●音响技术研究6 L. F, [0 t! I' X5 h$ q9 e
文/李光明 2011-06-15
3 \% I8 z+ v4 I% k( P
6 _& N E2 i" W6 a! l4 _ 2 X, P% s. F1 h' k0 i
1 B" Z, z. m; j) ^5 j& v( x; {) g
本人平素喜欢音乐，加上个人专业与音箱有些边缘关系，故利用业余时间研习了大量音响著作，跑书店跑图书馆，耗费不少精力，今将个人研究心得简约记录成文，无偿与大家共亨。
" [! j4 U$ O N3 @
8 N/ w3 L7 [, q% K 本人认为，今后2.1形式的HI-FI音箱将替代传统2.0音箱，2.1音箱大幅缩小了音箱体积，使音箱的销售和生产变得更加方便。曾经被认为高档的5.1音箱，因SRS立体环绕音效的出现，将代替传统5.1音箱的平面环绕放声系统，然而，SRS立体环绕音效可通过软件实现，在录音阶段即可处理生成含有SRS立体环绕音效的音频文件，故音箱的未来发展方向便是2.1形式的HI-FI高保真音箱。
; C y6 U: T8 v: y9 s" P) C, ?7 H) `
. D6 b3 `- M, O- C9 A% ]2 U/ J. y4 z, E# D& k3 @- r
一、前言' k0 A% P6 k9 l% {
) k' q6 Z7 X6 a4 x( t( V8 t9 z 眼睛和耳朵是人类的主要感觉器官，人们发明了电影/电视和乐器/音响，眼睛、电影/电视对应空间造型艺术，耳朵、乐器/音响对应时间延后艺术。早期的电影是无声电影，艺术感受大打折扣，试想，人们观看一部无声电影，电影里的信息将无法有效、正确地传予观众。音响技术的发展使人们能够回放飞机、火车、轮船的不同轰鸣声，使人们能够回放大自然各种有声动物的啾啾声以及地震、海啸的排山倒海声。有了音响设备，使我们能够重新回味盛大音乐晚会上的美妙歌声。; C" S+ p3 i+ U- k
4 y5 p4 g2 }- b m& @" k6 U 声音有个特点，它的频谱范围很广，人类日常能听到从20HZ-20KHZ的声音，不同频率声音包含的能量相差是很大的。并且声强差别也可以很大，动态范围很大。针对声音在质和量上的大幅差异，要求我们针对不同声源需要分别处理，并且需要用到很多知识来进行研究。笔者本文即贯穿一种中心思想：划分频谱，对不同频率、不同声强的声频分开处理，无论在录音、电路放大、重放等诸环节，这就是音频的“分别处理技术”。本文将可能引导今后开启一门新技术----“音频分别处理技术”。
" f8 ]6 q3 \7 O+ f e) g1 {( t2 T* G+ H
二、关于声学基础) e6 z* R* ~" l6 ]
}. c& S7 q" q
1.人耳听音特性：对中频敏感，对低频和高频不敏感。这就要求我们在重放乐音时要提升低频和高频份量。
8 Z! Y* [: ~. b2 R. }& t2 g- n: ~3 ^) D0 I2 |: T- F( H
2.低频无方向性，中频方向性较强，高频方向性更强。人耳对声音的定位、方向、环绕多在中高频段。3 W- P+ x6 q' V1 m1 K- b% H4 i% I
. e3 M0 H+ Y: _1 K
3.SRS技术的应用：由于人耳对声音的定位、方向、环绕效应多在中高频段，故SRS技术的应用建基于中高频段。SRS技术是一种移频和延时技术。人们为什么可以听到一列火车的到来和离去？由于发生了多谱勒效应，运动声源的声音频率在传入我们耳朵时发生了改变。
: X. i8 |, y$ s1 A
/ m! M4 h0 q6 ], T
0 p' ?( d2 N+ i$ d9 m- S3 P( }$ V7 T
3 a/ T7 H# ]4 k. x) ^ 三、关于电学基础' Y4 `" J& [7 g4 h' ?3 F4 E& ]
# Q& O- D+ d+ Z5 a. R! k- C
1.频率越低，所含能量越大，频率越高，所含能量越小。集成功放完全可用于中高频电路。经典集成音频功放有TDA7293、TDA7294、TDA7295、TDA7296、LM3886、LM1875、TDA2030A等。3 J( }- u; ]& O1 v" {; S
6 P& o( L# d) A. Y6 \ 2.低频电路用分立场效应管电路更好，以应付低频能量的大动态。
# P w: G5 j5 t' G
4 `. W* E5 e' a) C6 | 3.关于电源功率储备和散热：由于低频能量的大动态，电源的大功率储备是必须的，也正因为低频能量的大动态，故低频电路不适于用集成功放，因为过多的热量将影响集成模块工作。
& X0 h1 s( j) H6 q" y+ ~2 P4 A4 @' D" j( T! P5 f
四、关于电路- D* Z! v6 Z7 w% M4 w" z: w) \
O$ d+ @& V8 M7 ^5 {
1.分频放大：由于存在广阔的频谱，并且低频、中频、高频对应的能量相差很大，所以对不同频段音频要分开放大，使用不同的元器件和电路，以减少失真。事实上，dts系统比杜比系统高明之处就在于将各声道的80Hz以下的低频分离出来另行放大，从而大大减轻了中高频环绕功放电路的负担和失真，并且降低了成本。( m7 Y, x/ T6 A5 u$ Y$ U, L3 F! B% J6 U
/ F) t# f6 _% F: U3 M1 v
2.关于D类“数字功放”：此类技术目前还不够成熟，产业应用少，主要是调制技术还不过关。目前用的是调幅技术，类似收音机中的调幅广播。我们知道，无线广播有调幅广播和调频广播，我们能否将无线广播中的调频技术应用到D类“数字功放”的调制技术中呢？这是发明创造的一个点子。
! F1 q, \4 W5 @# V7 D( R
% p# y4 [% y+ ?7 z9 I 五、关于音箱6 g+ X, C3 V2 q# i! ^9 {) t7 {6 a
) m( N1 M/ Q7 a6 v* C& Y. v
1.使用2.1音箱，不但大幅缩小了音箱体积----而且由于低频和中高频分开放音，提升了效果。
# @8 U+ N( T( g4 G* o4 b
6 R* m- @, U9 e( E6 S2 U' t 2.由于低频声音易衍射干涉而降低声功率，故低频音箱应当采取密闭式设计，但考虑空气流对低频嗽叭的阻尼，排气孔应作成曲折形并加柔性吸音材料。或者用被动振膜作成密闭式。简单的倒相孔将损失低频声功率。而中高频由于频率高波长短，不易发生衍射干涉，故中高频音箱可作成反射式音箱和倒相孔式音箱，以提高声功率并且减少重放失真。（例子：手机的外放喇叭功率小，中高频成份多，放置于桌面板上时音量明显增大）----这一条观念似乎打破传统。5 v* }- c& m6 A: u( A
7 e$ ^6 |; A* q c A7 V 六、关于扬声器2 l, ^! V% f2 w! n6 b, z6 @: V
, G1 s q; b! O5 Q
1.扬声器对音质影响很大，不同振膜材质有不同固有频率。正因为材质不同，笛子和铜管的音色不同，提琴与二胡的音色不同，如此等等。' o3 J7 o' [& i0 ^4 a E5 Y, j
4 R8 V+ W1 h* {" v/ [- `% k5 K: U7 v
2.分频播放：不让低频大电流流入中高频喇叭，减少失真，同样，也不让中高频电流流入低频喇叭，减少中高频损耗。只有分频播放，才能达到中音清晰、高音清脆、低音有力的效果。$ q0 `! r3 U- Y! s" A4 S
! B+ `) i! p" r+ E7 R
; U/ @! Q# a0 u: E
K# C) \, V6 C' B6 i O: l （原创文章，保留著作权。作者邮箱szyatong@163.com）
5 |3 r2 v0 K3 U3 @- s3 l l
, A) K. A$ G; c% q- A9 ?" ^& g& H2.由于低频声音易衍射干涉而降低声功率，故低频音箱应当采取密闭式设计，但考虑空气流对低频嗽叭的阻尼，排气孔应作成曲折形并加柔性吸音材料。或者用被动振膜作成密闭式。简单的倒相孔将损失低频声功率。而中高频由于频率高波长短，不易发生衍射干涉而易发生反射，故中高频音箱可作成反射式音箱和倒相孔式音箱，以提高声功率并且减少重放失真。（例子1：手机的外放喇叭功率小，中高频成份多，放置于桌面板上时音量明显增大。例子2：号筒式高音喇叭的号筒能将高音传播到很远的地方）----这一条观念似乎打破传统/ m! H' `' x) ^: H3 A
$ |- ^4 x5 u4 N4 p8 T- P$ ]1 l1 e( r
# ^4 p9 y8 i, `& R. p
6 _' `0 g. g# l3 s. O1 z0 D, s& U0 J* F: n( ?6 b- N
* M7 F5 `5 w3 A: D4 J' L1 o8 b8 V+ a9 H ^9 x
|
发表于 2011-6-21 21:48:58
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
收藏
支持
反对