一体化平板电视机声音系统设计的探讨
本人多年来一直从事电声系统设计工作，个人认为在一体化平板电视声音系统的设计上遇到了困局，在这里与大家主要探讨一下一体化平板电视的声音系统设计。 电视机从CRT显像管电视机发展到平板电视机的进程中，图像特性有了大的改进，但是就声音系统而言，随着外形及结构的变化，声特性的效果并不如人们所想象的那样是越来越佳，而我们的工业设计正在让消费者感到失望，消费者方面的话就更加不客气，直接说平板电视机里面的扬声器就是垃圾。有的多少知道细节的是说理解不了电视机的总设计师们，比如扬声器在成本上是很小的成分,为什么不能增加些投入做些好一点的扬声器呢?一些批评和评论在某种程度上是道理的，虽然垃圾说不够公平，然而我们需要理解消费者的想法，一些消费者未必了解的是这个行业内的难处，更不可能理解近年来出现的未必是符合声学原理的设计思路及追求。美国消费电子协会（CEA）统计大约1/4的平板电视机的用户为了获得好的或令自己满意的声音,将电视机中的声频电信号引至家庭影院,，声巴(soundbar)，外接扬声器或耳机，这次不深入讨论这些外接的功能及效果，将焦点集中于一体化电视机的声音系统的设计。 平板电视这十年来设计潮流就是机身要薄（薄是一切），那么就没有空间来让足够大的扬声器来提供够质量的声音，不管某些厂家怎么来引导，物理原理是逃避不了的，小扬声器的声音总归是有缺陷的；另外一点就是扬声器正面消失，设计特点就是使扬声器置于电视机机壳的下方，扬声器所辐射出的部分声音（部分中频及高频声波）不是直达到观众的耳朵，而是需要利用地板和墙壁的反射，以上两点带来的音效后果就是：1， 扬声器由于多次反射，效率低，没有足够的音量。2， 由于空间容积的限制，低音表现不足。3， 由于向下摆放，声波向下辐射，中高频指向性就会变得很差，高频衰减的比较厉害。4， 内置于后壳中，容易产生共鸣。5， 声音的还原度差。还有一种更让人更惊讶声波侧出式设计，其声音需要从扬声器单元和安装在单元上金属薄板之间的狭缝里辐射出来，在整机上就是从电视机机壳面板上的一条狭缝里辐射出声音，那样的单元的设计也许是挑战基本原理的又一个作品。在扬声器单元前加上盖板，相当于改变了直接辐射特性，那条狭缝不可避免地成为扬声器单元前的一个声负载，本人认为所测到的整机电声性能声压级一定低，总谐波失真大，主观听感体验声音强度低，声场定位不准，层次感及还原声音的效果差。
机身越来越薄及扬声器单元从面板上消失这两点对于声音系统来说是至关紧要，大多数消费者对于平板电视机的声音的音质是相当在乎的，而平板电视机制造商那一方面而言,外形及视频效果在第一位,然后是结构设计跟随外形设计，而声音设计再跟随结构设计，基本方案一旦确定，要满足声音设计的要求就非常困难了。而最大的问题就是音频至今对于一些TV制造厂家而言仍然不加重视！电视机制造商方面应该严肃考虑，为什么一些平板电视机的声音会那样地激起人们的不满.成本和利润目标，以及最重要的市场预期的目标，就不讨论了，让我们记住这些其实是电视机厂家在作有关设计时的重要的约束条件。
而联想此款S9智能电视speaker的容积空间还是比较大的，这样扬声器辐射面积就能设计的更大，提高了扬声器辐射效率及能播放更低的频率，ID通过流线设计整体感觉也并不是很厚，还是挺时尚的，看来前期设计的时候ID与声学设计还是做了相应的沟通；另外联想50S9比传统平板电视多增加了一颗独立高音单元，主要还是考虑到高频由于指向性衰减的问题，通过独立的高音单元进行弥补。联想S9整体听起来高低频层次感及整体的解晰度还是挺不错的，也突出了其立体声效果，看来在声学设计上和系统EQ调试还是下了些功夫。当然，如果speaker能朝前摆放声音效果就更不一般了。
下面就探讨一下声学设计的要点：**** Hidden Message ***** 总的来说,电路设计的要义是放大声频电信号,避免在语言和音乐信号的峰值时产生削波。放大器IC的功率选大些是有利的,但是放大器IC的功率过大会使成本有不必要的增加,如果电路的各级增益设置不当的话,音质效果不一定得到改进,还可能在可靠性试验中增加扬声器的损坏几率.那么,系统设计师还必须把电路的增益设置好,而且在必要时需要对语言和音乐信号作必要的动态控制.这样使得整个声频系统既有好的音质又有高的可靠性.按扬声器额定正弦功率来选用IC可以是一种选择。
8，音频电路中增益的设置
由于电路中不可避免地要设置前级放大器电路，需要在增益的设置上作到正确。音频电路中的增益的设置在创建一个好的系统上是极端重要的,如果增益设计不合适的话,就将产生一个糟糕的系统。系统的成本相对于合适的设定来讲,是第二位，成本高而设定不正确的特性要差于一个正确设定的廉价的系统.虽然当前平板电视机里已采用带DSP功能的功放IC模块,也可能有相当详细的使用指导，然而验证增益设定是不是正确,还是需要作最重要的调试。
9，信号处理及DSP芯片的应用
如低切、高切、频率均衡、动态压缩、压缩点控制、虚拟低音、环绕声功能等均可通过DSP芯片上的软件写入而得到。由于DSP芯片价格已低到可在电路上采用的程度，这些过去在专业声频设备上才能采用的已在消费性电子产品上广泛采用，在芯片供应商的技术支持的基础上，电路工程师还是要做足必要的调试。技术的发展总是在不断前进,例如,一种较新而且前景好的功能,叫做智能音量控制,它容许使用者选定声音的声压级,而不会因频道不同而使平均声级起伏过大.这个功能还可由算法提供”半夜模式”的设定来有效地减小低音的频率成分.DSP的作用不可忽视,然而它的优点的发挥确实需要有好的声学设计及基本电路设计为基础,声学系统上的缺点,比如,扬声器位置的不恰当等所带来的声辐射的问题以及扬声器单元本身的中频谷点就不是DSP技术能纠正的了.
10，系统工程方法
电路设计及声学设计乃至结构设计等,需要互相结合,最终是为了达到一个设计目标,而不仅仅是本阶段设计目标.本节关于电路技术中低频电信号的切除是系统工程方法运用的一个成功事例。
结语：
就本文所涉及的技术关键,本人曾参加过或从有关报告了解测试结果,本文没有列出有关的测试数据,本人认为那些资料有可能是属于有关公司的机密不适合单方面发表，本文的撰写是严肃和认真的。
另一方面,笔者深感平板电视机的声音系统的设计存在着一些问题,需要探讨.目前还不存在一个完整的设计软件包，可以把相关的结构，声学及电路的设计一体化地找到解决方案，然而在设计的各个阶段，一些设计软件已经由一些工程师所运用.也许本文会给有关电视机制造商方面带来启示?也许会促进他们作更加全面及细致的研究?
期望大家的指正和评论。
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