音响知识完全手册（二）

wangchengtt · 发表于 2010-5-14 10:46:30

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音响知识完全手册（二）

11、可扩展性
　　这是指音箱是否支持多声道同时输入，是否有接无源环绕音箱的输出接口，是否有USB输入功能等。低音炮能外接环绕音箱的个数也是衡量扩展性能的标准之一。普通多媒体音箱的接口主要有模拟接口和USB接口两种，其它如光纤接口还有创新专用的数字接口等不是非常多见，因此不多作介绍。
12、音效技术

　　硬件3D音效技术现在较为常见的有SRS、APX、 Spatializer 3D、 Q-SOUND、 Virtaul Dolby和 Ymersion等几种，它们虽各自实现的方法不同，但都能使人感觉到明显的三维声场效果，其中又以前三种更为常见。它们所应用的都是扩展立体声(Extended Stereo)理论，这是通过电路对声音信号进行附加处理，使听者感到声像方位扩展到了两音箱的外侧，以此进行声像扩展，使人有空间感和立体感，产生更为宽阔的立体声效果。此外还有两种音效增强技术：有源机电伺服技术(本质上利用了赫姆霍兹共振原理)、BBE高清晰高原音重放系统技术和“相位传真”技术，对改善音质也有一定效果。对于多媒体音箱来说，SRS和BBE两种技术比较容易实现效果很好，能有效提高音箱的表现能力。
13、音调

　　指具有一特定且通常是稳定音高的信号，通俗的讲是声音听来调子高低的程度。它主要取决于频率，还与声音强度有关。频率高的声音人耳的反应是音调高而频率低的声音人耳的反应是音调低。音调随频率(Hz)的变化基本上呈对数关系。不同的乐器演奏同样频率的音符，音色虽然不同，但它们的音调是相同的，也就是演奏声音的基频是相同的。
14、音色

　　对声音音质的感觉，也是一种声音区别于另一种声音的特征品质。不同的乐器在发同一音调时，它们的色可以迎然不同。这是由于它们的基频频率虽相同，但谐波成分相差甚大。故音色不但取决于基频，而且与基频成整倍数的谐波密切有关，这就使每种乐器和每个人有不同的音色。
15、动态范围

　　声音中最强与最弱的比值，用 Db表示。例如一个乐队的动态范围为90dB，这意味着最弱部分的功率比最响部分的低90dB。动态范围是功率之比，与声音的绝对水平无关。如前所述，人耳的动态范围从0到130dB。自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的。一般语言信号大约只有20～45dB，有些交响乐的动态范围可达30～130dB或更高。但由于一些因素的限制，音响系统的动态范围很少能达到乐队的动态范围。录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音，而系统的最大信号容量(失真水平)限制了最强的音。一般把声音信号的动态范围定为100dB，故音响设备的动态范围能做到100dB，就很好了。
16、总谐波失真(THD)

　　指音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。例如，一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上 Lv的2000Hz，这时就有10％的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会于1974年规定，总谐波失真必须在20～20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1％条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5％，合并放大器小于等于0.7％，但实际上都可做到0.1％以下：FM立体声调谐器小于等于1.5％，实际上可做到0.5％以下；激光唱机更可做到0.01％以下。

　　由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波，其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。(l)互调失真(IMD)：将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号合成波，按4：1的幅值输入到被测量的放大器中，从额定负载上测出互调失真系数。(2)瞬态失真(TIM)：将方波信号输入到放大器后，其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够，则方波信号即会产生变形，而产生瞬态失真。主要反映在快速的音乐突变信号中，如打击乐器、钢琴、木琴等，如瞬态失真大，则清脆的乐音将变得含混不清。(3)瞬态互调失真：将3.15kHz的方波信号与15kHz的正弦波信号按峰值振幅比4：1混合，经放大器后，新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回环负反馈，瞬态互调失真一般较大，具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感；反之，则声音圆滑、细腻、自然。
17、立体声分离度

　　指双声道之间互相不干扰信号的能力、程度，也即隔离程度，通常用一条通道内的信号电平与泄漏到另一通道中去的电平之差表示。如果立体声分离度差，则立体感将被削弱。国际电工委员会规定的立体声分离度的最低指标， lKHz时大于等于40dB，实际以达到大干60dB为好；欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的立体声分离度为＞25dB，实际上能做到40dB以上。立体声通道平衡指的是左、右通道增益的差别，一般以左、右通道输出电平之间最大差值来表示。如果不平衡过大，立体声声像位置将产生偏离，该指标应小于1dB。
18、阻尼系数

　　是指放大器的额定负载(扬声器)阻抗与功率放大器实际阻抗的比值。阻尼系数大表示功率放大器的输出电阻小，阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。具有高阻尼系数的放大器，对于扬声器更象一个短路，在信号终止时能减小其振动。功率放大器的输出阻抗会直接影响扬声器系统的低频 Q值，从而影响系统的低频特性。扬声器系统的Q值不宜过高，一般在0．5～l范围内较好，功率放大器的输出阻抗是使低频 Q值上升的因素，所以一般希望功率放大器的输出阻抗小、阻尼系数大为好。阻尼系数一般在几十到几百之间，优质专业功率放大器的阻尼系数可高达200以上。
l9、等响度控制

　　其作用是低音量时提升高频和低频声。由于人耳对高频声、特别是低频声的听觉灵敏度差，要求在低音量时对高频和低频进行听觉补偿，即要求对低频有较大提升，对高频也有一定量的提升。换句话说，当音量减小时，信号中低频部分的减小较高频部分为少。等响度控制即满足此要求，等响度控制一般为8dB或10dB。

wangchengtt · 发表于 2010-5-14 10:47:22

20、三维音场处理和环绕声

　　普通两只音箱为什么会使我们听到并不存在的好像是背后发出的声音呢?大家知道，立体电影就是眼睛产生的错觉而三维音场的产生离不开耳朵的错觉。种种硬件3D音效技术如SRS、虚拟杜比和软件3D技术如EAX、A3D等就是充分研究了人耳接受声响的原理后为降低成本而推出的新技术。本质上讲通过多音箱完成三维音场的效果比两只音箱虚拟出的声场好很多。所以环绕声应该以多音箱配置为主，它们的定位感和空间感强，下面我们来看看有哪几种真正的环绕声：
A 杜比定向逻辑(Dolby Pro-Logic)环绕声系统

　　4-2-4编码技术将左、中、右和后侧四方面的音频信息经过编码记录在左右两个声道中；放音时再通过解码器从左右声道中分解还原出原来这4个声道，这4个声道通常称为：前置左声道、前置中间声道、前置右声道和后置环绕声道。科学实验表明, 要获得身临其境的真实音响效果，必须在聆听者周围产生一个四面包围的声场环境，整个放声系统使用的声道数越多，聆听者的声场定位感就越强烈，身临其境的感受就越真实。根据目前一般家庭的视听环境，放声系统使用5个声道已能满足声场定位需要，因此，杜比定向逻辑环绕声系统大多使用5声道。从表面上看，5声道杜比定向逻辑环绕声功率放大器确实有5个功率输出端：前置左声道、中置声道、前置右声道、环绕左声道(又称后置左声道)和环绕右声道(又称后置右声道)，但杜比定向逻辑环绕声系统中解码器输出的环绕声信号其实是单声道的，5声道功率放大器中的左右两个环绕声道在功放内部是相互串联的。因此，严格地说，将它们称为4声道功放更为合适。

B、 THX家庭影院系统

　　THX并不是一种独立的放声系统，它只是对经杜比定向逻辑处理的立体声信号再进行适当的后期处理，以便获得声音定位准确、动态范围大的真实音响效果。因此，我们说 THX 是建立在杜比定向逻辑基础上用来衡量家庭影院音响系统的一种标准。
THX系统的系统，它比杜比定向逻辑环绕系统中的解码器多了个THX控制器，THX控制器是杜比定向逻辑解码器的后处理电路，它由超低频电子分频 (Subwoofer EleGtric Crossover)、再均衡处理(Re-Equalizer)、去相关处理(De-Correlation)和音色匹配处理(Timbre Matching)四部分组成。超低频电子分频的作用是从左、中、右三个前置声道中分离出超低频声道，增加这三个声道的动态。电影院的空间较大，为了与电影院的播放环境相适应，影片在制作过程中特意将声音的高频成分适当作了提升，这样可以使声音具有鲜明感。但家庭影院的环境空间很小，同样的影片在家里播放时就会显得高音过于明亮，控制器中再均衡电路的作用就是对声音进行再均衡，使声音不过于明亮。去相关电路的作用是将输送到环绕声道的单声道信号用模拟的方法转换成左右两个声道，使音响效果更具临场感。音质匹配电路的作用是修饰前置声道和环绕声道之间音色的差异，当声音从前方向两侧和后方移动时使聆听者感觉不到音色的变化。
C、AC-3杜比数码环绕声系统

　　杜比实验室在1991年开发出一种杜比数码环绕声系统(Dolby Surround DigitaI)，即AC-3系统。 AC-3杜比数码环绕声系统由5个完全独立的全音域声道和一个超低频声道组成，有时又将它们称为5.1声道。其中5个独立声道为：前置左声道、—前置右声道、中置声道、环绕左声道和环绕右声道；另外还有一个专门用来重放120Hz以下的超低频声道，即0.1声道。杜比数码环绕声系统与杜比定向逻辑环绕声系统、 THX系统相比有以下特点：

　　第一、AC-3系统在录制、解码和放声过程中全部采用5.1个完全独立的声道，提高了信号的信噪比和各声道之间的分离度。

　　第二、环绕声道为数码立体声，两个声道完全独立，高频放音上限从原来的7kHz拓宽至20kHz，即全音域环绕声，使环绕声更具有表现力。

　　第三、AC-3系统中的超低音在录制过程中使用单独的录音轨道，并将信号作加重处理，THX系统中的解码器虽然也有超低频信号输出，但它的超低音是从原来的四声道信号中分离出来的，两者的音响效果有很大差别。

　　第四、AC-3系统提高了环绕声道的输出功率，使5.1个声道都有足够的输出功率。简单地说：现在的DVD影片的音频就是采用AC-3规格录制的。用相应的解码系统与音箱系统能领略到家庭影院的风采。
D、DTS(DigZtal Theater Systems)数字电影院系统

　　数字电影院系统是家庭影院环绕声技术中出现的一项全新技术。它也是一个5.1音频系统，即左声道、右声道、中央声道、左环绕声道、右环绕声着和重低音声道。DTS系统也是一种全数字多声道环绕声技术，DTS与数字 AC—3不同之处在于杜比数字的压缩率高，编码时采用大幅度删除在理论上认为多余的微弱细节信号，从而达到减少数据量的目的。因此杜比数字编码时的压缩比很高(达12：1)，由此也造成了一些细微信号的损失。而DTS则从提高数字空间的利用率着手，使信息数据得以充分利用，因此它的压缩比只有3：1，它的声音还原真实度显然高于杜比数字。由于DTS系统在编码时丢失的信号很少，保留了原有声场中较丰富的细微信号，所以它的声场无论在连续性、细腻性、宽广性、层次性方面均优于杜比数字。现在DTS系统是目前市场上最好的5.1声道环绕声技术。
21、有源音箱的特性

　　防磁：音箱扬声器的磁场会严重干扰电视机和电脑显示器的屏幕，并使屏幕扭曲和大块色彩失真现象，这叫“磁化”。为避免不防磁的音箱对显示器的损坏，就要求音箱应具有防磁效果，即使紧贴电视机和显示器也不会干扰屏幕，办法很简单，那就是使用“防磁”扬声器。通常防磁的扬声器价格比普通喇叭高许多。

　　全频带扬声器：这是多媒体有源音箱专用的环绕喇叭，因为X.1声道为降低成本，把分立喇叭(需要两只扬声器分频)简化成全频带扬声器，基本能表现出整个音域范围。做得好的全频带扬声器比廉价的同轴扬声器更出色。但说老实话扬声器很难完全覆盖人耳的可闻频率范围，需要由多只扬声器共同负担整个音域的声音重放。并通过分频电路来解决这个问题，所以还是以双分频高低音设计的有源音箱进行回放效果比较好。

　　平板式音箱：最近很流行平板式喇叭的音箱设计，大概是大家看中了它的美观小巧，还可以嵌入相片，很酷啊！平板式音箱的优点是声音的均匀性和指向性好，但受结构限制，音域较窄，无法表现出低频的声音，所以一般配用低音炮使用。建议对声音要求高的朋友不要选购平板式音箱。

　　USB音箱：就是将数字音频信号从主板上的USB口直接输进音箱，再通过音箱内置的D/A转换电路将信号处理后再输出的音箱。表面上看采用USB音箱的优点是可以提高音质，因为数字信号在传输过程中不会受到干扰，信号的纯净度好，但USB音箱的核心是D/A转换电路，其转换精度对音箱的性能影响很大，目前市场上流行的D/A转换电路有16bit和20bit两种，当然是后者为佳，这个数据比发烧级功放差了很多(因为不可能用成本过高的模块)。USB音箱的缺点是CPU占用率高，老式主板也不支持USB。购买USB音箱可以不买声卡，但这样就无法实现EAX、硬波表等需要硬件来完成的功能。国外的名牌HiFi箱基本没有USB的设计，所以对音质要求很高的朋友大可不必考虑USB音箱。

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[监听音箱] 音响知识完全手册（二）

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