●音响技术研究
3 ~* u# l! K; d/ B7 [8 ]7 l 文/李光明 2011-06-15; D. W/ B; N$ t! o* J) s2 d
9 v# K) E& S2 t9 e
7 S2 |: c- q: I) q0 ?1 X2 ~, z
, X9 v6 L/ X( L% A( p( |; ]7 h 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。
' P& Y- J3 A" p5 K8 F) s& w8 ^" @% r8 J6 r/ H; X& r
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。) \* T! u' o6 g: ~. X
7 O6 V. J8 a9 M# M
, p3 w( ]% K; ?: E( w: J( k, t" b) k8 A' G+ F& V1 f
一、前言" Y( x; e: @7 T: v
" e! o. t# V( C# |, E: e# P
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。# g! K) G9 `* n3 B1 E( n
6 z$ x) C1 |/ B! j0 Q 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”。; a% e- e: c/ ?2 [; x4 |, n% Y
, c% ]( i2 B2 L7 z; w$ F* t2 T6 G, u
二、关于声学基础
$ E6 O- U* M; e6 k* V+ L" U+ p; s+ U
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。. d; g9 r( y0 x# i7 d$ y9 d' M
3 s1 q( l, b/ F" K7 c, M2 l& I8 t 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。
, y0 Z9 A; P% [' {% t
" g6 a8 X- q5 s I; X 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。% D+ }: i- y" Y4 O* @
8 j& X' h& K0 b4 Q) d; ?
8 t5 o+ [2 n+ s
# _' N, z" M' z' V2 ?6 _ E: F% {; t 三、关于电学基础
" b. w2 W: @. E7 u; V% I
# F% ^5 |2 U5 F0 K, ` 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。
# R+ R8 t5 y! J, N1 O# o4 f9 X" Y# n; ?. F
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+ q/ e( m0 g- D0 o& v+ R2 n% }& \7 Q! j" `+ F) w0 ~
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。* ~: e! y4 Q8 t6 r% W9 f
+ ~- F5 P/ ]8 W- d4 f s' n
四、关于电路
' I# a% O) a4 W& ~" @& q
. h+ T- N a: u1 ]$ p 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。
+ O) b4 v) p- L6 X. w. n
- t" D, W' t q. K) g1 |) S 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。
2 r4 B: |1 Q! g3 {8 _
2 U3 Y" v) U, N5 Q4 O5 H& ]) j2 f 五、关于音箱
" b! g) l9 Q8 w) w. u* D8 H) O# {5 ? M7 R" _) k5 m
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。
# U0 m6 ?1 L" q9 h' @; M/ ~$ A2 P2 T4 J- b
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。+ y" O+ N2 l! m0 x/ N
# [" b1 h) ^. @7 T: h5 U
六、关于扬声器 W/ L( f, j( m' u
9 G- m2 i' v+ |' d
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。
( r/ y. c$ k7 t% s- | N0 G
' R9 a7 F5 Y' [: C2 g* N! L" k 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。% h! e3 w$ E2 j5 R
" E+ a, \& u0 k% G
5 v$ Q3 V5 i" z$ C! K. N0 Z, a3 @/ p; X5 R# J- T
（原创文章，保留著作权。作者邮箱szyatong@163.com）
- Q4 {/ S6 o- }* A- ?% r & ^! v' ]2 v( S I0 J6 H+ o- ?
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
" l0 g/ y! t0 z- [. L1 i: B, s ( j$ j% x9 i3 `
' l! [2 ]$ r5 J H' q: r
2 k5 |9 a6 i t7 Y. M
/ m( j4 W( j" a8 Z1 y- L4 n
0 M! F. m1 |' U, ]7 N
2 p; M+ s9 \! o6 d5 M& D
|
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