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    研究音響技術
    發布時間 2012-06-08 來源 -

      眼睛和耳朵是人類的主要感覺器官,人們發明了電影/電視和樂器/音響,眼睛、電影/電視對應空間造型藝術,耳朵、樂器/音響對應時間延后藝術。早期的電影是無聲電影,藝術感受大打折扣,試想,人們觀看一部無聲電影,電影里的信息將無法有效、正確地傳予觀眾。音響技術的發展使人們能夠回放飛機、火車、輪船的不同轟鳴聲,使人們能夠回放大自然各種有聲動物的啾啾聲以及地震、海嘯的排山倒海聲。有了音響設備,使我們能夠重新回味盛大音樂晚會上的美妙歌聲。

      聲音音響技術有個特點,它的頻譜范圍很廣,人類日常能聽到從20HZ-20KHZ的聲音,不同頻率聲音包含的能量相差是很大的。并且聲強差別也可以很大,動態范圍很大。針對聲音在質和量上的大幅差異,要求我們針對不同聲源需要分別處理,并且需要用到很多知識來進行研究。筆者本文即貫穿一種中心思想:劃分頻譜,對不同頻率、不同聲強的聲頻分開處理,無論在錄音、電路放大、重放等諸環節,這就是音頻的“分別處理技術”。本文將可能引導今后開啟一門新技術----“音頻分別處理技術”。

       一、關于電學基礎

      1.頻率越低,所含能量越大,頻率越高,所含能量越小。集成功放完全可用于中高頻電路。經典集成音頻功放有TDA7293、TDA7294、TDA7295、TDA7296、LM3886、LM1875、TDA2030A等。

      2.低頻電路用分立場效應管電路更好,以應付低頻能量的大動態。

      3.關于電源功率儲備和散熱:由于低頻能量的大動態,電源的大功率儲備是必須的,也正因為低頻能量的大動態,故低頻電路不適于用集成功放,因為過多的熱量將影響集成模塊工作。

      二、關于聲學基礎

      1.人耳聽音特性:對中頻敏感,對低頻和高頻不敏感。這就要求我們在重放樂音時要提升低頻和高頻份量。

      2.低頻無方向性,中頻方向性較強,高頻方向性更強。人耳對聲音的定位、方向、環繞多在中高頻段。

      3.SRS技術的應用:由于人耳對聲音的定位、方向、環繞效應多在中高頻段,故SRS技術的應用建基于中高頻段。SRS技術是一種移頻和延時技術。人們為什么可以聽到一列火車的到來和離去?由于發生了多譜勒效應,運動聲源的聲音頻率在傳入我們耳朵時發生了改變。

       三、關于音箱

      1.使用2.1音箱,不但大幅縮小了音箱體積----而且由于低頻和中高頻分開放音,提升了效果。

      2.由于低頻聲音易衍射干涉而降低聲功率,故低頻音箱應當采取密閉式設計,但考慮空氣流對低頻嗽叭的阻尼,排氣孔應作成曲折形并加柔性吸音材料。或者用被動振膜作成密閉式。簡單的倒相孔將損失低頻聲功率。而中高頻由于頻率高波長短,不易發生衍射干涉,故中高頻音箱可作成反射式音箱和倒相孔式音箱,以提高聲功率并且減少重放失真。(例子:手機的外放喇叭功率小,中高頻成份多,放置于桌面板上時音量明顯增大)----這一條觀念似乎打破傳統。


      四、關于電路

     1分頻放大:由于存在廣闊的頻譜,并且低頻、中頻、高頻對應的能量相差很大,所以對不同頻段音頻要分開放大,使用不同的元器件和電路,以減少失真。事實上,dts系統比杜比系統高明之處就在于將各聲道的80Hz以下的低頻分離出來另行放大,從而大大減輕了中高頻環繞功放電路的負擔和失真,并且降低了成本。

      2.關于D類“數字功放”:此類技術目前還不夠成熟,產業應用少,主要是調制技術還不過關。目前用的是調幅技術,類似收音機中的調幅廣播。我們知道,無線廣播有調幅廣播和調頻廣播,我們能否將無線廣播中的調頻技術應用到D類“數字功放”的調制技術中呢?這是發明創造的一個點子
      五、關于揚聲器

      1.揚聲器對音質影響很大,不同振膜材質有不同固有頻率。正因為材質不同,笛子和銅管的音色不同,提琴與二胡的音色不同,如此等等。

      2.分頻播放:不讓低頻大電流流入中高頻喇叭,減少失真,同樣,也不讓中高頻電流流入低頻喇叭,減少中高頻損耗。只有分頻播放,才能達到中音清晰、高音清脆、低音有力的效果。


     

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