单声道、双声道、多声道扩声

Komplete · 发表于 2018-11-27 13:25:54

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单声道、双声道、多声道扩声

每个人对“单声道”和“立体声”概念的理解都不尽相同，这受到人们各自的经验和期望值影响。将一个人在家庭音响系统或专业录音棚方面的经验移用到大型场地，比如教堂或剧场，总是需要在思考概念上有所调整，因此我们应当为单声道、立体声及双声道音响系统的讨论提供一个参照点。让我们从单声道系统开始说起。
1.单声道系统
单声道系统的描述：所有音频信号都被混合到一起并通过单个音频通道传送。单声道系统中可以有多个音箱，甚至是多个间隔距离很远的音箱。关键在于，信号中不带有任何再现或模拟声音原始方位的信息，例如信号水平的不同，以及到达时间/相位信息等。

单声道系统的常见类型包括：
1/单声道中置音箱组
2/单声道分离音箱组系统
3/分布式音箱系统（带或者不带延时音箱）

虽然是单声道，系统仍然可以提供全频响应，高保真，并且可以有效地对语音和音乐进行扩声。单声道的巨大优势在于：每个人听到的都是相同的信号，并且，在合理的系统设计中，所有听众听到的系统声压级基本上相同。这使得单声道系统非常适合语音扩声，因为它们能够较容易地带来卓越的语音清晰度。
2.立体声系统
真正的立体声系统至少有两个独立的音频信号通道，重放的信号彼此间有着特定的声压级和相位关系，在通过重放系统播放音源时，将会是原始音源的明显再现。当需要再现听觉方位感以及舞台或讲台上的乐器位置时，需要用到立体声，这在艺术表演场所是很常见的需求。

这也意味着仅仅在两个通道之间进行声像调节的单音信号不具有立体声必要的相位信息，因而不是真正的立体声信号；虽然在两个通道间可能会有声压级差异，可模拟位置差异，但这只是一种仿真。就这一点展开讨论的话，可能会花费数页篇幅。

另一个对立体声重放系统的要求是，整个听音区必须被左右通道同等覆盖，以基本一致的声压级。由于这个原因，在家庭立体声系统中，在两个音箱中间有着较佳听音位置（“皇帝位”），在此处左右通道声音的声压级差异和到达时间差异足够小，保持了立体声的声像和声源位置。

较佳听音位置在两个音箱间一个相当小的区域内，当听者处于该区域外，声像丢失，只能听到一个或另一个通道的声音。客厅的较佳听音位置可能不成问题，因为可以把沙发布置在那里；但在更大型的场地，比如教堂或剧院观众席，较佳听音位置可能只包括了观众席的三分之一，其他三分之二的观众会感到奇怪为何只能听到一半节目源。

此外，立体声重放系统必须在两个通道上从输入到输出都拥有正确的相位响应。这意味着如果系统输入的是一个正压力波形的信号，那么系统输出的必然也是正压力波形的信号。

因此，拿鼓举例，当敲击鼓让拾音话筒产生了一个正压力波形信号，应当在听音室中也产生一个正压力波形。如果你不相信这有巨大的影响，可以尝试将你的Hi-Fi音箱的极性反转，然后听一个有着强烈中央声像的音源，比如独唱。当极性被错误翻转，你将无法获得稳定的中央通道声像，它将会远离中央徘徊，你可以听到两个音箱位置。
3.双声道系统
许多人将其误解为立体声系统，因为有两个声道，并且“立体声”调音台连接在系统之前，整个系统中都用到立体声放大器和均衡器。但是，这些系统缺少的是对整个听音区的均匀覆盖，以及每个声道对听音区的覆盖有着极小的声压级差异和相位响应差异。

我们或许可以把这类型的系统叫做分区覆盖系统。要在大型场馆获得合适的声覆盖以重现立体声声像，必需要有一个音响系统能为每个声道的信号提供均匀覆盖整个听音区的能力，同时保有声音方位感。这种系统有时需要更多的预算，或因为听音区太宽，无法实现平滑的重叠覆盖。

如果双声道系统播放立体声信号，又不能提供平滑的声音重叠覆盖，那么听音区中的半数人只能听到一半音频节目内容，这使得双声道系统对于音乐扩声来说是一个糟糕的选择。大部分听众跟其他人听到的是完全不同的音乐混音。

这是在音乐及娱乐用途的场馆中太过常见的疏忽，即便是在应该拥有更好系统设计的高品质场馆中也如此。以为双声道系统等同于立体声系统，这是有着巡演或现场音响系统工作背景的人们常有的误解。

当用一个双声道系统为一个单声道语音话筒扩声时，在房间中线的座位，刚好位于两个声道之间，同样也会体验到频率响应和覆盖均匀性的巨大变化，这是相同信号从两个声道以不同时间到达听音位置而引起的声干涉和信号相互抵消所造成的后果。这是双声道系统在语音扩声应用中最需要注意的地方。

Komplete · 发表于 2018-11-27 13:26:19

4.左/中/右系统
描述为左/中/右（LCR）配置的音响系统有其特殊的应用。它结合了两种系统的优点；重要的是，在使用LCR系统时，混音工程师明白哪个信号必须发送到哪个音箱，以及哪些信号线路会导致问题。此外，LCR系统并不适用于所有房间形状或听音区布局。

LCR系统在剧院和大型教堂中是常见的，这些场所需要使用单声道语音扩声，以及音乐或环绕声效或以特殊方位感混音，带有立体声或类似立体声声像。这种三声道系统的每个声道都应当对整个座位区提供覆盖，同时保持一致声压级和声音方位感，如同前面描述的单声道及立体声系统一样。系统设计师可以用一些方法来扩展立体声覆盖听音区，这些方法涉及到使用补声音箱。

补声音箱
补声音箱用于为从左或右声道音箱组安装位置难以达到的地面区域提供覆盖。

在上面的例子中，左声道/右声道的补声音箱与中置音箱组是相互独立的，并且通过一个信号延时器获得馈送；这样对于在房间右边的人，来自左声道补声音箱的信号与来自左声道音箱组的信号将会同时到达，如果左声道音箱组的信号可以到达此处的话。

对于坐在右前方附近的人来说，他们仍然会听到从左声道传来的节目，以获得完整的节目内容，尽管立体声声像与坐在房间中央的听众感受到的声像相比有所偏斜，但是最终立体声效果还是比较令人满意的。

音箱型号的选择，以及音箱的声压级和延时设置，对补声音箱的成功整合来说都是非常关键的；如果声音太大，延时太长或太短，补声音箱都将减损其他听众听到的声像。如果你想在家里尝试研究哈斯效应，那么建议你优先设置声压级和延时，以及学习怎样使用时域测量系统。

使用中置音箱组的一些音箱来作为补声音箱也是可以的，特别是随着DSP矩阵系统越来越便宜，为每一个音箱设置单独的延时处理变得极为简单。这种方法在中置音箱组拥有与左/右声道音箱组相似的音箱时，尤为有效。

哪种音响系统较佳？
同有关音响系统的许多问题一样，这个问题也没有的正确答案。设计合理的单声道系统比起设计糟糕或者不完备的双声道系统，会使更多人感到满意。

要记住的重要一点是：为一个设施所做的较佳音响系统设计，是在节目源、房间的建筑结构和声学条件种种限制下能够有效工作的设计。这意味着（套用滚石乐队的话来说）：“你无法总是得到你想要的系统，但你会发现有时候你得到了你需要的系统。”

如果场所的设计（或预算）无法支持一个有效的立体声播放或扩声系统，那么重要的就是音响系统的设计应当尽可能有效，即使这意味着要放弃节目源所要求的立体声这个理想的需求。

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