本文向广大读者介绍一种超仿立体声扩音机（也叫模拟动态立体声扩音机），它的特点是虽然采用了普通的单声道信号作信号源，但却能获得非常活泼的动态立体感效果，这是一般的仿立体声扩音机所不能比拟的。不过读者需注意，这种所谓的“动态立体感”，是从为了获得较好的听音效果出发，人为地设计出来的，它与真实现场感不一样。
模拟动态立体声是怎样产生的？
为了便于读者理解，我们先用图1简易方框图来分析一下基本原理。图中，输入端所加的是一个单声道信号。信号内容假设是一个歌唱家正在演唱。W、W′是一个同轴双联电位器。当W、W′滑动臂均处于中心位置时，左、右通道的放大量相同，根据立体声声象定位原理（有关声象定位知识请参考本刊1981年第2期《怎样聆听立体声》一文），此时歌唱演员就象站在左、右两只扬声器的中间位置演唱一样；当将W、W′中心滑臂同时向上滑动时，左路扬声器声音加大，右路扬声器声音减小，合成后的声象（演员位置）则向左路扬声器移动；反之，滑臂向下时，声象向右路扬声器移动。这样，只要我们让W、W′滑臂按一定规律上下移动，尽管输入端加的是单声道信号，在输出端通过左、右两路扬声器放音，却能得到一个非常形象的立体声音乐，从而使听音效果大大改善。
图1只是一个极简单的原理方框图，如果采用这种方案设计线路，放音时会产生整个乐队同时移动、左右大搬家的不利局面。实际上，常采用图2方案。其特点是将单声道信号分成三个频段，每个频段通过分配器又分别分成左、右两个声道。每个频段都有自己的指挥系统，通过指挥系统的控制，信号在相应频段的左右声道之间移动。如果三个频道的声象移动时间常数不一样，则不会产生乐队同时左右大搬家的情况。下面分别介绍一下图2各部分的作用。
前置放大器：这一级的作用是将小信号进行放大，要求常规输出电压能达到2～3伏，以便推动下一级正常工作。其输入端可与各种信号源（电唱机、录音机、收音机等）相配接。
分频器1：经前置级放大后的信号，通过总音量调节器W\(_{1}\)送到分频器1，此分频器把信号分成高、中、低三个频段，分别用射极输出器输出。分频点为500赫、3.5千赫。30～500赫为低音频段；500～3500赫为中音频段，一般人的语言频率大多集中在这一段；3.5千赫～15千赫为高音频段。这三个频段分别经过W2、W\(_{3}\)、W4送到分配器。
分配器：现仅以分配器1为例，说明它的作用。①把分频器1送来的信号分成两路，分别送入左、右高音功放级。②对于两路输出信号，要求当一路增大时，另一路应同时减小。最好做到一路增长的分贝数。正好是另一路减少的分贝数。这样处理的好处可使两路总输出的分贝数始终相等，也就是说声象在从左移到右或从右移到左的过程中，所移动的轨迹是一个如图3所示的直线运动。③要求分配器1一旦接到信号处理器判断1送来的动令脉冲，就立刻改变自己的工作状态，使原来处于大信号输出的一路变为小信号输出，原来小信号输出的一路变为大信号输出。这样，在动令脉冲的控制下，声象就会在左右两扬声器之间移动。这个过程可用图4说明：图中两条虚线之间是声象移动的区间，左边的箭头代表时间轴t。没有一个歌唱演员正在演唱，乐音频率主要集中在中音频段，是分配器2在工作。假设分配器2输出两路信号变低的时间常数τ=2秒，则实际感觉人从一头走到另一头约需4～5秒。假设在t=0时左路声音最大，右路声音最小，声象位置处于D点。这时分配器2得到第一个动令脉冲（此脉冲是由信号处理器对信号进行处理后发出的），于是分配器2工作状态发生改变，输出大的一路开始慢慢变小，输出小的一路开始慢慢变大，结果声象开始由左路向右路扬声器移动。由于动令脉冲是随机的，所以声象何时在何位置翻转，也完全是随机的。设经过2秒声象到达A点，又来了第2个动令脉冲，根据上述道理声象又开始返回向左路扬声器移动。1 秒钟以后到达B点，如果又来第3个脉冲，声象就又开始向右走……。只要歌声不止，声象就会在左右扬声器之间浮动。④由图2可见分配器共有三个，每个分配器左右两路扬声器之间的声象移动速率（即时间常数τ）不应一样，这样可以改善听音效果。以左右两音箱相距2米为例，当时间常数τ≤0.1秒时，声象会产生乒乓效应，也就是说声象不是从左音箱出来，就是从右音箱出来，听不出声象有过渡的现象，这是我们所不希望的。经试听得出，当τ≈0.3秒时，声象有飞越的感觉；τ=0.8秒时，声象有明显的快速移动感；τ=1～2秒时，可获得人的迈步感；τ≥4秒时，声象移动很慢，在喧闹的声乐中，将感觉不出声象在移动。我们知道，分配器1工作在高音频段，为了较好地表示出高音乐器的活泼感，取时间常数τ\(_{1}\)≈0.8秒；分配器2工作在中音频段，人的语言频率正处于这一频段，为了表征出人物的迈步感，取τ2≈1～2秒；分配器3工作在低音频段（30～500赫），这一段一般表示大鼓、大提琴等笨重不宜移动的乐器，选τ\(_{3}\)≈4秒。经过上述处理后，放音效果就具有了独特的特点。
信息处理器: 信息处理器的任务是发出动令脉冲，控制分配器动作。那么，动令脉冲是如何得到的？它和音乐信号有什么关系？这是我们所要研究的。
演员在舞台演唱时，一般都有这样的规律：有较大的手势或动作时，声音往往要提高许多。演员在舞台大吵大闹时。往往要伴随着很大的动作或来回追逐。这些现象就说明，声音与动作之间是有密切联系的。本文正是利用这种规律，将乐音信号与动令脉冲联系起来。我们知道，声音的大小与电信号幅度大小有直接关系。声音大时，相应的信号电压的幅值也大。于是我们就可以利用一种幅值判别器电路来区别声音的大与小。当电信号幅值大到某一数值时，幅值判别器电路就开始动作，输出一个脉冲。这个脉冲就是送给分配器的动令脉冲。分配器接到动令脉冲后，工作状态改变，导致声象开始移动，这样就将“大声”与“动”联系起来了。
为了配合主电路正确动作，信号处理器也应分成相应的高、中、低三个频段。这是通过分频器2来完成的。
具体电路工作原理
图5是该机的线路图。为了节省篇幅，前置级和功放级部分仅以方框图形式画出。对于前置级的要求是：在输入端送入400毫伏信号时，前置放大输出端应能得到4伏不失真电压；功放级输入端加上0.2伏电压时，功放级输出功率应达到满功率。
分频器1的工作原理简介：单声道信号经前置放大之后，得3伏左右电压，分别送到两路分频器。一路经W\(_{1}\)、C0送到分频器1，其中C\(_{1}\)～C3、R\(_{1}\)～R3组成高通滤波器，分频点为3.5千赫。信号高音频段由此路通过，经过由BG\(_{1}\)组成的射随器后由W2中心滑臂端取出。调节W\(_{2}\)可改变高音音量大小；中音频段滤波器采用两组RC滤波器。R6～R\(_{8}\)、 C4～C\(_{6}\)组成一个低通滤波器，分频点为3.5千赫。R9～R\(_{11}\)、C7～C\(_{9}\)组成高通滤波器，分频点取在500赫。两个滤波器联合起来就组成了一个500～3500赫的中音频带通滤波器，其特性如图6。因为经过两组滤波器的衰减，信号要比其它两个频段（高音、低音）衰减大，所以多加了一级放大（BG3)；R\(_{18}\)～R20、C\(_{12}\)～C14组成一个分频点为500赫的低通滤波器，低频段由W\(_{4}\)中心滑臂处输出。显然，W2、W\(_{3}\)、W4就是该机的音调调节电位器，适当调节这个电位器，可获得非常理想的放音特性。
信号处理器是怎样工作的？前置放大器输出的另一路信号加到信息处理器的分频器2输入端。此分频器也分为相应的高通、带通、低通三部分，结构比分频器1简单一些，原理一样。分频后的信号分别由BG\(_{5}\)、BG8、 BG\(_{ll}\)输出。经过C18、C\(_{23}\)、C26后分别去触发各判断器。
幅值判断器由施密特电路组成。以判断器1为例说明其工作原理：这一级由R\(_{27}\)～R31、W\(_{5}\)、BG6、BG\(_{7}\) 几个元件组成。平时BG7导通，BG\(_{6}\)截止。BG6的集电极电位较高。调节R\(_{27}\)及W5组成的分压器保持BG\(_{6}\) 的基极电位低于发射极电位，使BG6可靠截止。如果有较大的高音信号经C\(_{18}\)耦合至BG6基极，使基极电位高于发射极，BG\(_{6}\)就导通，此时Vc6≈V\(_{e6}\)，Vc6经R\(_{3}\)0、R32分压后加给BG\(_{7}\)基极的电位Vb7要低于BG\(_{7}\) 发射极电位Ve7，于是BG\(_{7}\)突然截止，集电极电位突然升高，形成一个正脉冲。这个脉冲就是触发分配器1的动令脉冲。当高音大信号消失后，BG6的基极又回到低电位，BG\(_{6}\)截止，导致BG7又导通，BG\(_{7}\)集电极电位又复原为低电位，等待下一个强高音的到来。其它两个判断器道理相同，不再重复分析了。设置W5、W\(_{6}\)、W7三个电位器的目的，是可分别调节判断器的灵敏度。
分配器的工作过程：三个分配器的电路结构基本一样，只是左右声道翻转的时间常数略有区别。因此仅以分配器1为例讲一讲工作原理。由图5可见，分配器1主要是由一个双稳态电路、两个相同的延时电路（C\(_{28}\)、C32）、两个相同的电控衰减器（由BG\(_{14}\)、 BG19组成）组成。由C\(_{44}\)送来的高音信号，分别通过一个衰减器加到左、右功放级的输入端。衰减器电路是由一只电阻和一个单结晶体管组成的，以高音左声道为例，设信号电压为V高，经过衰减器加到左声道功放输入端的信号为V\(_{高左}\)，单结晶体管BG14双基极（B\(_{2}\)1极）之间的电阻为R\(_{BB14}\)，则V高左=R\(_{BB14}\)×V高／（R\(_{BB14}\)＋R57）。R\(_{BB14}\)的大小受BG14发射极电流I\(_{E14}\)的控制。IE14↑时，R\(_{BB14}\)↓，导致V高左↓；I\(_{E14}\)↓时RBB14↑, 导致V\(_{高左}\)↑。同理，右声道V高右=R\(_{BB19}\)×V高／（R\(_{BB19}\)＋R71），I\(_{E19}\)↑时，RBB19↑，导致V\(_{高右}\)↓；IE19↓时，R\(_{BB19}\)↑,导致V高右↑。
开机以后，设双稳态电路的BG\(_{16}\)导通，BG17截止，则BG\(_{16}\)的集电极电位VC16≈0伏，此时BG\(_{15}\)不会导通，BG14也不会导通，I\(_{E14}\)≈0，RBB14达到最大值，V\(_{高左}\)也获得最大值（约为0.41伏），左路高音扬声器最响；BG17截止时，其集电极电位V\(_{C17}\)最高，于是BG18导通，I\(_{E19}\)达最大值，BG19充分导通，R\(_{BB19}\)降到最小值，V高右此时也衰减到最小值（约仅有0.065伏），右声道高音最小。高音信号声象完全集中在左扬声器。此时发光二极管D\(_{1}\)中有电流流过，发亮，指示左声道在工作；D2中没有电流流通，不亮，指示右声道不工作。
当从判断器1通过C\(_{31}\)送来一个动令脉冲时，双稳态电路工作状态翻转，BG16截止，集电极输出高电位； BG\(_{17}\)导通，集电极输出低电位。于是会引起BG15导通→I\(_{E14}\)↑→RBB14↓→V\(_{高左}\)↓,BG18截止→I\(_{E19}\)↓→RBB19↑→V\(_{高右}\)↑。于是声象开始由左扬声器向右扬声器移动。应指出的是，由于延时电路的作用（左声道的延时电路由C28、R\(_{59}\)组成，右声道的延时电路由C32、R\(_{69}\)组成），双稳电路翻转时，BG15、BG\(_{18}\)基极的电位并不能马上迅速变化，而是要有一个变化过程，这个过程的长短是由C28、C\(_{32}\)的充电时间决定的。因此，IE14、I\(_{E19}\)不能迅速变化，RBB14、R\(_{BB19}\)也不能迅速变化，V高左、V\(_{高右}\)也不能迅速变化。适当调整C28、C\(_{32}\)数值，可获得不同的时间常数τ。在如图5所示选择元件数值时，τ约为0.8秒。这样，每来一个动令脉冲，双稳电路就翻转一次，再配合上时间常数τ的合理选择，就能得到仿动态立体声效果了。（注意：制作、调整部分下期刊登）。(梁志伸)