印度市場(chǎng)平板電視電聲設(shè)計(jì)探討

摘 要：平板電視快速向高清、超薄、節(jié)能、智能發(fā)展，如何使其音質(zhì)與畫(huà)質(zhì)一樣不斷提升是平板電視制造廠(chǎng)商和TV揚(yáng)聲器制造廠(chǎng)商共同努力的目標(biāo)。不同的市場(chǎng)客戶(hù)有著不同的需求和喜好，本文對(duì)印度市場(chǎng)客戶(hù)平板電視聲音的需求進(jìn)行分析和探討，闡述聲學(xué)設(shè)計(jì)、伴音通道AVC、DRC和Power limit的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：平板電視；印度市場(chǎng)；電聲；音質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN949.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 22-0000-02

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，平板電視以其不斷提升的畫(huà)質(zhì)效果、時(shí)尚輕巧的外形迅速替代彩色顯像管（CRT）電視。近年來(lái)，更趨超薄、環(huán)保、節(jié)能、智能，側(cè)入式背光E-LED和直下式背光D-LED電視成為消費(fèi)市場(chǎng)主流，平板電視與CRT電視對(duì)比在體積、重量、接口類(lèi)型、清晰度等方面優(yōu)勢(shì)明顯，實(shí)現(xiàn)了華麗變身，帶給消費(fèi)者視覺(jué)上日趨完美的享受，但是平板電視的普遍聲音性能卻未能同步提高，甚至相比CRT電視還有所下滑，某些平板電視產(chǎn)品在錯(cuò)誤的電聲設(shè)計(jì)的道路上越走越遠(yuǎn)。不同的市場(chǎng)客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品有著不同的側(cè)重點(diǎn)和需求，印度客戶(hù)對(duì)聲音的要求與其它市場(chǎng)有著明顯的不同，無(wú)論是音響、手機(jī)還是平板電視，印度客戶(hù)的第一要求是聲音要盡可能的大，這與印度市場(chǎng)消費(fèi)者“能歌善舞”的音樂(lè)愛(ài)好有極大關(guān)系。平板電視聲音通道的實(shí)現(xiàn)基于三個(gè)方面：揚(yáng)聲器、安裝結(jié)構(gòu)、音頻放大電路。

平板電視聲性能降低的主要原因與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改變密不可分。平板電視在外形結(jié)構(gòu)上超薄化、窄邊框化甚至無(wú)邊框的設(shè)計(jì)越來(lái)越廣泛，從外形美觀(guān)的角度這是無(wú)可厚非的，但這使得平板電視揚(yáng)聲器的外形結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生極大變化，CRT電視體積大、顯像管的椎體大，揚(yáng)聲器的安裝空間基本不受限制，揚(yáng)聲器振膜輻射面積較大的圓形、橢圓形揚(yáng)聲器較為常見(jiàn)，而平板電視越來(lái)越薄，體積越來(lái)越小，只能選用輻射面越來(lái)越窄的長(zhǎng)條形揚(yáng)聲器取代，而多數(shù)條形揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)、特性靈敏度、總諧波失真等性能參數(shù)與圓形揚(yáng)聲器相比劣化明顯；同時(shí)揚(yáng)聲器輻射聲波下出式的安裝結(jié)構(gòu)被普遍采用，高頻段聲波的波長(zhǎng)較短，表現(xiàn)出強(qiáng)指向性，彩電的聲頻響曲線(xiàn)在中高頻段衰減嚴(yán)重；低頻段方面，許多電視OEM工廠(chǎng)選擇公模機(jī)殼以降低成本，在選用成本較低的揚(yáng)聲器單元時(shí)往往忽略機(jī)殼透聲孔與散熱孔的聲學(xué)結(jié)構(gòu)處理，彩電的聲頻響曲線(xiàn)在低頻段受到聲波干涉影響而衰減嚴(yán)重。不合理的聲通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成平板彩電的聲頻響曲線(xiàn)呈現(xiàn)出“高不成、低不就”的尷尬局面。

平板電視普遍采用的揚(yáng)聲器輻射聲波下出式安裝結(jié)構(gòu)，使得聲波輻射方向與電視聲像中心產(chǎn)生較大角度的偏移，位于電視屏幕中心參考軸方向接收的聲波受聲波輻射特性的影響較為嚴(yán)重，平板電視聲音通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要結(jié)合聲波和聲波的輻射特性來(lái)進(jìn)行。基于聲波的干涉和疊加原理，當(dāng)聲場(chǎng)中某位置同時(shí)接收到兩個(gè)聲源傳來(lái)的聲波時(shí)，兩列聲波合成聲場(chǎng)的聲壓等于每列聲波的聲壓之和。當(dāng)兩列聲波的頻率相同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，疊加后聲場(chǎng)的情況取決與該兩列聲波的相位關(guān)系。當(dāng)兩列聲波的相位差φ = 0 時(shí)，合成聲壓振幅是單獨(dú)一列波的振幅的兩倍；當(dāng)兩列聲波的相位相差π（φ =180°）時(shí)，說(shuō)明兩列聲波反相振動(dòng)，聲壓疊加后為零。偶極聲源是由兩個(gè)相距很近（與波長(zhǎng)相比）并以相同的振幅和相反的相位振動(dòng)著的小脈動(dòng)球組成的聲源。沒(méi)有放置在障板或箱體中的揚(yáng)聲器，其紙盆振動(dòng)時(shí)，紙盆一面壓縮媒質(zhì)使媒質(zhì)產(chǎn)生稠密，而另一面就產(chǎn)生稀疏，紙盆正反兩面振動(dòng)幅度相同而相位相反，等同于一個(gè)偶極聲源，因而無(wú)障板的揚(yáng)聲器低頻輻射特性較差。平板電視采用揚(yáng)聲器下出式安裝結(jié)構(gòu)，使得振盆輻射聲波向屏幕下方傳遞，與位于顯示器屏幕中心的視像位置成90度夾角，因受高頻聲波指向性尖銳的影響，在位于屏幕中心參考軸上測(cè)量的聲頻響曲線(xiàn)，中高頻衰減嚴(yán)重。

對(duì)于窄邊框平板電視，受外形結(jié)構(gòu)的限制，左右聲道的揚(yáng)聲器（或揚(yáng)聲器音箱）常采用圖1所示的方式安裝于電視機(jī)前殼或后殼的下方，盆面向下，聲波輻射方向與屏幕中心參考軸成90度夾角。

圖1-A所示安裝形式，多見(jiàn)于采用公模機(jī)殼，機(jī)殼透聲孔面積較大，揚(yáng)聲器固定于整機(jī)前殼或后殼下方，為避免振動(dòng)傳導(dǎo)，揚(yáng)聲器振盆與機(jī)殼透聲孔之間留有5～8mm空隙。此種形式，揚(yáng)聲器相當(dāng)于一偶極聲源，振盆背面的反相聲波干涉嚴(yán)重，使得位于電視屏幕正前方參考軸參考點(diǎn)位置接收的聲波信號(hào)在低頻段嚴(yán)重衰減，也就是通俗上所說(shuō)的聲短路。

圖1-B所示安裝形式為機(jī)殼采用專(zhuān)有模具，揚(yáng)聲器固定于整機(jī)前殼或后殼下方，機(jī)殼透聲孔與振盆輻射面的形狀相一致，揚(yáng)聲器緊密貼合安裝。此種形式，低頻干涉得到改善，但由于機(jī)殼結(jié)構(gòu)上的不對(duì)稱(chēng)以及電源等散熱孔距離揚(yáng)聲器較近，揚(yáng)聲器背面頻率較低的反相聲波，仍然存有一定的影響。

圖1

揚(yáng)聲器音箱可以將揚(yáng)聲器背面輻射的反相聲波進(jìn)行有效隔絕，避免低頻時(shí)對(duì)正面聲波的干涉影響，達(dá)到改善聲波低頻特性的目的。因此采用微型揚(yáng)聲器音箱替代揚(yáng)聲器單元，首先可以有效改善平板電視的低頻重放；同時(shí)音箱采用懸浮安裝形式，避免了緊密貼合機(jī)殼透聲孔安裝而導(dǎo)致的嚴(yán)重機(jī)振。顯然對(duì)于有大音量和好音質(zhì)效果的印度客戶(hù)而言這種采用音箱的設(shè)計(jì)要優(yōu)于以上其它兩種安裝形式，常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 揚(yáng)聲器音箱懸浮安裝于電視機(jī)前殼或后殼下方

揚(yáng)聲器或音箱的磁路設(shè)計(jì)上需要注意印度用戶(hù)的使用需求，一般印度用戶(hù)有把平板電視音量置于最大狀態(tài)的使用習(xí)慣，音箱長(zhǎng)期處于較大功率負(fù)荷狀態(tài)，如果磁路選用一般的非H等級(jí)釹鐵硼，則溫度超過(guò)80度時(shí)容易出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，導(dǎo)致靈敏度急劇下降并損壞，因此設(shè)計(jì)上應(yīng)選用高耐溫的H等級(jí)釹鐵硼磁路或鐵氧體磁路。

音頻放大電路包含前級(jí)放大器和功放輸出級(jí)，當(dāng)前的音頻電路新技術(shù)層出不窮，前級(jí)的DSP音效處理電路已得到廣泛應(yīng)用，DSP音效處理猶如食品烹飪中的味精，合理應(yīng)用可以提高音質(zhì)的表現(xiàn)水平，但是DSP音效處理電路只能做為一種提升手段，如果揚(yáng)聲器或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)極不合理，想依靠DSP音效處理電路來(lái)改變結(jié)果則是異想天開(kāi)、本末倒置。在電聲設(shè)計(jì)上“有DSP不用是傻瓜，完全依賴(lài)DSP是笨蛋”是很貼切的。輸出級(jí)方面，D類(lèi)功放具有效率高、無(wú)需外加散熱器等優(yōu)點(diǎn)，綜合成本與常規(guī)的AB類(lèi)功放相比更具優(yōu)勢(shì)。如果選用AB類(lèi)的功放IC，輸出功率越大對(duì)應(yīng)的散熱片表面積要求越大，在空間狹小的平板電視中顯然是不合適的。功放電路主要有OTL、OCL和BTL三種形式，OTL電路形式需要有輸出電容，高紋波電流的電解電容體積大、價(jià)格高，并且低頻響應(yīng)較差，一般僅用于小尺寸的顯示器功放電路；OCL電路形式不需要輸出電容，低頻響應(yīng)好，但一般需要正、負(fù)雙路電源供電，并且需要中點(diǎn)電壓監(jiān)控保護(hù)電路，不適合平板電視的應(yīng)用；BTL電路形式即橋式輸出，在相同供電電壓的前提下可以獲得OTL功放2～4倍的輸出功率，低頻響應(yīng)好，因此D類(lèi)BTL形式是印度市場(chǎng)平板電視機(jī)型的功放的最理想選擇。合理的功率裕度是減小諧波失真、驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器良好發(fā)聲的基礎(chǔ)。

由于印度客戶(hù)對(duì)大音量的追求，印度DVD、MP3、MP4等節(jié)目源的輸出幅度也遠(yuǎn)大于其它國(guó)家和地區(qū)，人為刻意提高信號(hào)幅度的情況極為常見(jiàn)，因此在音頻放大電路上設(shè)置自動(dòng)音量和功率控制（限制）非常有必要，合理的自動(dòng)音量控制功能既能保護(hù)功放和音箱（揚(yáng)聲器）的安全，又能減少削頂導(dǎo)致的諧波失真及可聞性破音。常見(jiàn)的自動(dòng)控制（限制）形式有Power limit、AVC和DRC，Power limit最為容易實(shí)現(xiàn)，即限制功放輸出峰值的形式，超出限制的閥值則進(jìn)入削頂狀態(tài)，但有效值仍然會(huì)隨輸入信號(hào)增大而增大，極限時(shí)輸出接近于方波，由于當(dāng)削頂產(chǎn)生的諧波失真大于10%時(shí)大多數(shù)使用者會(huì)感受到明顯的破音，可能會(huì)因此減小音量的設(shè)置來(lái)降低輸出功率和失真，因此Power limit這種形式常見(jiàn)于內(nèi)銷(xiāo)機(jī)型，但對(duì)于有將音量長(zhǎng)期置于最大狀態(tài)的印度市場(chǎng)客戶(hù)而言是不理想的。AVC是Auto Volume Control縮寫(xiě)，即自動(dòng)音量控制，最早是用來(lái)適應(yīng)不同電視臺(tái)間調(diào)制度不同導(dǎo)致?lián)Q臺(tái)時(shí)音量差異太大而設(shè)計(jì)的，由于其一般在音量控制級(jí)的前端，起控點(diǎn)需要設(shè)置在降低位置，并且觸發(fā)時(shí)間長(zhǎng)釋放時(shí)間短，因此AVC方式對(duì)于較小音量狀態(tài)的使用者而言存在負(fù)面的作用，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍變小，同時(shí)有聲音忽大忽小的弊端。DRC是Dynamic Range Control的縮寫(xiě)，即動(dòng)態(tài)范圍控制，其一般在音量控制級(jí)之后，因此在小音量、小輸入信號(hào)下不會(huì)起控，而超越輸出功率的限制值時(shí)又可進(jìn)行有效的限制，起控時(shí)間和釋放時(shí)間可以靈活的設(shè)置，可以在各種不同輸入幅度的信號(hào)下進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)態(tài)控制，確保輸出信號(hào)不出現(xiàn)削頂，總諧波失真控制在1%以下，針對(duì)印度市場(chǎng)平板電視我們可以將起控時(shí)間設(shè)置為盡可能地短，而釋放時(shí)間可以設(shè)置到較長(zhǎng)的水平，這樣可以避免聲音忽大忽小的問(wèn)題，而功放輸出功率、揚(yáng)聲器負(fù)荷及電源電路的功率都控制在理想水平，因此RDC電路形式是最適合印度市場(chǎng)的。

以上通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)安裝、揚(yáng)聲器和功放DRC形式分析和探討了印度市場(chǎng)平板電視電聲設(shè)計(jì)上的重點(diǎn)，目的在于針對(duì)不同的客戶(hù)市場(chǎng)特點(diǎn)和需求進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品有更好的競(jìng)爭(zhēng)力。

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