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影音天地

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视听室的设计与一些相关的简单知识  

2008-08-12 00:02:34|  分类: 音响 |  标签: |举报 |字号 订阅

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视听室的设计与一些相关的简单知识

 

     在谈设计视听室之前,先讲几个我们经常会用的到的理念观点:

 

      声音在常温(21)下每秒在空气中传输的速度为344

 

      为了方便计算我都把声速简约为每秒340,为什么要知道声音在常温空气中的速度呢?因为这与我们要简单计算频率、波长有重要的关系。

 

      波长=音速/频率,举例而言,如果要知道100Hz的波长,我们经由计算340/100Hz=3.4.知道音速、波长、频率之间的关系有什么用呢?用处可大了,你可以由这个简单的公式得知自己的空间中会有哪些驻波,最低的频率可以达到多少?

 

      空间可以再生的最低频率=音速/房间长度。例如,如果你的房间长度有6,那么,这个房间可以再生的最低频率是340/6=57Hz.。什么!一个长6的房间只能听到57 Hz的频率?那么我们还在音箱上要求什么20Hz--40Hz的极低频呢?没错,如果你想再生20Hz的极低频,那么我们可以将公式反过来算. 340/20Hz=17.....由这个公式我们得知,如果想要(真正)再生20Hz的极低频,我们必须要有长达17的空间。

 

      为什么要将真正2个字用引号括起来呢?这里有一点学问,那就是声波的频率是由一个正半波与一个负半波所组成,理论上,如果我们只取正半波或负半波,也一样可以听到那个频率。所以,理论上我们只要有一半的长度就可以听到该频率。换句话说,要再生20Hz的频率不一定非得要17长的空间,8.5长的空间就可以听到。话虽如此,还是要告诉你,如果你真的有一个17长的房间,那么你所听到的20Hz极低频感受与8.5长的不同,你会感觉它更低、更软。

 

      音速、波长与频率除了可以像上述这样计算之外,还可以计算驻波,到底要怎样计算呢?很简单,我们首先要了解什么是驻波?简单的说当反射波与原来的声波相位一致时,就会产生音量的加乘效果,此时这个频率的音量就要比其它频率来的强,这就是传说中的驻波。

 

      到底什么时候会使得反射波与原来的声波相位一致呢?2个反射墙面的距离等于声波半波长的整数倍数时,就会产生驻波。例如100Hz的波长是3.4,它的半波长就是1.7,只要房间的长、宽、高尺寸遇上1.72,3,4,5.....倍时,就会产生100Hz的驻波。

 

      由这个驻波的形成原因可知,事实每一个房间都会有相对应的长、宽、高尺寸的驻波,这个是无法避免的事实,问题是如果不幸长、宽、高尺寸的驻波都恰好叠在一起时,驻波的音量强度就大为增加。

 

      驻波能够消除吗?理论上可以!你可以由(低频陷阱)的设计,来吸收该频率的驻波。不过,由于这种低频陷阱并非只吸收该频率,它会连同附近的频率都吸收,因此还是有副作用。此外,做这种东西的价格也不低。其实,最便宜又有效的消除驻波的影响方法就是避开它,这也就是强调的喇叭摆位与移动聆听位置。由这2个措施,我们可以找到空间中驻波影响最小的区域,而使得驻波的害处降到最低。

 

      为了减少驻波的危害,所以我们在设计一间音响室时,就必须找出驻波影响最小的长、宽、高比例。其实,这个比例你可以按照上面的计算原则。不过,既然有电脑这个东西,为什么不好好用用它呢?在这里提供3组数据给大家参考。

 

      A1.00:1.14:1.39     B1.00:1.28:1.54    C1.00:1.60:2.33

 

      AB比较适用于较小的房间,C则适用于比较大的房间。这也就是一般人所谓的音响空间黄金比例,要注意的是,这里的黄金是形容词,与真正的黄金比例是不相干的。

 

      或许有人会问?如果我有很大的空间,难道也要受限于房间的高度,而照比例将房间隔小吗?我的经验是,音响空间越大,声音受墙面扭曲的情况就越轻微。因此声音更轻松自然。虽然驻波影响较低,但低频的向下延伸也不是大空间自然能出来的,你也必须为这个空间做好吸收与扩散的平衡调整。

 

      接下来和大家谈一下家里常遇到物质的吸音系数和用法。

 

      如果我们想吸收中低频驻波,钉一些3分板,6分板,挂一下羊毛、毯子与棉被会不会有效呢?

 

      羊毛、毯子与棉被其实也都是吸音材料,它们肯定都有效。木板只要一震动,肯定也会吸收声波。不过,你必须考虑到它们所吸收的频率,以及所吸收的量。假若你乱用,将原本不必吸收的频率做过度的吸收,要吸收的反而没有吸收,这样岂不是没有用吗?没错!所以,我们在使用吸音材料的时候,必须先了解一下这些材料的特性,以下是较常用吸音材料的吸音系数,供大家参考。

 

      一般地毯对于125Hz250Hz的吸音率并不高,在125Hz0.02,在250Hz0.06,不过,频率越高,地毯的吸音率就越高。在500Hz时,就上升到0.141000Hz达到0.37 2000Hz更高,有0.60,对于4000Hz的高频则已经有0.65的吸音率。

 

      3分夹板在125Hz的吸音率大约0.28250Hz时为0.22 500Hz时有0.171000Hz时是0.092000Hz0.1 4000Hz时为0.11

 

      4分石膏板在125Hz时的吸音率为0.29250Hz0.1500Hz0.051000Hz时为0.042000Hz0.074000Hz0.09

 

      薄绒布在125Hz时的吸音率为0.03,   250Hz0.04,   500Hz0.11,  1000Hz0.17,  2000Hz0.24,  4000Hz0.35

 

      中等厚绒布在125Hz时为0.07,  250Hz0.31,  500Hz0.49,  1000Hz0.75,  2000HZ0.7,  4000Hz0.60

 

      厚绒布在125Hz0.14,  250Hz0.35,   500Hz0.55,  1000Hz0.75,  2000Hz0.70,  4000Hz0.65

 

      至于玻璃纤维棉与矿织天花板,它们对于125Hz-4000Hz的吸音率比一般吸音材料要强上数倍,尤其背后有空气的话更甚,因此这2种材料要谨慎使用,以免使得声音变得太干太瘦。

 

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