当我们在收音机旁欣赏音乐时,既使所用的收音机是一台高级收音机,也总会感到与在剧场中的临场感觉不同。这是为什么呢?回答是缺乏“立体感”的缘故。我们常见的收音机大部分是属于单声道式的。单声道收音机只能传送声源的频率和声强的变化,不能传送不同声源的位置信息。所以听觉正常的人用一般收音机听音乐,其效果与聋了一只耳朵的人在剧场中欣赏音乐时的感觉是一样的。
人的两只耳朵具有一种“双耳效应”的功能。所谓“双耳效应”,是一种能够根据同一声源到达左、右耳的时差、声强、振动相让等判断声源位置的能力。也正是这种本领才使我们对声音产生“立体感”。
理想的立体声传输系统是在剧场的空间里安装大量的传声器,在接收方的相应位置安装同等数量的扬声器,并且传声器和扬声器的数量越多,立体声的传输效果就越逼真。
这种理想方案在具体实践中存在着复杂、笨重、昂贵等缺点,是无法采用的。为了最大限度地简化,当前立体声传输系统大部分采用双声道立体声广播系统(也有采用四声道系统的)。也就是发送端同时发射左、右两个声道的信号,而接收端是用两套扩声系统来实现立体声再现的。

图1是五十年代初期国外比较流行的一种“立体声”收音机的方框图。它实际上是一台共用一套电源的两部各自独立的调幅式收音机。立体声信号是由两部频率不同的电台分别发送的。其中一部发送左声道信号;另一部发送右声道信号。合装在一起的两部收音机则分别接收两个电台的信号,并经两套低放系统由左、右声道扬声器分别放声,以达到再现立体声的要求。这种类型的立体声收音机,为了减小两部收音机之间的相互干扰,其中频常采用不同的频率。在国外商品立体声收音机中,两路中频放大器多分别使用445KHz和465KHz。

图2是60年代中期的一种立体声收音机方框图。其原理与图1基本相同,差别仅在于其中一个声道的信号是由一部调频(FM)接收机来接收的。由于一路是调频(FM),另一路是调幅(AM),所以共用了一套中频放大电路而且不会相互干扰,从而简化了电路。
上述使用两个载频的立体声广播系统存在着没有兼容性和占用两个频道的缺点。因此七十年代由一个载频传送两个声道的立体声广播系统得到了迅速发展。这种立体声广播系统一般使用多重调制方式。常用的有调频-调频(FM-FM)方式和调幅-调频(AM-FM)方式。所谓多重调制简单地说就是把左声道L、右声道R变换成主声道和副声道。主声道是M=L+R、副声道是S=L-R。把副声道信号调制(调频或调幅)在副载频上(例如有的国家把副载频选择在38KHz左右)。然后将主波道M和已调的副载波一起由一个主载波用调频的方法发送出去。FM立体声广播这个词就是指的这些内容。

图3是FM立体声收音机的方框图。从图中可以看出,FM鉴频器以前,两声道信号由一个通道传输,立体声解调器把合成信号分离为左声道和右声道信号,再由低放系统分别放大。这样双声道信号就能由一个电台同时播出了。而接收机中的大部分电路可以通用。由于这种方式能与普通调频收音机兼容,所以这种立体声广播制式得到了发展。
国际上近几年在立体声电视方面也得到了实用化的发展。例如在日本从1978年9月就开始了电视双伴音的实验广播。电视机的双伴音部分,实际上就是一台立体声收音机。因此收看电视时,可以同时收听日语或英语的伴音。
在这里对几种主要类型的双伴音电视机作一简介。目前双伴音的制式在国际上还没有统一。以日本为例,是选用了FM-FM制式。这种方式是在伴音频带上端两倍行频处(31.5kHz)再设一个超音频副载波,把要传送的副声道S=L-R以调频方式调到该副载频上。然后再把主声道M=L+R和已调的副载频一起用调频制调到电视射频副载频上与图象信号一起发送出去。在接收方的电视机中,采用一个附加器把双伴音选出来,并分解成L、R两个声道。

图4、5、6是立体声电视机的三种方框图。图4的立体声电视伴音是属于“独立型”的。所谓独立型的伴音装置,基本上是用一台独立的调频立体声收音机接收双重伴音的节目,这种方式除了共用一套天线外,图象与伴音均是各自分离的。

图5的立体声电视机,其伴音部分称为“标准型”。立体声伴音信号取自FM检波电路的输出端,用一个附加器来实现双重伴音的多路解调和低频放大。这种附加器电路比较简单,成本也较低,因为高频头、中频通道、视频检波,伴音中放、FM检波等均是与电视机公用的。

图6的立体声伴音信号是从第Ⅰ伴音中放级用电感线圈耦合出来加到附加器的,在附加器里进行解调并分别进行低频放大。这种附加器称为“耦合型”。
当前国外正在进行调幅立体声广播试验,这就要求调幅立体声广播信号要具有“兼容”性。也就是在531—1602KHz(或中波)的广播波段中,用一个载频直接播送立体声节目,因而普通的收音机无需改造也能直接收听立体声广播节目(当然是单声的了)。立体声广播的兼容特点,与黑白电视和彩色电视的兼容性相似。以美国为例,现在正进行着调幅的兼容性立体声广播的研究,并进行了实验广播。预计79年夏将从现有的5种可行制式中选定一种,实现AM立体声广播。

另外还有一种极化调制的立体声广播系统,两条立体声道无需用任何加减型的中间变化就可以进行广播和接收。图7中的a图是一般的调幅波形;图b是极化调制波,对比两图可以看出极化调制波中,载频的正半周受一路音频信号调幅,而负半周则受另一路音频信号调幅。因而用一个极化调制波信号就可以达到同时传送两路信息的目的。(待续)(王本轩)