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電聲技朮基礎
如何衡量和鑒別一套多媒體音箱的優劣呢，一般來說我們應該來看它的技朮指標。多媒體音箱的技朮指標又可分為放大器技朮指標和音箱的技朮指標，而放大器和音箱的技朮指標又是有一定區別和聯系的。下面我們就分別介紹一下衡量放大器和音箱的常見指標。
衡量放大器的技朮指標
衡量放大器的技朮指標常用的有如下几項：輸出功率、頻響范圍、信噪比和失真度。它們的具體意義如下：
1、輸出功率
功率在物理學上的定義為：施加在一個負載電阻上的電壓與其所流過的電流的乘積。經過數學變換后為：施加在該負載電阻上的電壓的平方值再除以該負載的阻值，即為施加在該負載電阻上的功率。輸出功率的計量單位為：瓦特（W），簡稱為瓦。放大器的輸出功率即為該放大器能在一個負載上所施加電壓值大小的能力。輸出功率越大則表明該放大器在一固定值的負載電阻上施加的電壓越大，在多媒體音箱中喇叭即為負載電阻，即功率越大則聲音音量越大。在電工學中，常用的功率指標為：最大不失真連續功率（RMS）或平均功率，這種叫法在多媒體音箱使用說明書中也很常見。
RMS功率的意義為在給定一定失真度的條件下，在負載兩端所測得電壓與電流有效值的乘積。根據產品不同的等級，失真度的取值有所不同，常見的有1%、3%、5%和10%，在多媒體音箱中一般都取值為10%，而在高保真放大器中一般取值為1%。在多媒體音箱中還常見一種功率標稱──音樂功率。音樂功率本來是用來衡量放大器對音樂信號最大的動態功率，但是由于它的算法至今沒有標准的定義，因此目前“音樂功率”已成為了一種商業標稱，沒有什么實際意義。現在真正有素質的產品是不會用這種標稱的。順便指出，普通放大器的功率越大則制造成本就越高。一般多媒體音箱放大器的RMS功率在5W左右即可，而要求較高的則在20W左右。注：均未含超低音音箱功放功率。
2、頻響范圍
我們知道人耳所能聽到的音頻信號是從18Hz∼20kHz的不同頻率不同波形和不同幅度的瞬變信號，因此放大器要很好地完成音頻信號的放大就必須擁有足夠寬的工作頻帶。一般要求放大器的頻帶要覆蓋音頻信號的帶寬，但是一個放大器的帶寬總是有限的，我們通常把一個放大器在規定功率狀況下，在頻率的高、低端增益分別下降0.707倍時（-3dB）兩點之間的頻帶寬度稱為該放大器的頻響范圍。一台優秀放大器的頻響范圍應該在18Hz∼20kHz。一般來說，放大器的頻響指標是比較容易達到的。
3、信噪比
放大器的輸出信號電壓與同時輸出的噪聲電壓之比，即為放大器的信號噪聲比，簡稱為信噪比。通常用英文字符S/N來表示，它的計量單位為分貝（dB）。信噪比越大，則表示混在信號里的噪聲越小，放音質量就越高。反之，放音質量就越差。信噪比是多媒體音箱中的一個重要指標，只有信噪比高，聲音的重放才可能清晰、干淨和有層次。多媒體音箱中，放大器的信噪比要求至少大于70dB，最好大于80dB。一般高保真放大器的信噪比要求大于或等于90dB。
4、失真度
失真度是用一個未經放大器放大前的信號與經過放大器放大后的信號作比較，比較后得出的差別我們稱之為失真度，其單位為百分比。失真有多種：諧波失真、互調失真、相位失真等。我們一般所指的失真度即為諧波失真。諧波失真是由放大器的非線性引起的，失真的結果是使放大器輸出產生了原信號中沒有的諧波分量，使聲音失去了原有的音色，嚴重時聲音會發破、刺耳。多媒體音箱的諧波失真在標稱額定功率時的失真度均為10%，要求較高的一般應該在1%以下。諧波失真還有奇、偶次之分，人們通過試驗和分析發現，奇次諧波失真可使人煩躁不安，而少量的偶次諧波則能使音色更好聽。
衡量音箱的技朮指標
衡量音箱的技朮指標常用的有如下几項：承載功率、頻響范圍、靈敏度、失真度等。它們的具體意義如下：
1、承載功率
音箱的承載功率主要是指在允許喇叭有一定失真度的條件下，所允許施加在音箱輸入端信號的平均功率。
2、頻響范圍
音箱的頻響范圍是指該音箱在音頻信號重放時，在額定功率狀態下并在指定的幅度變化范圍內，所能重放音頻信號的頻響寬度。從理論上講，音箱的頻響范圍應該是越寬越好，至少應該是在18Hz∼20kHz的范圍。但是事實上這樣是有問題的，一則是受到聽音環境的限制，因為要重播低頻信號受到了房間的容積限制。二則受到了喇叭的尺寸和音箱的體積限制。三則音箱的頻響范圍越寬對放大器的要求就越高，否則放大器的缺點全讓音箱給暴露了，如：如果音箱的高音很好，而放大器的高頻部分噪聲很大，那么這時我們就會聽到不愿意聽到的高頻噪音。四則是通過經驗分析得出一個規律，即：音箱的高、低端頻響上、下限之乘積為50萬左右時，這時聲音會比較好聽。如：一個音箱的低端下限為25Hz時，那么高端的上限則最好能在20kHz。而另一個音箱的低端下限在40Hz時，那么高端上限則最好能在12kHz左右。當然，這一條只是經驗而已，只能作為參考。多媒體音箱的頻率范圍要求一般在70Hz∼10kHz（-3dB）即可，要求較高的可在50∼16kHz(-3dB)左右，注：此頻響范圍已包含超低音箱。
3、靈敏度
音箱的靈敏度是指在給音箱輸入端輸入1W/1kHz信號時，在距音箱喇叭平面垂直中軸前方一米的地方所測試得的聲壓級。靈敏度的單位為分貝（dB）。音箱的靈敏度越高則對放大器的功率需求越小。普通音箱的靈敏度在85∼90dB范圍內，多媒體音箱的靈敏度則稍低一些。
4、失真度
音箱的失真度定義與放大器的失真度基本相同，不同的是放大器輸入的是電信號，輸出的還是電信號，而音箱輸入的是電信號，輸出的則是聲波信號。所以音箱的失真度是指電聲信號轉換的失真。聲波的失真允許范圍是10%內，一般人耳對5%以內的失真基本不敏感。
聲場技朮基礎
1、聲像定位原理
人對可視物體具有立體感是因人有雙眼，當兩只眼睛看該物體時，會產生視角差。同樣，人耳能辨別來自不同方位的聲音，同樣也是靠聲源與雙耳之間形成的相同或不同的角度。由于角度的差距，使得聲音由聲源傳到左、右耳的時間產生微小的時間差，而人耳的生理特性對這種微小的時間差非常敏感，使人能夠產生准確的方向感。同時又由于角度的差距，使聲源到達左、右耳的距離產生微小的差距，人耳又可以通過聲音強弱的微小差距產生距離感，從而使聲像得到准確定位。
2、立體聲場的模擬產生
明白了聲像定位原理后，我們知道如果用一只音箱只能產生“點”聲源，而點聲源只能模擬聲音的強弱并使人產生距離感，而不能產生不同聲源在不同位置的位置感。如圖1所示，如果在房間a中有三個不同位置的聲源被一個話筒拾取后，其信號經放大器傳到房間b的音箱重放，這時房間b音箱前的人只能聽出房間a中有几個聲源和每個聲源距話筒的絕對直線距離，而聽不出這三個聲源的相對方位。而如果我們在房間a中擺上兩支話筒，這兩支話筒的信號分別通過兩台獨立的放大器傳到房間b中的兩只有一定距離擺放的音箱上。而當聆聽者坐在這兩只音箱正前方等腰三角形頂點上的位置時，就能准確判別房間a中三個聲源所處的不同位置（如圖2所示）。這一原理我們稱之為“立體聲原理”。人們利用這一原理，就可以在聲音錄制時用兩只話筒進行錄音，而在重放時，用兩路放大器和兩個音箱就可以實現立體聲重放。
3、環繞聲場的模擬產生
上面介紹了用兩只音箱模擬產生立體聲場的原理，但是請注意，這時兩路音箱所能重現的聲場只是我們前面的聲場，而對我們身邊兩側和身后的聲音就不能重現了。這時重現的聲音只是兩維平面聲場信息。根據“立體聲原理”的道理，如果我們在錄音時，再增加兩支左后、右后的拾音話筒，在重放時，再在我們的身后增加兩路左后和右后音箱，這樣我們不是就可以重放整個聲場中各個方位的信號了嗎？事實上就是如此，只不過人們根據實際需要進行了適當的修改、調整和編碼。如杜比（Dolby
Pro-logic）定向邏輯環繞聲就是在聽音環境中加了后置左右聲道音箱（為降低成本，合用一路放大器），這時就能明顯產生三維立體空間感。而高檔次的杜比AC-3（Dolby
Digital）、THX、dts環繞聲技朮均采用了六聲道技朮，即在上述的四聲道基礎上還增加了一中間聲道（以加強語言對白）和超低音聲道（以加強低頻效果），這時聲場的擬真程度就非常強了。多媒體中的A3D、EAX技朮也都支持后置的兩聲道。
4、虛擬環繞聲場的產生
以上第三點中，我們談到了真實環繞聲場的建立與產生，而虛擬環繞聲場顧名思義就是“虛擬”的。虛擬環繞聲的提出是基于以下考慮：一是真實環繞聲的實現設備比較復雜且成本較高，實現真實環繞聲的重放至少需要四路放大器和四路音箱。這就促使人們尋找一些廉價、簡單的模擬方法。二是從人的生理、心理聲學及電聲學中研究發現，如果我們在前面的兩只音箱中加入一些在實際環境中能聽到的反射聲，這樣也多少讓人能產生一定的三維空間感。按照這種思路做出來的產品其三維效果雖比不上真實三維模擬技朮，但卻把制造成本大大降低了，操作便用也簡單得多，有一定的實用價值。目前虛擬環繞聲技朮在多媒體音響中的應用較廣泛，并己有如下有代表性的技朮：SRS實驗室早期的SRS-3D和近期的Trusurrond、Microsoft公司的DS3D、QSound實驗室的Q3-D2.0、Spatializcr實驗室的N-2-2、Harma
Interactive的VMAX、Aureal公司的A3D和創新公司的EAX等。
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