监听系统的新方案21系统.pptx

监听系统的新方案监听系统的新方案 2.1系统系统中国国际广播电台高级工程师中国国际广播电台高级工程师 王 泽 祥王 泽 祥中国音视频工程专业委员会秘书长中国音视频工程专业委员会秘书长 赵炳昆赵炳昆监听的定义监听的定义监听系统是供节目录制和节目听音的时候，对节目声音质量与内容进行主观评价的专用设备，由高保真的监听音箱和监听功放所组成（或监听级耳机+耳机功放）。监听系统的新方案：只须配置较小的主音箱（它能够满足中、高音频段的音质需要即可），低音频段，超低音频的声音，由新增加的有源超低音箱来完成。监听系统是供节目录制和节目听音的时候，对节监听系统是供节目录制和节目听音的时候，对节目声音质量与内容进行主观评价的专用设备，由目声音质量与内容进行主观评价的专用设备，由高保真的监听音箱和监听功放所组成。有别于通高保真的监听音箱和监听功放所组成。有别于通常的家用音响装置，它属于监测仪器，应能如实常的家用音响装置，它属于监测仪器，应能如实地反映出节目源声音质量，原则上不容许有任何地反映出节目源声音质量，原则上不容许有任何的扭曲或者渲染。因此它必须具有优良的综合电的扭曲或者渲染。因此它必须具有优良的综合电声特性，包含幅频特性、谐波失真、互调失真、声特性，包含幅频特性、谐波失真、互调失真、瞬态响应、指向性、灵敏度、阻抗特性等。瞬态响应、指向性、灵敏度、阻抗特性等。幅频特性：幅频特性：在放大器中在放大器中放大倍数随频率变化的关系为放大倍数随频率变化的关系为Au(j)=V0Vi=V0Viej=Au()ej()Au(j)=V0Vi=V0Viej=Au()ej()式中式中Au()Au()表示电压表示电压放大倍数的大小和频率之间的关系放大倍数的大小和频率之间的关系,称为幅频特性称为幅频特性 由于放大电路中电抗元件的存在，放大电路对不同频率由于放大电路中电抗元件的存在，放大电路对不同频率分量的信号放大能力是不相同的，而且不同频率分量的分量的信号放大能力是不相同的，而且不同频率分量的信号通过放大电路后还会产生不同的相移。因此，衡量信号通过放大电路后还会产生不同的相移。因此，衡量放大电路放大能力的放大倍数也就成为频率的函数。放大电路放大能力的放大倍数也就成为频率的函数。放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性,输输出信号与输入信号的相位差与频率之间的关系称为相频出信号与输入信号的相位差与频率之间的关系称为相频特性。两者统称特性。两者统称频率特性频率特性。谐波失真：谐波失真（谐波失真（THD）指原有频率的各种倍频的）指原有频率的各种倍频的有害干扰。放大有害干扰。放大1kHZ的频率信号时会产生的频率信号时会产生2kHZ的的2次谐波和次谐波和3kHZ及许多更高次的谐波，及许多更高次的谐波，理论上此数值越小，失真度越低。理论上此数值越小，失真度越低。由于放大由于放大器不够理想，输出的信号除了包含放大了的器不够理想，输出的信号除了包含放大了的输入成分之外，还新添了一些原信号的输入成分之外，还新添了一些原信号的2倍、倍、3倍、倍、4倍倍甚至更高倍的频率成分（谐波）甚至更高倍的频率成分（谐波），致使输出波形走样。这种因谐波引起的失，致使输出波形走样。这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。真叫做谐波失真。互调失真：互调失真：IMDIMD也是一种测量也是一种测量非线性失真非线性失真的方式。互调失真的方式。互调失真是来自于两个频率是来自于两个频率F1F1与与F2F2，在，在F1+F2F1+F2与与F1-F2F1-F2（取绝对值）之间所产生的谐波，这些谐波彼此（取绝对值）之间所产生的谐波，这些谐波彼此之间又能继续组合出和、差、乘积。举例来说，之间又能继续组合出和、差、乘积。举例来说，14kHz14kHz与与15kHz15kHz的谐波失真就包括了的谐波失真就包括了1kHz1kHz与与29kHz29kHz，而通过其中的，而通过其中的1kHz1kHz，又能与，又能与14kHz14kHz组合组合出出13kHz13kHz，依此类推。测量这些位置的谐波大小，依此类推。测量这些位置的谐波大小，就是互调失真。测试时是发出就是互调失真。测试时是发出19kHz19kHz与与20kHz20kHz两两个频率的声音，所以图形上在个频率的声音，所以图形上在19k19k与与20k20k的位置的位置会有峰波，我们可以借此观察在会有峰波，我们可以借此观察在19k19k左边的图形左边的图形是否有过多的谐波产生出来。这个值越小，则播是否有过多的谐波产生出来。这个值越小，则播放器越好。放器越好。瞬态响应：瞬态响应是指系统在某一典型信号输入作瞬态响应是指系统在某一典型信号输入作用下，其系统输出量从初始状态到稳定状用下，其系统输出量从初始状态到稳定状态的变化过程。态的变化过程。瞬态响应也称动态响应或过渡过程或暂态瞬态响应也称动态响应或过渡过程或暂态响应。响应。指向性：指向性指向性指向性指向性是指在频率固定时，通过声中心的指定平是指在频率固定时，通过声中心的指定平面内换能器响应作为发射或入射声波方向的函数。面内换能器响应作为发射或入射声波方向的函数。大多数噪声源具有指向性。例如，在一给定频带大多数噪声源具有指向性。例如，在一给定频带下，离声源某一固定距离上，测量声源辐射的声下，离声源某一固定距离上，测量声源辐射的声压级时，常发现在声源不同方向上声压级不同。压级时，常发现在声源不同方向上声压级不同。许多噪声源的低频辐射几乎是无指向性的，随着许多噪声源的低频辐射几乎是无指向性的，随着频率的增高其指向性增强。这是因振动源不同部频率的增高其指向性增强。这是因振动源不同部分辐射声波到达空间各点的时间不同，因此出现分辐射声波到达空间各点的时间不同，因此出现位于干涉而形成不均匀的指向性辐射。传声器的位于干涉而形成不均匀的指向性辐射。传声器的指向性有无指向性、双指向性、心脏线形指向性指向性有无指向性、双指向性、心脏线形指向性等之分。等之分。灵敏度（音箱）：灵敏度（音箱）：灵敏度又称声压级。通俗的讲，扬声器的灵敏度反映的是在同样的响度的情况下，需要输入的功率的大小。扬声器灵敏度越高所需要的输入功率越小，在同样功率的音源下输出的声音越大。对于监听音箱等设备来说，灵敏度是一个很值得重视的指标。阻抗：在具有电阻、电感和在具有电阻、电感和电容电容的电路里，对的电路里，对交交流电流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示表示,是一个复数是一个复数,实部称为电阻实部称为电阻,虚部称虚部称为电抗为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为阻碍作用称为容抗容抗,电感在电路中对交流电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。抗。阻抗的单位是欧。阻抗的单位是欧。传统的录音棚监听系统，大部分采用的都是由左右两只主音箱构成的立体声系统，从原理上没有什么问题，因为这种看上去非常简单的方式，正符合了双耳立体声听感的要求，如果对采用了恰当的录音方式记载在媒体上的声音信息进行还原，可以产生比较理想的声像定位感，较好地还原出声源的本来音色。在前面提到的诸项电声特性，除去幅频特性外，现代音响技术已经能够很大程度地满足作为监听用途的需要。和所有音响系统一样，监听系统迄今为止仍然面临一个难以解决的，非常重要的问题，就是幅频特性不理想。下图是常见的主音箱幅频特性（超低音区发出的是失真的声音）人们都希望幅频特性曲线平直，而且希望它的两端能够延伸到人类听觉的极限，即20Hz20kHz。常见的主音箱幅频特性（超低音区发出的是失真的声音）常见的主音箱幅频特性（超低音区发出的是失真的声音）常见的主音箱幅频特性（超低音区发出的是失真的声音）常见的主音箱幅频特性（超低音区发出的是失真的声音）通过图我们可以看出，一个很合理的要求，看上去也很简单，实际上这却是很难满足的，问题出在了幅频特性的低端，到了超低音这片频域，音箱就发不出声了。这还不算严重，更为糟糕、也是更为普遍的情况是，它发的是别的声音！2.0监听音箱的现状监听音箱的现状目前2.0监听系统所用的音箱，其幅频特性的低端很难做到40Hz以下。如果真想低达20Hz，那样的监听系统不光是体积巨大，其价格也是无法承受的。特别是近场监听音箱，也是录音师监听最常用的监听工具，其低频特性达不到音质还原的要求。如何解决监听的超低音问题？如何解决监听的超低音问题？20Hz20Hz40Hz40Hz的低音，被称为的低音，被称为“超低音超低音”，它占，它占去了听觉的十分之一可不能小看这十分之一，去了听觉的十分之一。可不能小看这十分之一，在自然界因为它的存在，人们感觉到了在自然界因为它的存在，人们感觉到了“巨大的巨大的能量能量”或者危险的临近；在电影音效中它所产生或者危险的临近；在电影音效中它所产生的心理张力也是显而易见的；动人心魄的管风琴的心理张力也是显而易见的；动人心魄的管风琴往往被作为教堂的主奏乐器。一个司空见惯的例往往被作为教堂的主奏乐器。一个司空见惯的例子，日常生活中用力关门子，日常生活中用力关门“砰砰”的一声，其主要的一声，其主要声音能量竟然也集中在声音能量竟然也集中在20Hz20Hz附近！如果不能还附近！如果不能还原出来，真实感就会大打折扣。原出来真实感就会大打折扣。从音响技术的发展历史来看，扬声器单元口径越来越大，音箱也有的做成了“顶天立地”的庞然大物，这样做虽然有些极端，但是反映出了一种追求，人们是在尽其所能把音箱的还音频率极限向下延伸。延伸超低频的努力，也体现在“电子三分频”功放和扬声器系统的制作上，这样的系统取得了很好的效果，比起LC分频器方式失真更小，超低频的还原也可以做到更低的频率。但是这样的系统同样存在一个结构复杂，价格高昂的问题，而且低频延伸也仍然不理想。经过几十年的探索和发展，人们终于正视超低音的难能可贵之处，现在已经不再简单地把它作为一个普通频段来处理，而是专门设计了独特的扬声器系统结构和独特的电子滤波电路，以及更为强大的功率放大器，用来重放80Hz以下，特别是40Hz以下的声音，这就是有源超重低音扬声器系统，或“有源超低音箱”（Sub-Woofer），俗称“低音炮”。相对于庞大的“落地式音箱”，有源超重低音扬声器系统的低频延伸可以做得更好，并且体积更小，应用方便，两个声道既可以各用、也可以共用一个有源超低音箱，甚至多个声道共用一个有源超低音箱。2.1监听中的监听中的.1低音炮低音炮监听系统的新方案监听系统的新方案 2.1音箱组合音箱组合 近年来，由于科学技术的进步，已经成功地解近年来，由于科学技术的进步，已经成功地解决了有源超低音箱的上述问题。决了有源超低音箱的上述问题。北京其真音频科技工作室研制成功的北京其真音频科技工作室研制成功的BW-150ABW-150A有源超低音箱，有源超低音箱，1010英寸低音单元，连续功率英寸低音单元，连续功率150W150W，消音室测试频率响应为，消音室测试频率响应为18Hz18Hz100Hz100Hz（3dB3dB），并且），并且20Hz20Hz的不失真的不失真（THD10%THD10%）声压达到了）声压达到了89dB89dB，目前在国内外，目前在国内外同类产品中尚未见有其达到该项指标者。其独有同类产品中尚未见有其达到该项指标者。其独有的的“A-R”A-R”（防拍边）技术，低音扬声器单元后（防拍边）技术，低音扬声器单元后置的结构方式，和置的结构方式，和LEDLED音量显示，对调整和使用音量显示，对调整和使用带来了很大的方便带来了很大的方便 值得肯定的是，这些优秀的性能指标和新功能的实现，完全是我国科技工作者自主研发、并且拥有知识产权的成就。可以这样说，它为人类攻克电声转换的最后顽固堡垒超低音迈出了坚实的一步。同时给录音师的监听手段，带来了福音。虽然有源超低音箱至今尚没有国家标准，但性能优异的高新技术产品无疑将改变人们对有源超低音箱的成见，并且很快推广应用到“最为挑剔的”监听领域，成为录音师得心应手的必备配置。BW-150A在不同的录音棚做了监听水准的还音实验，这些实验结果已经展示出一个监听系统的新方案：只须配置较小的主音箱（它能够满足中、高音频段的音质需要即可），低音频段，主要是超低音频的声音，由新增加的有源超低音箱来完成 BW-150有源超低音箱与有源超低音箱与监听主音箱的组合交接于监听主音箱的组合交接于60Hz 实践表明，这个新方案并非仅仅出于录音棚设备经济指标的考虑，同时也是改善音质的有力举措。下面对方案的益处略作分析，为了描述方便，若没有具体说明，所提及的有源超低音箱都是“理想的”。下面请大家就监听问题进行讨论。