杜比降噪系统是基于磁带机应用的一种降噪电路,我们知道音频段的高频信噪比不良是磁带录放音机的先天缺陷,杜比降噪技术的核心是"加重/去加重"即先把节目的高音分量适当提高即"加重"然后录制,于是在磁带上,高频的信噪比就提高了,但对于信号来说,这时是存在着频率失真的(高频过冲),为了补偿这种失真在放音时再把高音分量适当衰减即"去加重",这样节目中的过冲部分就平复了.在去加重的过程中高频噪声一同被衰减掉,所以高频段的信噪比得而改善. 为了进一步提高磁带录放机的信噪比,杜比实验室先后提出了杜比A.B.C三种动态噪技术,这些技术是利用听觉的"掩蔽效应"来确定加重/去加重的量值,而且不同频段处理方法也不同.杜比A.B.C三者的频段划分加重的量值各不同,杜比A主要用于专业机,B.C则用于家用设备. 当初的立体声系统只由二个声道组成,显而而见用两个声道来反映一些大型的演奏音乐是完全不够的,为此美国杜比(DOLBY)公司经过精心设计发明了一种4 -2-4立体声编码技术),它的原理是把多声道的立体声节目用四个声道即左(L)中(C)右(R)环绕(S)来表现.但是当时大多数的音频设备都是双声道为主,所以为使四个声道的立体声节目能在双声道设备上使用,杜比公司通过编码技术把四声道合为双声道,在还原时只需一台解码器将双声道还原为四声道即可. 这就是所谓4-2-4编码技术.杜比立体声系统其主要特点是引入了一个真实的环绕声信息(S),这是它与其他模拟环绕声系统的区别.一般模拟环绕声只有两个基本声道(L,R),它的环绕声是通过这两个基本声道信号移相,加减,延时等后处理产生的是一个假信号,而杜比立体声具有真实的空间感和方位感.一般模拟环绕声则只能产生一种包围感.杜比立体声的环绕声道(S)其实是一个单声道信号(有些人认为它是一个双声道信号这是错的),它并不存在所谓的左环绕和右环绕(AC-3除外),但人们通常为了营造一种宽广的声场所以采用了多个扬声器来从现环绕声道,其实每个扬声器所发出的声音是一样的,只不过是位置不同罢了. 杜比环绕声系统 其结构如图D2,由图可知两路输入信号LT.RT进如解码器后形成L'.C'.R'.S'四路其中L'.R'信号直接取自输入信号LT和RT.输出信号它们有如下关系: L'=L+0.7C+J0.7S J表示移相同90度 R'=R+0.7C-J0.7S C'=0.7L+0.7R+C S'=0.7L-0.7R+JS 从以上四式可知,每一个输出声道都包含有其它路声道的信息,这些其他声道的信息和主声道(如L'=L+0.7C+J0.7S,其中的0.7C+J0.7S 就是其它声道的信息)电平仅相差3DB(0.7倍)也就是说四个声道的相邻声道间的分离度只有3DB,考虑到中心声道C是以相同相位和电平分到RT和LT 中的,因此可以从L'和R'来获得正确的中间声象定位效果.杜比环绕声系统中,解码器对LT.RT未作任何处理,让其直通输出而省去了中间声道来改善前方声道的分离效果.置于前后方向声道的分离度则是靠解码器对后方作一系列处理来达到,先是延时然后通过一个低通滤波器把信号带宽限制在7KHZ以下,这一措施主要是减少高频串音,同时防止延时电路所产生的噪声进入后级,再后加入了改进型的杜比降噪器能提供6DB的降噪量,也就是说能使环境噪声及串音同时减少一半. 综上所述,杜比环绕声系统与杜比立体声系统的不同之处是少用了一个中间声道,杜比立体声系统适用于大场面的听音环境如影剧院等,而杜比环绕声系统适用于小场面的听音环境如家庭影院. 杜比定向逻辑环绕声系统,这是对杜比环绕声系统作进一步改进后的电路.定向逻辑环绕与环绕声系统有三处不同:1.增设了一个中心声道,从而与专业的杜比立体声系统一致;2.采用了自适应矩阵替代杜比环绕声中的固定矩阵电路;3.增设中心模式的控制. 杜比环绕声系统中的固定矩阵功能单一,仅仅是为了取出S'(后环绕信号)信号而已.定向逻辑环绕系统中的自适应矩阵将执行十分复杂的功能,它能根据 LT.RT中的L.C.R.S四个声道信号强弱状态情况从中检出并以对数方式加强占优势方的信号(即加强信号电平较强的声道),但能保持音量不变,从而使优势声道方向上的声象定位十分明确,这相当于提高了信号间的分离度,所以自适应矩阵电路又叫方向增强电路它使声道间的分离度从原来的3DB提高到30DB 以上. 杜比逻辑环绕声系统恢复了使用中心声道,并设置了中心模式控制器,其作用是对中心声道作出某些控制.在家庭影院中,人们可能会出于自己的爱好使用小功率的中间扬声器或中功率扬声器和大功率扬声器或干趣不使用中间扬声器的情况,另外由于一些家庭可能听音环境较小所以不使用后环绕声扬声器,为了使上述各种情况下均能获得尽可能好的环境效果,需要选择合适的中心模式,一般有三种模式设置: 1.仿真模式:它的作用是把中心声道的声音平均地分配到左右声道中去重放,显然这一模式适用于不使用中间扬声器的情况. 2.普通模式:它的作用是把中心声道中对方向性基本没有影响的100HZ以下的低频分量平均地分配到左右扬声器中去重放.中心声道则重放高于100HZ的频率分量.这是家庭影院中最常使用的模式(它适用于用小功率中心扬声器的情况). 3.宽带模式:在这一模式下,系统对中心声道的声音不作如上分配保持原样传输,显然它适用于采用较大功率的扬声器作为中心扬声器的情况. 另外通常还有一个"三声道逻辑模式"它的作用是把后方环境信号送到前方声道中去重放,显然这一模式适合于不希望使用后方扬声器的使用者. 总之,杜比定向逻辑环绕系统它采用了方向性增强电路可以在扬声器方向上产生一个清晰的声象,对于影视片中的对话环境效果声等单一声源发声的情况特别有效, 结合人们视觉和听觉的心理作用在保证前方立体声声场基础上,可以获得很好的环绕效果. 家用THX环绕声系统美国噜卡斯公司在杜比定向逻辑解码器的基础上推出了THX(电影院高保真音响重放系统),THX的目标是使影院中重放声正确地达到录音棚制作时的音响效果,图D4为一THX系统的框图,可看出它与杜比系统的差别主要在于应用了一个称为"THX控制中心"的单元电路,通过图D4我们可清楚地看出它与杜比系统的关系和联系了,THX系统使用的软件与杜比系统相同,因而其中必然有杜比解码器,两者区别在于THX系统对杜比解码后的信号作了进一步的加工处理,目的在于精确补偿空间的声学特性,校正主声道与环绕声道间音色上的不平衡等,从而保证杜比编码的声源节目能得到最忠实的重放. 数码声场重建系统--DSP(三维立体声系统) 这个系统的基本目标是要让人在家庭条件下听到的声音信息与现场听到的"一模一样".室内声音无非就是由直达声和反射声组成,然而由于它们在时间,方向和强度等方面千差万别,在现场听到的声音就变得十分复杂,要重建这些声场就必须须掌握上述声场的定量数据.只要了解各反射声的定量数据才能用电声手段把它模拟出来,首先根据某音乐厅形体数据和它的各个界面材质建立相应的数学模型,然后确定好声源位置和一定范围的聆听区,运用几何声学中的声线法可以作出声源在厅内的各次反射声的路径,便可求出通过聆听区的反射声的方向和强度,根据各次反射声的时间间隔便可得到反射的时间序列,这样便获得原始声场的特征数据.接下来用计算机模拟所得的数据,运用延时放大器和扬声器阵列利用声源中的直达声信号通过控制各延时器的延时量来模拟各次反射声方向和强度与各反射声的先后从而重建一个相似的声场.所以一些高级具DSP功能的AV功放内部就储存有十多种不同环境的声场数据,通过与杜比环绕系统配合营造出十多个声场模式.注意这是所输入的声源信号还是模拟信号,所谓数码的意思是指各声场模拟数据在出厂时就由厂家将这些数据以数码形式储存在相应的控制芯片上,当调用这些数据时,这些数据就会控制各辅助放大器的音量,延时量从而建立起相应的声场效应. 通过以上介绍,我们可知DSP的原理并不复杂,它的优点是对声源没有特别要求,但它的不足之处是不能反映声源本身的演奏环境. 家庭影院的心脏----AV功放 AV功放是家庭影院的中枢。市面上有些模拟的AV功放，严格地说并无定向功能，只有采用杜比定向逻辑解码器，才能使人们在观看画面的同时，真正能感受到一个与画面同步的。动态的声场，产生多维空间的临场感。当然，所使用的音响软件必须带有DOLBYSURRO UND或THX调标记。 目前市面上出售的定向逻辑解码器分为三种类型：纯解码器，机内不带功放，但含有定向逻辑解码器芯片，可以输出多个声道的信息，包括左。中、右环绕（通常二路）重低音等。这样用户可以灵活选配功放，但配哪些功放也有讲究，否则难以营造理想的声场效果。从这一点来看，越简单者反而要求越高。
