家庭音响系统优秀课件

2． 杜比定向逻辑环绕声系统
杜比定向逻辑环绕声系统是杜比实验室对杜比环绕声系统 进行改进后的环绕声系统。它与原有的杜比环绕声系统相比主 要有以下改进： ① 采用了自适应矩阵代替原有的固定式矩阵； ② 增设中置声道和中置声道模式控制电路。 图5-4是杜比定向逻 辑环绕声系统的原理方框图。
LD
L 自适应 R
LO
R
卡拉OK机
VIDEO
L R
TV
R 功率放大器
L
图5-1 家庭AV系统框图
5.2 家庭影院系统
5.2.1 环绕声系统
所谓环绕声，就是使音响设备在听音空间产生一种三维声场， 使听者产生一种被声音环绕着的感觉，以便产生强烈的空间感和 临场感。而杜比环绕声系统是由美国杜比实验室于20世纪80年代 初研制而成的环绕声处理技术。 经过不断的改进， 杜比实验室 先 后 推 出 了 “ 杜 比 环 绕 声 系 统 ” （ DLOBY SURROUND SYSTEM），即AC-1， “杜比定向逻辑环绕声系统”（DOLBY PRO-LOGIC SURROUND SYSTEM），即AC-2和“杜比数字环 绕声系统”（DOLBY SURROUND DIGITAL），即AC-3。
家庭音响系统
5.1 家庭Aห้องสมุดไป่ตู้系统
家庭AV系统是一种老式的提法， 这种提法有一种相对狭窄 的内涵，即在一套简单的音响系统的基础之上（其定义强调这 套音响系统只有一台功放和一对音箱，最多再加上一台卡拉OK 机），加上一台视盘机和一台电视机。图5-1所示就是一种基本 的家庭AV系统框图。
影碟机
AUDI
L(左 )
C(中 )
－ 3 dB
－ 3 dB
LD ＋ 90°
－ 90°
R(右 )
RD
S(后 )
低通
降噪
图5-2 杜比环绕声编码原理框图
从图中可见，对于主声道的L和R声道不作处理，主要是将中 央声道C和后方环绕声道S混合到两个主声道中去。 中央声道的 处理较简单，将其衰减3 dB后混合到L和R声道中去即可。对于后 方环绕声道，先用一个7 kHz的低通滤波器滤掉7 kHz以下的音频 信号作为环绕声，接着进行降噪处理，提高其音频质量， 再将其 衰减3 dB，之后分成两路， 送到L声道混合用的一路进行相位超 前90°处理，送到R声道混合用的一路进行相位延迟90°处理。 这样，就将四声道信号变成了双声道信号uLD和uRD，其中，LD和 RD分别表示经杜比环绕声处理后的L声道和R声道。其关系式为
在杜比环绕声系统中，前方中间声道是可用可不用的。从 前面的分析来看，不用中间声道还有提高声道分离度的作用。 实际上， 中间声道对影视片中的人物对白的定位起非常重要的 作用，特别是当我们有时可能坐在偏离“最佳听音位置”上观 看电视节目时。在杜比定向逻辑环绕声系统中， 由于自适应矩 阵电路的应用，提高了相邻声道间的分离度，因而也克服了杜 比环绕声系统中采用中间声道带来的问题。但由于杜比定向逻 辑环绕声系统毕竟是在杜比环绕声系统的基础上改进而来的， 因此它和杜比环绕声系统一样，其后置环绕声道S不是全频域声 道， 其频率范围为20 Hz～7 kHz。
1． 杜比环绕声系统
杜比环绕声系统是将现场录音的四声道（左L、 右R、 中C、 后S）音频信号经编码成为两声道信号，以便能用普通双声道录 音卡座录音， 并能与双声道立体声兼容，使家用录像机和VCD 光盘能方便地录制这种编码后的双声道信号，而在重放时再利 用解码器将双声道音频信号还原成四声道音频信号的系统。
LD
L
矩阵
C
RD
R
延迟
低通
降 噪 S
图5-3 杜比环绕声解码原理框图
矩阵电路的作用如下式所示：
uC' uLDuRD 1.4uCuLuR
uS' uLDuRD j1.4uSuLuR
C′和S′是为了与原始的C和S相区别， 在一般表达式中， 为 了将C和S的系数用1表示，只要分别将C′和S′衰减3 dB， 这样uC′ 和uS′便可表示为：
对于家庭影院而言，环绕声有举足轻重的地位，因此，一 定要想办法提高左、右声道与后方环绕声的分离度。其方法是： 先对环绕声道信号进行延迟处理，根据人耳的听觉特点，先到 达人耳的声音会被当成音源（哈斯效应）。于是，前方左、右 音箱的声音就建立了前方声道的定位性，经延迟的后方环绕声 而后到达人耳， 两者之间就分开了，分离度也得到了提高。根 据房间的大小和前后的距离，此延迟时间一般在15～30 ms并可 调，以便获得最佳的效果。又因为串音特别容易发生在高频段， 对于人耳，高频串音先经低通滤波处理，将环绕声的频带限制 在7 kHz之内，经低通滤波处理后，既减少了高频串音又不影响 环绕效果。最后进行降噪处理，因为后方环绕音箱一般比较接 近视听者，故同样幅度的噪声对视听者的影响也更大，通过降 噪电路可将噪声连同串音降低约1/2，这样便提高了环绕声的质 量。
uC' uC0.7uL0.7uR uS' juS 0.7uL0.7uR
因此，编码和解码方式虽然解决了用2声道来记录和传送4 声道信号的问题，但解码输出的4声道信号却不是原来那种纯净 的4声道信号了。在L和R声道信号中混有差3 dB的中央声道和后 方环绕声道信号，在中央声道和环绕声道信号中又混有差3 dB 的L和R声道信号，这就产生了串音信号，其结果大大降低了左、 右声道与中央声道的分离度以及左、 右声道与后方环绕声道之 间的分离度， 使其分离度仅为3 dB， 严重影响了声像定位。
中央模式
L
RL
矩阵 C
控制器
R
C
S
延迟
低通
降噪 S
图5-4 杜比定向逻辑环绕声系统的原理方框图
在杜比环绕声系统中采用的固定式矩阵的功能仅是为了得 到后声道（环绕声）信号S。 而在杜比定向逻辑环绕声系统中 采用的自适应矩阵具有非常完善的功能，它可以根据输入的杜 比编码信号中的L、 R、 C、 S信号的强弱状况， 从中检出占优 势方向的信号，并以对数方式加强优势方向信号， 这样就可使 信号中的主要声像定位非常明确。因此有人将这种自适应矩阵 电路称为“方向性增强电路”。这种方向性增强电路可使杜比 信号的相邻声道分离度从原有的3 dB提高到30 dB甚至40 dB。
uLD uL0.7uCj0.7uS uRD uR0.7uCj0.7uS
式中，0.7为 2 / 2 的近似值，是将C和S信号衰减3 dB后换算
成电平比的系数， j表示移相90°。
杜比环绕声解码原理框图如图5-3所示。其原理是通过矩阵 电路从信号uLD和uRD中解出中央（C）音频信号uC和后方环绕 （S）音频信号uS。