家庭影院音频标准与基础3

1、音频标准类1.ISO2968X与SMPTE 202M家庭影院音频设计标准目前绝大多数的影院系统，包括20-50m2的家庭环境到1000座以上的专业电影院，在设计的时候都参照了ISO(国际标准化组织)2968X与SMPTE(美国电影电视工程师协会)202M家庭影院设计标准的核心部分，是关于声音重放系统(B环)频率曲线的规范内容，这也正是家庭影院系统设计时最为重要的部分。这条曲线的特点是从63Hz2kHz平直，40Hz比63Hz低2dB，从2kHz16kHz呈3dB/倍频程单调下降；低于40Hz和高于16kHz无具体要求，但必须是单调下降。由于这条曲线的适应面广泛，通过不同的曲线参数调整，可适合不

2、同大小房间的影院设计。2.IEC29-B家庭听音室设计标准在家庭听音室方面，包括双声道和多声道环绕声系统，国际上已经有相关的标准规定。IEC国际电工委员会根据欧洲家居环境的情况，对房间的长宽高以及混响时间等都有一定的建议值，具体如下：房间的长为6.6±0.6m、宽为44±0.4m、高为2.75±0.25m和混响时间为0.40.65s等。由此可见IEC建议的试音室为长方形的结构，能够降低低频共振发生的频率。3.ITU-R环绕声音箱摆设标准ITU-R是隶属于ITU国际电信联盟的一个组织，它在多声道系统方面拥有一套完善的音场设定标准，目前如Dolby实验室和DTS公司所

3、推荐的音场设定方式都是根据ITU-R的国际标准进行了相应的改进。它建议的多声道音箱摆位方式是以聆听位置为中心画圆，摆放位置分别为中置声道正对的聆听位置，左右声道音箱则以中心轴线向左右形成大约各30°的夹角。环绕声道则放在聆听位置两侧稍微偏后方大约120°夹角的位置，整个五声道音箱要尽量形成一个圆形的摆放方式(以5.1声道为例)。而超低音的摆位，原则上要放在左右声道的中间，靠近中央声道的位置。在摆位高度上，ITU-R要求5只音箱的高度保持一致，高音单元与用家观看时的耳朵高度呈水平，误差范围应在±15°之内。除了高度之外，各声道音箱的朝向角度也有规范，中置声

4、道的高音单元要对准用家的眉心，左声道、左环绕声道则对准左耳，而右声道、右环绕就要对准右耳，以便获得更多的直达声，减少房间中反射声的干扰。另外，在环绕音箱上推荐使用单极性的环绕音箱。4.THX环绕声音箱摆设标准来自美国的THX公司针对家庭影院的特点，带来一个与IRU-R国际标准不同的多声道音箱摆设标准。要求前置、左右声道与聆听位置的水平夹角为45°，同时需要将左右声道音箱放在屏幕的中心线位置，而它们与中置声道音箱之间的垂直夹角不能超过10°。在环绕声道方面，推荐使用偶极的工作方式，摆设在聆听位置的两侧，或者稍微靠后一点，而高度要高于人耳60cm以上，同时要注意环绕音箱不能直接

5、对着观众的耳朵。所有的音箱要尽量贴近墙壁，以减少空间反射声的干扰。超低音则放在中央声道的下方，以求低音相位的一致性。THX要求前方三个声道的音箱采用相同的型号，低频截止频率为80Hz，而低于80Hz的相对较低频部分则交由超低音负责。关于THX的产品认证方面，目前主要有两大类别，包括THX Select系列(包括Select2/SelectPlus)和THX Ultra系列(包括Ultra2/Ultra2 Plus)，THX Select系列适用于56m3左右的空间，THX Ultra系列适用于84 m3左右的空间。5.Dolby(杜比)环绕声音箱摆设标准杜比实验室(Dolby Laborato

6、ries)是世界著名的影音研究组织，在多声道环绕声音箱的摆设方面有着自己独到的见解。杜比推荐的7.1声道音场摆位方案，它由7个全频带声道和1个低频声道组成。前置音箱应该摆放在观赏者前方视野范围内，如果是设计为一个人欣赏的情况，左、中、右音箱离您座位的距离应该相同，若设计为多人欣赏的时候，音箱应摆放成一直线。左右主音箱应该在以观赏者中间为中心，角度45°到60°。前置音箱应该尽可能保持同一高度，或者接近人耳高度。环绕音箱应该放置在主座位置的两侧，且稍稍偏后，高于人耳高度（在高于听音者60到90cm的位置安装环绕音箱），这样有助于减少对定位效果的影响，并将音箱直接对着听音区域，

7、而不是朝向听音者。6.DTS环绕声音箱摆设标准DTS是美国另一家在音频方面拥有卓越研究的公司，在多声道环绕音箱的摆设方面拥有多种不同的推荐方案，解决了传统家庭影院音箱摆放的单调性，赋予了更多的变化，让家庭影院设计更为灵活与人性化。音频技术类1.DolbyTrueHD音频编码格式Dolby TrueHD是杜比实验室所带来的高清无损压缩音频编码格式，能够支持多达8个分离式的24bit/96kHz全频声道传输，码率能达到18Mbps，通过HDMI端子传输。支持各种元数据功能，包括对白归一与动态范围控制。2.DTS-HDMaster Audio音频编码格式DTS-HD Master Audio是由DT

8、S公司推出的一种高清无损压缩音频编码格式，最高可以支持7.1声道的24bit/96kHz取样音频信号的传输，码率高达24.5Mbps，可实现bit-to-bit的精准传输，不会损失任何音频细节。3.LPCM线性脉冲编码音频格式LPCM(Linear Pulse Code Modulation)线性脉冲编码音频格式是一种非压缩的音频数字技术，以连续线性取样的方式将模拟音频信号转换成数字信号。LCPM、Dolby TrueHD与DTS-HDMaster Audio这三种音频编码格式是目前蓝光碟中经常出现的高清音频规格。4.DolbyDigital Plus高清音频格式Dolby Digital P

9、lus是目前广泛应用在高清电视广播节目中的音频编码格式，码率达到6.144Mbit/s，最高能够支持13.1声道。5.DolbyDigital数字音频压缩格式Dolby Digital杜比数字又称AC-3，是杜比实验室带来的音频压缩编码格式，最大码流为448kbps，最多可以包括6个独立声道，目前绝大部分的光盘与播放机均支持这项技术。6.DTS数字音频压缩格式DTS为DTS公司早年推出的一款压缩音频编码格式，最大码流为1536kbps，能够支持5.1声道的音频传输，广泛应用在光盘与播放设备中。7.DolbyPRO LOGIC IIz音频技术Dolby PRO LOGIC IIz是杜比实验室最新

10、带来的一种虚拟音频扩展技术，可以把5.1或者7.1的系统直接升级到7.1或者9.1的系统，主要是通过在左右声道上方增加两个上方纵向声道来形成。8.DTSNEO:X音频技术DTS NEO:X是DTS所带来的一种先进的虚拟音频扩展技术，能够在原来7.1声道的基础上，在前方及后方声场分别加上一组上方声场，从而形成11.1声道，增强声场的表现能力。9.LOGIC7音频技术LOGIC 7是Lexicon(莱斯康)所研发的环绕声虚拟技术，能够实现将两声道的音频信号转换为多声道的音频信号输出，目前这项技术常见于欧美系的AV放大器之中。音频设备类1.音频信号源能够输出音频信号的播放设备统称为音频信号源，包括蓝

11、光播放机、CD播放机、LP唱机、网络音乐播放机等等，其中以网络为传播方式的崭新音频信号源已经逐渐成为未来音频信号源发展的重要方向。音频信号源的优异对于音频信号的重放起到至关重要的作用。2.音频放大器负责音频信号放大的设备称为音频放大器，可分为双声道立体声放大器（又称Hi-Fi放大器）和多声道环绕声放大器（又称AV放大器）。其中，AV放大器除了能够处理音频信号的放大传输之外，中高端机型还能对视频信号进行处理，可称为家庭影院系统处理中心。音频放大器还可细分为：前级放大器，负责信号的解码与处理；后级功率放大器，负责信号的放大；合并式放大器，兼具信号解码与放大的能力。另外，按照内部工作原理，还可分为电

12、子管放大器(俗称胆机)和晶体管放大器(俗称石机)两大类别。3.立体声双声道音箱系统立体声双声道音箱系统就是通过两只完全一致的音箱，通过一定的摆位重现立体声信号源所表达的音乐信号的音箱系统。4.家庭影院音箱系统家庭影院音箱系统是根据电影院音箱系统的结构，将其引入到家庭之中的产物，一般由前置音箱、环绕音箱以及超低音音箱组成。目前主流的家庭影院音箱系统分为5.1、7.1、9.1以及11.1声道等多种类型，其中“.1”为超低音音箱。在7.1声道系统中，前置音箱包括中置音箱与主音箱，主要负责对白以及前方声场的声音重现。环绕音箱包括侧环绕与后环绕音箱，主要负责中后场的声音重现，营造环绕空间感。超低音音箱则

13、指负责一定频率以下的低频声音信号的重现，如THX标准为80Hz以下。与双声道立体声音箱相比，家庭影院音箱系统更为复杂，例如，环绕音箱目前主要有三种形式：单极式、多极式和偶极式。单极式就是单向性音箱，极性只有一个；多极式是指具有两个或以上相同极性的音箱，能拥有更强的辐射能力，包围感更强；偶极式则为拥有一正一反相位的音箱单元。与传统的音箱单元相比，偶极式通过背后墙体折射反相的音频信号从而形成更强的包围感与空间感。5.被动式音箱被动式音箱又称为无源音箱，需要外置放大器驱动才能运作，因此不含放大器元件是被动式音箱最突出的地方。6.主动式音箱相对于被动式音箱，主动式音箱内置电子分频器和放大器，只需从音频

14、信号源或者前级放大器中直接输入音频信号就能工作。7.嵌入式音箱嵌入式音箱包括天花音箱(In-Ceiling)、入墙式音箱(In-Wall)两大类，不同于传统音箱，嵌入式音箱采用完全嵌入式的安装方式，属于家庭影院定制安装类产品，能够与家居环境紧密联系在一起。8.不同类型的喇叭单元作为音箱中的一部分，球顶单元主要用于高音的重放，振膜面积较小，质量轻速度快，扩散角度较大。锥盆单元适合用于中频或低频的重放，振膜的刚性好、强度高、指向性比较强。还有一种号角单元，由振动系统和号筒两部分构成，它的出现目的就是让声音传得更远和涵盖更宽广的范围，具备相当高的灵敏度。9.音箱分频器作为音箱中的一部分，分频器又称分

15、音器，负责将不同频段的声音分配给相应的高中低音单元重放，分为无源分频器与电子分频器两大类。10.不同类型的箱体常见的音箱箱体，包括密闭式音箱、倒相式音箱、传输式音箱这几种结构。密闭式音箱是指在封闭的箱体中装入喇叭单元，单元的反应速度得到提高，且低频十分干净和清晰，相对来说音箱的灵敏度比较低。倒相式音箱是将喇叭单元的背面辐射波通过倒相管使其相位倒转，然后与喇叭单元的正面声波叠加，从而将音箱的低频下限进一步拓宽，同时又可获得更多的低频能量。传输式音箱是在喇叭单元后面制作一条矩形截面的折叠反射管道，能从一个小箱体中获取更深沉、更充盈的低频。音频端子1.HDMI端子HDMI端子全称是High-Defi

16、nition Multimedia Interface（高清晰多媒体接口），由索尼、日立、松下、飞利浦、东芝、Silicon image、Thomson 7家公司在2002年4月开始发起。透过HDMI端子能够传输1920×1080的全高清视频信号以及7.1声道无压缩高清音频信号。最新的HDMI标准为1.4a，加入了对3D影音信号传输的支持与规范。2.同轴数字端子数字同轴(DigitalCoaxial) 主要用来传输数字音频信号，最高传输速度可以达到10Mbps。同轴线缆有两个同心导体，导体和屏蔽层共用同一轴心。同轴线缆是由绝缘材料隔离的铜线导体，阻抗为75。同轴电缆的优点是阻抗稳定，

17、传输带宽高。3.光纤数字端子光纤数字端子传输速度快，能够达到155 Mbps，同时还具备电子隔离的效果，阻止数字噪音通过地线传输，有利于提高DAC的信噪比。4.RCA模拟单端音频端子RCA模拟单端音频端子是目前最普遍的音频连接方式，通常用于信号源与功率放大器之间的连接，采用模拟音频信号传输的方式。5.XLR平衡模拟音频端子平衡模拟音频端子使用两个通道分别传送信号相同而相位相反的信号，通常采用XLR接口和大三芯接口。XLR俗称卡侬头，由三针插头和锁定装置组成。由于采用了锁定装置，XLR连接相当牢靠。大三芯接口则采用直径为6.35毫米的插头，其优点是耐磨损，适合反复插拔。6.AES数字平衡音频端子

18、基本结构与平衡模拟音频端子相似，不同的是传输的是数字音频信号，适合长距离的数字音频传输。7.喇叭端子喇叭端子是连接于放大器与喇叭之间，用于传输模拟音频信号。连接方式主要有裸线连接、香蕉插头与Y插头之分。8.DenonLink时钟校正端子天龙独有的时钟校正系统，第四代的Denon Link除了音频时钟校正之外，还具备视频时钟校正的能力。调整功能与调试类1.MultEQ自动声场调整技术MultEQ自动声场调整技术是AV放大器中针对房间而进行的一种自动调整功能，包括至聆听位置的距离、声压以及房间EQ的调整等多个方面，能进一步抑制房间环境而引起的声音失真。2.MCACC声音处理技术MCACC(Mult

19、i-Channel Acoustic Calibration System)是Pioneer(先锋)所带来的多声道自动声音处理系统，通过麦克风以及内部的数字处理芯片，就能对家庭影院系统中的音箱电平、音箱距离等参数进行自动的测试与调整。3.YPAO声场优化技术YPAO雅马哈室内音场最优化技术是雅马哈推出的内置在AV放大器的声场自动处理技术，可自动检查扬声器的连接情况与每一扬声器的相位，并通过对视听室声学特性的分析，随即对多种参数如扬声器尺寸、扬声器的距离以及扬声器的声强等进行调整。4.声压计声压计用于测量声压大小，用某声音的声压与基本声压值之比的常用对数的20倍来表示，即20lgP/P0，单位为

20、dB。声压的测量主要用于对家庭影院音箱最大声压的控制上。4.粉红噪声粉红噪声是一种用于声学测试的声音，频率覆盖范围能够接近于0Hz到20kHz的大范围，最为重要的是在等比例带宽内的能量是相等的，每个频带的电平值都相等。5.频率响应频率响应是音箱中的一个非常重要的特征，越是广阔与平直的频响曲线，音箱的性能表现就越优秀。频率响应是与声压、相位和频率相关联的参数，是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象。常以分贝数(dB)表示不均匀度。6.阻抗音箱阻抗是音箱其中一个重要参数，代表纯电阻的阻值。放大器均会有一个阻抗建议输出值

21、，只有该值与扬声器的阻抗一致，才能发挥放大器的最高效能。7.声音的扩散与吸收在房间声学处理上最为重要的一点就是要合理地处理声音的扩散与吸收，对于控制低频驻波、混响时间起到关键的作用。8.EQ均衡器EQ均衡器(Equalizer)主要的功能是进行各频段增益的调整，目前大部分中高端的AV放大器都内置了EQ均衡器，以便于对某特定频率进行补偿或削减，让房间的声学曲线更加完美。9.混响时间混响时间(T60)是指声源停止发声起室内声压衰减60dB所需的时间，即降低至原有声压稳定值的百万分之一的时间。对于家庭影院以及普通的家用听音室，国际建议的混响时间值在0.40.65s之间。10.背景噪声背景噪声又称本底

22、噪声，是指环境本身的噪声表现，除研究对象以外所有噪声的总称，对于一个优秀的家庭影院视听室空间，NC25以下的本底噪声表现才能最大程度地发挥整个家庭影院的最佳声音表现。家庭影院基本技术与标准大全： 音频同轴数字传输线数字同轴（Digital Coaxial），标准为SPDIF（Sony / Philips Digital InterFace），是由索尼公司与飞利浦公司联合制定的，主要用来传输数字音频信号，最高传输速度可以达到10Mbps。同轴线缆有两个同心导体，导体和屏蔽层共用同一轴心。同轴线缆是由绝缘材料隔离的铜线导体，阻抗为75，在里层绝缘材

23、料的外部是另一层环形导体及其绝缘体，整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。同轴电缆的优点是阻抗稳定，传输带宽高，保证了音频的质量。虽然同轴数字线缆的标准接头为BNC接头，但市面上的同轴数字线材多采用RCA接头。RCA模拟音频RCA线缆传输模拟信号，是目前最普遍的音频连接方式，通常用于连接信号源与功率放大器之间，如果你是使用前后级设备的，那么前级与后级之前同样是使用这种线材来进行连接。每一根RCA线缆负责传输一个声道的音频信号，所以通常这种线材是一对出售的。对于多声道系统，就要根据实际的声道数量配以相同数量的RCA线材。立体声RCA音频接口的右声道一般使用红色标注，左声道则使用蓝色或者白色标

24、注。光纤音频接口光纤音频接口TosLink，全名Toshiba Link，这是日本东芝（TOSHIBA）公司较早开发并设定的技术标准，在视听器材的背板上用Optical作标识。光纤连接可以达到电气隔离的效果，同时阻止数字噪音通过地线传输，有利于提高DAC的信噪比。光纤本身信号衰减率十分低，而且传输速度快，基本上可达155Mbps。光纤连接的信号要经过发射器和接收器的两次转换，会产生严重影响音质的时基抖动误差（Jitter）。制造光纤常用的材料有塑料、石英、玻璃等。由于材料的不同会导致售价的差异，而光纤音频接口唯一的缺点就是不能过度弯曲，所以使用上要小心。平衡模拟音频接口平衡模拟音频（

25、Balanced Analog Audio）接口，使用两个通道分别传送信号相同而相位相反的信号。接收端设备将这两组信号相减，干扰信号就被抵消掉，从而获得高质量的模拟信号。平衡模拟音频通常采用XLR接口和大三芯接口。XLR俗称卡侬头，由三针插头和锁定装置组成。由于采用了锁定装置，XLR连接相当牢靠。大三芯接口则采用直径为6.35毫米的插头，其优点是耐磨损，适合反复插拔。平衡模拟音频连接主要出现在高级模拟音响器材或专业音频设备上。喇叭线喇叭线连接于功率放大机和喇叭之间，是用来传送模拟音频信号使喇叭发声的线材。主要有裸线连接、香蕉插头与Y插头之分，不同的插头或者裸线都是为了方便不

26、同用家的连接习惯，同时又因为线材用料的不同而安装上不同的连接插头。喇叭线的连接主要是要求插头能够紧密接触到器材的插口上，从而提高传输性能和稳定性。视频HDMI接口HDMI是新一代的多媒体接口标准，该标准由索尼、日立、松下、飞利浦、东芝、Silicon image、Thomson (RCA)等7家公司在2002年4月开始发起的。为了取代传统的DVD碟机、电视及其它视频输出设备的已有接口，统一并简化用户终端接线，提供更高带宽的数据传输速度和数字化无损传送音视频信号。2006年5月22日，HDMI标准组织制定了1.3a版本，新标准将带宽和速率都提升了2倍以上，达到了340MHz的

27、带宽和10.2Gbps速率，以满足最新的1440P/WAXGA分辨率和无压缩7.1声道的影音数据传输要求。去年最新推出的HDMI 1.3b版本的线材产品更可以支持4K2K的视频分辨率和13个声道的传输。DisplayPort接口DisplayPort可提供高达10.8Gb/s的带宽，可支持WQXGA+(2560×1600)、QXGA(2048×1536)等分辨率及30/36bit(每原色10/12bit)的色深，充足的带宽保证了今后大尺寸显示设备对更高分辨率的需求。和HDMI一样，DisplayPort也允许音频与视频信号共用一条线缆传输，支持多种高质量数字音频。

28、在四条主传输通道之外，DisplayPort还提供了一条功能强大的辅助通道。该辅助通道的传输带宽为1Mbps，最高延迟仅为500s，可以直接作为语音、视频等低带宽数据的传输通道，另外也可用于无延迟的游戏控制。目前DisplayPort的外接型接头有两种：一种是标准型，类似USB、HDMI等接头；另一种是低矮型，主要针对连接面积有限的应用，比如超薄笔记型电脑。两种接头的最长外接距离都可以达到15米。S-Video俗称S端子，全称Separate Video。S-Video连接规格是由日本人开发的一种规格，S指的是“SEPARATE(分离)”，它将亮度和色度分离输出，避免了混合视信信号输

29、出时亮度和色度的相互干扰。S端子实际上是一种五芯接口，由两路视亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成。同AV接口相比，由于它不再进行Y/C混合传输，因此也就无需再进行亮色分离和解码工作，而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度。分量视频又称作视频色差端子，是在S端子的基础上，把色度(C)信号里的蓝色差(b)、红色差(r)分开发送，其分辨率可达到600线以上。它通常采用YPbPr和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。目前仍有一部分的电视类产品使用色差输入来提高输入信号的品质，而

30、且透过色差端子，可以输入多种等级信号，包括 480p、720p、1080i等等，都是要通过色差输入才有办法将信号传送到电视当中。我们只需知道Y、Cr、Cb的值就能够得到G(绿色)的值，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg而只保留Y Cr Cb。复合视频复合视频端子也叫AV端子或者Video端子，是目前最普遍的一种视频接口，它是声、画分离的视频端子，一般由三个独立的RCA插头(又叫梅花接口RCA端子)组成，其中的黄色插口连接混合视频信号，白色插口连接左声道声音信号，红色插口连接右声道声音信号。它是一种混合视频信号，没有经过RF射频信号那些调制、放大、检

31、波、解调等过程，信号保真度相对较好。图像品质的受使用的线材影响较大，分辨率一般可达350-450线，不过由于它是模拟接口，当用于数字显示设备时，需要一个模拟转数字的过程，会损失不少信噪比。VGA端口VGA端子也叫D-Sub接口。VGA接口是一种D型接口，上面共有15针，分成3排，每排5个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数的显卡都带有此种接口。迷你音响或者家庭影院拥有VGA接口就可以方便地和计算机的显示器连接，用计算机的显示器显示图像。VGA接口传输的仍然是模拟信号，对于以数字方式生成的显示图像信息，通过数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传

32、输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。DVI端口DVI全称为Digital Visual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(Digital Display Working Group，数字显示工作组)推出的接口标准。目前的DVI接口分为两种，一个是DVI-D接口，只能接收数字信号，接口上只有3排8列共24个针脚，其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。另外一种则是DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟信号并不意味着模拟信号的D-