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Hi Fi 基础谈(三十二):Acoustics②残响

创建日期:2019年12月16日 10:36    来源: 视听发烧网    类型:行业资讯


      早年 JVC 有部计算器,你把房间的长阔高数据输入,它马上就在计算器纸卷上打出房间的驻波周率及其他谐震特性。这部最简单的计算机,所列出的数字祇具参考价值,与实际临场用 Pink Noise 测出的频应曲线往往有很大的差异或完全不同。因此引起发烧友对整个测试程序的怀疑。有人认为 Pink Noise 失准,另一派则认为 JVC 的计算机不可靠。事实上,两者都能反映出房间的驻波、谐震特性。计算机按所提供数据去推算,却不把房间的陈设家具特性一并算入。这样就没法贴切甚至接近地表现出真实的环境反射。而 Pink Noise 曲线相当于一只耳朵在一个聆听点上所听到一个响度的 20至 2 万 Hz 曲线。两者都具参考价值,我当然选择Pink Noise,它包含了前级 AUX 输入至后级输出加扬声器加 Acoustics 的总反应。虽然把咪高峰移动少少都可能有差异极大的读数,不同的音箱又有完全不同的读数,但 Pink Noise 频应曲线起码告诉你一些实实在在的数据。如果它测出40Hz 有个 +15dB 峰值,那就绝对是房间有个 40Hz 的强劲驻波。

      1KHz 以上的反射波峰,波谷(不是从扬声器直射出来的谐波失真线性失真),较容易用物理方式补救,例如加反射或加吸音。而 100Hz 以下的峰谷就较难医,甚至无药医。

      凸起的波峰,除了来自驻波之外,还有家具的谐震,接线 / 扬声器/扩音器的界面效应,凹入的波谷,会是音波在某区引起漩涡形成的反相抵消作用。

      房间的响应曲线是在每一点上测量都不同,有些场合,扬声器靠阔场放置惹起很骇人的谐震。同一组合,扬声器靠窄场放却低频尽失。

      这些都是有理论可稽的,全在书本里的 Acoustics 问题反射,奈何发烧友不肯接受事实,却自创旁门左道怪招,企图以撞棍式方法产生奇迹。

      固然,撞棍是搅 Acoustics 的窍门之一。但在撞棍前若明白多少音响基础,起码知道一些禁忌,不那么容易铸成不可收拾之大错。

      吸音料宜逐少加

      凡吸音材料,若由专家机构研制出来者,一定有它本身之吸音特性可稽。例如著名的 Sonex、Tube trap,有不同型号,不同的吸音曲线。普通吸音板、吸音墙纸之类,一般特性是有个高周滚降周率。比如说某吸音墙纸的滚降周率是 3KHz 的话,6KHz 以上的音波碰到它就休想有反射。3KHz 是滚降点有啥稀奇,人体皮肤便是一种完全吸收 6KHz 以下的天然滤波器。所以,音乐厅在满座时高频反射波比空座时少了很多吨。录音师在某些现场录音时要在空座位上加放一堆「假人」,以便控制一下多余的高频反射。阁下一个人在家听 Hi Fi 调到天上有地下无的画面,第二晚请成班百弹友来欣赏,也肯定不会好声,又是人体皮肤衣着吸音的影响。

      由此类推,阁下的音响室若四面墙壁一面天花都满铺 Sonex 或吸音墙纸,和地台满铺地毯的话,又怎会有高音?此外,经上述处理的房间,又怎会没有驻波?

      每一类吸音材料都具有它的应用范围及禁忌,用得适当就是有文化。

      处理反射波的物料,若要它吸收低周率的系数高于高周率的话,物料的结构就必定稍为特别。例如 Tube trap,上期已有讲及,又例如 Nelson Pass 创制的「黑洞」。物料的本身,一定要具有反射较高频、吸收较低频的特性。

      理由简单不过,那是有关音波长度的数学物理。周率愈高,波长愈短,音波钻过厚度大于其波长的乳胶或墙纸里之后,能量损耗极大,反射量极少。周率低,波距长的音波,在碰到这些低密度吸音物时,物理上音波当它是几乎透明的。吸音材料的密度,影响它吸收中、低音的系数。例如天花的英泥批荡,若有半吋厚的话,它吸收 125Hz 能量的系数可以大过 500Hz 的 3 倍。当然,吸音量与面积成正比。

      以下是从 Wood’s Physics of Music 一书中摘录的一些常见家居物料的吸音系数:

      上面的系数比较表,只具参考价值,因为测量系数时完全不把物料的谐震特性考虑在内。好多人以为批荡木板或甚至夹板具有吸收中低频的功能,就在听音室大量使用。他们没有顾及一块面积够大的夹板本身是件巨型振膜,夹板受声后产生不受控制的分裂震荡(break up vibration),会在某部份声频形成蹦跳效果(bouncing)。批荡板要牢固地支撑起来,才达到吸中低频作用。

      家具装饰最忌谐震;中央冷气喉假天花都会产生严重谐震;残响时间决定音色

      所有表面柔软的物料,都没有反射中高音作用,一套三座位沙发是最强力的吸音物,它的效能是全音域的。但沙发面前的一张云石矮几,却是反射性强的东西。不过,厚玻璃和厚云石都有颇大的中低周吸音系数,并非全属反射性。

      我们认为靓声的 Hi Fi 听音室,先决条件是没有明显的驻波,次要是不要太多蹦跳和反射波,最后是家具装饰不要谐震。

      以前,驻波是最难搞。但最新科技已证明驻波可以被捕杀。效果不俗,但必需对症下药。

      蹦跳波和反射波的控制最讲经验和学问,按章工作撞板机会极大。听音室的吸音物以逐少增加直至满意为上策。一开始就建成满铺式,后果可能噬脐莫及。承装 Hi Fi 房工程的音响设计员,当然希望户主用尽他所提供的八宝,做好之后不靓声又赖户主的 HiFi 不够班,简直当人是昨天才出世的。

      家具装饰最忌谐震,中央空调的气喉和假天花的夹板,都是产生严重谐震的东西,这些也是做好就难拆的东西。

      听音室如何才算好声?首决条件是提供左右对称的良好频应曲线。除驻波峰外,听音室的频应曲线若能达到左右相差 3dB 以下,线性在 ±4dB 之间就十分难得。上述规范,比较任何 Hi Fi 器材都差。以前说 Hi Fi 最弱一环是音箱,现在始知 Hi Fi 最弱的一环是房间 Acoustics。

      听音室的 Acoustics,是令听者甚至未开声之前就直觉舒服或不舒服的。主要关键,在乎房间的残响时间。

      据专家说,一般体积的听音室,若提供下列残响时间,听众踏入门口的第一感受便已觉得舒服。

      驻波周率有数得计

      驻波周率的计算方程式原本十分简单,那周率的波长正好是房间任何平行面的一半。例如一间 20 x 12 x 8(呎长阔高)的房间,它所产生的驻波羣如下:

      专家教你布置房间

      这些驻波的音压,比平常电平提升 10 至 20dB,实在不足为奇。但擒贼先擒王,我们若先在驻波的基周 28、47 和 70Hz 上,下功夫捕杀它们,其他倍频的波峯也相应降低。

      以下是英国音响专家 James Moir 在立体声初期为发烧友写下的听音室处理忠告,至今仍然有大用:

      「避免满铺地毯,最佳方式是局部铺上厚地毯而露出部份地板。选择一套厚而巨型的沙发,最好不贴墙摆。房间宜随意分布一些大咕顺之类的吸音物。窗帘可拣厚而多折的,任何一幅墙都不宜满挂窗帘。挂墙的吸音物体应该小心分配,吸音的装饰物可以从天花吊下来。最失败的设计,是满铺地毯加满铺吸音板的天花。事实上,大部份家居环境基本上用不着天花吸音板。」

      朋友,你又怎样以专家身份为下一位发烧友的听音室装修度桥?

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