浅谈环绕立体声

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1、浅谈环绕立体声,对 于 多 数 同 学 来 说， 接 触 最 多 的 音 响 系 统 是 双 声 道 立 体 声 系 统。 这 种 只 能 得 到“ 二 维 立 体 声” 效 果 的 系 统 对 于 解 析 在 部 分 音 乐 声 源 还 是 绰 绰 有 余 的， 但 当 这 种 系 统 用 于 家 庭 AV 及 影 剧 院 方 面 就 会 显 得 力 不 从 心 了。 在 这种 情 况 产 生 了 环 绕 声 系 统。 环 绕 声 系 统 是 为 使 影 剧 院 音 响 设 备 能 重 现 声场，创 造 声场 而 着 重 发 展 起 来 的。 本 文 旨 在 简 单 介 绍 一 下 各 种

2、环 绕 系 统， 并 带 给 大 家 一 些 简 单 的 环 绕 声 系 统 电 路。,一.Dolby 系 统,Dolby Surround Dolby Surround Pro-Logic A.C.-3 70年 代 初， 回 声 道 技 术 的 发 展 第 一 次 赋 予 了 音 响 与场 景 间 的 有 机 联 系，使 声场 再 现 成 为 现 实。 但 由 于 回 声 道 技 术 存 在 先 天 不 足 与 成 本 高 等 缺 陷， 到 了 1975 年 即 被 杜 经 实 验 室 研 制 的 杜 比 立 体 声 系 统 （Dolby Surround） 又 称 杜 比 环 绕 声 系

3、统 代 替， 其 具 有 逼 真 的 临场 感， 包 围 感 及 移 动 感 等 身 临 其 境 的 魅 力，故 被 广 泛 用 于 影 剧 院 等 视 听 系 统 中。 杜 比 环 绕 声 系 统 的 解 码 器（Decoder）从 编 码 器（Encoder） 形 成 的 双 声 道 立 体 声 道 立 体 声 信 息 中 合 成 出 三 个 输 出 声 道， 即 前 置 左、 右 声 道 和 后 置 环 绕 声 道， 该 系 统 只 需 要 四 只 音 箱， 两 个 前 置 主 音 箱， 两 个 后 置 环 绕 音 箱， 两 个 后 置 音 箱 信 号 完 全 相 同 的。 对 杜 比

4、环 绕 声 系 统， 不 要 自 行 添 加 中 央 音 箱，这 样 会 破 坏 了 音 响 的 空 间 和 立 体 感。 到 了 1987 年 杜 比 实 验 室 研 制 推 出 了 运 用 方 向 性 增 强 电 路 的 杜 比 环 绕 声 定 向 逻 辑， 其 使 道 向 具 有 明 确 的 定 位， 而 移 动 的 声 象 则 具 有 活 灵 活 现 的 真 实 感。,Dolby Surround Pro-Logic比Dolby Surround 增 强 了 一 个 中 央 声 道， 有 的 还 多 了 一 个 超 低 音 声 道。 常 规 的 配 置 需 要5只 音 箱， 即 为 中

5、 央 声 道 一 只 中 置 音 箱，其 位 于 前 置 左 右 主 声 道 的 中 间。 有 的 杜 比 定 向 逻 辑 系 统 还 提 供 超 低 音 声 道，这 时 低 音 喇 叭 可 放 在 房 间 的 任 何 地 方， 因 为 低 音 的 方 向 性 不 强。 1991 年 杜 比 实 验 室 又 研 究 开 发 了 最 新 一 代 的 杜 比 数 码 环 绕 声 系 统(Dolby Stero Digital)， 该 系 统 就 是Dolby Surround AC-3（A.C.是 指Audio Coding） Dolby Surround AC-3具 有 比Dolby Surro

6、und Pro-logic更 宽 的 动 态 范 围，所 有 声 道 频 响 超 过 20KHz， 更 高 的 信 噪 比， 完 全 独 立 的 六 声 道 大 功 率 输 出，且 不 会 再 有 后 环 绕 输 出 乏 力 困 扰， 另 外AC-3有 超 重 低 音 输 出， 所 以 更 有 电 影 院 般 的 气 势 雄 伟 的 超 低 半 输 出 效 果。AC-3采 用 的 是 全 音 域 “5+1” 声 道 运 行 方 式； 所 谓 的“5+1”声 道 就 是 左 前、 中、 右 前、 左 后、 右 后 以 及 一 个 独 立 的 超 低 音 声 道。 音 箱 的 搬 设 位 置 与D

7、olby Surround Pro-logic方 式 大 抵 相 同。,二、 准 环 绕 声 系 统 的 制 作。,新 型 的 环 绕 声 放 大 器 能 够 产 生 环 绕 声 响， 但 由 于 这 种 放 大 器 及 其 扬 声 器 系 统 价 格 比 较 昂 贵， 固 而 非 音 响 爱 好 者 能 承 受， 在 此 介 绍 两 款 准 环 绕 声 系 统。 (a)该 系 统 利 用 现 有 的 双 声 道 立 体 声 放 大 器 来 产 生 近 似 的 环 绕 声 效 果，不 必 对 现 有 设 备 进 行 任 何 改 动， 只 需 增 加 两 只 后 方 扬 声 器 和 少 量 元

8、件。,图一:,注： 1）p1是40欧、10W 线 绕 式 电 位 器。 2） 两 只 后 方 扬 声 器 无 需 重 放 200HZ 以 下 的 低 音 及 5000HZ 以 上 的 高 音 所 以 可 以 选 用 优 质 的 中 音 或 宽 带 驱 动 单 元。 3） 四 只 扬 声 器 在 室 内 摆 放 位 置 一 旦 确 定 后， 最 好 是 按 照 自 己 口 味 来 最 后 确 定 各 元 件 的 数 值。,(b)该 电 路 原 理 简 单 元 件 少， 价 格 低 廉。 它 利 用 一 只 电 阻 R 将 输 出 端 的 一 部 分 信 号 反 馈 到 另 一 声 道 的 反 相

9、 输 入 端。 结 果 右 方 的 信 号 中 包 含 左 声 道 的 反 相 成 份， 左 方 的 信 号 中 则 含 有 右 声 道 的 反 相 成 份 于 是 聆 听 者 就 会 感 到 左 声 道的 回 声 成 份 向 右 方 扩 展， 右 声 道 的 回 声 成 份 向 左 后 方 扩 展， 令 人 有 如 置 身 于 被 声场 环 绕 的 空 间。,图二:,注： 1） 图 示 电 路 的 运 放 可 用 同 相 放 大 差 分 输 入 功 率 放 大 器(例 如 TDA-2030) 代 替。 2）R的 阻 值 变 化 范 围 较 大， 实 际 阻 值 由 实 验 而 定。 3） 该

10、 系 统 不 用 增 加 后 方 的 扬 声 器。,三、 环 绕 立 体 声 集 成 电 路 的 运 用。,环 绕 声 集 成 电 路（IC） 在 国 外 已 广 泛 用 于 高 级 AV 系 统 中， 集 成 电 路 型 号， 种 类 较 多， 如 LA2770、upc1891、upc1892、YM3408、YM3411、YM3428、YN7128 以 及 三 菱 公 司 推 出 的 M65830P、M65832P、M65846 等 等。 这 些 IC 有 的 价 格 昂 贵 且 在 市场 上 不 易 买 到， 因 而 在 此 只 介 绍 三 种 IC 的 应 用 电 路。 (a)LA277

11、0 LA2770为 杜 比 定 向 逻 辑 环 绕 解 码 电 路， 环 绕 声 道 是 可 控 制 的， 设 置 为 开 或 关 而 中 间 声 道 部 分 不 但 是 可 控 制 的， 而 且 遵 循 杜 比 实 验 室 的 规 定， 可 将 中 间 声 道 设 置 为 Normal,Wide,Phanton 三 种 选 择 模 式。 在 电 气 特 性 方 面， 供 电 电 压 为 9V-14V,杜 比 电 平 300mV （RMS）。,(b)upc1892 upc1892 是 1995 年 由 日 本 NEC 公 司 推 出 的 家 庭 影 院 四 路 环 绕 声 处 理 电 路，其

12、工 作 电 源 为 12V， 控 制 部 分 使 用 5V电 源 音 效 模 式 控 制 由 upc1892 的 7 和 8 脚 高 低 电 平 编 程 控 制。 (c)SA-603SS SA-603SS 为 环 绕 声 解 码 器 集 成 电 路。 当 两 声 道 信 号 分 别 输 入 后， 先 经 各 处 缓 冲 放 大。 在 混 合 电 路 中， 将 左 右 声 道 混 合 一 些。 使 定 位 在 中 间 位 置 的 人 物 对 白、 演 唱 信 号 定 位 在 屏 幕 中。 即 实 现 3 声 道 (3-channels) 方 式。,附：upc1891 为 音 响 效 果 专 用

13、集 成 电 路。 立 体 声 双 声 道 信 号 经upc1891 处 理 后 变 为 三 路 输 出 信 号 即 左 声 道 复 合 输 出、 左 声 道 复 合 输 出 和 环 境 音 输 出。其 工 作 电 压 为 12V 音 效 模 式 控 制 由upc1891的11和12脚 高 低 电 平 编 程 控 制。,四、 展 望。,随 着 数 字 技 术 的 发 展， 信 号 处 理 的 数 字 化， 使 得 环 绕 声 前 后 通 道 取 得 了 无 与 伦 比 的 高 声 道 分 离 度， 并 使 前 后 声场 的 衔 接 更 加 流 畅 自 然。 信 号 数 字 处 理（DSP） 赋

14、予 环 绕 系 统 更 强 的 生 命 力。AC-3 就 是 杜 比 定 向 解 码 器 与 DSP 结 合 的 基础上 发 展 起 来 的 系 统， 并 成 为 了 杜 比 系 统 中 的 新 贵 族， 今 后， 数 字 化 肯 定 是 杜 比 系 统 的 主 流， 人 们 将 运 用 数 字 技 术 使 环 绕 声 技 术 进 一 步 拓 广， 未 来 的 家 庭 AV 系 统 将 是 现 在 的 THX 影 院 无 法 比 拟 的。,第二章 降噪系统,Hi-Fi系 统 中 电 声 技 术 指 标 最 薄 弱 的 环 节 是 磁 带。 但 由 于 录 放 磁 带 有 极 大 的 选 择 性

15、、 灵 活 性，这 使 得 发 烧 友 不 能 一 不 子 舍 弃 录 放 音 卡 座。 如 何 提 高 卡 座 的 信 噪 比 成 为 很 重 要 的 问 题。 影 响 录 放 音 系 统 信 噪 比 的 主 要 因 素 是 磁 带 的 噪 声 指 标。 虽 然 近 年 来 磁 带 录 音 后 的 剩 磁 大 大 减 小， 使 得 录 放 音 系 统 的 信 噪 比 指 标 有 所 提 高。 但 是 由 于 磁 带 在 消 磁 后 仍 带 有 极 微 量 的 剩 磁， 从 而 使 得 磁 头 在 拾 音 时 也 感 应 出 不 规 则 的 噪 声 电 信 号，这 些 噪 声 的 本 底 噪

16、声 和 调 制 噪 声， 另 外 在 复 制 节 目 音 源 时 也 会 引 入 噪 声。 磁 带 的 噪 声 随 频 率 的 升 高 而 增 加， 且 反 比 于 带 速 和 磁迹宽 度。,在 音 乐 信 号 中， 低 频 信 号 的 能 量 较 在， 高 频 信 号 的 能 量 较 小。 要 得 到 高 清 晰 高 保 真 的 立 体 声，降 低 噪 声， 特 别 是 降 低 高 频 噪 声 十 分 放 便， 降 低 噪 声 的 手 段 一 般 有 抑 噪 和 降 噪 两 类。 抑 噪 是 指 采 用 提 高 信 号 对 噪 声 的 相 对 幅 度 或 者 降 低 噪 声 本 身的 幅 度 来 提 高 信 噪 比 的 方 法， 也 称 静 噪， 提 高 信 噪 比。Hi-Fi 抑 噪 集 成 电 路 很 少， 较 为 常 用 的 有 AN6135/6136 等， 而 降 噪 系 统 都 应 用 甚 广， 共 有 十 几 种 应 用 降 噪 系 统。 如 Dolby 降 噪 系 统、 对 数（dBx ） 降 噪 系 统、 自 动 降 噪 系 统（ANRS） 和 超