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假若我硬要用某种措施来降低某个强烈的驻波,是不是可以成功?如果您想不计代价去做,当然有许多前人研究出来的方法。例如假若要吸收102Hz,就要利用 公式计算,用什么吸音材料、怎么安置法,用量多少去吸收它。在录音室中,多少都会有这种吸收中低频与低频的设施。或者,您也可以设计一个很大的二次余数扩 散器,专门扩散较低的频段。不过,还是那句老话,吸收的量不仅无法精确的控制,还会对邻近频段做负面的影响。
在此我要再度强调:对付驻波最有效的方式就是建造一个比例恰当的音响空间。假若没有机会建造,最省事、最聪明的方法就是以“喇叭摆位”与“变换聆听位置” 来避开它。许多人很“铁齿”,偏偏不信邪,就是想要与驻波正面交锋。老实说,我已经“铁齿”过了,我的经验就是老人言。如果您不听老人言,吃亏就会在眼 前。
十三、音响空间要考虑残响时间问题吗
什么是残响?“残响”英文是Reverberation,中文也有称混响或余响者。表面上看,残响好象与回音、堂音是相同的东西,实则不然。回音是指当一
个声音发出后,我们可以在稍后听到另一个相同的声音,就好象声音跑出去后又回来了,所以叫回音。堂音(Ambience)指的是在音乐厅中音乐的包围气
氛,它是由声音发出之后的第一次反射音以及稍后的反射音组成。藉由第一次反射音传回耳朵的时间,我们可以概略的判断该空间的大小。
残响有严格的定义
至于残响,顾名思义,它当然也是声音发出之后残留在空间中的响应。不过,它还附带了一个严格的规定,那就是:当一个声源发出声音之后,声音强度降低到只有 最初的负60dB强度时的时间,我们就称它为为残响时间。注意到没有,关键的数字就是“负60dB的强度”。这也就是一般人所称的RT-60。
到底残响时间对于听音乐有什么重要性呢?虽然它不能代表声音表现的一切,但是它对于声音的“质”具有很大的影响力。例如声音听起来温暖与否、饱满与否、清 晰与否;或者是比较明亮的、华丽的等等。在现代的音乐厅设计中,残响时间通常都订在2秒左右。而歌剧院的残响时间就需要比较短,大约1.5秒左右。不过, 即使同样的残响时间,每个音乐厅所展现出来的声音特质还是不会一样。这也显示残响时间无法说明所有的声音特质。
说到这里,我想您必定明白,即使在自己的音响空间中,适当的残响时间是很重要的。当然,由于我们的音响空间很小,所以不需要像音乐厅那么长的残响时间。到 底我们要多少残响时间呢?一般家庭音响空间的残响时间视空间大小而有不同,通常可以定为0.2-0.5秒之间。残响时间越长,声音越华丽;残响时间越短, 声音越厚实。
残响时间很难精确计算。既然我们知道要多少残响时间,但是我们要如何来控制、得到 自己所需的残响时间呢?理论上,残响时间可藉由公式来计算。最早的残响计算公式由Sabine推出,后来Eyring又在Sabine的基础上做修正。基 本上这些公式都要先知道室内物体表面材料的表面积、吸音系数、室内总吸音量、室内容积等,然后带入公式计算。问题是,在很多因素的影响下(声源的指向性、 扩散性、材料吸音系数的误差等),经过计算得来的残响时间往往无法精确。所以,我辈音响迷即使知道怎么计算,也没有多大用处。
既然残响时间那么重要,我们却又无法掌握,到底我们要怎么办呢?我想,最终只能靠我们自己的耳朵来调配室内各种反射、吸收与扩散材料。在此我有几个原则提 供读者们参考:如果在音响空间内讲话略感吃力,就是吸音过多;声音略干,就是残响时间不够长;听起来有鼻音,就是中频段有音染。如果拍手声音清脆,就是残 响略长;掌肉声丰厚,就是声音饱满。
十四、隔音很重要,但是又无奈
居住在公寓里,音响迷最怕的就是吵人与被吵。因此,大部份音响迷在听音乐时,都会把门窗紧闭,以免自误误人。除了吵人与被吵之外,隔音对于听音响还有实质 上的意义,那就是因为噪音降低之后,相对的动态范围就增加了。例如原来未做隔音前,室内噪音大约有60dB,做过隔音处理之后,噪音值可能会降低到 50dB。如此,您就增加了10dB的动态范围。
公寓隔音到底要怎么做?通常,窗户会是最大的噪音孔道,最简单的方法就是换个双层铝窗或更好的气密窗。它所费不多,但是效果很好,是投资报酬率最高的作法。
再来,音响空间的门要做隔音吗?我可以告诉您,如果要替门做隔音,那可要花很多钱,算起来非常不划算。何况,被吵的是自己家人,他们会原谅您的。但是,如 果您的音响空间是客厅,这时可就要替门做一些隔音装置了,否则对面邻居难免要抱怨。通常,客厅的门不论是木门或铁门,几乎都没有隔音效果(包括号称可以隔 音的昂贵铁门),邻居在走廊的谈话隔着门听得清清楚楚。比较有效的隔音方式是在里面再作一层隔音比较好的门框与门板,但是这样在实际使用时会非常不便。所 以,如果您真要解决客厅门的隔音问题,唯一的方法就是请专业人士,将整个门框连门板都换掉,取而代之的是真正的隔音作法。我估计这样做下来至少也要十万台 币。
花这么多钱就能够保证将音乐阻隔在自己家里吗?不!您的音乐还是会透过墙面、地板与天花板的振动而传到邻居家里,尤其是低频更难阻隔。这么说来,真的无法 做隔音吗?您不可能为了听音乐而把自己的音响空间做得像录音室吧?录音室的隔音作法等于就是在房间中再建一个悬浮的房间,它所耗去的空间与金钱绝对不是您 愿意付出的。
所幸,我在前面已经说过,您可以在音响空间中加钉一层石膏板,石膏板与水泥墙之间的空气层会阻隔一些声波的传递。再加上双层窗或气密窗,这样您已经可以向邻居交代了。
请记住一个原则:双层中间夹空气层的结构永远比单层的结构对隔音来得更有效。不过要注意的是双层板之间不能有太多角材相连,否则声波的振动还是会透过角材从一面传递到另一面。
十五、即使有完美的空间,也要找对器材搭配
很多人以为,只要将音响空间理想的布置好,就可以随便选用音响器材。其实,这是错误的。无论您怎么布置,每个音响空间难免都会有自己的声音特质。这些声音 特质还需要找到适合的喇叭,才能发挥红花绿叶之效。我们只能说,如果将音响空间尽量理想的布置好,我们的搭配范围会宽广得多。反之,如果音响空间布置得不 理想,一定会产生严重的偏颇。此时,我们只能找到少数的器材来适应这样偏颇的空间。
再者,每个人的音响 空间大小都不同。不同的空间大小也要搭配不同尺寸的喇叭。通常,小空间配大喇叭、或大空间用小喇叭都会增加困扰。如何替您的音响空间找到最适合的喇叭尺 寸?我认为非得有丰富的经验无法成事。请记住,喇叭过小,您将会过度的驱动喇叭,引起喇叭严重的失真而不知。喇叭过大,您也将会为了如何消化过多的声音能 量而伤透脑筋。
从来没有自己动手微调过音响的音响迷,充其量只是个纸上谈兵的将军;从来没有自己动手打造过音响空间的音响迷,也仅是计算机族中的苹果族,充其量只知其然 而不知其所以然。音响之所以迷人,不仅是让我们享受到美好的音乐而已。更重要的,是让音响迷得到不断超越的那份成就感。您想超越自我吗?请先从“新音响空 间十五守则”超越起吧!
自扬声器发明以来,人们一直在为它的频率范围向两端延伸而努力,高频上端现在应用小口径轻质振膜等手段而得到了较好的解决,但低频下端的重放仍需借助于笨 重的箱腔。在低频端重放声的声压级与扬声器振膜所能推动的空气量有关,体积流速度是振膜辐射速度与面积的乘积,所以较小的振膜如有较长的运动距离———— 冲程,同样可得到大锥盆一样的低频声压级,发出深沉有力的低音。为获得最佳低音性能,对低频扬声器需要借助一个箱体才能正常工作。音箱的外型五花八门,常 见的大多是长方形,对箱体结构主要有闭箱、反射箱、传输线、无源辐射器、耦合腔和号筒等几类。
密闭式音箱(Closed Enclosure)是结构最简单的扬声器系统,1923年Frederick提出,由扬声器单元装在一个全密封箱体内构成,它能将扬声器的前向辐射声波 和后向辐射声波完全隔离,但由于密闭式箱体的存在,增加了扬声器运动质量产生共振的刚性,使扬声器的最低共振频率上升。密闭式音箱的声色有些深沉,但低音 分析力好,使用普通硬折环扬声器时,为了得到满意的低音重放,需要采用容积大的大型箱体,新式的密闭音箱大多选用 和 值适当的高顺性扬声器,利用封闭在箱体中的压缩空气质量的弹性作用,尽管扬声器装在较小的箱体中,锥盆后面的气垫会对锥盆施加反驱动力,所以这种小型密闭 音箱也称气垫式音箱。
低音反射式音箱(Bass-Reflex Enclosure)也称倒相式音箱(Acoustical Phase Inverter),1930年Thuras发明,在它的负载中有一个出声口开孔在箱体一个面板上,开孔位置和形状有多种,但大多数在孔内还装有声导管。 箱体的内容积和声导管孔的关系,根据亥姆霍兹共振原理,在某特定频率产生共振,称反共振频率。扬声器后向辐射的声波经导管倒相后,由出声口辐射到前方,与 扬声器前向辐射声波进行同相叠加,它能提供比密闭式音箱更宽的带宽,具有更高的灵敏度,较小的失真,理想状态下,低频重放频率的下限可比扬声器共振频率低 20%之多。这种音箱用较小箱体就能重放出丰富的低音,是目前应用最为广泛的类型。
声阻式音箱(Acoustic resistance Enclosure)实质上是一种倒相式音箱的变形,它以吸声材料或结构填充在出声口导管内,作为半密闭箱控制倒相作用,使之缓冲,以降低反共振频率来展宽低音重放频段。
传输线式音箱(Labyrinth Enclosure)是以古典电气理论的传输线命名的,在扬声器背后设有用吸声性壁板做成的声导管,其长度是所需提升低频声音波长的四分之一或八分之一。 理论上它衰减由锥盆后面来的声波,防止其反射到开口端而影响低音扬声器的声辐射。但实际上传输线式音箱具有轻度阻尼和调谐作用,增加了扬声器在共振频率附 近或以下的声输出,并在增强低音输出的同时减小冲程量。通常这种音箱的声导管大多折叠呈迷宫状,所以也称迷宫式或曲径式。
无源辐射式音箱 (Drone Cone Enclosure)是低音反射式音箱的分支,又称空纸盆式音箱。是1954年美国Olson及Preston发表,它的开孔出声口由一个没有磁路和音圈 的空纸盆(无源锥盆)取代,无源锥盆振动产生的辐射声与扬声器前向辐射声处于同相工作状态,利用箱体内空气和无源锥盆支撑元件共同构成的复合声顺和无源锥 盆质量形成谐振,增强低音。这种音箱的主要优点是避免了反射出声孔产生的不稳定的声音,即使容积不大也能获得良好声辐射效果,所以灵敏度高,可有效减小扬 声器工作幅度,驻波影响小,声音清晰透明。
耦合腔式音箱是介于密闭式和低音反射式间的一种箱体结构,1953年美国Henry Lang发表,它的输出由锥盆一边所驱动的出声孔输出,锥盆另一边则与一闭箱耦合。这种音箱的优点为低频时扬声器所推动的空气量大大增加,由于耦合腔是个 调谐系统,在锥盆运动受限制时,出声口输出不超过单独锥盆的声输出,展阔了低频重放范围,所以失真减小,承受功率增大。1969年日本Lo-D的河岛幸彦 发表的A·S·W(Acoustic Super Woofer)音箱就是一种耦合腔式音箱,适于用小口径长冲程扬声器不失真重放低音。
号筒式音箱(Horn type Enclosure)对家用型来讲,多采用折叠号筒(Folded Horn)形式,它的号筒喇叭口在口部与较大空气负载耦合,驱动端直径很小,这种音箱的背面是全密封,箱腔内的压力都多至扬声器锥盆的背面上。为保锥盆前 后压力保持平衡,倒相号筒装置于扬声器前面。折叠号筒音箱是倒相式音箱的派生,其音响效果优于密闭式音
关于房间的A、B、C
(A) 由于房间具有较大的内容积和比较大的对称性,没经过处理的房间很容易产生频响缺陷,而这种缺陷在低频端表现得比较明显。由于低频段的波长较长,而房间的某些边长又与低频的波长相接近,故容易产生不易控制的低频谐振。
如果你的听音室比较接近正方形,且房间的高度又比较高,这时房间容易产生单频率的谐振。
如果你的听音室的长和宽是成整数比例的长方形,在这样的房间里容易产生双频率的谐振。
如果你的听音室长和宽既是整数比例的长方形,房间的高度又较低,则在重播音乐时,声音在传输的过程中,容易与天花板和地面发生多次的碰撞而产生驻波。近代的居室尽管面积很大,但高度却很小,非常容易产生驻波,所以,作为听音室的房间以高一些的为好。
(B) 房间的声反射程度
由于房间墙壁的材质不同、光洁度不同,因此不同的房间,对声音的反射能力不同。例如居室内采用豪华的大理石墙面,声音就会在平行的墙面上产生多次的反射,造成直达声与反射声的比例失调,干扰了直达声的正常传输,使重播的声音含混不清。
(C) 异形房间与弧形房间
异形房间是指剧场等非正四边形的房间。这种多边形的、具有扩散形状的房屋结构,对声音传输很有利,但反过来是绝对不行的。也有一些专为观景而设计的异形房 间,并以玻璃为主要建筑材料,这类房间对音乐的重放毫无益处。 还有一些受建筑物整体造型制约而成的弧形房间,对声传输的不良影响是非常大的。以上介绍的这些并非专门为了听音而设计的异形房间,对声音重播是没有任何好 处的。
有了以上对音箱、对房间的基本了解,我们就可以明确音箱摆位的基本目的,并找出一些室内声学处理的简单方法。