Audio and Hi-Fi Handbook

Cover\r......Page 1
Title Page......Page 4
Copyright\r......Page 5
Dedication\r......Page 6
Contents......Page 8
Preface......Page 12
1 Sound Waves......Page 13
Decibels......Page 14
Sound in Rooms......Page 15
Studio and Listening Room Acoustics......Page 16
The middle ear, and eardrum......Page 17
Perception of Intensity and Frequency......Page 18
The ear - discrimination......Page 19
The Haas Effect......Page 20
Non-linearity......Page 21
Phase distortion......Page 23
Architectural acoustics......Page 24
2 Microphones......Page 26
Frequency response off-axis......Page 27
Pressure operation......Page 28
Combination microphones......Page 29
The moving-coil (dynamic) microphone......Page 30
The condenser (capacitor or electrostatic) micro-phone......Page 31
The electret microphone......Page 32
Other types of microphone......Page 33
The stereo illusion......Page 36
Basic Blumlein......Page 37
Near-coincident microphones......Page 38
Surround Sound......Page 39
3 Studio and Control Room Acoustics......Page 40
External airborne noise......Page 41
Sound insulation......Page 42
Studio and Control Room Acoustics......Page 45
Absorber performance......Page 49
Reverberation and reflection......Page 50
4 Principles of Digital Audio......Page 53
Elementary Logical Processes......Page 55
The Significance of Bits and Bobs......Page 56
Transmitting Digital Signals......Page 58
The Analogue Audio Waveform......Page 59
Digital Filtering......Page 66
Sampling and Quantising......Page 70
Other forms of ADC and DAC......Page 74
Transform and Masking Coders Bibliography......Page 77
5 Compact Disc Technology......Page 79
The Compact Disc . . . What Information It Contains......Page 80
Aliasing Noise......Page 81
How are the Errors Corrected?......Page 83
Interleaving......Page 84
Control Word......Page 85
Compact Disc Construction......Page 86
Pit Lengths......Page 89
Sync. Word......Page 90
Diffraction grating......Page 92
Cylindrical lens......Page 93
Summation amplifier......Page 94
Mirror amplifier......Page 95
Carriage servo......Page 96
Spindle servo......Page 97
The Decoder......Page 98
Digital Filtering and Digital to Analogue Conversion......Page 99
Digital filtering......Page 101
Digital to analogue conversion......Page 102
Multi-stage noise shaping......Page 103
6 Digital Audio Recording......Page 105
Optical discs......Page 107
Recording Media Compared......Page 108
The programmable delay......Page 109
Time compression......Page 110
Synchronisation......Page 111
Error correction and concealment......Page 112
Channel coding......Page 114
Hard Disc Recorders......Page 116
The PCM Adaptor......Page 117
An Open Reel Digital Recorder......Page 118
Rotary Head Digital Recorders......Page 119
Editing Digital Audio Tape......Page 122
7 Tape Recording......Page 124
The Recording Process......Page 125
Sources of Non-Uniformity in Frequency Response......Page 126
Record/Replay Equalisation......Page 128
Record/replay heads......Page 129
The erase head......Page 131
HF bias frequency......Page 132
Maximum output level (MOL)......Page 133
Bias level setting......Page 134
Transient Performance......Page 135
Tape Noise......Page 136
The replay amplifier......Page 137
Replay Equalisation......Page 139
The Bias Oscillator......Page 141
The Record Amplifier......Page 142
Professional Tape Recording Equipment......Page 143
Multi-Track Machines......Page 145
Digital Recording Systems......Page 146
Domestic equipment......Page 148
8 Noise Reduction Systems......Page 151
Dynamic noise limiters or filters......Page 152
Noise gates......Page 153
Complementary Systems......Page 154
Companding Systems......Page 155
Bi-linear companders......Page 156
Attack and decay times......Page 157
The Dolby A System......Page 159
Telcom C4......Page 160
Dolby B......Page 161
Dolby C......Page 162
Dolby SR......Page 164
Dolby S......Page 167
9 The Vinyl Disc......Page 169
Cutting the acetate......Page 170
Vertical cutting angle......Page 171
In pursuit of quality......Page 172
Time delay......Page 173
Modern materials......Page 174
Drive systems......Page 175
The cartridge/arm combination......Page 177
Styli......Page 178
Resonance......Page 180
Maintaining old recordings......Page 181
10 Valve Amplifiers......Page 183
Thermionic emission......Page 184
Comparison of different valve types......Page 185
The three fundamental circuits......Page 186
A line-level pre-amplifier with gain......Page 188
The Earmax headphone amplifier......Page 189
The Croft Series III......Page 190
Low frequencies Ò in the bass......Page 0
The Beast......Page 192
Other circuits and sources of information......Page 197
11 Tuners and Radio Receivers......Page 198
Critical frequency......Page 199
Why VHF Transmissions?......Page 200
Modulation systems......Page 201
Stereo Encoding and Decoding......Page 202
Distribution System......Page 204
Alternative Transmission Methods SSB......Page 207
Radio Receiver Design......Page 208
Tuned circuit characteristics......Page 209
The surface acoustic wave (SAW) filter......Page 210
The superhet system......Page 211
The Barlow-Wadley Loop......Page 214
Frequency Synthesizer Techniques......Page 215
Automatic Frequency Control (AFC)......Page 216
The Round-Travis Detector......Page 219
The Phase Coincidence Demodulator (PCD)......Page 220
The Phase-Locked Loop (PLL) Demodulator......Page 221
Pulse Counting Systems......Page 222
The Diode \'Envelope\' Demodulator......Page 223
Anode-Bend or Infinite Impedance Demodulator......Page 224
New Developments......Page 225
S/N ratio......Page 226
12 Pre-amps and Inputs......Page 227
Moving magnet and variable reluctance cartridges......Page 228
Input Circuitry......Page 229
Systems using paralleled input transistors......Page 231
Small power transistors as input devices......Page 233
Other approaches......Page 234
Transistor switching......Page 235
Diode switching......Page 236
13 Voltage Amplifiers and Controls......Page 238
Mosfets......Page 240
Breakdown......Page 241
Signal characteristics......Page 242
Voltage Amplifier Design Techniques......Page 243
IC solutions......Page 245
Performance Standards Use of ICs......Page 247
Modern standards......Page 248
Harmonic and intermodulation distortions......Page 249
Transient defects......Page 250
General Design Considerations......Page 251
Gain controls......Page 252
Standard Tone Control Systems......Page 253
Slope Controls......Page 257
The Graphic Equaliser System......Page 258
Channel separation controls......Page 260
14 Power Output Stages......Page 264
Listener Fatigue and Crossover Distortion......Page 265
Crossover problems......Page 266
Power Mosfet Output Devices......Page 267
Output Transistor Protection......Page 270
Power Output and Power Dissipation......Page 271
Design requirements......Page 272
General Power Amplifier Design Considerations Bode Plot......Page 273
Slew limiting......Page 274
Advanced Amplifier Designs......Page 275
Power supply systems......Page 276
LS protection circuitry......Page 277
Output stage emitter follower configurations......Page 278
Power amplifier voltage gain stages......Page 279
The Blomley non-switching output circuit......Page 281
The Quad current dumping amplifier design.......Page 282
\'Class S\' amplifier systems......Page 283
Contemporary Amplifier Design Practice......Page 284
Measurement systems......Page 286
15 Loudspeakers......Page 288
Sound Pressure Produced at Distance r......Page 289
Electrical Analogue......Page 291
Diaphragm Size......Page 292
Diaphragm Profile......Page 293
Straight-Sided Cones......Page 294
Suspensions......Page 296
Moving Coil Loudspeaker......Page 297
Motional Impedance......Page 298
Analogue models......Page 299
16 Loudspeaker Enclosures......Page 302
Reflex Cabinets......Page 304
Helmholtz resonator......Page 305
Maximising bass response......Page 306
Labyrinth Enclosures......Page 307
Professional Systems......Page 308
Ribbon Loudspeaker......Page 310
Wide Range Ribbon Systems......Page 311
The conical horn......Page 312
Hyperbolic horn......Page 313
Drive units......Page 314
Electrostatic Loudspeakers (ESL)......Page 315
Constant charge push-pull system......Page 317
Low frequencies......Page 318
Directivity......Page 319
17 Headphones......Page 322
Moving iron......Page 323
Moving-coil......Page 324
Electrodynamic/orthodynamic......Page 325
Basic Headphone Types......Page 326
Measuring Headphones......Page 328
The Future......Page 329
18 Public Address andSound Reinforcement......Page 331
High-impedance distribution......Page 332
Low-impedance distribution......Page 333
Column loudspeakers......Page 334
Constant directivity horn loudspeakers......Page 336
System types and loudspeaker distribution......Page 337
Inverse square law......Page 338
Reverberant soundfields and loudspeaker Q factor......Page 339
Effect of direct and reverberant sound components......Page 340
System frequency response......Page 341
Signal (time) Delay Systems......Page 342
Equalisers and Sound System Equalisation......Page 344
Equipment......Page 345
Amplifiers and Mixers......Page 346
Cinema systems......Page 347
Sound systems......Page 348
19 In-Car Audio......Page 349
Power Amplifiers......Page 350
Separate Power Amps......Page 351
Ambisonics......Page 352
Cassette Players......Page 353
Modern units......Page 354
In-Car CD......Page 355
Digital Audio Tape......Page 356
Loudspeakers......Page 357
Diaphragm materials......Page 358
KEF unit......Page 359
Active cross-overs......Page 360
Installation......Page 364
Interference entry points......Page 365
The Aerial......Page 366
Ignition System......Page 367
Heater Motor......Page 368
Grounding and shielding......Page 371
The Future for In-Car Audio......Page 372
20 Sound Synthesis......Page 374
Radiophonics and Sound Workshops......Page 375
Other delay techniques......Page 376
Digital methods......Page 377
Problems of Working with Totally Artificial......Page 378
Computers and Synthesizers (MIDI and MSX)......Page 380
MIDI methods......Page 381
Note on control changes......Page 383
Mode Messages......Page 385
Real Time......Page 388
21 Interconnections......Page 390
Resistance and Electrical Effects of Current......Page 393
Capacitive Effects......Page 395
Magnetic Effects......Page 396
Characteristic Impedance......Page 399
Reactive Components......Page 400
Interconnection Technologies......Page 402
Unscreened cables......Page 403
The usage of cables......Page 404
Loudspeaker cables......Page 405
Connector materials......Page 409
Phono connectors......Page 410
DIN connectors......Page 411
The 4 mm plug and post......Page 412
The XLR connector......Page 413
Optical connectors......Page 414
22 NICAM Stereo and Satellite Radio Systems......Page 416
The NICAM-728 receiver......Page 418
Multiple carrier sound channels......Page 419
MPEG Layer II (Musicam) audio processing......Page 420
The ADR receiver......Page 421
The transmission system......Page 423
Generating the transmission signal......Page 424
Digital System B,......Page 425
Reality of digital sound broadcasting......Page 426
23 Modern Audio and Hi- fi Servicing......Page 427
Compact disc......Page 429
Power supplies......Page 430
Microprocessors......Page 431
Discrete output stage failures......Page 434
Alignment procedures......Page 435
Surface mounted and VLSI devices......Page 436
Software problems......Page 437
Test equipment Conclusion......Page 438
Index......Page 439