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听音环境的黄金比例

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发表于 2019-2-27 15:41:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
  一间房的高、阔、长的比例是非常重要的。大套组合在一间理想的房子里,回放时便有较佳的频率响应宽度(Frequency Response Range)。换句话说,组合所能播放的较高至较低频率也可以尽情发挥,平衡度亦高,驻波情况极微。一反射音波(Primary Reflection)和多次反射音波(Secondary Reflection)的互相干扰程度不至造成混乱。基音(Fundamental)和谐波(Harmonics)的结合又能尽善尽美。
  声学是一门几乎是难以捉摸,高深莫测的学问。多年来,声学专家都费尽心思找寻最理想的比例,也就是发烧友口中的“黄金比例”了。 关于“黄金比例”各专家都有不同的说法,其中有一个比较倾向的那就是0.618:1:1:10618, 也就是高8尺,宽13尺,长21尺,空间体积2,184平方尺。
  0.618:1:1.618 这一比例是最古老的一个传说,源自Leonardo Fibonacci。他在十二世纪时到埃及采取金字塔建筑的秘密。他得到了1:0.618的数位比例。三百年后,数学家LUCAS PACIOL 深入研究。最后成为声学多个学说中的一个,即0.618:1:1.618。
  曾经有人用这比例以粗铁线制成金字塔形状的物体,据说用来藏放容易变坏的东西有更持久的作用,例如食物、刀片等等。有人做过这样的试验,把两张湿了水的刀片分别放在塔内和塔外。外边的一张在五天后开始生锈。塔内的一张竟然锋利如昔, 直至个多月后才见锈迹!
  在同一房高的比例中,空间越大,回放的空间感也越大, 低频的回放也越理想,低频周数也比在较小空间来得低。高频的周波很短,所以一般大小的房间对高频回放没有影响。但低频却是另一回事,20HZ(周)的正负波长一共达到56尺之巨!当然长度足够单一个正波也可以收到20周。这也需要28尺的长度。但这个长度并不是直线量度的,音波并不是我们可以从测量器显示屏的一种平面波形。而且从声源物体(单元)以较大角度向四面八方作约半球形扩散。以书本理论而言,一个10尺高、16尺阔、26尺长的房间就可以有27.7尺的对角长度,也可以听到21至22周的超低频了。
  由此看来,房间对声音非常重要。组合可否作全面性发挥主要是“房”。房间虽然越大越好,不过,以市面买得到的后级输出功率为准。“空间体积”应该不能超过两万立方尺。而这类体积的高、深、阔也足以用器材回放几可乱真的现场感,无论音场深阔度和空间感都有幻真的感觉。房间越静,后级的输出功率的应对效能越轻松。所以,隔音设计得越好越有利。声学可以进一步把“房”的效应提高,不但改善驻波、音波互扰等一切的常见问题,更可以制造比实际体积更大的幻觉空间,从而得到更超卓的现场感受。
  听音房间的声学处理
  用于欣赏重放音乐的房间,它的听音环境在很大程度上决定了重放声音的音质,音响设备较好,环境不良,也难有好的效果,但这一点常被忽略。房间的声学特性,在很大程 度上与室内装潢及房间布置有关。理想的听音房间的形状尺寸,应按黄金分割比例,三个尺寸(长、宽、高)不成整数倍的关系,以使房间内的驻波影响降低,提高听感。其次要隔声,使房间内外不致干扰,并使声音扩散,还要有适当的吸声,以免声波往复反射激发出某些固有频率(谐振频率) 对声音干扰,造成音染。但在现实生活中,用作听音房间的声学特性一般都不理想,所以若对声音的质量要求很高时,除讯号源和器材外,还要对房间采取一些声学处理。
  房间里声源发出的声音通过六个途径传到聆听者的耳朵,①音箱发出的直达声(direct sound),②地板的反射声,③天花板的反射声,④音箱后墙的反射声,⑤两侧墙的反射声,⑥聆听者背后墙壁的反射声。只要改变声波的任一反射条件,就会使声音发生变化。对于反射声的强度必须适当。
  我们一般房间的墙面都是相互平行的刚性墙,高度都在3米以下,对16平方米左右的房间而言,在低频段容易产生共振,使某频率声音得到异常加强,造成低音轰鸣声,严重影响重放声的质量,这种音染是家庭听音室最常见的问题。这种房间共振还会使某些频率(主要是低频)的声音在空间分布上很不均匀。产生音染可能性较大的频率为100~175Hz,以及250Hz附近。
  对房间的声学处理,重点在侧墙和天花板。原则上室内声波的处理扩散应多于吸收,目的是使共振强度降低,要防止过度使用吸音材料,以免房间的混响时间太短( 0.3秒)而使声音干涩不圆润。对音箱后面的墙壁,较好不要有大片吸声物质,通常不需作处理,砖墙或水泥墙面会使声音饱满,充满活力。
  侧墙可均匀适当地设置一些吸声和扩散物,如厚重的羊毛毯就是极好的全频吸声物体,薄的地毯及壁毯只对高频有吸收作用。木制无门书柜则是一种很好的声音扩散物,用来调整低频有很好效果。此外,桌、椅、床垫、沙发等家具都能对声音的传播起调整作用,都可用作声学处理。最理想的声学处理是在侧墙上贴以适当的扩散板,但费用昂贵,又影响美观,一般家庭很难接受。凸圆弧是很好的声音扩散兼有吸声的装置,可以适当利用。在作吸声处理时,墙壁的下半部比上半部更重要,可使用穿孔板及薄板等共振吸声结构处理。
  薄的地毯、挂帘、壁毯等主要对高频有吸收作用,对低频的吸声作用很小,太多使用会导致房间里的中、高频声音的混响时间偏短,使得声音缺乏色彩,不够明亮。木质墙裙等木板,可有效吸收低频,但在安装时要与墙壁间留有适当空隙,必要时在其间还要放置吸声材料。但切记不能把大量的夹板钉在墙上,也不要大量在房间里敷贴吸声毯和帷帘。否则,由于高频被大量吸收,会造成声音死板发干,细节减少,以及音量的减小。
  为了使声音很好扩散,不致来回聚在一起成为有害的驻波,就要改变该频率声音的行进路线,需要注意的是那些用以扩散声音的板或装置必须有足够大的尺寸,至少要达到声音波长的一半,否则不足以达成改变声波行进之效果,如100Hz的中低频要求超过3.4m或1.7m ,1000Hz的中频要求超过34cm或17cm。可见,驻波的有害影响,最实际的方法还是移动音箱或聆听位置。但格状结构的书架具有声波扩散作用,百页窗也有一定的声波扩散效果。
  架空的木地板对低频有吸收作用,在房间较小时,就可以防止低频量感的过度。如果房间里声音的低频发出轰鸣声,可在地板的近反射声的反射点附近,铺设厚重的羊毛地毯。
  当声音刺耳、低频量感不够,显得单薄,而音量开大又吵人时,就应在两侧墙的近反射声的反射点设置吸声物覆盖处理。如果发现声音太干,应优先取掉地毯。房间角落放置玻璃纤维作成的吸声块或布坐垫,可作混响时间的最后调整。
  房间的隔声一般均不理想,听音房间的理想隔声对一般家庭而言是难以办到的,门、窗、墙、地板和天花板都会将室外的声音传进来,并将室内的声音传出去,特别是对低频传得更远。门窗是隔声的薄弱环节,通常能作处理的也只有门和窗两项,如可将窗作成双层,即在已有的窗上再加一层,当然这时的窗要有好的密封性,这是花费最少而效果不错的方法。对于门的隔声处理,可以采取带空腔的中空双层门,面板使用胶合板制作,中间铺敷吸声棉。墙的隔声量与它的厚度及表面处理有关,对已建好的砖墙的两面均匀地抹上一层水泥,提高它的面密度是最有效而经济的增大隔声量的方法。泄漏声音的缝隙和孔洞对房间的隔声也有影响,特别对中频部分的隔声量影响较大,必须封死。
  对于客厅,由于通道的关系而影响室内声场的平衡,可在不对称的墙面与角落加上吸声材料,以尽可能让两侧的反射声均衡。
  听音房间对回放声音质量的影响远较一般人想象为大,实际上改变聆听空间的特性,其收效常比更换器材为大。

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