录音技术基础(1)

录音技术基础

第一章 声学基本知识

1.声音

物体的振动产生声音——声音的产生 声音是被人耳感知的高于或低于正常大气压的压力变化——什么是声音

产生声音的物体称为声源。

2声音的物理属性

振幅：高于或低于正常大气压的峰值 频率：声源每秒钟振动的次数 （f）

声速;：通常情况下(在一个标准大气压下，常温时V=340米/（空气） 波长：在一个周期时间内，声音传播的距离 λ λ=VT=v/f

相位：声音信号的叠加：同相信号相加，相互加强；反相信号相加，相互抵消

3.基频与谐频→决定音调与音色

单音：一个频率组成的声音叫单音。

复音：由许多频率组成的声音叫复音。频率最低的为基频，其它为谐频。 声能集中在基频和低次谐频分量上。（复音信号频率分解：基频与谐频）

4.声波的反射、折射

a.当声波从一种介质传到另一种介质时，如果两种介质分界面的大小与声波波长可以相比拟时，则声波的传播方向要发生变化，产生反射、折射现象。

b.吸声系数 α=吸收的声能/入射声能 （ 1>α>0） 和物质有关

c物体吸声系数越大，说明吸收声音的能力越强；吸声系数越小，吸收声音的能力越小

5.声波的绕射

规律：频率越低越易绕射，频率越高越不易绕射

6.人耳的结构：外耳，中耳，内耳

7.人耳的听觉特性：(1)频率范围 20Hz-20kHz (语言 60- 1000Hz基频；

敏感区 3000-5000Hz)

（2)动态范围 闻阈：0.0002毫巴 0dB ；痛阈：超过120dB

语言40dB 音乐80dB

听阈（声压级在0dB以上的声音）

8.声音三要素（主观感觉）

响度：人耳对声音强弱的主观感受，由振幅决定（和振幅对数成正比），与频率和波形有关

音调：由基频决定，受声音强度影响

音色：在听觉上区别有同样响度，同样音调的声音之所以不同的特性，由谐频成分的多少及 大小决定。

9.等响曲线说明:

a.人耳对声音的响度感觉是随声音强度大小变化而变化的

b.同样声强的声音，频率不同，响度级也不同

c.人耳对高频和低频信号的敏感程度差，对低频尤为突出

d.1000Hz时，响度级和声音强度数值是相同的

10.听觉现象（三种）

掩蔽效应：由于第一种声音的存在而使第二种声音提高闻阈的现象.是复杂的生理、心理现象，与声音的大小、频谱、方向、持续时间有关。

鸡尾酒会效应：由于注意力的不同，人可以从杂乱的环境中拾取他所感兴趣的声音。

电声设备不具备这种能力。.

多普勒效应：当声源以较快的速度移动的时候，在听音点听到的声音的音调会发生变化

第二章 声场

1.声场：声音传播的空间

自由声场：没有任何障碍物存在的声场

自由声场的特点：a在自由声场中，声音（点声源-固定能量）的大小是按与声源距离平 方成反比的规律衰减，即和声源距离扩大一倍，声音减小为原来的1/4。

b空气对声音能量有吸收作用，对高频尤为突出

室内声场(1)室内音响组成：直达声、近次反射声、混响声

*混响声：声音经过多次反射后，密度达到一定程度，这是它们作为声音的连续衰减而被人耳感知。

混响声与回声的区别：回声 >50毫秒 人耳能分辨；混响声 <50毫秒 人耳不能分辨

(2).室内声能变化：建立—平衡—衰减

2.室内声场特性;

混响

○混响量 反映直达声与混响声大小的比例

○混响时间:指从声源关闭时起，声音衰减60dB所持续的时间.也就是声音能量衰减为原来的一百万分之一所需要的时间

赛宾公式： T60=0.16V/Sā

V：容积 S：表面积 ā=平均吸声系数

混响时间对室内声音的听觉影响：

T60↑空间感强，清晰度下降，声音活跃、丰满——活

T60↓音质发硬、发干，不舒服，清晰度高——干

3.专业声场（录音室、播音室、演播室）

音质设计：

频率均衡

混 响 ↓（语言-越短越好；音乐录音棚-声音要活跃、比较长；演播室-比录音棚长）

良好扩散 （专业录音室）

声响分割好 使用隔板，把不同乐器的声音分开接收 （录音棚）

噪声控制：

固体传导噪声

空气传导噪声

建立声锁、声闸：房间的门、比较厚，用强吸声材料填充包裹 （声锁：楼道、弯曲、狭窄）

第三章传声器

第四章1.传声器的作用？

a声音→时空信号（不能存储）→转换→电信号

b从整个录音系统而言，传声器拾音是第一道关口，对录音质量起决定作用

c专业传声器要求，满足高保真→才能保证音质(频响曲线平坦/指向性满足要求/瞬态

特性好、失真小/固有噪声小、信噪比高/机械结构和电器连接可靠)

2.传声器分类?

a按换能原理分类:动圈传声器、电容传声器

b按振膜受力方式分类:压强式传声器、压差式传声器、压强与压差的组合

c按照指向性分类:无指向传声器（全指向）, 指向性传声器→∞，心型，超指向

d按信号的传递方式分类:有线传声器→平衡、非平衡 无线传声器

此外，一般传声器、微型传声器、单声道传声器、立体声传声器

3动圈式传声器

a工作原理? 导线在磁场中做切割磁力线运动，产生感应电动势E=BCV sinθ。B磁通量、C sinθ导线有效长度、V速度。

动圈传声器由振膜、磁铁、线圈等组成，将导线粘于振膜上，同时精确放于永久磁铁缝隙中，振膜在声波作用下震动，使处于磁场中的线圈产生相应震动，线圈切割磁力线使线圈产生感应电动势，并将其输出。

b特点?

①频率特性较宽 ②性能稳定，可靠性高 ③低频相应良好 ④灵敏度相应较低

4电容传声器

结构及原理:?

a膜片和背板充满电荷，膜片在声波作用下震动，

根据Q=U·C △U= /Q△C ，当Q不变时（R大，使Q变化忽略不计） U与 C成反比，根据欧姆定律，R与 U做均量变化，将这一电压变化送至放大器，经放大将信号输出

b极化电压

c需要电源——极化电压（驻极体）、放大器

d幻相供电，提供48V幻相供电

特点?

①频带稳定、宽广（频响平直） ②灵敏度高、输出大 ③高频响应好 ④机械强度稍差

5传声器方向性的形成

a压强式传声器

指传声器振膜一侧暴露于声场中，背面密闭于一个空腔内，声波只作用于暴露在声场的振膜一侧，如果他足够小，则任何方向上的声音都可直接或通过绕射到达前表面，使之随声压变化而振动，因此是一种无指向传声器。

低频绕射能力强 ，高频绕射能力弱 ，产生声影现象。

b压差式传声器

如果将振膜两侧均暴露于声场中，则构成压差式传声器。由于声波到达振膜两侧所走的路径不同，所以振膜两侧所接收的声音强弱也不同，振膜的振动情况由加在振膜两侧声音的压力差所决定的，压力差值越大，振膜振动越大，其输出也越大。反之，则小。

c压差式与压强式的组合

压强式与压差式装在一个极头内,将其输出并联

膜片前端暴露，后端设计一个声学网络 ,利用声学网络控制声波

6特殊传声器

无线传声器:保密性差，易受干扰，信号有失落现象

微型传声器（颈挂式、项链式） 口的辐射、衣服遮挡→高频损失

衣服磨擦产生噪声

7超指向传声器获得超指向的方法？（式传声器）

(1)利用抛物面的反射性，将心型传声器置于抛物面焦点上，这处声音经抛物面反射，产生较强信号，再被传声器拾取。

(2)利用声信号的干扰现象：不同路径信号，因相位不同而相互抵消，从而提高主轴方向，衰减旁轴信号。

8防风罩作用？

保护→尘土、振动、防风 频响影响最小

常见的有海绵防风罩和塑料防风罩两种

9传声器的主要技术指标

a灵敏度——转换效率 开路灵敏度：自由声场中，对传声器施加一个声压为1微巴（1 bar）的声信号时，传声器的开路输出电压(毫伏/微巴)。

有载灵敏度：自由声场中，在单位声压作用下，传声器输出端接额定负载（600 ）情况下输出功率（毫瓦/微巴）

b频率特性(频率与灵敏度的关系)

c方向性 (声波入射角度与灵敏度的关系)

d输出阻抗 表示 传声器与负载的匹配关系 要求负载阻抗大于5倍传声器输出阻抗

低阻200Ω 专业

中阻 500-5000Ω →感应交流声

高阻 25KΩ以上—高频容易受损失

e信噪比与等效噪声 （固有噪声）

f动态范围 110dB以上

第四章调音台

1调音台的作用和地位？

作用：音质校正、电平平衡、混合放大、声像定位

地位：核心设备，是专业音响系统的“中枢”，以它为中心（图见书73页）

2调音台分类

a按节目种类分→音乐调音台、语言调音台

b按使用场所分→便携式调音台、固定式调音台

c按输出方式分→单声道、双声道、四声道、多声道

d按信号输入路数分→八路、十二路、二十四路、三十二路

e按信号处理方式分→模拟式、数字式

3调音台组成

a调音系统

分路调整：输入选择，频响控制、分电平调整、声像调整

作用：对进入调音台信号进项放大,衰减、音质校正、电平平衡及声像调整

混合调整：混合网络、放大、总电平调整

作用：对各分路信号混合并控制信号输出电平大小

b监听、监视系统

c返送、联络系统

返送系统：提供给演奏者监听信号

联络系统：对讲、指示控制灯

d辅助连接口→扩展调音台功能，如 加混响

e指示系统：信号大失真，信号小则会被噪音淹没

4调音台调音步骤

分录调整： 输入电平调整

↑ 音质校正调整

从监听、监视为依据 分录电平调整

↓ 声像调整

混合调整： 整体输出电平调整

5滤波器

作用：滤掉信号某些频率成分，以减小噪声和改善音质

低通滤波器→滤除高频噪声

高通滤波器→低切电路，滤除交流干扰声、风声、机械噪声，提高清晰度

6均衡器

作用：对某些频率信号给予提升或衰减→技术 艺术

⑴按均衡特性分→a架式均衡⇒低频架式、高频架式

b峰式均衡

⑵按调节方式分→a参数均衡——调节参数 如中心频率

b图示均衡（**在声波范围内分割成许多相交频段，通常采用信频程或1/3信频程为各中心频率，使所有频段均能进行峰式或各形调节，每一中心频率上有一滑动调节臂，它们各自的位置就直观的反应了整个频率的均衡特性。**）

7压缩器原理

是自动增益放大器，放大量由输入信号大小来决定，当信号超过某一数值时，压缩器会自动降低增益，使高电平不致产生过度失真。

输入与输出之比——压缩比：2：1

8器 压缩比10：1

9扩展器——自动增益放大器

当输入信号电平较小时，扩展器增益减小，当输入信号电平增大时，其增益随之增大。

这样，使输出端的信号动态范围大于输入端的动态范围，从而使响度大的信号更响，响度小的信号更弱

10噪声门

利用扩展原理做成的一种降低环境背景噪声的设备

注意:噪声幅度与实用（现实）的差距越大越好、不同时出现（时阈不同）

11指示系统（调音台组成部分之一）

a为什么使用指示系统？

信号大→失真；信号小→被噪声淹没

音频信号的监听系统⇒监听、监视

b音量表（VU表） 具有对数性质，和人耳听觉特性一致，VO的数值体现了信号的响度，即音量的大小

0VU为标准录音电平

缺点：忽略了瞬时的峰值信号，即对瞬时间高峰值信号不敏感——过载失真

c峰值表（P-P表） PPM表

指示的是信号的振幅量——对于防止过 载 失真，提供了很好的监视手段。

VU表与P-P表配合使用，但以监听为主

第五章、数字录音技术

1.PCM工作原理

数字记录与重放要解决的两个主要问题 第一 将模拟信号变为数字信号→A/D转换，通常需要取样、量化、编码——PCM

第二 将数字信号进行抗干扰编码处理

*PCM的A/D处理过程

离散信号 数码信号

↑ ↑

模拟输入信号→取样→量化→编码→

↑

取样信号

取样（定理）：用高于被转换信号的最高频率的两倍以上速率，按照等时间间隔选取模拟引号的瞬时波形幅度值（奎耐斯特定律）使连续的模拟信号变为一系列时间间隔的取样值。

量化：把取样后得到的取样值与若干特定的标准幅度值相比较，然后以误差最小的标准值代替幅度值，这样就把取样后得到的一系列随即幅度变化数值转化成一些标准振幅值。

量化噪声→增加量化级数→增加复杂性

编码：以一组二进制编码（1，0）代替量化的数值

2数字录音特点

a利用计算机平台

b动态范围可达90dB，可较好的满足一般录音节目的动态范围

c频率特性 从20HZ-20kHZ非常平坦

d谐波失真度仅为万分之五

e抖 晃率几乎察觉不到

f声道串音很小，可达-80dB

g没有复印效果，便于长期保存

h瞬态特性好

i录音密度大，节省磁带

j多次复制，没有噪声累积

k具有误码校正，漏码补偿功能，对传输或记录中的错误可以纠正

3录音系统

组成：调音台、传声器、录音机（座）[非线编、音频工作站]各种电声声源及各种辅助设备

任务：对传声器及各种电声声源送来的音频信号进行放大、控制及加工，最后录制成完整的音响节目

录音系统按记录媒体不同分类：机械录音系统；光学录音系统；磁性录音系统

4录音工艺

录音工艺就是录音的操作程序

a前期录音:在声学条件好的环境中录好声音,然后边放音边拍摄画面,最后完成一个完整的节目.

特点:在录制声音时可以刻意追求声音的完美,音响效果好

b后期配音:先编辑好画面,然后进行录音

特点 :可以选择优越的声学环境,精确设置传声器的位置,可多次录制,但是会失去特定声场的声学特性及一些细节声音.

c同期录音:边拍摄画面边录制现场的声音

特点: 既保留现场声音的真实,又保证画面和声音的同步,给人以真实的感觉,此外节省后期制作时间

5.录音操作

以导演要求为中心，以艺术要求为目的

录音操作的三个步骤（前提是了解 导演的 艺术构思）：准备工作、素材录制、剪接与合成

a准备工作

了解要录的声音：声音类型、录音环境、艺术要求

制定方案：在导演中心思想指导下，对声音录制做出具体 的实施方案（ 采用的工艺、总体构思、执行计划）

设备准备：准备、熟习

b录制素材

落实方案（个性的录音）

c剪接与合成

6传声器的选择与使用

A传声器的选择

a根据声源性质选择 如：频率范围 声压大小

b根据使用传声器目的来选择 主传声器；

c根据传声器性能来选择

d根据声场特性选择

e根据主观听觉特性选择

B传声器使用

a传声器设置:远近、高低、俯仰、偏正

b声音清晰度:拾音距离远近决定了直达声与混响声比例

c音色的平衡

d尽量减小频率损失→调节俯仰、偏正、高低达到最佳拾音角度

e声源之间距离 隔声问题

f声场声学条件:混响、扩散、声学缺陷（死点、颤动回声→避免）

C传声器使用中应注意的几个问题

a传声器连接 平衡 非平衡

b近讲效应 :随着拾音距离的减小，拾取声音的低频分量有明显的增加——近讲效应

浑厚 清晰度下降——低切开关 M、 N档

c远距离拾音 空向感——纵感；高频损失——高频补偿

d相位抵消与过载现象

相位抵消 原因：多个传声器信号存在电相位差；信号传播路径不同

解决办法：①少用传声器 ②减小路径差→低

过载现象 原因：大声压级信号拾音非常近；传声器输出电平太大使后面设备失真

解决办法：①选择低灵敏度传声器 ②控制拾音距离

7影视录音中传声器设置特点(同期录音时传声器设置特点)

传声器与画面关系

传声器与灯光的关系

噪声——远离

8艺术化的声音

A声音的种类

a人声→对白、独白、旁白（解说） 风格要求不一样

人声除了具有表达逻辑思维的功能外，还因其音调、音色、力度、节奏等因素而具有情绪、性格和气质等形象方面的表达力。

b音响（自然声） 音响的作用主要是强化画面（联想→形象），增强画面的真实感（空间感）和扩大画面的表现力。

c音乐

d无声 无声的沉默并非意味着消极，恰恰相反，这种沉默常 一种想象力和表现力的功能，是节奏的表现，是情绪的凝聚，常包含强烈的思考之情，启发观众的思维与联想。

“蝉噪 林愈静，鸟鸣山更幽”

语言表意，音乐表情，音响表真（实）——声音蒙太奇

B声音的艺术化功能

a声音是赋予画面生命的因素

b声音是画面立体化因素

c声音是多层次多色彩的表现因素

d声音是信息量增加的主要因素

e声音是画面组接多样化的因素

C声音的艺术属性

a声音的空间感:环境感、透视感、方向感

b声音运动感----多谱勒效应

c声音的色彩感:地域色彩、民族色彩、时代色彩

9艺术化声音的创作

A声音意识（是编导对声音总体的认识和运用的自觉态度）

a结构意识:片断在整体中的位置、掌握的分寸、完成什么任务、参与画面的结构与节奏

b总谱意识:将一个完整的艺术构思具体化 什么声音，如何出现，如何交替——声音蒙太奇

c情绪意识:反映出一定的情绪逻辑和心理逻辑

d造型意识:参与画面形象塑造 人物形象、

e空间意识

f制作意识

10声音设计和声音思维

A为什么进行声音设计

重画轻音

声音与画面、声音与声音各因素之间不协调

表现手法陈旧, 缺乏奇思妙想

B声音设计的任务

根据整体艺术构思和风格及画面诸元素对声音的需要,进行构思和筹划,制定声音创作方案并进行多次创作,处理好声音与声音,声音与画面诸元素的关系,达到最佳的视听效果.

C声音思维与声音设计的基础

声音设计思维的基础 声音设计必须忠实于现实生活

声音设计要符合审美需要

声音设计要利用听觉生理.心理特点

声音设计思维方法 声音模拟思维：模仿声源的声音，达到一定听觉效果的思维方法

声音联想思维：利用熟悉的声音，充分调动听觉来拓展画面空间，建立画外空间。扩大画面信息量的思维方法。

声音造型思维：利用物理属性，时空属性和生理、心理因素来塑造声音形象的思维方法。