贴近大众的CS——5.1

　　第五届国产音响大展上，CS-5.1系统和NXT平板音箱可说是最新露面的奇货。而CS-5.1又是中国人自己推出的一种多声道编解码系统。展览期间开发者威龙科技集团联同厦新、联声、湖山、中裕奥斯、奋达等等近十家硬件公司召开了一个“CS-5.1软硬件产品发布会”，来推介这一系统。据称日本建伍、美国狮龙也已将CS-5.1技术产品化，国外著名音响杂志和业内资深人士对此评价颇高。关于商业性的动态，笔者一直抱有不可不信和不可全信的态度，不想多谈，读者多可从市场和广告上了解到。本文将依据威龙集团技术白皮书的内容对CS-5.1的技术要点和由此可获得的性能上的长处作一通俗介绍。

　　CS-5.1是一种多声道模拟音频直接进行矩阵编解码的声音系统,属于5-2-5形式,解即从5个独立模拟声道编码成2个声迹，解码时就从这2个声迹还原出5个声道。所有声道全部为全频带(20Hz-20KHz),等功率处理。

　　模拟杜比是4-2-4制，所以后方环绕声道只是一路，不管用二只还是四只音箱都发出同一种声音。这样，后方的声象既没有立体感也没有动感，也不会产生飞行器成对角线穿行时的声音轨迹。其二，环绕声和中置声道只有100Hz到7KHz频响，高低音的延伸与主声道不同，音色就有差异。其三，每只环绕音箱只能送出前方主音箱的一半或四分之一功率，环境声的功率不强。CS-5.1则把模拟杜比中的这些缺陷都弥补上了。

　　相对于数字杜比和DTS系统，CS-5.1还原声音信号不经数字化，也不需压缩，能保持模拟信号自然流畅的特色。但解码分离出的5路声音没有AC-3 5.1和DTS的干净，总有其它声道的串音，对声象的正确定位有一定的影响。这些缺点不妨碍声象的动感和声场的包围感，而且CS-5.1开发的目的并不是要超越数字杜比和DTS，而是为了逼近它，兼容它和替代它，因为CS-5.1比数字多声道要经济得多和灵活得多。CS-5.1最大的长处在于其强大的兼容能力和可称为傻瓜型系统接入方式。

　　数字多声道系统要么从数字接口输出一根信号线的数字信号，由后续的影音功放解码出5路模拟信号，再分别放大后送去音箱，要么影源本身内置AC-3或DTS解码器，处理成5路模拟信号，由5根模拟信号线送去5路功放。输出线不是一根就是五根。但模拟杜比和普通立体声都是二根输出线，所以，一个系统要兼容模拟杜比和数字杜比时着实有些麻烦。中国国内的VCD可谓无孔不入，想玩DVD的主，都会有一大堆VCD和CD片。国，内市场上的DVD都是兼容VCD的。但机后的音频输出接口或功放输入接口却无法兼容，所以，要得到正宗的数字杜比和正宗的模拟杜比或立体声音乐，你必须不时插拔机后的好多音频线。对影音爱好者而言是增添了麻烦，而对家中妻儿老小来说几乎是不可能的。

　　如果为了方便，仅用下混合两路输出接后面功放，那么这里得到的只是4-2-4的模拟杜比信号，若只用5声道接口的前左、前右输出，则有可能连中置和环绕声道信息丢掉了。DVD和VCD共存时，要使各自声道格式正确无误也不容易。这时，CS-5.1的能耐就显出来了，CS-5.1可以把任何二路输入的信息，强制解码成不同的5个声道，而且能基本保持原软件的风格。（图一）是CS-5.1的解码框图，把二个声迹信号输出，解码出5路信息。整个解码系统比模拟杜比的定向逻辑解码复杂，它在基本矩阵解码（L=L_T，R=R_T，C=L_T+R_T，S=L_T-R_T）的基本上，加入了分频段定向控制电路。定向控制就是在五路的放大通道里加入一个压控放大器VCA，然后从L_T和R_T声迹中分三分频带检测出某一时刻信号较强的那一路。把这个控制信号较强的那一路。把这个控制信号去控制这一路的VCA，使其增益更大。这样，这个声道听起来特别响，听众的注意力就拉到这个方向上，提高声道间的分离度。

　　先看L_F和R_F通道，其中串入了两个由L_T和R_T的和差比较器产生的控制信号F和B控制的中央声道电路和VCA。当电平检测器设有检测到信号存在较大的中央声道（C）信息时，中央声道上的VCA增益下降10dB，保证前方左、右两个声道起主要作用，正确还原音乐中的立体声信息。模拟杜比系统在兼容立体声音乐时，由于中央声道的存在，使声场有向中心压缩的不良后果。还由于定向操作分别加强左右声道的原因，使声象飘忽不定。所以模拟杜比原则上不能兼容音乐立体声。而CS-5.1克服掉了中央声道的影响，就能较好地在皇帝位上还原宽阔的声场，而位于中心线两边的听众，又由于还有个硬中央声道的存在，立体声中原来定位在正中的声象，能较强地从中央音箱中传出，声象定位比双声道立体声坐偏后的效果要好。这样，CS-5.1解码能使双声道音乐立体声有多声道音乐立体声的表现。

　　当检测到强大而占优势的中央声道信息，而系统又没有接上中置音箱的话，定向控制会把中央声道信息平均分配到L_T，R_T通道的中央声道电路中去，以保证前方仍有完整的全声场信息，这对电影多声道软件极为有利，如果有中置音箱，VCA就恢复到原来的增益，硬中央声道能发挥前方三个声道的魅力——定位正确，优质听音区宽大。

　　后方环绕声道的控制更为复杂。对于CS-5.1编码的软件，它要恢复出原来的两路信息，对于其它两声迹输入的软件，又要“制造”出两路不同的信息。具体操作如下：

　　先将信号分成三个频段进行比较，判断出高频、中频和低频三个频段中左、右两路哪一路起主导作用。用此检测信号去控制两个环绕声道中各频段VCA的放大能力，确定声场向后左还是后右定向。L_T-R_T相减以后的输出是各种影音编码软件中的环绕声信息，现分成三个频段，同时供给进入S_R和S_L的六个VCA输入端。由于定向操作使两路环绕声输出不同声音，例如，高频带检测结果LH大于RH，即高频段左声道信息较强，那么LH控制电压使通向S_L的声音大于S_RV，即高频声象向后左移动。三个频段分别作用，把后方声象拉开到整个空间，产生差别和动感。对于CS-5.1编码软件则把埋在两个声迹中的S_L和S_R恢复了出来。

　　（图中）还可看到环绕声三个频段分别定向以后S_L和S_R输出还相差180度。这么做是进一步提高后方声场的扩散性，避免出现过于明晰的定位，使环绕和包围感更加亲切。

　　CS-5.1解码系统只需两路输入信息就可强制解码出5个声道。这样，VCD、LD、CD、LP、双声道录象机、立体声调频广播以及DVD下混合输出，甚至单声道广播（只要将二个输入口并接）都可以从同样的位置输入，不再存在信源输出和功放输入和配合问题。一次接好，任何人都可以用摇控器来选择不同的信源。还原后的声场表现能力分别如下：

　　1、对于CS-5.1编码的软件，可以获得与编码前几乎一样的五个声道信息，前后方都有立体感。频响和动态不输于数字杜比数字5声道，仅声道的分离度（表现为声象的确切位置）差一些。

　　2、兼容模拟杜比音源时，CS-5.1的表现优于定向逻辑解码器。在原定向逻辑解码的基础上，拉开了后方环绕声道的场面。后方更加丰富多彩，功率更大，频响更宽。

　　3、对于双声道音乐声源，系统多了一个灵活的硬中央声道和一对环绕声道。是现行各种多声道系统中比较而言，最接近音乐多声道要求的一种格式，能增宽皇帝席区域。而且CS-5.1没有加入任何人工延迟或人工音效，符合高保真音乐还原要求。

　　4、采用单声道信源时，前方三个声道同时出声，声场各点音量均衡，适合中、小型会场和舞厅扩音。

　　5、用DVD做输入时，不必选用内置AC-3解码器的DVD了。直接将两路输出接入CS-5.1解码器即可。因为，不管是数字杜比还是DTS，伴音的碟片，这一对输出口上都能送出重组或原来就存在于碟片上的模拟杜比声迹。影片中的人物对白和环境效果等声音一点不少，利用CS-5.1可强制解出5个声道，5个声道中，前方与原数字多声道基本一样，后方会与原来的两个声道有些差别。但若不与独立五声道一一对比，感觉起来也是像模像样的不同声道。

　　好了，用CS-5.1来组建家庭娱乐系统（娱乐指听影音、听音乐甚至玩游戏），只要影音源，CS-5.1解码器和分立5声道放大和音箱设备。AC-3解码器，不管内置外置，定向逻辑解码器，DTS解码器统统都不再需要。一套系统、一种接法统吃一切信源，该是最贴近中国大众的系统了吧。

　　也许你会奇怪，介绍一个编解码系统，不说自己编码解码的优点，却大谈如何解别人的编码是何用意。恐怕该是尊重现实的无奈了。

　　现在的电影伴音格式从模拟杜比晋升到了数字杜比、SDDS和DTS等。CS-5.1的编码只是介于这两者之间，而且即使你比两者都高，由于商业利益的考虑，好莱坞及其国际大电影公司也不会采用你的格式，给你交使用费。国内电影公司要把电影打出国门，也只是随大流用通用的格式，所以，CS-5.1编码的碟片，我是不看好，不过还是简单交代一下为全。

　　（图二）是CS-5.1声道的编码框图，框图表示的编码方程为：

L_T=1.0L+0.707C+J0.707S_L+J(0.707-0.50)S_R

R_T=1.0R+0.707C-J0.707S_R-J(0.707-0.50)S_L

　　它与模拟杜比编码方程就差在环绕声道上，其中（0.707-0.50)表示该信号需依据原二路环绕声各自强度不同而加不同的权值，为将来解码埋下提示信息。

　　CS-5.1编码的软件可以在CS-5.1解码器，模拟杜比定向逻辑解码器，模拟杜比矩阵解码器中解出多声道影音，也可以在立体声双声道中解出多声道影音，也可以在立体声双声道系统和单声道系统中兼容，性能与模拟本比软件基本相同，不再赘述。

　　CS-5.1强大的上、下全面兼容能力，也许会成为中国市场上的又一种“VCD”。但是，这只是也许，因为现在我们的介绍仍然是纸上谈兵。CS-5.1解码器的音响效果还有待于实践的考验，它的音效是否效果还有待于实践的考验，它的音效是否如理论上的这般优秀？是否能被广大的AV爱好者接受？都还是个未知数。也许，我们下次的介绍不再是“纸上谈兵”而是实实在在的试用报告，但这又是一个也许！（作者：金士元）

来源：资料由《家电大视野》杂志提供