第八章 家庭影院家庭影院需要信号还原损失小、足够音响功率、良好的混响条件。
第一节 家庭影院的组成由三大部分组成(见课本P92图8-1):
AV信号源+AV放大器+AV终端一、Hi-Fi
高保真度(High-Fidelity)——指电声设备或系统如实地记录、传输并重放原有声源特性的能力。
电声设备或系统如实的反映声音信号的原貌,包括空间和包围感(多声道环绕立体声)、动态感、立体感和真实感。
二、AV信号源
1.来源:激光影碟(CD\VCD\DVD)、录像带、电视节目源。
2.要求:信号源具有环绕立体声效果,应使用具有环绕声信号编码的节目源。
例如:有下列标志的节目源:
杜比定向逻辑、杜比AC—3、雅马哈DSP、THX、DTS、SDDS等。
三、AV放大器
1.功能是AV信号源音频和视频切换控制中心,实现对输入信号的切换、环绕声解码、音频功率放大。
2.组成信号源控制选择器、信号处理器、多声道功率放大器
3.分类
①AV前置放大器(无功放)——普通前置放大器+环绕声解码器
②AV后级功率放大器——驱动音箱
③AV环绕声放大器——内置杜比环绕声解码器和DSP电路
④AV综合放大器——内置环绕声解码器的前后级合并式多声道功率放大器四、AV终端
1.音频终端音箱。
欣赏音乐时,音声音环绕效果感要求不高,立体音箱即可;
家庭影院系统,多点音箱营造环绕声场、现场感觉,震撼感觉。
2.视频终端三种显示方式:
①CRT(显像管)显示方式——大屏幕彩电(25英寸~42英寸);
②后投射式——背投电视(40英寸~70英寸);
③前投射式——投影机(96英寸~180英寸)。
第二节 家庭影院的环绕声系统家庭影院的核心是环绕声系统。
环绕声的实现
1.采用电路合成方式将普通双声道立体声通过电路合成,在原双声道的基础上分离出一个或多个声道,形成三个立体声场。
特点:非现场的多声道,实现简单,对节目源无特殊要求,易实现。
2.采用多声道音源信号或采用编码合成方法将多声道信号编码后变成两声道信号,在播放时利用相应的解码器电路将多声道信号恢复,送至各自声道。
特点:节目源上的伴音是经编码后录制的。
3.双耳效应。
一、杜比(Dolby)系统杜比系统由美国杜比实验室发明。
家庭用杜比系统有两种情况:
①模拟方式采用4-2-4矩阵编码方式,编码过程如下:
(L,R,C,S 编码 LT,RT 解码 L,R,C,S)
例如:基本解码器、定向解码器、合成解码器。
②数字方式例如:杜比AC—3。
杜比环绕声标记:(见课本P95图8-2)
节目源与器材都标有:“双D”标志、“DOLBY SURROUND”
1.杜比基本解码器(见课本P95图8-3)
L-R:环绕声
7KHz低通,用来限制L-R的带宽延时:为了增强环绕声的音响效果杜比降噪:提高环绕声的信噪比特点:
①无源、简单、成本低、
②环绕声与前置声道的分离度低(3dB),串音无法消除,声像定位较差。
2.杜比定向逻辑解码器(普及型)(见课本P96页图8-4)
电路构成:在杜比基本解码器基础上增加中置声道。
工作模式:杜比定向逻辑解码器采用设有三声道模式和中置声道的“标准、展宽、幻像”三种模式,适应性较强。
①三声道模式(3CH):是将后置环绕声道信号分配加入前方主声道,适合于无后置环绕音箱的配置;
②标准模式(NORMAL):也称普通模式或正常模式,适用于中置音箱较小的配置。此模式的中置声道只重放100Hz以上的中高频信号,100Hz以下的信号由左、右、主音箱代为播放;
③展宽(WIDE)模式:也称宽带模式,其中置声道与主声道均按全频带重放,适用于前方左、右主声道音箱和中置音箱的品牌、结构和音色相同的配置;
④幻像(PHANTOM)模式:是将中置声道分配到左、右主声道中重放,适用于无中置声道的配置。
特点:
①环绕声效果及声像定位感较好,有效的消除了串音,环绕声与前置声道的分离度低(25~30dB)。
②环绕声为单声道
3.杜比和成解码器为立体声电影院研制的专业解码器(见课本P97图8-5)
特点:
各声道的分离度高(40dB)、成本较高,器件精度高、无法全集成、调试复杂
4.杜比AC—3系统
⑴AC—3——第三号音频编码(杜比实验室先前已有两种音频编码技术用于其它领域,Audio Coder 3)。
⑵AC-3系统——杜比数字环绕声系统。
①杜比AC—3系统的结构框图(见课本P98图8-6)
②杜比AC—3解码器方框图(见课本P99图8-7)
⑶5.1声道编码,数字化(A/D)→感觉编码技术→打包→数据比特流。
编码过程中利用心理声学原理(掩蔽效应),减少数据量,进行子带编码,并可实现降噪。
⑷杜比AC—3系统与杜比定向逻辑系统的比较
①声道杜比定向系统:4个声道(L,R,C,S),5只音箱 S相同,(飞机前后)
AC—3系统:5.1声道,各声道独立,立体感强。(飞机顺逆)
②绕声系统范围不同杜比定向系统:环绕声频率上限为7KHz
AC—3系统:各声道均为全频带信号
③信号处理方式杜比定向系统:全模拟方式
AC—3系统:数字化方式
⑸杜比AC—3系统的特点声场的覆盖面宽,声像定位准确声像分离度高(100dB)
动态范围广
5.虚拟化系统虚拟化处理:调整环绕声道信号的时间差和频率响应。
特点:
音色均匀性,临场感等方面,不亚于真实的5或6音箱。
最佳听音区太小,适合单人欣赏。
适用于电视机、多媒体电脑等。
二、HX系统美国卢卡斯电影公司专用标志。
1.电影THX系统(见课本P101图8-9)
独立7声道。
THX标志(见课本P101图8-10)
2.家用THX系统构成:杜比环绕+THX系统独立5.1声道。
超重低音声道通频带很窄,称为0.1声道模式:
THX4.0:适用于杜比定向逻辑
THX5.1:适用于杜比AC—3
性能比较:
THX与杜比AC-3、杜比定向逻辑的性能比较(见课本P102表8-1)
THX的优点:
前置高通有较宽的频响(20Hz~∞)
声音平滑自然,人物对应清晰,声像移动较好环绕声均匀,声色包围感和临场感强等。
THX的缺点:
THX4.0模拟环绕立体声和其重低音均是通过后期制作处理得到的,缺乏真实感。
三、DSP系统
DSP——数字信号处理。
DSP系统是数字声场的模拟系统包括:普通DSP系统、雅马哈DSP系统。
1.普通DSP系统模拟处理、模拟特定声场(教室、音乐厅、影院)效果(见课本P103图8-12)。
5.1声道。
说明:普通DSP系统与杜比环绕声系统不兼容。
2.雅马哈DSP系统独特杜比环绕处理模式的影院数字声场处理系统(见课本P104图8-13)。
7.1声道。
在普通DSP系统基础上增加两个前方环绕声道。
四、DTS系统
DTS——数字影院声音。美国DTS技术公司推出。
一般是5.1声道,最多可达8.1声道。
DTS与杜比AC-3的对比(见课本P105表8-2)
DTS专用标志(见课本P105图8-14)
五、SDDS系统
SDDS——动态数字声音系统。日本索尼公司推出。
最多7.1声道。
六、DDSC系统
DDSC——动态分离环绕声电路。天龙公司推出。(见课本P106图8-15)
5.1声道。
兼容杜比定向逻辑、杜比AC—3、THX的环绕声系统。
七、SRS系统
SRS——声音传播延迟恢复系统。美国。(见课本P107图8-16)
单声道、双声道、环绕声均可作为输入,两只音箱模拟3D效果。
扩展(见课本P107图8-17)
八、模拟环绕声系统人造混响环绕声系统。
普通单(双)声道→模拟立体声信号第三节 家庭影院主要设备的技术要求一、AV放大器的性能指标
1.信噪比S/N
2.输出功率指AV功率放大器输给负载的能量。
分类:
额定功率、音乐功率、峰值功率、交流有效功率、峰-峰值功率等。
①额定功率(不失真功率或最大有用功率)
指AV放大器在不失真的条件下,长期连续正常工作能输出的最大功率(连续使用8小时而不产生过热和机械性的损坏)。
②音乐功率指在模拟播放音乐状态下(即AV放大器工作1分钟,休息1分钟)持续8小时工作而不被损坏时的输出功率(只具参考价值)。
③峰值功率指AV放大器在10ms内的一瞬间允许的最大脉冲较输出功率(为额定功率的8~10倍)。
④交流有效功率对于单频正弦信号,交流有效值功率与音乐功率的数值相差不大但对较复杂的音乐信号交流有效值功率比音乐功率小,因放大器对不同频率信号的放大量有差别,能获得比固定频率正弦信号更大的不失真功率。
⑤峰-峰值功率也称为最大音乐功率。
3.频率响应
4.动态范围
5.失真
6.阻尼系数指AV放大器给负载进行电阻尼的能力,是衡量放大器内阻对扬声器所起阻尼作用大小的一项性能指标。
7.输出阻抗是指其输出端对音箱所表现出的等效内阻(额定输出阻抗),放大器的输出阻抗与输出功率以及对音箱的阻尼程度等有关,输出阻抗小,对音箱内扬声器的阻尼就大,功率放大器也可以输出较大功率。
8.分离度指AV放大器中杜比环绕声解码器把音频编码信号还原为各声道信号的能力。若分离度较差,则会出现声像定位不准,声像连惯性差,声场不饱满等现象。
AC—3较好。
二、音箱的性能指标
1.功率
①标称功率(额定功率)——指音箱能长时间正常安全工作允许的输入功率。
②起步功率——指音箱能够被驱动的基本功率值,AV放大器的输出功率必需大于音箱的起步功率。
③最大承载功率——峰值功率,是指音箱在短时间所能承受的最大功率。
2.频率响应
3.灵敏度音箱的灵敏度是指在输入1W标准电功率时,在音箱正前方1m处的声音信号的大小。
该值越大则音箱效率越高,越易推动。
4.标称阻抗额定阻抗。
AV音箱的额定阻抗有8Ω、6Ω、5Ω、4Ω、3.5Ω和2Ω。
5.指向性指音箱中扬声器的声波辐射到空间各个方向的能力,与音频频率有关。高频信号的指向性较显著。低频信号的指向性不明显。
前方音箱——指向性要宽,覆盖视听区域,应减少对其它的辐射。
后向环绕音箱——指向性要小,扩散型要强
6.失真度谐波失真、瞬态失真第四节 家庭影院设备的配置与正确布置一、音像设备的配置
1.器材的搭配原则
①经济因素的考虑
②视听环境
③现有设备的充分利用
④个人喜好和要求
2.音箱和AV放大器的合理配置
①频响匹配
②阻抗匹配音箱的阻抗与AV放大器相应声道的额定输出阻抗匹配。
电子管功放与音箱:要求放大器的输出应与音箱阻抗相等。
晶体管功放与音箱:音箱阻抗不能太低(≤2Ω),否则易损坏功放管或集成电路。
③功率匹配音箱的额定功率要与AV放大器的额定功率相适应。
功放的输出功率只与音箱的阻抗有关,而与音箱额定功率无关。
要求:功放的额定输出功率是音箱额定功率的0.5~1.2倍。
④阻尼系数的匹配定义:功放额定输出阻抗(扬声器阻抗)与功放输出内阻之比。
要求:一般应是阻尼系数大一些好。
音箱线,截面积大。
⑤音色合理匹配要求:避免音箱的音色和放大器的音色相同。
强弱互补,中型最佳:
柔软的音箱——强劲的功放;
冷艳的音箱——温暖的功放。
二、音像设备的布置
1.电视机与视听者之间的最佳距离
4:3屏幕彩电屏高的4~6倍;对角线长的2.4~3.6倍例如:
25英寸(屏高38cm)1.9m
29英寸(屏高43cm)2.2m
34英寸(屏高50cm)2.7m
2.音箱的布置
①前置左右声道音箱前置左右声道音箱应与中置音箱处于同一水平面上。
②中置声道音箱的布置
◎ ◎ ◎
◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
左 中 右 左 中 右 左 中 右
正确 正确 错误
③超重低音音箱的布置方位性较随意,彩电下或右方,可调。
④环绕音箱的摆放
a.将两音箱置于两侧面墙上
b.将两音箱置于后面墙两侧三、声像室的声学要求
1.大小与形状矩形或称梯形长宽高比 2.4:1.6:1
为防止“驻波”长宽比例不能为2:1,房子的面积在9㎡以上。
2.隔音处理防止外界声音进入防止室内声音外泻
3.混响时间的控制直达声、前期反射声、混响声延迟50ns,通过环境布置实现。
4.声像室声学缺陷的消除
①回声应消除(吸声材料)
②声聚焦防止
③声染色改变了原始声的频谱方案:合理声像室尺寸,增加界面阻尼。
作业:思考题