在現代高保真音響系統和家庭影院設備中,為了達到美妙的音質和令人遺憾的效果,達到音響設備Hi-Fiend在這個領域,人們對音響系統的研究已經動腦筋,但也許只有高質量的數字音響才能真正幫助人們實現夢想。
目前,音頻產品中廣泛使用的模擬音響存在著不可克服的缺陷,因為它是由模擬音頻信號驅動的,在將電信號轉換為聲音信號的過程中發出聲音。任何音響的紙盆和音圈都有一定的質量。當模擬信號被驅動時,紙盆的振動必有慣性和瞬態延遲,使恢復的聲音的振幅特性和相頻特性無法理想化。它只能通過高、中、低音音響的適當組合,利用音響的箱體設計來補償和抑制每個頻率信號,從而提高音響恢復的聲音的振幅特性和相頻特性。因此,模擬音響具有不可克服的缺陷。即使是***高質量的模擬音響,恢復的聲音也很難實現Hi-Fiend。
解決這個問題的主要方法是研究一個數字音響。因為使用數字音頻信號直接促進數字音響,恢復聲音,可以改善紙盆、聲圈振動慣性引起的瞬態延遲失真,可以很好地保證再現聲音的原始風味,實現Hi-Fiend目的。此外,使用數字音響,也可以由數字音響制成。CD,VCD,DVD,DVD-Audio,MP直接推動播放機等數字音源輸出的數字音頻信號,從而消除現代音響產品中的數字音頻信號D/A變換器、數字濾波器、模擬前放大器、模擬功率放大器等電路,更好地發揮數字音響電路的優勢,實現全數字聲音。
數字音響的工作原理
目前,數字音響有兩種工作方式,一種是由數字音頻直接驅動數字音響勵磁線圈,另一種是將數字音頻信號轉換為高速三值開關脈沖,然后通過高速開關驅動數字音響雙音圈,這是依靠高速開關的間接驅動模式。其工作原理分別簡要如下。
數字音頻直接驅動音響的原理示意圖如圖2.18所示。這是一個8號音響。bit以數字音響原理示意圖為例,數字音響的勵磁線圈由數字音頻信號直接驅動,使振膜輻射聲波。
數字音頻的PCM串行碼流,由數字音頻接口電路輸入,通過數字延遲校正和L/R分離電路進行數字校正,分離為左聲道數字信號和右聲道數字信號;然后通過串行/并行變換電路將串行數字音頻信號轉換為并行數字音頻信號。這種并行數字是原模擬音頻信號取樣點量化后的幅度值,8位數字對應8位數字bit量化;并行數字再次控制電流源開關陣列,8位并行數字的每個位置分別控制相應的電流源開關SW-0~SW-7;由于每個對應的音頻信號強度的權重不同,如10000001,***末位的1只表示一個單位的模擬量,而***個單位的模擬量1則表示為27=128個單位的模擬量。由8個電流源開關控制的數字音響的8組勵磁線圈匝數與權重成正比,如SW-***組線圈控制為200=1匝,SW-第8組線圈由277控制=128匝。這使得總匝數只是取樣點數模轉換后的值,從而將數字音頻信號直接轉換為紙盆位移的模擬聲音信號。
這種工作方式的數字音響的紙盆、磁體和外觀結構可以與模擬音響基本相同。區別在于驅動音圈的勵磁線圈有多組,由相應的并行數字控制電流源驅動。在這種方法中,沒有模擬放大器、功率放大器、數字/模擬轉換器、數字濾波器等。音質取決于數字音響的質量。然而,這種方法的主要問題是,實際數字音頻信號通常為16bit,當音頻信號量化為16時bit數字音響整個勵磁線圈的匝數為216-1=65535匝,此時電感變大、線圈發熱、磁線性問題、磁飽和問題等,都會帶來很大的影響,需要進一步研究和改進。
高速開關間接驅動數字音響的原理示意圖如圖2.19所示。這是一種聲音,首先將數字音頻信號轉換為高速三值開關脈沖,然后通過高速開關間接驅動數字音響的雙音圈。
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