虚拟环绕声技术--实现两只音箱的AV境界

作者：广东省郁南县美顺电子厂

欢迎访问e展厅 展厅 2 音响/数码产品展厅 数码相框, 音频播放器, 音响,... 风摩全球的杜比定向逻辑环绕声以其宏大的声场和逼真的空间感，准确的声像定位而使听众为之倾倒，而杜比数字AC－3更令发烧友们神往。但在家庭中利用该技术组建的家庭影院普及率不是很理想：因为整个系统需要配置5－6只音箱，多声道功放，花费较大，而且对听音环境、音箱摆位也有一定的要求，对于中国百姓来讲经济不是怎么宽裕，居住环境也不是很宽敞（听音环境多为十几平方米），经济上有一定的负担，要合理摆放5－6个音箱也有一定的困难。 针对这些问题音响界又推出了新一代的环绕声技术——虚拟环绕声技术，整个系统具有组成简单，花费少，具有高性价比，对音箱的摆位要求很低，不受聆听环境面积的限制，只用两只音箱即可产生与杜比多声效果非常接近的效果，虚拟环绕声技术是将杜比环绕信号进行解码并进行虚拟化处理后再与主声道混合利用一对音箱进行重放，能产生杜比多声道般的效果，能感受到前后左右上下的声音，声像定位准确，非常奇妙，身临其境般的感受，真正实现两只音箱的家庭影院！ 虚拟环绕声技术是利用人类头部声音传递函数HRTF（Head Related Transfer Function）的信号处理技术，通过对解码后的多声道信号用HRTF进行复杂的运算，把三维空间的声音按照HRTF进行处理，使进入人耳的声音符合人的双耳效应和耳廓效应，因而利用两只音箱即可产生与杜比多声道非常接近的环绕效果，能感觉到在空间中任何一点发出的声音，声像定位准确，能感觉到声音发出的前后左右上下的位置，非常奇妙，不是亲身体验简直不敢相信有这样的音响技术！ 将杜比环绕声进行“虚拟化处理”是依照人类生理学和心理声学原理对环绕声道进行专门的处理，制造出环绕声源来自听众的后方或侧面的幻像。影响人类人耳听觉原理有：①双耳效应；②耳廓效应；③人耳的频率滤波效应；④头部声音传递函数HRTF。然而不同年龄，不同性别，不同人种的人生理状态相差很大，其头部声音传递函数HRTF有较大的差异，因而要使虚拟环绕声实现准确的声音定位，强烈的临场感，就要对HRTF进行高效、准确的计算，根美国《Stereo Review》98.8介绍，目前六种虚拟环绕声方案听音比较：加拿大Q－Sound 公司的Q－Surrornd是最佳的。Q－Surround是Q－Sound实验室众多的音响工程师和专家们花了数年时间对人类听觉系统的声源定位特性进行测试，通过大量的听音测试而开发出的，Q－Surround能维持原有的保真度，具有强烈的空间感和包围感，声音定位相当准确。 根据人耳的心理声学和生理声学，人类的听觉是基于双耳效应，据研究表明，两耳位于头颅的两侧，同一声源发出的声音，由于头部的阻隔作用及声源与两耳的距离，到达两耳的声音具有一定的时间差，相位差和强度差，并具有HRTF的空间频谱特性，人的大脑就会根据这些差别来判断声音的方向，相应在人脑产生空间方向的声像。虚拟环绕声技术就是根据这些基本原理建立起来的，因而只利用两只音箱即可产生声像定位准确、逼真、极具现场效果的声音，使听众有身临其境的感觉并能感觉到身后产生的声音。 虚拟环绕声技术是一种经济、简捷的家庭影院方案，广泛应用于功放机、汽车音响，大屏幕电视机，有源音箱，多媒体电脑、DVD、VCD等，对于已拥有功放的发烧友，只需制作一款虚拟环绕声处理器成品板，将其加进音源与功放之间即可升级。为方便广大发烧爱好者，在这里介绍一款虚拟环绕声处理器电路（见图1），其外围元件简单，制作极易，而且效果又好！ 图中QS7779是由美国著名的Seponix音响公司设计，由日本雅玛哈公司代生产封装。该芯片采用加拿大Q－Sound实验室的顶级技术Q－SurroundTM，并经Q－Sound实验室认证许可的，该芯片能将杜比定向逻辑及杜比数字AC－3的混合信号进行解码并进行三维虚拟化，通过两只音箱即可产生杜比多声道的效果。4、5、17、18脚为左右声道信号的输入输出端，6脚为中置信号输出，7脚为中置信号输入端（一般6脚与7脚通过3.9k电阻相接，笔者根据该芯片资料的评估板电路把它设计为中置可调式），23脚为正电源，11脚为电源地，16脚为静音控制端（高电平时开启，输出无声），12脚为三维虚拟处理程度开关（高电平时强，低电平时弱），13脚为直通与三维虚拟环绕声处理控制端（高电平为直通，低电平为三维虚拟环绕声开启）。 QS7779的基本特征与参数：①能将杜比定向逻辑及杜比数字AC－3环绕声混合信号进行解码并实现三维虚拟环绕声处理；②24脚SSOP（贴片）封装；③工作电压：DC5－13V（典型应用9V）；④信噪比动态范围：110dB；⑤对普通双声道音源也可产生具有很强包围感，空间感的3D立体声增强效果，极具现场感。 在这里推荐组装一款高性能的AV组合方案：音源 →虚拟环绕声处理器（QS7779）→ 音量音调（如LM4610N等）→功放（如3886、7294、1514、1875等）→喇叭保护器→音箱，另外加上BBE效果更佳（加在音调与虚拟环绕声处理器之间），电源部分如环牛、功放级与前级的电源等，组装时要一点接地法，相会这个方案你不会失忘！ 最后谈一谈笔者的一些体会，当初未接触和试听QS7779之前，笔者对虚拟环绕声技术一直抱着怀疑的态度，两只音箱怎能营造出杜比多声道的效果呢？明明两只音箱摆在前面，有什么可能会听得到身后有炮弹爆炸呢？飞机会从后面飞过头顶呢？……一连串的问号驱使我火速行动，制作出一款图1的成品板（元件为进口优质发烧品）并进行试听，音源为先科超级VCD，将其输出端接入QS7779，再将QS7779输出端接入声雅SA38／SP338前后级功放的前级输入端，音箱为双6寸半带超重低音的，电视为乐声大屏幕的，一张杜比碟《断箭行动》放进影碟机，期待奇妙的虚拟环绕声的出现，果然把笔者的一连串的问号变为了叹号！的确有准确的声像定位感，声音非常震撼。例如飞机由前方向自己飞来的音效：直通时，飞机声为右音箱向左音箱移动，而开启虚拟环绕声处理时，听到的是右前方向自己左后方飞去，感觉到飞机飞过头顶的声音，非常逼真的现场感。使人身临其境般的感受……，在此不作过多的描述，让读者们自己去体验，去感受吧！(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/28/2005)