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電影還音技術(shù)變遷史:解讀數(shù)字功放的路與樂(lè)

中國(guó)投影網(wǎng)投影幕資訊   2014-9-30 11:00:02  編輯:木木  [ ]

自1894年盧米埃爾兄弟將第一步電影搬上銀幕開(kāi)始,電影還音技術(shù)就一直陪伴其同步發(fā)展。早期的電影還音因?yàn)闆](méi)有功率放大設(shè)備,都是采用現(xiàn)場(chǎng)人員配音的方法,高檔放映場(chǎng)所有時(shí)動(dòng)用幾乎和演員人數(shù)一樣多的配音工作員。而大部分電影因?yàn)闂l件不具備,都是處于無(wú)聲狀態(tài)。
    1928年,世界第一部有聲電影終于面試,然而由于其使用電子管工作,其效益僅僅在1%—2%之間。而且隨著使用時(shí)間增加,電極逐漸老化,電子管最終停止工作。
    1947年晶體管的誕生,使還音放大技術(shù)發(fā)生了革命性的質(zhì)變,人們終于可以在電影院聽(tīng)到有足夠聲壓,音頻質(zhì)量更好的聲音。在60年代電子管已經(jīng)廣泛的使用到各行各業(yè)。
    然而,人類(lèi)是追求100%完美的動(dòng)物,我們計(jì)劃要求放大器的能耗比是100%,聲音的輸出失真是0%。晶體管A類(lèi)放大器極限效益是25%,B類(lèi)放大可將理論效益提高到78.5%。然而B(niǎo)類(lèi)放大的交越失真和過(guò)載失真不是使用者可接受的。于是,研發(fā)人員又將AB兩種技術(shù)綜合,形成一個(gè)稱(chēng)為AB類(lèi)的放大電路,但效益急劇變低,理論值僅僅在40%左右。然而這一技術(shù)的停滯幾乎就是50年。在這50年內(nèi),幾乎沒(méi)有新的技術(shù)突破。

2010年,美國(guó)FOCUX公司首次將數(shù)字放大原理使用在電影還音技術(shù)上。 這一革命性的技術(shù)應(yīng)用,一下子將功率效益改進(jìn)到90%以上,并且?guī)缀醪淮嬖诮辉绞д,相位失真等?wèn)題。
    2013年,辰星科技推出數(shù)字音頻處理器M28,它是智辰產(chǎn)品系列專(zhuān)為新型數(shù)字影院環(huán)境量身打造的最新影院處理產(chǎn)品,可以從多種數(shù)字音頻源接收音頻信號(hào)并進(jìn)行處理,而且可以從網(wǎng)絡(luò)中任何位置進(jìn)行控制。M28能夠高可靠性確保觀眾在任何時(shí)候任何位置的都可以獲取一流影片觀看體驗(yàn).智辰M28可以幫助您充分利用數(shù)字影院帶來(lái)的振奮人心的娛樂(lè)新商機(jī)。不僅功能強(qiáng)大而且非常經(jīng)濟(jì),是數(shù)字影院還音系統(tǒng)的不二之選,不管影片放映前還是放影后,還是放映間,觀眾始終可以享受到絕佳的環(huán)繞聲效果,而不受節(jié)目源的影響。
    所謂的數(shù)字放大技術(shù)又稱(chēng)為D類(lèi)放大技術(shù),和之前的AB類(lèi)放大是處于完全不同的工作方式。數(shù)字功放的功放管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),理論上晶體管導(dǎo)通時(shí)內(nèi)阻為零,兩端沒(méi)有電壓,當(dāng)然就沒(méi)有了功率消耗;而在截止時(shí),由于其內(nèi)阻無(wú)窮大,電流又為零,也不消耗任何電能。所以作為放大元件的晶體管本身不消耗功率,電源的利用率非常高。由于其工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),自然就沒(méi)有了所謂的互調(diào)失真、交越失真,過(guò)載失真等,同時(shí)由于其使用脈沖調(diào)制放大,普通的電磁干擾根本對(duì)它無(wú)任何作用。這些特性反應(yīng)在在音質(zhì)上讓使用者明顯的感覺(jué)到聲音透明度、解析力,背景的寧?kù)o等方面是傳統(tǒng)功放不可比擬的。而且由于其效率高,耗損小,其散熱結(jié)構(gòu)可以做得非常小巧簡(jiǎn)單,整機(jī)體積僅僅只有傳統(tǒng)功放的1/4到1/2。

數(shù)字功放的概念早在20世紀(jì)六七十年代就有人提出了,但受限技術(shù)條件,進(jìn)展較較慢。1983年,M.B.Sandler等學(xué)者提出D類(lèi)放大的PCM數(shù)字功放的基本結(jié)構(gòu):如何把PCM信號(hào)變成PWM(脈沖調(diào)寬信號(hào))。聲音信息埋藏在脈沖的占空比或脈沖密度中。以脈沖密度來(lái)表示信號(hào)大小,脈沖密度大的地方,表示電壓高;稀的地方,電壓就低。從而奠定了現(xiàn)代數(shù)字放大理論的基礎(chǔ)。
    音頻PWM編碼的獲取有兩種途徑,一是對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換直接生成PWM數(shù)字音頻。二是對(duì)其它編碼的數(shù)字音頻,如CD的PCM編碼,通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)變換成PWM碼。獲得后用此信號(hào)去控制大電流的開(kāi)關(guān)型MOSFET功率管,由功率管輸出一個(gè)大能量的PWM碼。輸出電壓的大小由電源電壓決定,輸出的電流由負(fù)載揚(yáng)聲器的阻抗和電路形式?jīng)Q定。功率管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),只要開(kāi)關(guān)特性好,線(xiàn)性要求幾乎沒(méi)有,制造成本比音響對(duì)管低。在工業(yè)控制上這類(lèi)MOSFET是很普遍,取材也比較方便。為了更好地利用市場(chǎng)上不斷走俏的新制作節(jié)目,辰星科技M28除了可以接收數(shù)字影院服務(wù)器的數(shù)字音頻之外,還增加了另外2路數(shù)字音頻輸入端。辰星M28幾乎可接收來(lái)自任何數(shù)字影院服務(wù)器的8聲道AES音頻。同時(shí),光纖和S/PDIF同軸數(shù)字輸入,還可接收民用產(chǎn)品的數(shù)字音頻輸出信號(hào)。麥克風(fēng)和模擬非同步輸入更是讓M28功能如虎添翼。
    早期由于MOSFET的技術(shù)發(fā)展限制,這類(lèi)放大器只是使用在小功率場(chǎng)合,隨著MOSFET的穩(wěn)定性以及功率的提高,才逐漸將它應(yīng)用于大功率電路中。
    而數(shù)字功放的優(yōu)越性是顯而易見(jiàn)的,隨著產(chǎn)品的成熟和穩(wěn)定,大規(guī)模的數(shù)字放大完全取代模擬放大只是遲早的問(wèn)題。



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