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主题:听音室设计之二:建声前仿真分析

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听音室设计之二:建声前仿真分析  发帖心情 Post By:2010-1-21 10:54:22 [只看该作者]

我们在进行听音室设计前,必须对房间的原声音特性有一个清楚的认识,这样才能做到知已知彼,有针对性地进行设计。

    一个房间的声学特性如何,光靠使用公式是枯燥的,光凭几条建声原则是空洞,幸好我们可以利用专门的软件,将看不见的声学特性变成直观、形象的图形。本贴的重点不是 CARA 软件本身,而在于通过它的分析给我们提供的许多有价值的信息。

    下面我们就开始吧:

    首先,进行房间建模,长5.13米,宽3.34米,2.8米,音箱选 JBL K2 5500。墙壁材质选砖墙,天花板材质选混凝土,地面是实木地板。加上一扇门和两个窗。

[attach]161307[/attach]

    三维效果如下:
[attach]161308[/attach]

    此房间的模式如下,该图我们下面分析的时候要用着。
图片点击可在新窗口打开查看

    我们先进行声场情况(压力区)分析。CARA 在5Hz-40960Hz范围内分118个频率点,对房间内1000-3000个均匀分布的位置经过进行计算。经过长时间的运算后,显示一个3D视图,可以以动画形式连续播放。我这里选择部分频率的情况。

[attach]161309[/attach]

[attach]161310[/attach]

[attach]161311[/attach]

[attach]161312[/attach]

[attach]161313[/attach]

[attach]161314[/attach]

[attach]161315[/attach]

[attach]161316[/attach]

[attach]161317[/attach]

    图片的右侧有图例,颜色越接近红色,SPL 声压级越高,越接近黑色,声压级越低,类似于地理课上学的地形图。如何颜色对比越大,表明不均匀性越大,声场越不理想。对照着房间模式表中的数据,从上面 的图形可以看出,一开始是长度方向的驻波,强度非常高。接着是宽度方向的驻波加入,使得声场更为复杂。加上高度方向的驻波影响后,已看不出一个较为平滑的 区域。因此,要找一个各频段较为均匀的听音区变得很困难。
    图中两个蓝色圆点表示音箱位置,黄色圆点表示听音位置。
    要注意:驻波并不是低频才有,而是倍频关系。如最低频率是30HZ,就同时会有60、120、240HZ……一系列的驻波。不过30HZ的最强,影响最大,也是我们要重视的频率。

    同时,我们也得出一些结论:驻波是有规律可循的,驻波的峰和谷的位置随频率而改变,驻波的强度极高,驻波能量集中在墙角的结论不完全正确。

    为什么稍微改变音箱和听音位会对声音产生很大的变化,还是因为峰和谷的分布很不均匀引起的。

    好,我们继续进行仿真。让我们看下混响时间:
[attach]161318[/attach]

    图中绿色的两条线是理想状态的混响时间,是一个容差范围。结果,混响时间严重偏长,低频达2.5秒,中频和高频都在1秒以上。这种房间,根本无法用来听音乐,最好的器材也是白搭。

    我们再来看下房间的瞬态响应:
[attach]161319[/attach]

    很糟,余振不断啊,说明房间的阻尼特性不佳,低音拖泥带水,控制不住(当然中、高音的也好不了)。

   最后我们进行频率响应分析:

[attach]161320[/attach]

    需要说明一下,频率响应和听音位置密切相关,尤其是低音部分。图中蓝色为直达声,红色为总的声音频响曲线。图中直达声高频有一个深谷,这是扬声器模型的问 题,忽略。只有直达声才是音箱发出的我们需要的声音,我们只关心红线和蓝线的吻合程度。从频响可看出此房间声音肯定很差:低频高了10dB,中、高频的峰 谷都超过10dB。唉,这可是 JBL K2 啊!

    通过上面的分析,希望能对大家理解建声的重要性、对选择摆位的方法上有所启发和帮助。

    从上面这些图可以读出很多的信息,希望能有 DX 指点、交流。

    CARA 还有一个很有用的功能就是音箱摆位和听音位的优化,你给音箱和听音位划定允许变化的区域,软件会自动找到最佳的位置。对于不想过多进行声学处理的烧友来说,可以起到很好的参考作用。有了它,你不必拿着镜子和卷尺那么辛苦地进行位置调整了!
 

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  发帖心情 Post By:2010-1-23 17:18:01 [只看该作者]

可惜好多图没有贴出来。我又一向对软件不感兴趣。还是有请小喇叭把图补完整。


折腾声音,不让声音折腾。
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