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文档简介
1、PAGE PAGE 54第一节 声学(shngxu)原理一、声学(shngxu)历史当森林中有一棵树倒塌下来时,发出一阵轰然大响声音,但是没有人在这个原始森林中,所以就听不到这声音。这算不算有声音发出来呢?声音是肯定发出来了。因为当树干及树枝接触地面(dmin)时,它们都会产生某些声音,但是没有人听见,但这声音对于人类或其他动物所听到的是有所不同,所以这就是声学上所说的心理(Psycho-acoustics)。我在这里讲的声学原理,最主要是让一个调音员能够了解声学的各方面,而不是进行声学研究,或是硕士、博士的声学论文,所以我在这书内讲的声学理论都是实际可以给在现场操作音响的人用得上的。1915
2、年,有一个美国名叫E. S. Pridham的老先生,将一个当时的收听器套在一个播放唱片音响的号角上,而声音可以给一群在旧金山市庆祝圣诞的群众听时,电声学就诞生了。当第一次世界大战结束之后,在美国哈定总统(Harding)就职典礼上,美国贝尔公司把电话的动圈收听器连接到在当时的唱片唱机的号角上,就能够把声音传给观看总统就职典礼的一大批群众,因此就产生了很多专业的音响研究及开发了扩声工程这门学问。音响研究人员不单纯是努力地把音响器材进行改进,也做了各类不同的实验来了解人类对听觉的反应。但最高级的音响研究人士都明白音响学是要整体的研究,要了解音响器材的第一个环节及人类对听觉的生理反应,他们在过去多
3、年内直至现在都作出了很大的贡献。早在1877年,英国的莱李爵士(Lord Raleigh)就已经做过声学的研究,他曾经说过:“所有不论直接或间接有关音响的问题,一定要用我们的耳朵来做决定,因为它是我们的听觉的器官,而耳朵的决定,就应该算是最后的决定,是不需要再接受上诉的。但这不是等于所有的音响研究都是单靠耳朵来进行的。当我们发现声音的根基是一个物理的现象时,我们探测这个音响境界就要转到另外一个领域范围,它就是物理学。重要的定率是可以从研究这方面而来,而我们的听觉感应也一定要接受这些定率”。我们可以从以上这段文字中看到,就算在没有电声音响学产生的时候,老前辈科学家都认为这个是物理的领域。著名科学
4、家英国的卡尔文勋爵常常说:“当你度量你所述的事物,而能用数字来表达它,你对这事物已有些知识。但如果你不能用数字来表达它,那么你的知识仍然是简陋的和不完满的;对任何事物而言,这可能是知识的始源,但你的意念还未达到科学的境界。”卡尔文勋爵(18241907)是19世纪最出色的科学家之一,后世的科学家为了要纪念这位伟人,把绝对温度273.16命名为0度卡尔文度。戴维斯夫妇(Don&Carolyn Davis)是音响系统工程(Sound System Engineering)这本书的作者。这书被称为音响圣经,几乎每一个外国研究音响的人必读之物。我们引述他书内这一段:“具有数学和物理学的知识,是实质上了
5、解音响工程学的必要条件。对这两种科学认识越深,越能使你跨越从感觉上所得到的意念,而达到用科学来引证事实。著名音响家占士摩亚曾经说过:在音响学中,任何在表面看来很明显的事情,通常都是错误的”。我引述以上几位科学家及音响家的训言,主要是因为现在大部分做音响的人士,他们当然是对音响及音乐有兴趣,但是以为光靠他们的听觉就可以鉴定什么是好或不好的音响,不明白这是一门专业的工程学问,这是做不好音响工作的。远在19世纪的莱李爵士已经指出这是一个科学的境界,现代的音响工程学也像其它其它科学学术一样正在努力地发展,所以音响工程学是离不开数学及物理学的。二、现场(xinchng)音响与录音室音响的分别在这里所说的
6、现场音响的操作,应与录音技术是有很多的不同,许多人以为音响的最高境界就是录音技术,这是不全面的。在录音技术上,基本是没有碰到反馈的情况,因为在一个录音室内进行操作时,所有的外围因素都可以得到控制,但是在现场音响重播时,我们是不可能避免有很多现场的问题,所以现场音响和录音音响是两种不同的学问。现场音响与录音室音响的要求是不同的,所以很多器材的使用也是不同的。例如在录音室内所用的调音台,它们的每路输入都有多个参数均衡,录音师可以把每路输入的音源尽量做最精密地微调,务求达到最好的音源效果。一个用来做现场音响的调音台,通常它的每路输入均衡都是比较简单的。因为通常现场调音师根本就没有时间把每路的音源做到
7、很仔细地微调,而现场音响调音台的每路音量控制推杆,除了可以把音量做衰减外,也可以增益10-14dB。而做录音室用的调音台推杆通常是不需要做增益的,所以这推杆的英文名称就是fader,意思就是衰减器。用在现场音响的大功率功放,它们都需要有风扇作为散热用途,因为现场音响的功放,是常常在最大功率输出的情况下工作。录音室内所用的监听音箱,是录音师用来监听声源或录音的最后结果,录音师是坐在距监听音箱很近的地方来监听,所以监听音箱是一种近场的音箱,不需要高灵敏度,作用跟现场音响的音箱是完全不同的。户外(h wi)做现场音响时,周围的温度可能相当高。如果在录音室内,通常都会有空调,温度当然不会太高,而录音室
8、内的功放,主要是用来推动监听音箱的,当然不需要输出很大的功率,所以功放只需要用普通的散热器,就可以把很小的热量散走。如果功放装有风扇的话,风扇发出来的声音反而造成噪音,所以在录音室内的功放基本上是不需要风扇的。现场音响所用的音箱,为了要把很高的声压传播(chunb)给在远距离的观众,它们是需要很高效率的。三、音频与波长的关系很多现场调音师都没有理会到音频与波长的关系,其实这是很重要的,因为音频及波长与声音的速度是有直接的关系。在海拔空气压力下,21摄氏温度时,声音速度为344m/s,而我们接触国内的调音师,他们常用的声音速度是340m/s,这个是在15摄氏度的温度时声音的速度,但大家最主要记得
9、就是声音的速度会随着空气温度及空气压力而改变的,温度越低,空气里的分子密度就会增高,所以声音的速度就会下降,而如果在高海拔的地方做现场音响,因为空气压力减少,空气内的分子变得稀少,声音速度就会增加。音频及波长与声音的关系是:波长=声音速度/频率:=v/f,如果假定音速是344m/s时,100Hz的音频的波长就时3.44m,1000Hz(即1kHz)的波长就是34.4cm,而一个20KHz的音频波长为1.77cm。四、音箱的高、中、低频率假如我们现在有一个18寸的纸盆扬声器单元,装置在一个用木材造的音箱内,而这音箱的的面板面积是1平方米,即这面板的高度及宽度均是1米。我们怎样计算这音箱的高、中、
10、低频率呢?首先我们要计算这音箱面板的对角长度,即是2的平方根=1.414m,任何频率的1/4波长是超过1.414m时,对这音箱来说它就是低频;如果一个频率的1/4波长是1.414m时,波长就是41.414m=5.656m,频率=344m/s5.656m=60.8/s=60.8Hz,所以任何音频低于60.8Hz时,对这音箱来说就是它的低频率。当60.8Hz或更低的频率从这音箱传播出来时,它们的扩散形象是球型的,如果我们把这音箱悬挂在一个房间中心时,这些频率的音量在音箱的前后、左右、上下所发出来的声压都是差不多的,放出来的声音是没有方向性。当某频率1/4的波长小于音箱面板的对角长度、大于扬声器的半
11、径时,这段频率就是这音箱的中频。例如我们用一个18寸单元,这单元的半径为9寸,也就是22.86cm=0.2286m,这个音频就是344m/s0.2286m=1505Hz,那么从60.8Hz1505Hz就是这音箱的中频。中频率从这音箱所扩散出来的形状是半球形的,即如果我们把这段频率从刚才悬挂在房间中心的音箱放出来时,声音从音箱面板扩散出来的形状是半球形。在音箱后面是听不到这段频率的声音。1505Hz及更高的频率,对这音箱来说就是它的高频率。高频率从音箱扩散出来的声音形状是锥形的,频率越高,锥的形状越窄。如果频率超过开始高音频的4倍时,声音扩散出来形状会慢慢变成一条直线而不扩散,如果不是坐在正对单
12、元的位置,就听不到这些高频率。所以很多高频率单元如果是纸盆型的话,这纸盆的直径是很小的,目的是将音箱的高频下限尽量提高,希望能够使高频扩散的宽度增加。我们常常见到家庭音箱中的高音单元,通常会用1-2寸的纸盆单元,或半球状的单元,理由就是这个原因。而专业现场音响的高音单元,因为在发出很大的高频声压,所以说一定是采用号角来处理的。 五、各类不同(b tn)的音场当一个纸盆扬声器接受了从功放传过来的信号后,纸盆就会作出前后的摆动,当纸盆向前推进时,纸盆撞击到它前面的空气分子,在纸盆前面的空气就会增加压力,这些分子就会继续向前推进,碰撞它们前面的空气分子,造成轻微(qngwi)的高气压。当纸盆向后退时
13、,纸盆前面的空气分子就会产生轻微的真空,然后这些分子会跟着纸盆后退,造成这里的空气有轻微的压力减少。但我们不要忘记,空气是有弹力的,但在纸盆前面的空气是刚刚被纸盆的摆动,不能达到空气本身的弹力,这时我们便要看这频率的波长,声音直到离开纸盆的距离2.5倍波长时,这些空气才能形成造成声音的弹力。例如一个100Hz的频率,它的波长3.44米,所以声音要离开纸盆2.53.44米=8.6米之外,才是真正的这个100Hz的声音。如果用100Hz来计算,离开纸盆的距离还没达到8.6米,则为100Hz的近音场,而超过8.6米才是100Hz的远音场。为什么我们要了解远近音场呢?很多时候在一队乐队中的电贝司手,他
14、往往都不了解音场的效果,而在他的电贝司音箱上,有一个均衡旋钮就是写着贝司(Bass),这正是这乐手的称号。电贝司手通常会站在离开电贝司音箱不远的地方做演奏,如果他站在近音场时,有时会觉得低音不足,就会把这Bass的均衡旋钮尽量调大,但听众在他们的位置就会听得到很强烈(qin li)的低音,很多时候造成不好的效果。这些强烈的低音也会跑进歌手的话筒,如果调音师因为觉得歌手的声音不够时,就会把歌手的这一路的声音提高,但这也同时把电贝司的低音量也提高了,调音就遇上了困难。电贝司的最低E弦是41Hz,但因为拾音器是放在弦的末段,所以41Hz第一个谐音82Hz才是主要的电贝司低频率,82Hz的波长是4.2
15、米(344m/s除以82/s=4.195m),所以差不多要离开电贝司音箱10米左右才是这82Hz的远音场,而因为电贝司手不会站到离开他的音箱这么远的距离时,他听到的声音只是近音场,而不是听众所听得到的声音。所以我们当说到扬声器的远近音场时,最主要是注意到频率及它的波长,而不是单纯看离开音箱多远就是等于远或近音场,最主要就是记得在欣赏音乐时,要在远音场的位置,而不是在近音场的位置。六、直接(zhji)音场、反射音场、不直接音场当扬声器在一个房间内发出声音,听众可以听到直接从扬声器传过来的声音,这就是直接音场(indirect field),但也可以听到从墙、天花板及地板所反射过来的声音,这就叫做
16、反射音场(reverberant field)。听众听到越多的直接音场的声音而反射音场的声音就越小时,这声音就越好,因为直接音场的声音是可以控制的,但反射音场的声音是不能控制的,只会把直接声场发出来的声音加上喧染,把原本声音的清晰度减低,所以坐得离音箱比较近的听众就会感觉到较好的音响效果,而坐在后面的听众很可能是他们听到的反射音场声音比直接音场声音更大,音响效果便会比较差及清晰度降低(jingd)。有时候乐队在台上演出时,因为他们没有监听音箱,而两旁的主音箱是放在靠近台口的位置,乐队及歌手所听到的声音完全没有从直接音场放过来,他们站立的位置就叫做不直接音场,声音效果当然不会好,这也会影响到乐队
17、的表演水平,令观众听不到好的演出声音。七、界面(jimin)干扰当我们选择放置音箱的位置时,很重要的一环是要注意到音箱所发出来的声音是会受到它旁边的界面影响而造成干扰。例如放在台口两旁的主音箱,它们的低音纸盆离开地面及旁边的墙壁如果是在1米左右,一个4米波长的音频就会受到这两个界面的干扰。一个4米波长的频率是86Hz(344m/s4m=86Hz),当86Hz的声音从音箱放出来时,大的空气压力在1/4周内刚巧碰到地面及墙壁,再过1/4周就反射回到音箱的纸盆面前,但这时候刚巧纸盆要后退,原来从地面及墙壁反射过来的空气压力就会被纸盆后退的动作抵消掉,会造成失去很重要的低音。如果遇到这个情况,就应该把
18、音箱向台后退0.5-1米,让音箱所发出来的声音不能直接射至地面上,而如果可以把音箱移到靠近两边的墙壁时,更可利用墙壁的反射形成更大的音量。80-100Hz这段频率是很重要的,它是我们肺部空间的共鸣点,也是低音鼓的共鸣频率,如果是因为不了解干扰而摆错了音箱放置的位置,实在是很不值得的。八、音箱功率音箱的输入功率可以有两个方面的考虑:一是在使用时音箱究竟能够承受多大的功率才不会损坏,二是想要获得最佳的音质用多大的功率比较合适?对于前者,可用扬声器的额定输入功率和最大输入功率来考核,而对于后者则应该用扬声器的最大音乐输入功率来考核。额定输入功率。也称额定功率或标称功率。它是指在扬声器长期连续工作而不
19、至于损坏的最大输入电功率。最大输入功率。也称最大功率或峰值输入功率。它是指扬声器短时间内能承受而不至于损坏的最大输入电功率。最大音乐功率。指在扬声器谐波失真小于某一指定值条件下的最大输入电功率。该失真度往往比扬声器的额定失真度要大的多。最大音乐功率一般可达到额定功率的34倍以上。最小推荐功率。也称起步功率。它是指为了产生(chnshng)合适的声级所需要的输入电功率。当小于该功率值时,扬声器则无法正常工作。目前,国内大多数扬声器说明书中都采用额定功率来表示其功率承受能力,并将该额定功率加倍作为扬声器的最大功率承受能力。音箱的标牌上一般标注的即为额定功率。许多音箱还给出“推荐(tujin)功率范
20、围”,该范围的下限由起步功率(gngl)决定,上限由最大输入功率决定。选择扬声器的额定功率时要留有一定的余量。因为扬声器在工作时,输出信号幅度的变化可能很大,短时间输出功率会几十倍地高于扬声器的额定功率。目前在音箱的功率标注上比较混乱,有不少厂家(包括国外厂家)的扬声器或音箱产品上,标注的是最大功率而非额定功率,有的甚至为峰值或峰值音乐功率(PMPO),并且只给出功率数值不注明功率类型,这很容易使人产生误解(通常我们所看到电脑上用的多媒体音箱,多是这种功率标注法)。这几种功率与额定功率相关甚远,有时可达48倍以上,因而在选购时应分清产品上标注的功率的真实含义。在无法辨明时,最好选购技术参数按标
21、准标注的正规厂家产品,以免蒙受不必要的损失。音响空间十五法则每个音响空间都有其不同的声音特性每一个音响空间就好象每一个人,都会有其不同的声音特性。人会因为声带结构、胸腔腹腔的不同共鸣而产生不同的声音。同样的,每一个音响空间也会因为不同的空间大小、比例、室内装潢而拥有自己独特的声音特性。换句话说,很少有二个人的声音听起来是一样的,同样的,也很少会有二个音响空间的声音听起来一样的的。基于以上的认知,音响迷可以清楚的知道,即使使用完全相同的音响器材,只要是音响空间不同,就会产生不同的声音特性。这些不同的特性就好象不同的音乐厅,只要是成功的音乐厅,就会拥有它们各自迷人的声音魅力。相同的,只要是成功的音
22、响空间,也都会拥有自身迷人的声音魅力。通常,成功的音响空间就好象成功的音乐厅,是可遇而不可求的。您必须经过周详的计划去建构一个音乐厅或音响空间,但是这并不保证您一定可以获得完美的声音特性。二、理性的音响迷应将自身的排他性降到最低每一个音响迷都会因为长期处于自己的音响空间中,而产生适应自身音响空间的聆乐习惯与偏好。同时,也很自然的会以自身的聆乐习惯与偏好为基准,去评判别人的音响空间与别人的聆乐习惯、偏好。当你以自身的“音响空间声音特性”、“聆乐习惯”以及“偏好”为标准,去对别人做负面评断时,不要忘了,别人也同样可以利用这样的立足点对你做负面评断。因此,当您听到不同于自身的声音表现时,首先要做的并
23、不是油然而生的排他论断,而是反思。通过反思,尝试着去发现别人音响效果的完美之处。三、音响空间的音响效果应以现场音乐为标准,而此标准并非唯一的标准到底音响空间中音响效果的好坏有没有(mi yu)一个认定标准呢?如果没有,岂不是众说纷纭、莫衷一是?音响效果当然有一个好坏的标准,但请注意,这个好坏的标准并不是唯一的,而是多重的。音响效果的好坏标准在哪里?它应该是在于现场音乐的演奏效果。任何罐头果汁喝起来像不像原来的水果,都必须以新鲜的水果风味为标准去评断。同样的,任何的音乐软件回放的音响效果好不好,也必须以现场音乐的表现为标准去评断。然而,现场音乐的音响效果之美并不是唯一的,而是多重的。就古典音乐而
24、言,世界上有许多公认音响效果杰出的音乐厅,它们各有不同的声音特性。有的温暖、有的饱满(bomn)、有的澄澈透明、有的低频丰富、有的声音亲密性高(听起来包围感很好,乐器好象离您很近)。无论如何,这些音乐厅的声音特性各有所美。而在音响(ynxing)迷的家中,由于经过“不可知的录音场地声音特性”,“录音器材声音特性”、“回放音响器材声音特性”、以及“自身音响空间的声音特性”等四重影响,使得音响迷根本没有资格去讨论谁家的音响效果为“真”。音响迷所能够着力的,就是讨论谁家的音响效果为“美”。而这个“美”的标准就是以现场音乐的表现为准,而且是多重的美、多重的标准。四、软调空间比硬调空间好什么是软调空间?
25、地板、天花板、四壁属于夹板、石膏版或木板者,就是属于软调空间。什么是硬调空间?天花板、地板以及四壁都以钢筋水泥或砖砌的空间,就称硬调空间。大部分台湾的居住环境都属于硬调空间;而在部分欧美、日本的居住空间都属软调空间。为什么软调空间会比硬调空间好呢?因为硬 调空间无法适量的吸收过多的中、高频率段,造成聆听音乐时高频段过于刺耳或中低频段过于压迫的缺点,是否软调空间就毫无缺点呢?不!软调空间可能也会存在低频段吸收过量,产生低频不够结实的缺点。不过,二者相比较,软调空间还是比较适合聆听音乐。五、如何将硬调空间转变成软调空间钢筋水泥建成的公寓,如果要将硬调空间转化成软调空间,可以改变调整就是四面墙壁。这
26、四面墙壁可以用石膏钉一个夹层,夹层里敷设玻璃纤维棉。这样的作法既不会耗去太多夹层空间,也可以多一层的隔间效果。石膏板比木心板好。或许您会问,为什么不用一般木心板或薄夹板来钉夹层,而要用石膏或夹板?因为薄夹板或木心板容易吸收中频段,而听音乐时中频段的饱满非常重要,所以我们避开用薄夹板或木心板。而石膏板由于质量较重,所吸收的中低频比较多,对于我们聆听音乐的负面影响比较小。再者,石膏板是防火材料,家里使用它来做夹层会比较安全。在此,我们提供石膏板与夹板的几个吸音率以供您参考:同样是 9mm板厚,空气层约45mm厚时,石膏板在125Hz的吸音率为0.26,可以多吸收一些中低频驻波。而夹板的吸音率才0.
27、11。而在250Hz时,石膏板的吸音率就降低了,才只有0.13。到500Hz时吸音率则更低,口人有0.08而已。相反的,夹板在250Hz时,吸音率就高达0.23。若夹板的厚度降低6 mm,它在250Hz时的吸音率更高达0.33。从以上的吸音率来看,您应该了解为什么我们会建议采用石膏板。至于天花板与地板的作法,它们与四壁的作法又有不同。先说地板,通常,一般居家的地板都是铺磁砖或再钉一层实木地板。您可以在这样的地板上铺一块厚厚的羊毛地毯,地毯的大小最好是大约与嗽叭至聆听位置这一块空间的大小相近。这一块地毯的作用在于吸收一些从嗽叭射到地板、以及从天花板反射到地板的声波。通常,这块地毯只会对中频以上的
28、频率有效(yuxio),对于中低频、低频是没有什么吸收效果的。不过,因为它吸收了中频以上的频率,因此也就改变了人耳对于中频以下频率的听感,所以听起来好象整体都会改变一般。再说天花板,最便宜的方法就是轻钢龙骨加矿纤板。它的作用主要是适量的吸收中高频以上频段,对于中频以下频段影响并不大。假若您嫌矿纤板不够好看,也可以用薄夹板做天花板造型。请注意要避免凹型的造型,多做凸出的造型或弧形。因为凹型 会使声音聚在某处,而凸型 或弧形可以扩散声波。还有一点要注意的是,这些天花板上的造型最好不要一整片连在一起,这种作法会使其吸收的频率范围降低,影响中频段的饱满。正确的作法应该是将天花板分割成几个区,以每区互不
29、相连的原则来设计造型。硬调变软调之后,空间的表面(biomin)要如何处理将音响(ynxing)空间由硬调转变为软调,可以用“前硬中吸后扩散”的方法来做表面处理。喇叭后墙要硬。所谓“前硬”指的是房间的前段(也就是喇叭后墙与喇叭之间那段),最好尽量不要做太多吸收的装置,因为这样的作法会吸收喇叭所 发出的声能,使得扩大机必须有更大的输出功率才会觉得声音够结实。如果这段墙面是硬的,我们只需要较小的扩大机,加上由后墙的反射,结合成足够结实的声音。在此会有一个疑问?前面不是说四壁要钉石膏板变成软调空间吗?这样岂不是与现在所要求的“前硬”相互矛盾?是否矛盾要依实际情况来判断,假若喇叭后墙刚好是落地窗,当然
30、不能钉石膏板。假若喇叭后墙是半窗,石膏板可以不钉,也可以钉(避开窗户来钉,千万不要将窗户封死,这样有碍光线与空气)。以上二种情形都还能令后墙保持在硬调的状态。需要考虑的是喇叭后墙就是一面墙时,到底要不要钉石膏板?如果您的扩大机功率不算大,喇叭也不算大,我建议这面墙不要钉石膏板。反之就可以钉。话再说回来,如果您在听音乐时,已经在二侧墙做吸音处理,但还是觉得声音太尖锐太前冲,此时就必须在喇叭后墙挂一块比较厚、具有吸收高频特性的材料。这样的作法只会吸收中高频段以上的频率,对于中频段以下不会有负面影响。因此它并不违背“前硬”的原则。侧墙要吸收。所谓“中吸”,就是在喇叭与聆听位置之间的二侧墙做吸音表面处
31、理。为什么这一段二侧壁要吸音呢?因为这个区域是喇叭发出声音后,第一次反射音的来源。而第一次投射音如果过强过多,会对直接音造成干扰,影响定位感的清晰。此外,因为第一次反射音过多,也会造成中高频以上对人耳的压力,最直接的感受就是声音太亮太刺耳。常见许多音响迷在这一段二侧墙摆了木质或保利龙的二次余数扩散板,这是错误的作法。因为木质或保力龙的扩散板无助于第一次反射音的的吸收,它们只有扩散的作用。如果要用二次余数扩散板,则应该使用表面厚布包起来的软质扩散板,它除了扩散作用之外,还对中高频段具有吸收作用。有关“中吸”的作法很多,个人巧妙不同。高明者可以结合室内装潢,产生另一种美感。一般人如果想要简单行事,
32、也可以吊挂一些软质材料,同样可以达到“中吸”的要求。在此要提醒读者们,一般的窗帘布对吸收起不了什么大作用,因为它们太薄了,而且多数并非高纤软质材料,您只是白花钱而已。如果您想在二侧壁挂吸音材料,至少都要像厚绒布那样的材料才有效。就我所知,最便宜(biny)而有效的材料就是玻璃纤维棉。以厚度为5cm, 每立方公尺重量为20公斤的玻璃纤维棉为例,它在500Hz以上的频率都有高达0.85的吸音率。您可以将玻璃纤维棉框起来,包起来(千万不要裸露),作成像画框一般。这是效果相当好的二侧墙第一次反射音吸收体。什么(shn me)是“后扩散(kusn)”呢?所谓后扩散就是从聆听位置开始到后墙的这个区域来做扩
33、散。大家都 知道二次余数扩散板是很好的扩散工具,不过,人们并不知道使用扩散板的数量要多少才会有效。常见的情形是只摆了一个扩散板在那里,这种作法只会产生心理的自我安慰效果,并无法做到足够的扩散效果。比较正确的作法应该是后墙的二个墙角各摆二个扩散板,后墙的中央再摆一个扩散板,这样加起来总共五个才能发挥真正的功效。或许您会问,到底扩散的好处在哪里呢?如果声波能够得到均匀的扩散,理论上您在聆听区域各处所听到的声波反射都 很平均,您的聆听位置就不会只局限于一个“皇帝位”。再者,声波在音响空间内得到均匀扩散之后,明显的会提升音质、音色以及层次感、深度感等“音响二十要”的表现。在此要提醒大家二件事:第一、并
34、不是唯有二次余数扩散器材有扩散声波的效果,任何的斜面、凸面或圆弧都会有扩散声波的效果。只不过二次余数所扩散的频率范围比较宽而已。所以,在您的音响空间中,您大可搭配各种的造型以达到扩散声波的要求。第二、如果您做了各种处理,仍然觉得声音太尖锐,此时,聆听位置后面这个区域恐怕就要做吸音处理了。此时,您的音响空间就会形成“前端活、后端死“的情况,这样听起来声音会结实有力而不嘈杂。反射、吸收与扩散三者必须巧妙运用以上所谈的“前硬中吸后扩散”原则,事实上就是音响空间中“反射”、“吸收”与“扩散”三种表面处理的大原则。这三种手段必须灵活运用,并尽量在大原则的范围之下发挥您的想象力。在此我要提醒您,当您想模仿
35、别人的处理方式时,一定要先仔细评估自己音响空间的声音特性、各项条件以及本身喜好习惯是否与别人相同。否则,胡乱模仿的结果通常会以失败收场。例如,如果您 已经按照以上原则去处理之后,还是觉得高频段太亮太刺耳,此时可以在在房间内施盖大量的布(如窗帘、吊纱等织物),以吸收高频段。反之,假若您已经觉得声音有点闷,不够亮丽,此时如果大量织物一定会适得其反。请记住,我们精心的调配反射、吸收与扩散声波,为的就是要得到“温暖”、“饱满”、“柔和”、“丰润”、“清澄”、“透明”的声音。如果您听到的是尖锐、刺耳、单薄、白热的声音,那么听音乐将成为痛苦的试验,而非轻松愉快的享受。二次余数扩散器十分好用在说二次余数之前
36、,先说扩散。所谓扩散就是喇叭发出的声波无论从那个方向射入一个反射体,那些声波都会均匀的向各个方向反射。所以,扩散可以说是无指向的。而一般的声波反射通常是定向的。例如利用一个斜面来反射声波。理论上,只要是一个反射面的长度大于声波波长,则所有的波长比反射面小的频率都会被反射到某个方向。从以上的叙述中,您可以了解,在音响迷的音响空间中,我们需要的是扩散,而不是定向的反射。因为扩散会使室内的声波更均匀,而定向反射只会对某个局部达成影响。那么什么是二次余数呢?它的英文是Quadratic Restdue。这个名称来自于计算公式hn=(0/2N)?Sn中,Sn就是以n平方除以N的余数而来。式中0是想要扩散
37、的中心频率波长(例如以1000Hz为中心频率),N是您决定的扩散器格子数(也就是踏步)。请注意,踏步的数目必须是质数,例如7,11,13,19,23,29等等。N则是0,1,2,3,4,5,6,7。hn则是n那个踏步的高度。它的好处是扩散范围很宽。其实我们告诉二次余数扩散的简单公式,可能无助于您对于声波扩散的了解,主要的目的是要您了解这个名词(mng c)的由来。以这种理论为基础的扩散器种类很多,其中有专门扩散用的,也有扩散与吸收二者兼用的,更有扩散、吸收与反射三者兼用的。此外,除了供墙壁使用之外,也有供天花板使用的。为什么二次余数扩散器会在近年倍爱欢迎呢?因为它有一个扩散特性:如果以中心频率
38、为准,它扩散范围的低限可以向下延伸到中心频率以下(yxi)约半倍频(假若中心频率为1000Hz,半倍频就是750Hz),上限则很高,可以达到中心频率的(N-1)倍。假若中心频率为1000Hz, 该二次余数扩散器的踏步为7,则扩散范围的上限约6000Hz。一般外面所见到的二次余数扩散器几乎都是针对中频以上的频率,而且踏步数越多(这里指的踏步数是单组的数,而不是二组三组的总和),扩散频率的上限也就越高。此外,为什么没有(mi yu)人会做三个、五个踏步的?因为它扩散的上限比较低。大空间比小空间好为什么大空间会比小空间好?道理很简单,因为大空间的容积较大,喇叭发出来的声波受边界(六面墙)扭曲程度比较
39、小,您所得到的声音将会比较正确。这也是为什么如果我们使用计算机软件做喇叭测试时,通常都必须要求在较大的空间下测量。因为声波少了边界的干扰扭曲,测试结果才会准确。很多人不知道,其实许多喇叭计算机测试软件的有效值只在300Hz以内而已,低于300Hz频率因为波长较长,容易受空间内边界的干扰,以至于造成测试值的不可信。而无响室所要达到的目标,其实就是在理论上完全消除空间边界的干扰,使得测试结果准确可信。在一般人的家中,大空间就是客厅与餐厅共享的开放空间,小空间就是特别设计的音响室或一般房间。在大空间中,我们所需要考虑的是空间的多功能共享、聆乐时的干扰、以及喇叭的低频能量感是否足够等问题。如果能够适当
40、调配,您所得到的声音通常都会比较轻松、均匀与正确的,而且低频向下沉潜的能力会更强。至于驻波,即使大空间也不可能完全避免,不过危害的程度会相对的降低。在小空间中,喇叭发出的声波受边界扭曲得很严重,驻波的危害也远大于大空间,低频段的延伸也永远受限。不过,小空间由于容积小,可以不必使用大功率扩大机与大型喇叭,空间的布置也比较省事。东西多比东西少好这里不是指器材越多越好,而是音响空间里的东西越多越好。不过,东西越多越要整理,不要随便乱丢,造成满室脏乱。为什么音响空间里的东西越多越好呢?因为这些东西会对声波产生自然的吸收与反射作用,达到自然调节室内残响的作用。请记住,质量越重的东西对于中低频或低频越会产
41、生吸收作用,有时候可以解决一些中低频驻波的问题。例如柜子、沙发、书架、CD 架等都具有这种功能。而表面多纤维、多孔软质的东西则对高频具有吸收作用,例如绒布沙发的表面、地毯厚绒布等等。假若音响空间内东西很少,只有一套音响以及几张CD、一张沙发,这么这样的空间很容易(rngy)产生回音过长,高频太亮,声音虚面不实的缺点。同样的,如果音响空间里的各种柜子都装上玻璃门,也会产生过多的高频反射。所以音响空间内的各种柜子最好都不要有玻璃门。十一(ShY)、音响空间的比例重要吗所谓音响(ynxing)空间的比例,一般人都会习惯的称为“黄金比例”。事实上这里“黄金”二字只是代表珍贵难得而已,与真正的“黄金比例
42、”无关。为什么音响空间要讲究长宽高的比例呢?如果比例正确恰当,可以将音响空间内的驻波强度降到最低,减少中低频驻波对于聆赏音乐的干扰。所以,如果您有机会装修一间不受干扰的专用音响室,当然要顺便讲究空间的长宽高比例。先天条件先具备,加上后天的布置,音响空间的效果当然就会高人一等。到底怎么样的比例才是最好的黄金比例呢?如果要简单点,只要是长宽高的数值不要互成倍数就可。也就是说这三个数值相互无法除尽即可。若是讲究些,则要背一些简单的数字,这些数字都是经计算机计算测定过驻波强度很低的相关数字。您可以记住以下三组:A.1.00:1.14:1.39; B.1.00:1.28:1.54;C:1.00:1.60
43、:2.33。以上三组数字的1.00代表房间的高度,其余二个分别为宽与长。从数字上看,您可以发现这是三个容积大小不同的空间比例,到底要用哪一种比例,那就看您有多大的空间而定了。十二、驻波只宜智取,不要蛮干驻波是什么玩意?简单的说,驻波就是赖着不走的声波。赖在哪里不走呢?赖在二个对立的平行墙面之间。一个空间有三组对立的平行墙面,所以,一个音响空间就会有三组驻波混在一起。其实,驻波就是空间的共振现象,只要二对立平行墙面的距离等于半波长的整倍数,就会产生共振,也就是驻波。例如,一个5公尺长的距离就是34Hz的半波长(声音的速度每秒340公尺除以频率34Hz就是全波长10公尺),这样的长度就会在34Hz
44、的2,3, 4,5,6倍处产生驻波。也就是在34Hz,68Hz,102Hz,136Hz等处产生驻波。假若,空间内三组平行的墙面个别所产生的驻波有相互重叠之处,那就会形成更强的驻波。这个更强的重叠驻波就是我们音响迷俗称的驻波。例如,如果三个平行墙面恰好都有102Hz的驻波,那么,这个音响空间中的最强烈驻波就是102Hz。事实上,音响空间内的驻波不仅会发生在平行墙面上,也会发生在对角线的长度上。所以,当喇叭在播放音乐时,音响空间内所产生的驻波是非常复杂的。幸好,音响迷并不需要了解那么复杂的驻波,您只需要知道驻波形成的原因就可以了。为什么说驻波只宜智取,不要蛮干?第一,驻波并不是只有单一频率,它的范
45、围很广,您无法以某种设施去准确的“抵消”它们。第二,驻波的能量很强,通常会比正常音压还高十几dB以上。依我们多年的经验,音响迷对付驻波最好的方法就是避开它。用什么方法避开呢?用喇叭摆位以及变换聆听位置的方式来避开。若硬要用某种措施来降低某个强烈的驻波,是不是可以成功呢?如果您想不计成本去做,当然有许多前人研究出来的方法。例如要吸收102Hz驻波,就要利用公式计算,用什么吸音材料、怎样安置法,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和低频的设施。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
46、。在此要再度(zid)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(l b)摆位”与“变换(binhun)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,我们已经“铁齿”过了,我们的经验就是老人言。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。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
47、(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。从第一次反射音传回耳朵的时间,我们即可以概略的判断该空间的大小。残响的严格的定义:至于残响,顾名思义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,我们就称它为残响时间。请注意关键的数字就是“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;或者是比较
48、明亮的、华丽的等等。在现代的音乐厅设计中,残响时间通常都设在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,即便同样的残响时间,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性。说到这里,您必定明白,即使在自己的音响空间中,适当的残响时间是非常重要的。当然,由于我们的音响空间很小,所以不需要有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不同,通常可以定为0.20.5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。残响时间难精确计算。既然我们知道要多少残响时间,但是如何来控制、得到自己所
49、需的合适残响时间呢?理论上,残响时间可由公式来计算。最早的残响计算公式由Sabine推出,后来Eyring又在Sabine的基础上做了修正。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,然后引用公式计算。问题是,在很多因素的影响下(指声源的指向性、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。所以音响迷即便知道怎么计算,也没有多大用处。既然残响时间那么重要,而我们却又无法掌握,到底们怎么办呢?那么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(也就是主观评判)。在此有几个原则提可供人们参考:如果在音响空间内讲话略感吃力,
50、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,大部分音响迷在听音乐时,都会把门窗紧闭。除了吵人与被 吵之外,隔间对于(duy)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。这样无异您就增加了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(kngdo),最简单的方法就是换个双层铝窗或更好的气密窗
51、。它所化费用不多,但是效果很好,是投资回报率最高的作法。音响空间的门要做隔音吗?如果要做隔音门,那可得要化很的多钱,算起来非常不划算。何况,被吵的是自己家人(ji rn),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,几乎都没有隔间效果(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,取而代之的真正的隔音作法。花这
52、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,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到另一
53、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,是需要非常丰富经验的。请记
54、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。第三节 专业音响调音员操作要点目前国内歌舞厅所使用的专业音响设备,应该说都会有较高的可靠性,主要问题是操作者专业素质参差不齐,真正配备合格调音师的单位不多,经常会出现因操作不当而造成音响效果不佳,甚至导致设备损坏。我们根据以往的经验,针对中、小型歌舞厅音响设备操作要点进行解说,可做为制定操作规程的参考。另外,在中小型歌舞厅由于话筒声反馈造成的自激啸叫现象,是常见的令使用者头疼的问题,因为经常出现啸叫会令宾客扫兴,音响效果无从谈起,严重者会造成设备损坏。所以,自激啸叫现象是歌舞厅
55、音响使用中的一个重要问题,下面分别叙述。音响设备开、关机(un j)顺序应按由前到后顺序开机,即由音源设备(CD机、LD机、DVD机、录音机、录像机)、音频处理设备(压限器、激励器、效果器、分频器、均衡器等)到音频功率放大器到电视机、投影机、监视器。关机时顺序相反,应先关功放。这样(zhyng)操作可以防止开、关机对设备的冲击,防止烧毁功放和扬声器。表演(bioyn)前的准备调试功放的音量控制电位器一律调到最大位置;调 音台上伴奏音乐和话筒分路推子应置于0dB;调音台上各分路GAIN输入增益均放在已调好的位置;调音台总音量推子先置于最小位置(下端);调音台音质补偿旋钮均放在中间位置。试验伴奏通
56、道,也就是说用CD盘或LD盘放歌曲音乐,此时歌声和伴奏音乐大致是正常工作时的音量,但要注意音量要适度悦耳,响度过大易使人疲劳和难以忍受。调音员应到厅内不同位置聆听效果。如立体声音像、乐曲音质等。所放的曲目是自己熟悉的曲子,可反复调整音量(调分路GAIN增益)和分路音质补偿,直至音效满意为止。对音乐效果的要求应是有力度、有美感,高音不能刺耳,低音不能混浊,要求歌声清楚,如女声的齿音清晰可闻,但不可过重。分路推子置于0dB,总音量推子 置于0dB,调节分路GAIN输入增益钮,使AU表指示0dB左右,此时系统达到额定输出功率。但正常工作时,总音量推子一般调在-6dB或-10dB以下,小于额定输出功率
57、。试验话筒通道。一般来说,至少要准备两个话筒通道。先试话筒灵敏度和动态性能,然后加上混响和伴奏音乐唱歌,歌声经过混响处理,应该比原歌声音色更加圆润、丰满和有层次,富有现场感。话筒音量的调节:分路推子置于0dB,话筒音量调整分路GAIN输入增益钮,以分路峰值指示灯偶尔闪亮为好,总输出功率的计量靠AU表指示。对小乐队进行试音调整,即要对各种乐器的话筒抬音和电信号进行试音,根据乐曲风格进行音响比例平衡。视频图像的调整,即投影机和彩电应通过调整其亮度、对比度、色饱和度等旋钮使其图像清晰、色彩艳丽。音响员应能熟练地使用影碟机和点歌器,熟悉点歌单上的盘位。注意在正式演唱时,应按影碟机上D/A键。消掉原唱歌
58、声。音频处理设备的调整房间均衡器。房间均衡器有两 个作用,一是调节音质,弥补厅内混响时间造成的频响不平衡;另一个重要作用是压低某一频段,抑制声反馈造成的啸叫声。房间均衡器平时应保持音响工程调试时调定的位置。压限器。在音响工程中压限器也是重要设备,其作用:一是压缩或限制节目的动态范围,防止过载(guzi)或失真,对功放和扬声器具有保护作用;另一重要作用是提高节目响度(这可以靠听觉明显感受到)。压限器的调整(tiozhng)数据如下:(1)噪声门GATE:指示灯亮时噪声门关闭(gunb),声音小,起到静噪作用。当输入信号降落到门限电平时即开始关闭,噪声门一般置于OPEN到-20dB之间。(2)压缩
59、门限电平THRESHOLD:决定开始压缩的电平,一般在-10到0dB,开始压缩时增益减小,GAIN REDUOTION(dB)指示灯开始亮。(3)压缩比RATTO:置于2:1;(4)动作时间ATTACK:置于10ms;(5)释放时间RELEASE:置于0.3s。混响器。目前广泛使用数字混响器。这类机器内部固化了许多不同的混响效果以供选择。调音员应对所使用的混响器的各种混响效果逐个试唱试听,记录可以使用的程序,在调音时可随时用机中键盘调出使用。调音要点(以操作调音台为主)歌舞厅调音员工作在控制室内,调音时应使用监听音箱和监听耳机,用来分别监听主通道和返听通道。调音员应熟知监听音和现场音的关系,音
60、质调整很大程度上依靠个人的听觉。使用压限器和激励器以增加声音的响度和美感。激励器的调整主要靠听觉,应按设备使用说明书将声音调得丰满悦耳。用混响美化歌声。对非专业歌唱者应适当加重混响,以掩盖噪音和发声中的缺陷。音量小时注意提升低频和高频;音量大时适当提升中频,以增强声音的明亮度。调音以歌声为主。当歌声出现之前,把伴奏渐渐压低下来,以突出歌声。低频应衰减3-5dB,高频7KHz以上的应衰减3dB,中低频200Hz附近提升可加大力度,2-4KHz提升3-6dB可以明显感到歌声明亮。对迪斯科或摇滚乐则要注意较大幅度地提升低频(40-100Hz)和高频(7-20KHz)。提升低音时切不可猛旋补偿钮,以免
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