CN106535058A - 舞台现场扩音重现立体声的方法 - Google Patents

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Abstract

一种舞台立体声重现的方法（见摘要附图），在舞台左右角上分别安放一个无线电波收发器（3）和（4），舞台演出时使用一个可以测距的无线话筒（2），利用无线电测距技术，实时测量出（2）与（3）和（2）与（4）的距离，并计算出这两个距离的比值，这个比值经处理后变为左右声道调节分量，使得话筒（2）所扩出来的声音在左右声道的分量是随着这一距离比值的变化而变化的，在左右音箱(5)和(6)放出来的声音就有了双声道立体声的效果，使得舞台现场扩音也能实现立体声的重现，大大增强了演出现场的身临感，使节目欣赏更有品味。

Description

舞台现场扩音重现立体声的方法
技术领域
本发明涉及音响设备领域，尤其是舞台现场扩音时的立体声重现方面。
背景技术
自然界的声音是立体的，是可感知到声源所在的三维空间位置的。如果我们将自然声音录音后再重放，重放出来的声音从喇叭里放出来就不是立体的了，因为我们听到的声音没有了自然音源的方位感，只能感知到喇叭的位置，不能分辨出实际音源的方位了，就没有了立体感。要实现重放有立体声的效果，就现有的技术而言，最常见的就是双声道立体声播放方式了，两个声道的音箱分别置于听众的左前方和右前方，这种立体声人可以感觉到声源的左右空间感，是一种近似的立体声，但效果也相当不错。要再进一步的，有四声道立体声，就是在上述双声道的基础上再增加两个声道，叫后置音箱，这样我们就以可感觉到声源的左右前后（或者是远近）了，这种立体声更接近自然立体声了，也叫环绕立体声。如果声道做得越多立体效果就越好，但是又增加了设备的复杂性和成本，增加太多的声道是不现实的，目前人们普遍可接受的还是双声道立体声，为了能达到更佳的立体效果，多采用模似立体声的方法，就是利用现代技术，特别是数字技术将声音加以处理，模似出更好的立体声来。
立体声的效果好坏直接与录制节目有关，通常录制立体声音乐节目是要在录音棚里录制的，为的是不让外界杂音录入，影响录制质量，录制双声道立体声节目时要在舞台的左右位置各放一个话筒，对应于音响设备的左右声道，这样对于话筒来说左声道感知的是更强左边的声音，右声道感知的是更强右边的声音，虽然左右声道录制的是同台节目，但是左右话筒所拾得的音频信号是不一样的，就是因为这样的差别，所以在重放时我们的左右耳听到的声音也有所差别，因而有了立体感。如果是更多声道的立体声就要相对应更多声道的话筒来录制，这样立体效果就更好了。
舞台现场扩音是在敞开的环境下录制的，现场杂音多又大，就不能采用录音棚里的录制方式了（录音棚里是将话筒固定在左右边的），为了减少杂音也被录制，就要加大话筒的拾音量，以压制杂音，要加大话筒的拾音量就不能把话筒固定在一个地方，而是要跟着音源跑的，才能始终保证音源的最大拾音效果，并且话筒还要选择方向性强的，以免周围的杂音传入，这样就造成了话筒无法与相应的声道对应。现有技术对舞台现场扩音只能是一个音源对应一个话筒，把各自话筒所拾得的音频简单地叠加后送入立体声扩音设备再播出的，因此舞台现场扩音是还原不出立体声来的。
发明内容
为了使舞台现场扩音重现立体声, 本发明采用一种可以测距的话筒，使它即可拾音又可测量出话筒在舞台左右方向上的相对位置，并利用这个相对位置信息去调节左右声道的音量，使左右声道的音量能够对应于话筒在舞台左右方向上的相对位置，让在台下听音的人可以感知到音源在舞台上的左右方向上的方位感，即：可以感知到音源在左右方向上的移动，使之具有双声道立体声的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是（见附图1）：在舞台左右角上分别安放一个无线电波收发器（3）和（4），演出时使用一个可以测距的无线话筒（2），利用无线电测距技术，实时测量出（2）与（3）和（2）与（4）的距离，并计算出这两个距离的比值，这个比值经处理后变为左右声道调节分量，使得话筒（2）所扩出来的声音在左右声道的分量是随着这一距离比值的变化而变化的，即：如果话筒（2）离左边近，离右边远，就让左音箱（5）的声音大些，右音箱（6）的声音小些，话筒（2）越靠左，左音箱（5）就越响，右音箱（6）就越小；如果话筒（2）离右边近，离左边远，就让左音箱（5）的声音小些，右音箱（6）的声音大些，话筒（2）越靠右，右音箱（6）就越响，左音箱（5）就越小；当两边距离相等时，左右音箱音量平衡。
所述的无线话筒内安有一个无线测距模块，所述模块时时地交替发出一束带有无线电波收发器（3）或（4）地址的特定波长的电磁波，（3）或（4）收到这个电磁波后再反发回去，所述模块收到返回的电磁波后，就可以根据返回电磁波所延迟的相位差计算出话筒（2）与收发器（3）或（4）的距离。
所述的无线话筒把所测得的数据和所拾得的音频信号一起用无线传输方式发送给话筒接收机进行处理（见附图2），经信号接收、放大后分离出音频信号和测距数据，音频信号平均分给左右声道前置放大后，再受测距数据所形成的声道调节分量的控制，最后还原出双声道立体声音频输出，再送入后级功放与其它立体声音源混合放大播出。
本发明的有益效果是：使舞台的现场扩音也能实现立体声的重放，增强了演出现场的身临感，大大提高节目的欣赏品质；扩音音响设备可以与现有立体声音响设备兼容，只要将话筒改换即可，因而适用性强，性价比高，应用前景广阔。
附图说明
下面再通过说明书附图进一步地说明其工作原理。
附图1：是舞台设备布局图。标注1为舞台平面；标注2是在舞台上使用的、有测距功能的、无线话筒，该话筒除了有一般话筒的拾音功能外，还增加了一个无线电波测距模块，具有测距的功能；标注3和4是无线电波收发器，它是一个有自带电原的、移动方便的、有自已地址的无线电波收发器，它被放置在舞台的左右两测，用以接收话筒发出的测距电磁波，并能将该电磁波反发回去，话筒内的无线电波测距模块就会根据该测距电磁波的往返时间计算出两者之间的距离；标注5和6是一对音箱，该音箱接在双声道立体声功放上。
附图2：是立体声无线话筒接收机原理图。该接收机与测距话筒是配对使用的，话筒将所拾得的音频信号和所测量到的数据信号一同发送给接收机，接收机接到这两个信号后，首先是将其“接收放大”，然后进行“音频分离”，把测距数据和音频分离出来。测距数据送入“测距数据处理”器中处理使它变为“声道调节分量”；音频分两路分别送入“左声道前置放大器”和“右声道前置放大器”做进一步地放大，这时两个声道输出的是一个一模一样的音频信号，两个一样的音频信号经过“左右声道平衡”处理后输出的是受声道调节分量控制的双声道立体声了。“左右声道平衡”能够根据话筒在舞台左右的相对位置进行调节左右声道的音量，使左右声道产生一个量差，这个量差就控制着立体声的感知深度，量差越大立体感的深度越深，量差越小立体感的深度越浅，量差为零立体声消失。我们可以设置一个旋纽用以控制这个量差，调节立体感的深度，使立体声重现效果达到最佳状态。这个话筒接收机输出的双声道立体声音频信号是符合现有音响设备的输入输出标准的，它能够和现有的音响设备对接和兼容。
具体实施方式
本发明可在现有无线话筒技术的基础上进行改进，把无线测距模块安装在话筒里，将测距结果数据与话筒所拾得的音频信号一起调制后发送给立体声无线话筒接收机接收处理。立体声无线话筒接收机的原理如图2所示，它输出的双声道立体声音频要符合现有技术标准，以更和现有的任何功放相联接。
话筒内所安装的测距模块会实时发出无线测距电磁波，这个电磁波的波长是根据测距距离和测距精度来选定的（λ=v/f，λ为波长，v为光速约等于3*108米/秒，f频率），测距原理是用这个电磁波的波长去丈量话筒和无线电波收发器两者之间的距离的，这个波长相当于一把“尺子”，当电磁波在这个距离上来返一次时，电磁波的相位会发生延迟，延迟了多少波长就是多少波长距离（要减去设备处理和计算的延时时间），再除以2就是两者之间的距离了。例如：用一个10米波（即f= v /λ =3*108/10=30MHz）来做“尺子”，如果电磁波往返一次延迟了0.8个波长，设备处理和计算所需要的时间是0.2个波长，距离就是（0.8-0.2）/2=0.6个波长，即0.6(个)*10(米)=6米。事实上，设备处理和计算的延时时间是一个常数，不同的设计就会有不同的常数，我们要用实验方法测出这个常数，用以校正这个距离值。
在实际应用中，我们把两个无线电波收发器分别置于舞台前的左右角上，做为测距的标杆，话筒发出的测距电磁波让无线电波收发器接收再返馈，这个电磁波除了做为“尺子”的用途外还应带有无线电波收发器的地址信号，两个无线电波收发器各对应一个地址，测距模块会交替地发出带有这两个无线电波收发器地址的电磁波，无线电波收发器只接收属于自已地址的那个电磁波，当收到后立即反发回去，测距模块收到这个返回的电磁波就会与原发电磁波进行相位对比，根据两个电磁波的相位差就可计算出两者之间的距离了。根据无线话筒与两个无线电波收发器的个自距离就可以计算出无线话筒在舞台左右方向上的相对位置，用这个相对位置信息转化为左右声道调节分量控制两个声道的音频分量输出，使我们可以感觉到话筒扩出来的声音有立体声的效果。
双声道的重现如上所述，扩展为四声道也同理，或更多的声道，都应属本发明的范畴，都应受本专利的保护。

Claims (3)

1.一种舞台立体声重现的方法，其特征是：在舞台左右角上分别安放一个无线电波收发器（3）和（4），演出时使用一个可以测距的无线话筒（2），利用无线电测距技术，实时测量出（2）与（3）和（2）与（4）的距离，并计算出这两个距离的比值，这个比值经处理后变为左右声道调节分量，使得话筒（2）所扩出来的声音在左右声道的分量是随着这一距离比值的变化而变化的，即：如果话筒（2）离左边近，离右边远，就让左音箱（5）的声音大些，右音箱（6）的声音小些，话筒（2）越靠左，左音箱（5）就越响，右音箱（6）就越小；如果话筒（2）离右边近，离左边远，就让左音箱（5）的声音小些，右音箱（6）的声音大些，话筒（2）越靠右，右音箱（6）就越响，左音箱（5）就越小；当两边距离相等时，左右音箱音量平衡。
2.根据权利要求1所述的舞台立体声重现的方法，其特征是：所述的无线话筒内安有一个无线测距模块，所述模块时时地交替发出一束带有无线电波收发器（3）或（4）地址的特定波长的电磁波，（3）或（4）收到这个电磁波后再反发回去，所述模块收到返回的电磁波后，就可以根据返回电磁波所延迟的相位差计算出话筒（2）与收发器（3）或（4）的距离。
3.根据权利要求1所述的舞台立体声重现的方法，其特征是：所述的无线话筒把所测得的数据和所拾得的音频信号一起用无线传输方式发送给话筒接收机进行处理，经信号接收、放大后分离出音频信号和测距数据，音频信号平均分给左右声道前置放大后，再受测距数据所形成的声道调节分量的控制，最后还原出双声道立体声音频输出，再送入后级功放与其它立体声音源混合放大播出。
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