谈谈立体声

人们常常有这样的感觉，亲临剧场看剧或是到音乐厅去欣赏音乐，要比听广播或听唱片好。这是因为身临其境，欣赏音乐节目时，所听到的声音是直接来自演员和剧场各个不同位置的自然发声。自然声会给人们以立体感。这主要表现在两方面：一方面是由于表演者或乐器的声音是来自舞台上一定的方向，使人们听起来有一种方向感；另一方面是演员讲话时还随时间在舞台前后方向移动，也就是声音在深度方向有变化，使人们听起来有一种深度感。有了这两种感觉以后，声音就不再是静止的、呆板的；而显得是活泼的、“立体”的了。但是平常的无线电广播或是一般传声系统的传声，都是只用一个传声器、一路放大系统和一个扬声器来传送的，这就是一般的单声道广播或传声系统。这种系统不能把声源在不同时间与传声器的相对位置的移动反映出来。本来，讲话的人是来回走动的，而从扬声器中听起来却好像讲话人还是站在原地不动一样，这样就自然失去原来声源的立体逼真感了。

如果传声系统能够把不同发音声源的空间位置及其随时间而变化的情形反映出来，使人们在非演奏地点欣赏艺术节目时，也好像身临演奏地点直接听到自然发声一样，那么，这种传声系统就叫做“立体声传声系统”。

我们怎样能获得立体声呢？最理想的立体声传声应该是这样：在放音所在的空间，声源的数量和声源的分布情况和原始声源所在的空间一样，只不过是地点不同而已。图1便是这种理想的立体声放音系统，在房间1舞台上布置有很多传声器，它们悬挂在声源前面，每一个传声器的输出端接至单独的电放大系统，然后再用电缆接至房间2内和传声器布置相同的相应的扬声器上去。这样虽然在第二个房间里放音，但在听众前面所感受的声音将具有原始声源的自然逼真感觉，使听者好象身临演奏厅一样。显然这种多声道的理想立体声传声系统在实际上是难以实现的。人们经过一系列的实验证明，要获得立体声感觉可以采用两声道或三声道系统，这对逼真度的感觉固然有一定的损失，但是不会非常明显。

图2为两声道立体声传声系统，这种系统包括两套传声器、放大器和扬声器，在舞台不太大的场合可以得到一定程度的方向感与深度感。但是由于中间无传声器拾音，当房间1的演员由右向左移动时，房间2的听众听起来会感到演员在中间位置处时声音比较小，好像声源是沿着图中弧形虚线走动一样，这种效果称为“中央空洞效应”，显而易见，这将使听众对原始声源的移动位置产生错觉。

为了减小这种失真的效应，可以在中间位置再增加一条通路，如图3，这样就形成了三声道立体声传声系统。当声源移动到中间位置时，于由中间有传声器拾音，因此中间的声音将增加，空洞效应可以得到改善。当然，三声道立体声系统的设备费用比双声道要高得多，一般只能用于立体声电影院和高级的扩音系统中；而普通室内立体声传声仍以采用两声道比较合适。

除了上述真立体声系统以外，现在还有一种假立体声系统，在无线电收音机中已被采用。它是利用乐队演奏时，低音的管乐器和高音的弦乐器常分列左右的习惯，在录音时还是和普通单声道完全一样，但放音时，在收音机左右两侧用两个扬声器系统，一边主要重放高音，另一边重放低音，利用两边声音到达人的而只耳朵有时间和强度的差异，也能给人以立体感。当然这种立体声并不一定和原来的声源相同了。

上面所谈的是立体声的扩音系统，它是利用导线来传送的。至于立体声无线电广播，存在的问题还较多。因为这既要考虑几条通路的发射，又要考虑如何用收音机收听的问题。最简单的实现立体声广播的方法是同时用两座无线电台进行广播，每座电台分别播送一个立体声道。听众也要有两架尽可能相同的接收机才能收听节目。显然，这种办法很不易实现。

比较理想的方法是设法从一座电台用一种载频来广播两个立体声道。近年来，根据这一原理，已提出了很多方案。这些方案大都是用超短波调频广播波段来工作的。这是因为超短波调频广播的抗干扰能力强，能够保证高质量的广播；其次，由于一个载波频率要携带两个声道的信号，所占的频带比较宽（约150～200千赫），只有在超短波波段，每座电台才允许占用这样宽的频带。现在就用一种已被实际采用的方案作为例子，来说明立体声广播是怎样实现的。

这种方案是利用“有极调制”的原理。先把两个立体声道都调制在同一个副载频（30～40千赫）上，A声道信号和副载频的正半周调制，而B声道信号和它的负半周调制，结果就得到有极调制的信号（图4）。然后，经有极调制的信号再用一般的方法和调频发射机的载波频率进行调制后发送出去。在调频接收机中用一般检波的方法检出有极调制的信号。为了把两个立体声道分开，只要在接收机中增加一个用两只二极管极性相反连接的有极检波器就可以了（如图5），其中一只二极管检出有极调制信号正半周中的低频信号A，而另一只二极管检出负半周中的低频信号B，将得到的两个立体声道，分别加于两个低频放大器上进行放大，只要声学系统的布置恰当，就可以听到立体声广播了。这种系统的方框图如图6。

有极调制的信号可以用图7的方法来得到。副载频分别被声道A和声道B的频谱所调制，得到两个一般的调幅振荡信号。然后，利用两个二极管限幅器分出声道A所调制的副载频的正半周和用声道B调制的副载频的负半周。把这两个信号组合以后，就得到有极调制的信号了。

如果存在大量的一般调频接收机，那么设计立体声广播时必须考虑它的兼容性，也就是说用一般接收机也应能收听。采用有极调制方法可以满足这个要求。分析有极调制信号的频谱，可证明它的低频部分包含A+ B的信号，这部分信号可通过低频放大器，而其他部分的频率较高，不能通过低频放大器。因此，用一般调频接收机接收立体声广播，也可放出A+B信号，进行收听，不过变成了单声道，没有立体声感觉了。（刘孙刚）