第三节 听觉媒体
听觉媒体是采集、记录、播放声音的现代教学媒体，常用的听觉媒体有传声器、扬声器、功放、录音机、CD激光唱机、MP3播放器等。磁带录音机是前几年学校教学中使用最广泛的一种录音媒体，但现在教学中主要采用计算机进行录音。下面介绍在学校教学中最常用的听觉媒体及其使用方法。
一 扩音设备
1.传声器
传声器是一种把声音信号转换为电信号的电声器件，俗称话筒、麦克风。在扩音系统和录音系统中，用它来拾取声源发出的信号。声音传输的质量与传声器有密切的关系，要求传声器的性能满足提出的要求。
（1）几种传声器的结构和工作原理
①动圈式传声器
动圈式传声器也称电动式传声器，频率范围一般在50—10000Hz，优质可达40—16000Hz。动圈式话筒坚固耐用，噪声电平低，价格便宜，使用方便，因而在现代教育技术中得到广泛应用，结构如图2－7所示。
图2－7 动圈式话筒的结构
②电容式传声器
电容话筒的频率范围很宽，可由20—18000Hz，接近人耳听觉的频率范围，并且频响平坦。它的灵敏度高、信噪比大、体积小而灵敏，结构复杂、成本高，多用于高质量广播、音乐节目的录音扩音中。它的结构如图2－8所示。
图2－8 电容式话筒的结构
③无线话筒
无线话筒是由微型传声器（动圈式、电容式等传声器）、小型发射机组成。无线话筒的工作原理是传声器把声音转换成音频电信号，再通过小型发射机将其调制到高频载波上，通过话筒所带的软质天线发射出去。由于它的发射功率小，接收距离在50—100m左右。
根据国家规定，无线话筒所使用的频率范围在VHF频段的88—108MHz之间，以便与有调频广播的收录两用机配套使用。由于每一个无线话筒都有自己的频道，所以当相邻教室选用不同的无线话筒上课时，不会发生相互干扰。
使用无线话筒时，每个话筒都配备一台调频接收机收调频信号，传输给扩音机或其他设备的音频输入使用，最后通过扬声器把声音播放出。
无线话筒最大的优点是省掉传送电缆，它最适用移动性声源的拾声。
（2）传声器的使用
①注意阻抗匹配，传声器与放大器的阻抗最好相同，如果失配比在3∶1以上，则会明显影响传输效果。
②注意正确连接，传声器输出电压很低，为避免损失及干扰，应使用屏蔽线且连接要尽量短，一般高阻传声器连线不长于10m，低阻传声器的连线不得超过50m。
③注意工作距离，传声器距声源20—30cm为宜，距离远些，音色柔和，混响感强；距离近些，语言清晰，听感亲切。另外，传声器还要远离扬声器，否则会由于声音的回授而出现尖厉的啸叫。
2.扬声器
扬声器又称喇叭，是一种把电能转换成声能的器件。当把扩音机放大了的音频电信号加给扬声器时，扬声器的纸盆或振动膜就产生相应的机械振动，从而在周围的空气中激发声波，产生声音。扬声器是扩音系统的最后一环，无论前面的传声器的扩音机性能如何好，假如扬声器性能不良，照样不能得到高质量的声音。所以，高质量的扬声器是高保真放音系统的一个重要条件。
（1）扬声器的种类
目前，使用最多的是电动式扬声器，电动式扬声器又分纸盆式、号筒式和球顶形几种。这里只介绍前两种。
①纸盆式扬声器。电动式纸盆扬声器频率特性好、失真小、功率有大有小、价格适中，所以得到了广泛的应用。几乎所有的收音机、录音机、电视机中都使用这种扬声器、音乐厅、舞厅、室内广播等高质量的扩音系统，也都使用纸盆式扬声器。
②号筒式扬声器。号筒式扬声器俗称高音喇叭。号筒式扬声器的特点是效率高、输出音量大、辐射方向强、功率大。缺点是频率特性差，一般为200—500Hz，所以它主要用于以语言广播为主的室外广播，如学校、广场、运动场、农村广播站等。
（2）电动式扬声器的结构
①扬声系统。将一个或多个扬声器与某种助声装置或某种附带电路，组成一个整体的系统，以提高放音质量，这样的系统就是扬声器。其中，所谓的助声装置，指箱体、号筒、纸盆、吸声的材料等，所谓附带电路是指分频网络、功率放大器、反馈电路等。
②分频网络。高保真放声系统要求扬声器有效工作频带能包括自然界中的各种频率的声音，即应有20—20000Hz的频带宽度。单只扬声器的有效工作频带是非常有限的，根本达不到高保真放声系统频宽的要求，只有将低音扬声器、中音扬声器和高音扬声器利用分频的方法组合起来，共同承担全频带的声音重放，以展宽扬声器的有效工作频带。分频网络使每个扬声器工作在各自指定频段的任务，使各个扬声器共同完成全频带的声音重放。
3.功放
功放俗称“扩音机”，其功能是对来自声源或前级放大器的弱信号进行放大，推动扬声器发声。功放是多媒体教室中必不可少的设备之一。
（1）功放的结构
功放内部由节目源选择键、频率均衡电路、前置放大器、音调控制器、立体声平衡调整、响度控制器、功能选择开关、低通滤波器、高通滤波器及保护电路等组成。
（2）功放和音箱的配接
功放与音箱配接的要素有：功率匹配、功率储备量匹配、阻抗匹配、阻尼系数的匹配。如果在配接时做到上述四点，可使所用器材的性能得到充分的、最大的发挥。
①功率匹配。为了达到高保真聆听的要求，额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉：音量过小时，声音无力、单薄、丰满度差，声音好像缩在里面出不来。音量合适时，声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。音量过大时，声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系，规定听音区的声压级最好为80—85dB，我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。
②功率储备量匹配
·音箱：为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真，所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。
·功放：电子管功放和晶体管功放相比，所需的功率储备是不同的。
③阻抗匹配。它是指功放的额定输出阻抗应与音箱的额定阻抗相一致。此时，功放处于最佳设计负载线状态，因此可以给出最大不失真功率，如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗，功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗，音响系统能工作，但功放有过载的危险，要求功放有完善的过流保护措施来解决，对电子管功放来讲阻抗匹配要求更严格。
④阻尼系数的匹配。阻尼系数KD的定义为：KD=功放额定输出阻抗（等于音箱额定阻抗）/功放输出内阻。由于功放输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件，KD值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD值越大，电阻尼越重，当然功放的KD值并不是越大越好，KD值过大会使音箱电阻尼过重，以至使脉冲前沿建立时间增长，降低瞬态响应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的KD值。作为家用高保真功放阻尼系数有一个经验值可供参考，最低要求：晶体管功放KD值大于或等于40，电子管功放KD值大于或等于6。
（3）使用功放的注意事项
①正确选择输入信号。在多媒体教室中，一台功放要连接计算机、录像机、VCD/DCD等多路输入信号，如要播放哪路信号，则要在功放前面板上将输入信号置于相应的信号档上。
②不可满负荷工作。使用功放时，不可将音量旋钮长时间置于最大，一般应控制在总负荷的70％左右。刚开机时，不能将音量置于最大，否则容易损坏功放。在关机不用时，应将音量调至最小，这样下次开机时音量就不会过大，可起到保护功放和音箱的作用。
4.教学中的扩音系统
（1）有线扩音系统
有线扩音系统由话筒、扩音机和扬声器等组成，用于校园广播、学术报告和课堂教学的扩音，其构成如图2－9所示。
图2－9 有线扩音系统
在课堂教学中，可以将此系统简化为直接把有线话筒插入录音机的话筒插口，利用录音机所带的喇叭进行扩音。
（2）无线扩音系统
无线扩音系统由无线话筒、接收机和扬声器组成，如图2－10所示，如果接收机带有喇叭则无须再接扬声器。
在课堂教学中，可以用调频收音机作为接收机，如果无线话筒的发射频率落在收音机的接收范围内，则只需一个无线话筒和一个收音机就能组成一个简单的扩音系统，使用方便，但要注意以下问题：
①由于无线话筒常为电容式话筒，要正确安装电池。
图2－10 无线话筒
②要调整好接收频率，以得到满意效果。
③相邻课室避免使用频率接近的话筒。
④使用过程中无线话筒的天线避免与金属物体接触。
二 录放及调音设备
1.录音机
20世纪80年代后，盒式磁带录音机在语言教学、丰富学生的精神生活方面一直发挥着巨大的作用，但目前已被其他数字媒体所替代。
（1）录音机的原理
磁带录音机是以磁的形式记录或重放音频信号，其主要过程是进行电/磁变换。录音就是把音频电信号转为磁信号并记录在磁带上的过程，放音是把磁带上的磁信号还原成音频电信号的过程。
（2）录音方式
录音方式有机内话筒录音、外接话筒录音、收音录音、线路输入录音、双卡复录和复制机复录等多种。
①机内话筒录音，盒式录音机几乎都内置有传声器——机内话筒。利用机内话筒进行录音，所录制的节目往往噪音较大，音质不好，这是因为录音机机械运动的噪声会被录下，同时也是因为录音机机内话筒的档次一般不高。
②外接话筒录音，外接话筒录音是将话筒的连接插头插入录音机上的MIC插口，用远离录音机的话筒拾音后，通过录音机记录，外接话筒录音只是用外接话筒代替了机内话筒，因而录音操作与机内话筒录音相同。录音机MIC插口插入插头后，机内话筒即断开，因而外接话筒录音可以有效地避免录入录音机的机械噪声。
③收音录音，收音录音是利用收录机收录电台节目。
④线路输入录音，线路输入录音是指将其他设备输出的音频电信号，送入录音机上的线路输入（LINE IN）插口进行录音，录音机上线路输入插口可输入几十至几百毫伏的信号，可有效保证输入端的信噪比，获得高质量的录音效果，因而在具有线路输入和话筒输入两种方式可选择录音情况下，应优先选择线路输入录音。
⑤双卡复录，双卡复录是用双卡收录机，一个带仓放音，同时用另一个带仓录音。
⑥复制机复录，磁带复制机是快速复制录音节目的设备，由一个放音机芯和多个录音机芯组合而成，复制时不仅可以以正常走带速度的数倍速度快速复制，而且还可以A、B面同时复制。复制机的录音仓有带抹音功能与不抹音功能之分，使用不带抹音功能的复制机时，要先将已用过的录音带用专用消磁器消磁后再复制。
2.MP3播放器
MP3是“Moving Picture Expert Group，Audio Layer 3”的缩写，是一种采用高比率的数字压缩技术编码的数字音频格式。MP3融合了传统音响技术和IT技术，它有着CD难以比拟的可重复复制的优势，与随身听相比，它的音质更好，外形更纤巧，存储空间更大，尤其是在网络时代能更方便地通过计算机下载或传输，因此MP3播放机具有许多模拟设备无法比拟的功能。
（1）MP3播放器的种类
按存储介质分：有CD－ROM和Flash Memory两类。
（2）MP3播放器的使用
①安装，安装指的是MP3播放器通过USB接口与PC连接，安装管理程序（无驱型的则不需要安装管理程序）。
②传送文件，安装后，通过管理程序将要传输的MP3文件拷贝或拖放到MP3播放器的位置上。虽然不同MP3播放器管理程序有差别，但大致原理都一样。
当结束MP3文件的传输后，一般是先关管理程序，然后拔掉USB线，就可以开始操作MP3播放器进行放音了。
③播放，从显示屏上通过菜单键选择要播放的文件。
有些MP3播放器具有FM收音功能，可以收听电台节目；有些增加了录音功能。
3.调音台
调音台是录音、放音、扩音的重要音响设备，利用调音台对来自话筒或其他信号源设备的声音信号进行技术加工和艺术处理，然后馈送给录音机或其他扩音设备。它是多路前置放大器和信号处理设备的有机结合，是音响系统的核心。