数字音频广播(DAB)技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京广播学院出版社

作者:李栋

出品人:

页数:114

译者:

出版时间:1998-07-01

价格:30.0

装帧:平装

isbn号码:9787810046992

丛书系列:

图书标签:

• 数字广播
• DAB
• 音频技术
• 广播技术
• 无线通信
• 信号处理
• 多媒体
• 通信工程
• 电子工程
• 新兴技术

声音的未来：深度探索模拟与数字信号处理的奥秘 一部涵盖音频技术核心原理、历史演进与未来趋势的权威著作 （本书不涉及数字音频广播DAB技术） 本书旨在为音频工程、电子信息技术、通信工程以及相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供一套全面、深入且结构化的知识体系。我们致力于揭示声音如何从物理振动转化为可存储、可传输的信号，并探讨人类如何利用电子技术实现对声音的精确捕获、处理、存储和再现的整个过程。 第一部分：声音的物理本质与感知基础 理解音频技术，首先必须建立在对声音物理学和人耳听觉生理学的深刻认识之上。本部分将从基础物理学出发，详细剖析声波的产生、传播和接收机制。 1. 声音的物理学基础： 声波的产生与特性： 深入探讨声源的振动模式、声压级（SPL）的定义与测量、频率（音高）与振幅（响度）之间的关系。分析不同介质中声速的差异及其对声音传输的影响。 房间声学与声场分析： 详细介绍混响时间（RT60）、早期反射、扩散、吸收等关键声学参数。我们将通过严谨的数学模型，分析室内声场分布的复杂性，并介绍如何通过声学设计控制室内声学特性，实现最佳的听音环境。 傅里叶分析在音频中的应用： 阐述如何将复杂波形分解为正弦波的叠加，为后续的数字信号处理奠定理论基石。讨论频谱、相位和瞬态响应的概念。 2. 人耳听觉的生理与心理学： 听觉系统解析： 详细描述外耳、中耳和内耳的结构及其功能，重点分析耳蜗的频率选择性机制。 心理声学模型： 深入探讨人耳的非线性特性，包括响度、等响度曲线、掩蔽效应（时间掩蔽与频率掩蔽）以及阈值现象。这些模型是设计高效音频编码算法的关键依据。 空间听觉： 分析双耳听觉（双耳效应）在定位声源中的作用，包括利用时间差（ITD）和强度差（ILD）形成声像。 第二部分：模拟音频系统的构建与优化 本部分聚焦于传统电子技术在音频处理链中的应用，从信号的捕获到最终的放大和输出。 3. 麦克风与声电转换技术： 换能原理深度解析： 详尽对比电容式（电容麦克风）、动圈式、铝带式等各类麦克风的物理结构、工作原理、频率响应特性和指向性（心形、超心形、八字形等）。 前置放大器设计： 分析低噪声放大器（LNA）的设计原则，重点讨论输入阻抗匹配、增益结构管理以及如何有效控制底噪（本底噪声）和总谐波失真加噪声（THD+N）。 4. 信号调理与电路设计： 线性电路分析： 深入研究滤波器在音频中的应用，包括高通、低通、带通滤波器的设计与实现（巴特沃斯、切比雪夫等各类原型滤波器）。讨论动态范围控制电路，如压缩器、限制器、扩展器的工作机制与时间常数选择。 功率放大器原理： 系统阐述甲类、甲乙类、乙类及D类功率放大器的设计拓扑、效率、热管理和瞬态响应优化。特别关注输出级设计对音质（如阻尼系数）的影响。 5. 磁带录音技术回顾与分析： 磁记录物理学： 探讨磁带介质的特性、磁头设计与录放过程中的磁滞现象。 偏磁与噪声控制： 分析偏磁（Bias）对录音质量的重要性，以及如何通过优化录音电平来最小化磁带噪声和饱和失真。 第三部分：数字音频处理的核心技术 本部分是全书的重点，详细阐述了如何将连续的模拟信号转化为可计算的离散信号，以及在数字域内进行高效处理的方法。 6. 模拟到数字的桥梁：采样与量化： 采样理论（奈奎斯特-香农定理）： 严格推导采样定理，并分析欠采样和过采样的后果。 量化误差分析： 详细解释量化噪声的产生机理，介绍对数量化（如 $mu$-law 和 A-law）与线性量化的区别和应用场景。 抗混叠滤波器设计： 强调模拟抗混叠滤波器的设计标准，以及数字域中的过采样和抖动（Jitter）对转换精度的影响。 7. 数字信号处理（DSP）基础在音频中的应用： 离散时间系统： 引入Z变换，分析数字滤波器（IIR和FIR）的设计方法及其在音频均衡、效果器（如混响、延迟）中的实现。 快速傅里叶变换（FFT）在频谱分析中的应用： 探讨窗函数（如汉宁窗、海明窗）的选择对频谱泄漏的影响，及其在实时频谱分析中的应用。 8. 现代音频编码与压缩技术： 有损压缩的原理： 聚焦于基于心理声学模型的有损压缩，详细解析如何利用人耳的掩蔽阈值来去除可听度低的数据。深入讲解MDCT（修正离散余弦变换）在MP3、AAC等标准中的核心作用。 无损压缩技术： 介绍线性预测编码（LPC）和熵编码（如霍夫曼编码）在实现高保真无损压缩中的应用。 第四部分：音频接口、传输与互连标准 本部分关注数字音频信号在不同设备之间高效、可靠传输的工程实践。 9. 数字音频接口协议： 串行与并行传输标准： 深入分析I²S（集成电路间声音接口）的结构、时钟域分离（主/从模式）及其在片上系统中的应用。 专业级数字接口： 全面介绍AES3（XLR和DB-25封装）和S/PDIF（同轴与光纤）协议的数据帧结构、同步机制和纠错处理。 10. 局域网络音频传输： 音频传输的时序与同步： 探讨如何通过网络（如以太网）进行低延迟音频传输所面临的挑战，特别是时钟同步和抖动控制。 音频中间件与协议概述： 简要介绍非DAB体系下的专业音频网络协议，如基于TCP/IP的流媒体传输机制。 结语 本书构建了一个从基础物理学到尖端数字处理的完整知识链条，旨在培养读者对声音信号的深刻理解和系统的工程思维。它不仅是理论学习的坚实基础，也是解决复杂音频工程问题的有力工具。读者将能独立分析和设计高性能的音频采集、处理和再现系统。

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