●音响技术研究
! K$ V2 q& O! R* L0 i 文/李光明 2011-06-15
+ f1 E. B- M1 c% |
, ]& h/ W& ^* d0 p; D6 x ; L/ V P* n4 U. J/ c3 l2 a7 H
, X, g0 q) c, r0 a4 }9 Q 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。
! D {, s/ ^+ y; l! C- ? z0 Z% U R5 \" L9 Y- S! d
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。 ^# n$ Z4 ?) W- f: p
! y$ S) L* N# |. t; X. y2 | N7 D: k5 }0 Q# {( r3 V
+ d3 Y, v0 O, P% l* S
一、前言
; W2 {5 Y0 E# P* G" F3 y! ~& q+ Z1 H! R4 K3 c- ?4 K/ k$ X) Q
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。3 n" G, ?8 }* M5 U6 X
, D6 H ~+ s1 I: `8 ~# e- ?0 y
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”。' l% f/ S& n, A9 \( p
* x/ O; k7 h5 y8 o. B4 a+ X 二、关于声学基础
. F) C, t' C$ }0 k6 |% h
# l& I# ]4 ]1 ?( B 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。
1 |& ~' P7 i% `
- j% W& O6 `1 A5 A# J 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。
7 \' I4 |2 F( T" m
2 S8 o8 A! x T& y7 A 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。! F+ A, x# e8 V1 M/ a7 V& e3 V
+ r. V( r7 I5 K# r
& w6 a% F5 Y7 l+ i4 v, U8 C
9 z/ c" n; [4 B) x5 q 三、关于电学基础* E% B8 ~$ ]! ` [* G. V6 B; R9 E
& c, U: J( w2 H0 | 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。' Y$ ~& P( q' k! v3 t5 v8 v
]- c% Z; W" y& O 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。
; Q7 S# C. X8 K1 O8 v6 U
d! N! v* W. V9 x4 w 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。
) f4 [ z% P# n, K( ]& Q) t5 J
( Q7 O+ I* s& s7 \+ z b, w 四、关于电路9 B; q* d/ W/ X" j3 L/ E
6 t$ x# y. R* n; S 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。3 u& I$ R9 y/ k9 s0 f% V
E& U, L7 a, @4 v! J" ^$ J
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 S' ]* L' c% E2 ^; B2 ^: {( j) Z
- G+ s# p) E) Q# _# O
五、关于音箱
* V+ y" w, w4 r; H$ m- M( {: o+ I; s( H5 \
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。* h: c1 }! g+ H
( Z( X0 M: H! S3 f' N9 \ 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。- z; g/ A; \& G0 U7 d6 B* }" r& a
/ P0 J5 k; ]9 t- h s: [( a 六、关于扬声器4 C+ U* H4 j1 n0 e7 n1 c& g
: R c8 s& _4 k* k t$ o 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。' Z8 D9 n% r; E$ d! g
1 u6 K. ?! Q K3 p. U9 {4 J 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。& y- t- i( z Z" T8 y9 e0 }
4 n* W R+ T# m ' A1 ]4 @% h2 j- [ B9 T9 L* k0 Q
( R" N. b6 R2 ]& Y
（原创文章，保留著作权。作者邮箱szyatong@163.com）" ^- O/ Q) c; Y
/ _. y7 m5 @0 o' @" ~; r
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
3 `8 F! Y- X1 ? z
% M4 I: M& e, b! p7 Q" s2 }8 O/ K
! Y# [; p& v) f
! w) `% k( [% y( Z: q# i* ^3 [) f1 q! g% y
5 S! n9 o* Q0 w& M& s9 i
0 Z6 h0 k/ m b* W0 A |
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