Тема 5. Системы стерео и объемного звукового вещания.

Цели и задачи изучения темы

Цели:

1. Ознакомить студентов с базовыми принципами построения систем стереовещания и перспективами их развития.

2. Разъяснить перспективные пути развития систем объемного звукового вещания.

Задачи:

1. Изучить свойства и принцип записи стерео сигналов.

2. Рассмотреть сущность аналоговых стандартов стереовещания и перспективы их применения.

3. Выяснить перспективные технологии записи и воспроизведения сигналов объемного звукового вещания.

4. Изучить принципы формирования телевизионных сигналов звукового сопровождения в стерео формате.

5.1. Системы записи стереозвука.

Современная аудиотехника активно развивается в настоящее время в направлении создания, внедрения и совершенствования различных пространственных систем звукозаписи, передачи и воспроизведения (Dolby-Surround, Binaural, Ambiophonic, Wave Field и др). Соответственно для обеспечения многоканальной записи разрабатываются специальные микрофонные системы, особенно много новых и достаточно сложных систем появилось за последние годы.

Впервые идея использовать систему из двух микрофонов для записи стереосигналов была предложена в 1931 г. Блюмляйном (это была совмещенная система из двух направленных микрофонов) и реализована в производстве в 1950 г. фирмой Neumann.

Большинство выпускаемых в настоящее время микрофонных стереосистем можно разделить на следующие группы:

• стереосистема АВ;

• стереосистема XY;

• стереосистема MS;

• бинауральные стереосистемы (Binaural stereo).

Рассмотрим принципы построения и характеристики этих систем.

5.1.1. Стереосистема ав

Сам по себе стереоэффект определяется двумя факторами: разно­стью во времени прихода сигнала к левому и правому уху и разностью интенсивностей бинауральной пары сигналов. На первый взгляд кажется, что наиболее полно эти два фактора будут реализованы в системе АВ, в которой два микрофона А и В с одинаковыми характеристиками распо­лагают симметрично по двум сторонам помещения (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Микрофонная система АВ

Сигналы с выходов микрофонов по отдельным каналам поступают к двум громко­говорителям, расположенным справа и слева относительно слушателя.

Достижение стереофонического эффекта достигается тем, что звук, принимаемый ближним к источнику звука микрофоном, имеет более высокий уровень и опережает по времени тот же звук, принимаемый другим микрофоном. Это соотношение уровней и временных сдвигов сохраняется и в звуках, воспроизводимых соответствующими громкого­ворителями для слушателей, находящихся в так называемой зоне стерео­эффекта. Она располагается вдоль оси симметрии громкоговорителей и постепенно расширяется по мере удале­ния от них. При перемещении источни­ка звука между микрофонами изменя­ются уровни и временные сдвиги звуков, воспринимаемых микрофонами. Соот­ветственно изменяются условия воспро­изведения звуков в помещении для про­слушивания. На слух это будет воспри­ниматься как перемещение кажущегося источника звука между громкоговорителями. Одним из основных недостатков системы АВ является невозможность удовлетворить требование совмести­мости, которое технически сводится к тому, чтобы сумма левого и пра­вого сигналов стереопары давала бы полноценное монофоническое зву­чание. Но, как нетрудно видеть, при сложении сигналов, принимае­мых микрофонами А и В, неизбежны частотные искажения, связанные с разностью хода звуковых волн от источника звука до каждого из ми­крофонов и, следовательно, с соответствующими интерференционными эффектами. Заметим, что разность хода может внести фазовый сдвиг в 180°, при этом в монофоническом сигнале звук этой частоты будет вообще отсутствовать.

Для устранения интерференционных эффектов разработаны так на­зываемые совмещенные микрофонные системы, в которых стереоэффект формируется только за счет разности уровней сигналов. Микрофоны в таких системах должны иметь различные или различно ориентирован­ные диаграммы направленности.