cda文件”都是44字节长。注意:不能直接的复制CD格式的*.cda文件到硬盘上播放,需要使用象EAC这样的抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV,这个转换过程如果光盘驱动器质量过关而且EAC的参数设置得当的话,可以说是基本上无损抓音频。推荐大家使用这种方法。
WAV:无损
是微软公司开发的一种声音文件格式,它符合 PIFFResource Interchange File Format 文件规范,用于保存WINDOWS平台的音频信息资源,被WINDOWS平台及其应用程序所支持。“*.WAV”格式支持MSADPCM、CCITT A LAW等多种压缩算法,支持多种音频位数、采样频率和声道,标准格式的WAV文件和CD格式一样,也是44.1K的采样频率,速率88K/秒,16位量化位数,看到了吧,WAV格式的声音文件质量和CD相差无几,也是目前PC机上广为流行的声音文件格式,几乎所有的音频编辑软件都“认识”WAV格式。
这里顺便提一下由苹果公司开发的AIFF(Audio Interchange File Format)格式和为UNIX系统开发的AU格式,它们都和和WAV非常相像,在大多数的音频编辑软件中也都支持它们这几种常见的音乐格式。
MP3:流行
MP3格式诞生于八十年代的德国,所谓的MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分,也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为3层,分别对应“*.mp1"/“*.mp2”/“*.mp3”这3种声音文件。需要提醒大家注意的地方是:MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩,MPEG3音频编码具有10:1~12:1的高压缩率,同时基本保持低音频部分不失真,但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺寸,相同长度的音乐文件,用*.mp3格式来储存,一般只有*.wav文件的1/10,而音质要次于CD格式或WAV格式的声音文件。由于其文件尺寸小,音质好;所以在它问世之初还没有什么别的音频格式可以与之匹敌,因而为*.mp3格式的发展提供了良好的条件。直到现在,这种格式还是风靡一时,作为主流音频格式的地位难以被撼动。但是树大招风,MP3音乐的版权问题也一直是找不到办法解决,因为MP3没有版权保护技术,说白了也就是谁都可以用。
MP3格式压缩音乐的采样频率有很多种,可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间,也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。我们用装有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3编码器(现在效果最好的编码器)MusicMatch Jukebox 6.0在128Kbps的频率下编码一首3分钟的歌曲,得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR(固定采样频率)技术可以以固定的频率采样一首歌曲,而VBR(可变采样频率)则可以在音乐“忙”的时候加大采样的频率获取更高的音质,不过产生的MP3文件可能在某些播放器上无法播放。我们把VBR的级别设定成为与前面的CBR文件的音质基本一样,生成的VBR MP3文件为2.9MB。
MIDI:作曲家最爱
经常玩音乐的人应该常听到MIDI(Musical Instrument Digital Interface)这个词,MIDI允许数字合成器和其他设备交换数据。MID文件格式由MIDI继承而来。MID文件并不是一段录制好的声音,而是记录声音的信息,然后在告诉声卡如何再现音乐的一组指令。这样一个MIDI文件每存1分钟的音乐只用大约5~10KB。今天,MID文件主要用于原始乐器作品,流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电子贺卡等。*.mid文件重放的效果完全依赖声卡的档次。*.mid格式的最大用处是在电脑作曲领域。*.mid文件可以用作曲软件写出,也可以通过声卡的MIDI口把外接音序器演奏的乐曲输入电脑里,制成*.mid文件。
WMA:最具实力
WMA (Windows Media Audio) 格式是来自于微软的重量级选手,后台强硬,音质要强于MP3格式,更远胜于RA格式,它和日本YAMAHA公司开发的VQF格式一样,是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的,WMA的压缩率一般都可以达到1:18左右,WMA的另一个优点是内容提供商可以通过DRM(Digital Rights Management)方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷贝保护。这种内置了版权保护技术可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器等等,这对被盗版搅得焦头乱额的音乐公司来说可是一个福音,另外WMA还支持音频流(Stream)技术,适合在网络上在线播放,作为微软抢占网络音乐的开路先锋可以说是技术领先、风头强劲,更方便的是不用象MP3那样需要安装额外的播放器,而Windows操作系统和Windows Media Player的无缝捆绑让你只要安装了windows操作系统就可以直接播放WMA音乐,新版本的Windows Media Player7.0更是增加了直接把CD光盘转换为WMA声音格式的功能,在新出品的操作系统Windows XP中,WMA是默认的编码格式,大家知道Netscape的遭遇,现在“狼”又来了。WMA这种格式在录制时可以对音质进行调节。同一格式,音质好的可与CD媲美,压缩率较高的可用于网络广播。虽然现在网络上还不是很流行,但是在微软的大规模推广下已经是得到了越来越多站点的承认和大力支持,在网络音乐领域中直逼*.mp3,在网络广播方面,也正在瓜分Real打下的天下。因此,几乎所有的音频格式都感受到了WMA格式的压力。
RealAudio:流动旋律
RealAudio主要适用于在网络上的在线音乐欣赏,现在大多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem,所以典型的回放并非最好的音质。有的下载站点会提示你根据你的Modem速率选择最佳的Real文件。现在real的的文件格式主要有这么几种:有RA(RealAudio)、RM(RealMedia,RealAudio G2)、RMX(RealAudio Secured),还有更多。这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而改变声音的质量,在保证大多数人听到流畅声音的前提下,令带宽较富裕的听众获得较好的音质。
近来随着网络带宽的普遍改善,Real公司正推出用于网络广播的、达到CD音质的格式。如果你的RealPlayer软件不能处理这种格式,它就会提醒你下载一个免费的升级包。许多音乐网站如 提供了歌曲的Real格式的试听版本。现在最新的版本是RealPlayer 9.0。
VQF:无人问津
雅马哈公司另一种格式是*.vqf,它的核心是减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩比,可以说技术上也是很先进的,但是由于宣传不力,这种格式难有用武之地。*.vqf可以用雅马哈的播放器播放。同时雅马哈也提供从*.wav文件转换到*.vqf文件的软件。 此文件缺少特点外加缺乏宣传,现在几乎已经宣布死刑了。
OGG:新生代音频格式
ogg格式完全开源,完全免费, 和mp3不相上下的新格式。
前途无量
时下的MP3支持格式最常见的是MP3和WMA。MP3由于是有损压缩,因此讲求采样率,一般是44.1KHZ。另外,还有比特率,即数据流,一般为8---320KBPS。在MP3编码时,还看看它是否支持可变比特率(VBR),现在出的MP3机大部分都支持,这样可以减小有效文件的体积。WMA则是微软力推的一种音频格式,相对来说要比MP3体积更小。
音频处理
一、音频媒体的数字化处理
随着计算机技术的发展,特别是海量存储设备和大容量内存在PC机上的实现,对音频媒体进行数字化处理便成为可能。数字化处理的核心是对音频信息的采样,通过对采集到的样本进行加工,达成各种效果,这是音频媒体数字化处理的基本含义。
二、音频媒体的基本处理
基本的音频数字化处理包括以下几种:
不同采样率、频率、通道数之间的变换和转换。其中变换只是简单地将其视为另一种格式,而转换通过重采样来进行,其中还可以根据需要采用插值算法以补偿失真。
针对音频数据本身进行的各种变换,如淡入、淡出、音量调节等。
通过数字滤波算法进行的变换,如高通、低通滤波器。
三、音频媒体的三维化处理
长期以来,计算机的研究者们一直低估了声音对人类在信息处理中的作用。当虚拟技术不断发展之时,人们就不再满足单调平面的声音,而更催向于具有空间感的三维声音效果。听觉通道可以与视觉通道同时工作,所以声音的三维化处理不仅可以表达出声音的空间信息,而且与视觉信息的多通道的结合可以创造出极为逼真的虚拟空间,这在未来的多媒体系统中是极为重要的。这也是在媒体处理方面的重要措施。
人类感知声源的位置的最基本的理论是双工理论,这种理论基于两种因素:两耳间声音的到达时间差和两耳间声音的强度差。时间差是由于距离的原因造成,当声音从正面传来,距离相等,所以没有时间差,但若偏右三度则到达右耳的时间就要比左耳约少三十微秒,而正是这三十微秒,使得我们辨别出了声源的位置。强度差是由于信号的衰减造成,信号的衰减是因为距离而自然产生的,或是因为人的头部遮挡,使声音衰减,产生了强度的差别,使得靠近声源一侧的耳朵听到的声音强度要大于另一耳。
基于双工理论,同样地,只要把一个普通的双声道音频在两个声道之间进行相互混合,便可以使普通双声道声音听起来具有三维音场的效果。这涉及到以下有关音场的两个概念:音场的宽度和深度。
音场的宽度利用时间差的原理完成,由于现在是对普通立体声音频进行扩展,所以音源的位置始终在音场的中间不变,这样就简化了我们的工作。要处理的就只有把两个声道的声音进行适当的延时和强度减弱后相互混合。由于这样的扩展是有局限性的,即延时不能太长,否则就会变为回音。
音场的深度利用强度差的原理完成,具体的表现形式是回声.音场越深,则回音的延时就越长.所以在回音的设置中应至少提供三个参数:回音的衰减率、回音的深度和回音之间的延时。同时,还应该提供用于设置另一通道混进来的声音深度的多少的选项。
求一篇毕业论文:有关于声控灯的,要带原理图
声控灯是一种声控电子照明装置,由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强,控制灵敏的声控灯,它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声,即可方便及时地打开和关闭声控照明装置,并有防误触发而具有的自动延时关闭功能,并设有手动开关,使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。
声音控制就能让楼道里的灯亮一段时间,这样可以节能;对手机说出要拨打的姓名,手机会自动接通相应的电话号码。如今,人们对声控技术越来越熟悉。用声音代替肢体动作给人们带来了很多的好处和便利。因此,越来越多的声控设备广泛地应用到人们的生活当中。
声控技术是模拟人的听觉系统和理解系统的原理实现的。一般的声控电脑设备在应用之前都要进行长时间“训练”。这个“训练”过程有点类似教婴儿听说,首先要把我们知道的告诉声控电脑设备,比如一句话怎么说才正确。电脑在“学习”这些话时,会把这些话拆成字或拼音中的声母和韵母去一点一点学习。这个“训练”或 “学习”过程很费时间。当然,“学习”时间越长,该声控设备也越灵。
由于每个人的声音千差万别,因此声音可以用作安全认证的依据之一。别人可以模仿你的签字,猜测你的密码,甚至能留下你的指纹,但要模仿你的声音就有点太困难了。美国的一座智能化大厦就采用了声音识别的方式。到达公司门口,你必须通过安全检查。电子声控门卫将问候“早上好!”你也该回答“你好!”或“早上好!”之类的礼貌用语。此时电子门卫通过你的声音来辨别你是不是该公司的工作人员,如果确认你是,它将主动为您打开门,但如果不是,电子门卫将客气地将你 “拒之门外”。
如果你视力不好或行走不便,声控设备也可助一臂之力。比如,你可以通过说话控制洗衣机、电视机、电脑等设备。让它们执行开启、关闭等简单的任务。装有声控设备的电脑还能为你朗读新收到的电子邮件,告诉你最新的消息。
荷兰飞利浦公司最近还研制出了一种新型音响设备,如果你想听音乐,不用走到音响前找按钮,也用不着遥控器,即使你在厨房,只要喊一声“开始放音乐吧”,远在客厅的音响就能自动开启,再说出歌曲的名字,音响就能在几秒钟之内找到这首歌自动播放。更为神奇的是,如果你想不起来歌曲的名字,只要哼几句歌曲的旋律,音响就能辨别出是哪首歌,然后播放给你听。
经过“学习”后的声控设备当然也可用来教大人和小孩们学习语言。举个例子吧,如果您不知道怎样发出‘WO’这个音,学过这个音的声控设备就可通过发这个音,配以嘴唇与舌头运动图像的同步播放来让您反复练习,直到发音准确为止。即使你听力有问题也不用担心,因为可以通过看嘴唇与舌头怎样运动来模仿和练习。
未来的声控设备还可以成为人们的贴心朋友和助手。当你烦恼时,它能陪你聊天解闷;当你生病时,能告诉你得了什么病,应该吃什么药;当你上路出行时,能替你指路,为你保驾护航。
不过,声控设备还有些问题有待解决。现在“训练”出的声控设备只能听懂我们所教的那些话,我们没有教的,它可就永远“听”不懂。另外,在嘈杂的马路边或者说话人口音很重的情况下,它也不一定能听懂。由于当前对人的听觉和理解系统还有很多地方没有完全研究清楚,所以声控技术还有很大的发展空间。
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