模擬環(huán)繞聲處理器電路是怎么進(jìn)行加法運(yùn)算的

用多聲道（例如5聲道）高保真音響設(shè)備，聆聽(tīng)具有空間環(huán)繞信息的音樂(lè)軟件，給人一種身臨其境的臨場(chǎng)感。但對(duì)廣大業(yè)余愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，模擬環(huán)繞聲技術(shù)更具誘惑力。這一方面是因?yàn)楝F(xiàn)有的音樂(lè)軟件（磁帶、CD、VCD碟片、調(diào)頻廣播等）大多數(shù)仍是普通雙聲道立體聲;另一方面也因?yàn)槎嗦暤栏弑Ｕ嬉繇懺O(shè)備價(jià)格昂貴，而現(xiàn)有雙聲道音響設(shè)備又不能棄之不用。因此，模擬環(huán)繞聲理論和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，典型的是依據(jù)HRTF理論建立的SRS技術(shù)及其芯片。

虛擬環(huán)繞聲技術(shù)是利用人類(lèi)頭部聲音傳遞函數(shù)HRTF的信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)對(duì)杜比定向邏輯或杜比數(shù)字AC一3的混合信號(hào)進(jìn)行解碼，把多聲道的信號(hào)用HRTF進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算把三維空間的聲音按照HRTF進(jìn)行處理，使進(jìn)入人耳的聲音符合人的雙耳效應(yīng)和耳廓效應(yīng)，相應(yīng)在人腦產(chǎn)生空間方向的聲像，因而虛擬環(huán)繞聲技術(shù)能用兩只音箱即可產(chǎn)生聲音定位準(zhǔn)確、逼真，極具現(xiàn)場(chǎng)效果的聲音，使聽(tīng)眾身臨其境般的感覺(jué)，更奇妙的是能感覺(jué)到身后產(chǎn)生的聲音！

模擬環(huán)繞聲處理器電路中，用運(yùn)算放大器組成了產(chǎn)生中置聲道的加法器和左、右聲道加法器，這兩個(gè)加法器分別從運(yùn)算放大器的同相輸入端和反相輸入端輸入相加的信號(hào)。它們是怎么進(jìn)行加法運(yùn)算的呢？

首先分析反相加法器電路（上圖）。這里有兩個(gè)輸入信號(hào)U1和U2，它們分別通過(guò)電阻Rl和R2接在運(yùn)算放大器的反相輸入端。大家知道，A點(diǎn)為“虛地”（UA→0），理想運(yùn)算放大器的輸入電阻為無(wú)窮大，所以if=i1+i2，根據(jù)歐姆定律又可以寫(xiě)成-Uo/Rf=U1/Rl+U2/R2。如果取Rf=Rl=R2，可以得到U0=-（Ui+U2），再經(jīng)過(guò)一個(gè)反相器，就成為U0=U1+U2，這就是說(shuō)輸出信號(hào)U0是兩個(gè)輸入信號(hào)U1、U2之和，實(shí)現(xiàn)了加法運(yùn)算。實(shí)際上加法器輸入電壓的個(gè)數(shù)可以擴(kuò)展到任意個(gè)，這時(shí)U0=U1+U2+……+Un。同相加法器（下圖）的原理也是一樣的。

減法器的電路（下圖）也很簡(jiǎn)單。

為了簡(jiǎn)化電路的分析，我們先取Rl=Rf=R2=Rp，然后再分別算出UA和UR，再求U1-U2等于什么，這就好推導(dǎo)了吧？

推導(dǎo)過(guò)程：因?yàn)镮-=I+=0，所以iI=if，也就是（U1-UA）/R1=（UA-U0）/Rf，得到UA=1/2（U1+U0）；根據(jù)電阻分壓原理UB=RP/（R2+Rp）U2，得到UB=U2/2。由于A點(diǎn)為虛地點(diǎn)，UA=UR，分別代入U(xiǎn)A和UB的值U2/2=1/2（Ul+U0），可以解出U0=U2-U1。這就是說(shuō)，輸出信號(hào)U0是輸入信號(hào)U2與U的差值，U1是減數(shù)，U2是被減數(shù)，實(shí)現(xiàn)了減法運(yùn)算。電壓跟隨器的特點(diǎn)就是輸出電壓U0與輸入電壓Ui大小相等、相位相同，也就是閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Af=1。

計(jì)算同相輸入負(fù)反饋放大器（上圖）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的公式為Af=Rf/R1+1，只要讓颶/Rl=0，就可以得到Af=1。一種辦法是使Rl=∞，就是斷開(kāi)R（下圖）；

另一種辦法是使Rl=∞、Rf=0，就是斷開(kāi)R1并把Rf短路（下圖）。模擬環(huán)繞聲處理器所用的緩沖器就是后一種電路。