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文章评论

一些进口电视的拥有者无法使用外国制造的电视广播和有线电视节目的立体声伴奏功能。通常，只有那些接收卫星节目的人才能体会到它的好处。已发表的文章描述了电视声音如何以现有标准传输以及如何改进其再现。

近年来，国内电视的技术基础显着提高。电视中心出现了新设备；现代手段和技术用于准备和进行广播。图像质量不断提高，广播频道数量不断增加。广播和有线电视中唯一没有发生重大变化的特征是声音。几十年来它一直是单音的。

单声道声音似乎来自一个点——扬声器。在电视中，就像在电影中一样，这种再现方式与图像发生冲突。只有在显示特写镜头时才可以部分接受，此时声音应来自屏幕中心。对于中型和总体规划，逻辑上需要将声音画面扩展在观众面前。

声音全景感知的重大改进只能通过用于声音形成和再现的多通道系统来提供。这些是两声道立体声、四声道四声道、五声道及更多环绕声系统的多种变体。所有这些（除了尚未得到广泛应用的四边形）都已达到较高的电路和质量水平，被业界掌握并在世界各地使用。最近，它们出现在我们国家。考虑它们的主要参数。

设计简单的 VHS 录像机通过一个通道再现声音，而更复杂的 VHS 录像机（Hi-Fi 级）也通过两个通道再现声音。录制声音的模式通常会在录像带上标明。这可以是 STEREO、DOLBY STEREO、DOLBY SURROUND（具有多声道声音）。没有这样的铭文意味着单声道录音。在 S-VHS 录像机和 DVD 迷你光盘播放器中使用的媒体上，录音几乎总是使用多通道音频进行录制。所有这些设备通常以模拟形式处理低频音频信号，而 DVD 播放器以数字形式处理它们。

国外的电信中心以多种方式传输伴音。

在美国，使用 BTSC-MTS 系统（广播电视系统委员会 - 多频道电视声音 - 多频道电视声音 - 传输电视系统委员会的标准）。它代表了单声道电视标准 NTSC-M 的发展，使得额外引入多声道声音成为可能。该系统不使用单声道声音，而是使用复杂的立体声信号 (CSS) 来调制 4,5 MHz 副载波频率。该信号的结构如图 1 所示。 31,468a. LR 信号的抑制副载波频率为 15,734 kHz，对应于行频的二次谐波，在 NTSC 系统中等于 78,67 kHz。除了通常的 L + R、LR、幅度 (AM) 和平衡 (BM) 调制以及导频信号之外，BTSC-MTS 中还引入了子载波 102,27 和 XNUMX kHz 上的两个附加调频编码音频通道CSS（官方使用）。具有单声道音频路径的接收器仅感知 L+R 信号。提供立体声路径的设备处理所有信号。

电视里的声音

在日本，声音信号也以 KSS 的形式传输（图 1b），但其结构与 BTSC-MTS 不同。 LR信号的子载波未被抑制。导频信号也被发送，但仅用于识别操作模式。传输立体声节目时，用频率为 982,5 Hz 的音调调制，双通道（双语）传输 - 用频率为 922,5 Hz 的音调，在单声道的情况下，导频信号没有调制。

在 PAL-B/G 地面广播标准中，PCTV 中的立体声信号位于采用 FM 调制的 5,5 和 5,742 MHz 子载波上（图 1c）。其中一个传输 L+R 信号，另一个传输 2R 信号。使用 2R 信号代替 LR 信号可以均衡通道中的噪声，通常 L 通道中的噪声是 R 通道中的两倍。该系统称为 Zweiton。此外，立体声信号在 PCTV 中以使用 RPM（相对相移键控）的 NICAM（近瞬时压扩音频复用）系统进行编码的数字形式进行重复。

PAL-I PDTV（图1d）包含两个同时传输的音频信号：5,9996 MHz 副载波上的调频模拟单声道信号和6,552 MHz 副载波上的数字立体声信号，使用NICAM 系统进行编码。

丽音系统的立体声信号是在电视中心以32kHz的采样频率对模拟信号L和R进行及时采样并在每个采样中以256级(8位)量化而形成的。来自两个通道的信息以 728 kbps 的速率在公共数字数据流 DQPSK（数字正交相移键控 - 具有正交相移的数字数据流）中传输。该流以 DPSK 方式调制音频副载波（PAL-B/G 中为 5,85 MHz，PAL-I 中为 6,552 MHz）。

在电视上，DQPSK码流被解码为两路模拟信号L和R。解码器的结构如图2所示。 XNUMX.

电视里的声音

由DQPSK流和频率为1kHz的导频信号调制的音频副载波从PDTV解调器进入DD54,6875芯片。在DD1芯片中，副载波被解调，接收到的数字流在数字滤波器中被清除干扰。 DQPSK流和导频信号被发送到解码器DD2。解码是将DQPSK码流分成数字信号L和R，并将它们分成与样本相对应的位（字）组，DD2芯片中的数模转换器将数字样本转换为脉冲，经过平滑处理后，形成模拟信号L和R • 同时，还识别声音传输方法。如果导频信号以 117,5 Hz 的频率调制，则传输立体声节目；如果以 274,1 Hz 的频率调制，则传输两个单声道信号；如果未调制，则传输一个单声道。解码器由电视控制系统的微控制器通过I2C数字总线控制。

所有考虑的系统都与单声道电视机群兼容。

卫星频道的电视广播以模拟、数模和数字形式传输信号。

以模拟形式，卫星广播继续采用 NTSC、PAL、SECAM 系统。在 SECAM-D/K 系统中，音轨与以前一样保持单声道。与地面广播不同，卫星频道在 6,8 个子载波上传输； 7 或 7,5 MHz。

在 PAL 系统中，模拟形式的音频被组织成一个、两个或四个通道。第一种情况，选择子载波6,5中的一个； 6,6； 6,65； 6,8； 7； 7,5兆赫。使用Wegener-Panda 1系统提供两通道和四通道音频传输。 1、d，它规定在PCTV中包含四个附加调频音频子载波7,02； 7,2； 7,38； 7,56兆赫。其中两个用于传输电视节目的立体声，其余的用于同时传输无线电广播节目。有关此类系统的更多详细信息可以在 [1] 中找到。

在数字形式中，模拟 PAL 电视信号的伴音在使用丽音系统编码后通过卫星频道传输。

在数模形式中，电视信号用于 MAC 和 MUSE 系统。

MAC（多模拟组件）系统是通过通信信道传输电视信号的从模拟方法到数字方法的过渡版本。它使用亮度和颜色信号的模拟和时间分离传输以及音频和其他信息信号（同步信号、图文电视、服务信号）的数字传输。它们在发送端和接收端的处理是通过数字方法提供的。

构建系统有多种选项：A-MAC、B-MAC、C-MAC、D-MAC、D2-MAC、HD-MAC、HD-B-MAC。它们的主要区别在于信号编码、载波调制和音频通道数量的方法。

以 32 kHz 采样并使用每个样本 14 位进行量化后，模拟形式的音频信号将转换为数字信号。之后，它们被实时记录在缓冲存储器中，并与 751 位数据包中的数字信息信号组合。在帧期间，C-MAC、D-MAC系统中形成162个数据包（D82-MAC系统中形成2个数据包）。在消隐间隔期间，以每行 20,25 位块（D195-MAC 系统中为 10,125 MHz 和 99 位）的 2 MHz 速率从缓冲存储器中读取数据包，并将其数字化为传输的电视信号。

在A-MAS和C-MAS系统中，数字信号被放置在其7,25 MHz子载波上，而在A-MAS系统中它们被连续传输。

数字分组信号是控制电视信号的载波相位的比特流，可以采用两个或四个固定值。

A-MAC系统是单通道的。在 BD 版本中，最多可以组织八个声道。

在接收器中，数字声音信号从数字信息中分离出来，输入到缓冲存储器中，然后以正常速度从缓冲存储器中读取它们以进行数模转换。

MAC系统没有经受住时间的考验。 1999年夏天，在5000多个卫星频道中，只有56个以D2-MAC标准运行，20个以B-MAC标准运行。

HD-MAC 和 HD-B-MAC 选项是指具有 1250 线扫描的高清电视系统（HDTV 或 HDTV）。它们保留了以前版本中使用的原理：数字音频和时间分隔的亮度和颜色模拟信号。有关 MAC 系统的更多详细信息请参阅[2 和 3]。

MUSE（多重子奈奎斯特采样编码）系统仅在日本的一个电视频道中开发和使用。其中，与MAC系统一样，亮度和颜色的模拟信号与声音和数字信息的数字信号一起传输。与HD-MAC一样，它是一个高清系统（1125线）

MUSE系统中的音频信号与数字信息一起使用四载波相位调制在图像场的消隐间隔中以2,048Mbps的传输速率进行传输。有关该系统的更多详细信息包含在 [3] 中。

还有广泛使用的数字电视信息压缩系统MPEG（运动图像专家组-由一组运动图像专家进行的开发）：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4。它们的描述在[2和4]中给出。

在电视广播中，信息根据 MPEG-2 标准系统进行压缩，扫描最多 625 行时使用该标准系统。它由 20 个复杂程度的标准组成，允许您创建算法来压缩系统中的信息以用于各种目的。该标准的音频部分是用于音频通道的MUSICAM（MPEG-音频）信息压缩系统，它允许处理多达六个高质量宽带音频通道。

MPEG 是低级数字电视标准。除此之外，还有一套共同商定的标准，确保在同频卫星 (DVB-S)、有线 (DVB-C) 或地面 (DVB-T) 频道中传输多个电视节目。

为了解决图像和单声道声音之间的矛盾，固定电视有时会使用“环绕单声道”系统，该系统由位于屏幕两侧的两个扬声器组成。在高端电视中，还配有外部扬声器系统 (AS)。

在外国制造的设备中，通常使用相同类型的小型宽带声音发射器来实现此目的。在前苏联生产的电视机中，功率为3 ... 4 W的宽带头通常安装在外壳的右侧，而高频、较低功率的头则安装在左侧。两个扬声器都并联连接到公共 3H 放大器的输出端。与此同时，声音向空间扩展。同时，部分实现了观众面前空间中可再现频率分离的伪立体声效果，从而改善了声音图像的感知。但是，将多个发声器放置在一个普通的开放式电视外壳中并不能产生明显的音量扩展。

当音频信号在没有额外处理的情况下被馈送到一个发射器并且在一定延迟之后被馈送到另一个发射器时，可以使用单声道双响方法来提高单声道节目的再现质量。这可以让您改善房间的声学特性，为其提供所需的轰鸣声。该方法尚未在单声道电视中得到广泛应用，并且直到最近才在具有多通道环绕声的系统中得到需求。

您可以使用另一种方法 - 伪立体声，对声音的频谱进行空间分离，将低频馈送到右侧扬声器，将高频馈送到左侧。

对于双声道立体声再现系统，其结构主要有两种选择：简单立体声和扩展立体声。在第一种情况下，通过通道L和R接收的音频信号在放大后被传送到扬声器，而不需要额外的处理。这种系统的缺点是众所周知的——狭窄的空间声音全景不是在听众周围展开，而是以平坦的音墙的形式展现在他的面前。尝试通过扩展扬声器来扩展它会导致在声音“图像”的中心出现明显感知到的故障。

扩展立体声通过将部分 L 信号传递到 R 通道来增加立体声图像的大小，反之亦然。如果对传输的信号进行相位和时间处理（延迟），即使声音发射器位于彼此距离较小的公共外壳中，声音全景也可以显着扩展。

这种系统有两个主要选项：ISS（Incredible Surround Sound - 令人难以置信的环绕声）和 Qsound 系统。在这两种情况下，音频信号均由微电路 - 声音处理器 (SP) 处理，提供音量、平衡、高音和低音控制。它们还处理单声道、伪立体声、简单立体声和扩展立体声的音频信号。已经出现了许多实现这些功能的微电路。这是TDA8421/24/25/26、TDA9860/61、

CXA1735AS、LMC1982CIN/CIV 带 I2C 数字总线控制。其中包括 TDA3810 处理器，该处理器仅执行信号的状态处理，而不对其进行调整。

ZP在不同公司的电视中应用相当广泛。因此，TDA8425芯片安装在TVT-C24F4R电视中，在接收SECAM-D/K系统的地面信号时形成伪立体声模式[5]。它也用于 PHILIPS-FL 接收器 [6]。 CXA1735AS 处理器适用于 PANASONIC-TX-28WG25C (ODD) 数字电视 [7]。 SONY-KV-28WS4R电视包含MSP3410芯片，它结合了RFP和丽音系统解码器的功能[7]。

飞利浦 - FL 电视采用了一种有趣的声音路径低频部分解决方案，它具有一个使用伪四声道转换算法将两声道音频信号转换为五声道音频信号的转换器。其框图如图所示。 3.

电视里的声音

从模拟信号源或丽音解码器出来的立体声信号L和R进入DA1 RFP，从那里直接到3H放大器A1和A3，然后到与之相连的AC L和R。到达加法器S1和S2，其中形成L+R和LR信号。其中第一路经低通滤波器经放大器A2到达中置扬声器M。放大器A4后的信号LR进入后左、右AC SL和SR，与相反连接的绕组串联。这确保了到达 AC 的信号的反相。

扩展的立体声和伪四声道系统提高了声音再现的质量，但未能解决获得高质量声音的问题。今天它的表述如下：声场应该很大，从四面八方和上方包围听者，

确保明显声源的方向与其在传输过程中在空间中的实际位置一致。

当多声道环绕声系统出现在音乐厅时，再现这种声音的问题首先在电影院中得到解决——杜比系统。

环绕声、THX 和 CS。与此同时，广泛使用的 VHS 格式家庭录像设备导致电影大量转移到录像带上供家庭观看。与此同时，在将电影配音到录像带上时，自然需要保留环绕声。这导致了杜比环绕视频变体的创建——具有音频信号模拟表示的四通道杜比定向逻辑环绕和具有数字表示的六通道杜比数字。

杜比定向逻辑环绕声可在磁带上录制时将多声道音频信息转换为两声道，并为观众反向转换为多声道。声音信息的折叠和扩展使用的算法比伪四声道中使用的算法更复杂。从可用的来源来看，该系统的操作原理的最完整的描述可以在[8]中找到。

接收端的转换在音频解码器 (DZ) 中进行。使用杜比定向逻辑环绕声系统的一个示例是 SONY-KV-28WS4R 电视 [7]。其中DZ为TC9337F-015芯片。还有其他类似的芯片。例如。 NJW1102AF。 KV-28WS4R 型号的声学系统的构建与根据图 3 中的图表所考虑的类似。 XNUMX.

为了强调立体声效果并更好地定位声源的方向，DZ 调整所有通道中放大器的增益，使其在信号电平最大的通道中保持不变，而在其余通道中降低。

还有其他选项可用于构造具有环绕声的设备的声学部分。有时，电视上方的中央位置会安装一个额外的宽带扬声器，以再现垂直移动的声源的声音。后置扬声器可以不位于观看者的后面，而是位于侧面，与观看者成一直线。可以向它们馈送伪立体声信号，而不是单声道。

改进电视声音再现系统过程的逻辑结论是创建家庭视频影院的概念。其组成和功能在[8-10]中有详细描述。其视频部分为大屏幕电视或视频投影仪、高端录像机、卫星节目接收设备。音频部分是多声道功放，多模RF和DZ，一组扬声器。

业余无线电爱好者可以做些什么来改善电视声音再现？

首先，我建议实现使用立体声观看视频的现有功能。确实，这将需要音乐中心或任何立体声装置、具有立体声路径的录像机以及具有立体声、杜比立体声索引的录像带。有用的实用建议可以在[11]中找到。

如果您沿着这条路走得更远，您还可以在 DOLBY Pro Logic 版本中使用 DOLBY SURROUND 索引将环绕声录制在录像带上。但这将需要对音频系统进行重大改造：需要遥感、四通道放大器和五个外部扬声器。

其次，人们可以将自己限制于广播和有线节目的伴音的伪立体声再现。但为此，您必须通过引入 RFP、第二个 3H 放大器和扬声器来修改电视的音频路径。有关 RFP 的更多详细信息在 [12] 中给出。

文学

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作者：V.Brylov，莫斯科

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