视听技术教程
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第1章 绪论

1.1 音响技术的发展历史

音响技术发展至今只有一百多年,但发展速度非常迅速。从记录媒介上看,从唱筒、唱片、磁带发展到激光唱片;而传输与播放音响载体的硬件,从留声机、电唱机、收音机、录音机等单机形式发展到组合音响;记录传输与重放声音的通道,则从单声道发展为双声道、四声道及5.1声道;记录与传输音频信号的模式也由模拟技术向数字技术发展。随着电子技术的发展,音响设备的功能越来越完善,重放的声音质量也越来越好。当今世界,人们的日常生活、工作、出行、购物等已与音响技术密不可分了。

1.1.1 世界音响技术的发展历程

(1)按时间顺序看,音响技术发展的历程大致如下

1857年,法国发明家斯科特(Scott)发明了声波振记器,这是最早的原始录音机,是留声机的鼻祖。

1877年7月18日,美国科学家爱迪生发明了一种录音装置。可以将声波变换成金属针的震动,然后将波形刻录在圆筒形的锡箔上。当针再一次沿着刻录的轨迹行进时,便可以重新发出录下的声音。这个装置录下爱迪生朗读的《玛丽有只小羊》的歌词:“玛丽抱着小羊羔,它的绒毛白如雪”,这总共8秒的声音成为世界录音史上的第一声。

1878年1月,爱迪生成立制造留声机的公司,生产商业性的锡箔唱筒。这是世界第一代声音载体和第一台商品留声机。

1885年,美国发明家奇切斯特·贝尔和查尔斯·吞特发明了Gramophone(留声机),这是一种采用涂有蜡层的圆形卡纸板来录音的装置。

1887年,旅美德国人伯利纳(Emil Berliner)获得了一项留声机的专利,研制成功了圆片形唱片(也称碟形唱片)和平面式留声机。

1888年5月16日,伯利纳制作的世界第一张碟形(圆片形)唱片和留声机在美国费城展出。

1891年,伯利纳研制成功以虫胶为原料的唱片,发明了制作唱片的方法。

1895年,爱迪生成立国家留声机公司(National Phonograph Company),生产、销售用发条驱动的留声机。

1898年,伯利纳在伦敦成立英国留声机公司,并将工厂设在德国汉诺威。

1898年,丹麦工程师普尔森发明了可以实际应用的磁性录音机(钢丝录音机)。

1912年,圆筒式录音被淘汰。

1924年,马克斯菲尔德和哈里森设计成功了电气唱片刻纹头,贝尔实验室成功地进行了电气录音,录音技术得到很大提高。

1925年,世界上第一架电唱机诞生。

1931年,美国无线电公司(RCA)试制成功转/分的密纹唱片(Long Play,LP)。

1945年,英国台卡公司用预加重的方法扩展高频录音范围,录制了 78转/分的粗纹唱片(Standard Play,SP)。

1948年,美国哥伦比亚公司开始大批量生产转/分的新一代的密纹唱片(Microgroove),成为唱片发展史上具有划时代意义的大事。而RCA也推出自己的另一套系统—45转/分的EP(Extended Play)与之抗衡。

1935年,德国柏林的通用电气公司研制成功了使用塑料磁带的磁带录音机。

1963年,荷兰生产出了音频盒式磁带。

1996年8月,飞利浦、索尼、东芝、松下等公司就新一代高密度光盘DVD(Digital Video Disc,后改为Digital Versatible Disc)统一格式,制订DVD规格书(Ver.1.0)。同年11月7日,松下DVD-Video播放机作为DVD商品在全球上市。

(2)按所用的器件来看音响技术的发展历史,则可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段

1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管,开创了人类电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后,使音响技术的发展进入了一个崭新的时代,比较有代表性的如“威廉逊”放大器,较成功地运用了负反馈技术,使放大器的失真大大降低。到20世纪50年代,电子管放大器的发展达到了高潮时期,各种电子管放大器层出不穷。由于电子管放大器音色甜美、圆润,至今仍为发烧友所偏爱。

20世纪60年代晶体管的出现,使广大音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点,备受音响爱好者的青睐,各种电路也相应出现,如 “OTL”放大器、“OCL”放大器等。到20世纪70年代,晶体管放大技术的应用已相当成熟,各种新型电路不断出现,如成功地解决了负反馈电路的瞬态失真和高频相位反转问题的无反馈放大电路;成功地将甲、乙放大器的优点结合在一起的超甲类放大电路;具有输出功率大、失真小的电流倾注式放大电路,等等。这些技术使晶体管放大器成为音响技术发展中的主流。在20世纪60年代,美国首先推出音响技术中的新成员—集成电路,到了20世纪70年代初,集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点,逐步被音响界所认识。发展至今,厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路中。

20世纪70年代的中期,日本生产出第一只场效应功率管。由于场效应功率管同时具有电子管纯厚、甜美的音色,以及动态范围达 90dB、THD<0.01%(100kHz时)的特点,很快在音响界流行。现今的许多放大器中都采用了场效应管作为末级输出。

音响技术的发展经历了电子管、晶体管、集成电路场效应管的历史时期,在不同的历史时期都各有其特点。音响技术今后的发展主流为数字音响技术。

1.1.2 我国音响业的发展历程

解放初期,我国的电子音响行业非常落后,产品单一。20世纪50年代音响行业主要生产电子管式的中、短波收音机,60年代初开始研制半导体收音机,这一阶段的主要特点是闭门摸索,因而发展缓慢。进入70年代以后,中国电子音响行业受到国际技术发展的影响,得以较快速度发展,这一时期以收音机制造业为代表,到1979年我国的收音机产量达到了1387.5万台。

改革开放后,我国电子音响行业在“引进、消化、吸收、创新”方针的指引下,积极引进和推广国外的先进产品和技术,得以迅速发展。电子音响行业重点引进了录音机机芯、磁头、微电机等关键部件的生产技术。此后电子音响企业在激烈的竞争中不断调整生产结构,产品从一般的收录机、立体声组合音响、激光唱机、电子琴到组合式家庭影院系统;技术从模拟方式发展到数字方式,并向音视频结合的方向发展。20世纪90年代以后,我国电子音响行业结构、产品结构和外贸体制紧随着国际经济、技术形势变化。在此期间国家及时地颁布了一系列鼓励出口的政策。这些政策的出台,奠定了我国音响行业向外向型发展的基础。1995年以后,我国电子音响行业进一步加大改革力度,管理体制和经济体制都发生了深刻的变化。这表现在一是走集团化、股份化道路,国营控股、职工参股一时成为主流;二是对外合资、合作步伐加快,电子音响行业与世界著名品牌的合资(松下、索尼、飞利浦、三星等),加快了电子音响行业和产品的发展;三是非公有制经济不断发展,尤其是民营高科技企业的发展也给我国电子音响行业注入了新的活力。中国的音响行业已发展成为门类齐全,具有相当生产规模和自配能力的外向型行业。