音响器材重播声音的好坏,与聆听环境的建筑声学特性有着非常密切的关系,要使音响系统发挥最高性能,必须对听音房间作一定的声学处理。
对于听音房间的建筑声学特性,有4个方面需予考虑,①混响时间,②混响衰减的扩散特性,③房间的频率特性,④环境噪声声级。
听音房间的建筑声学特性各不相同,不同物体对声音的反射和吸收也各不相同,所以为改善听音环境而进行声学处理,改善声学缺陷的工作就显得十分复杂。只要可能,最好避免房间任何两面的尺寸相等,或一面恰好是另一面的两倍,也就是正方形或长宽比是两倍的房间,因为这种比例的房间会产生驻波、低频声共振,造成声染色。
房间内从墙壁、天花板、地板、家具和人身反复反射所形成的声音持续存在、逐渐衰减的现象,称为混响(rever beration,也称交混回响)。它和回声(echo)不同,回声不是一种平滑的衰减而是声音的突然返回。对于室内声学的最重要指标,首先是混响时间,它是声能衰减下跌到原有强度的百万分之一(60dB)所需的时间,对于一个已确定的房间,混响时间主要取决于吸声处理。对于Hi–Fi听音房间的混响时间,可取0.4~0.5秒。混响时间适度可使乐音丰满,语音饱满,混响时间较长声音较活泼丰润,但太长时声音容易含混不清,语音清晰度下降,乐音缺乏力度和节奏感,混响时间太短则声音较干硬,缺少生气,没有混响的声音(如室外)常有呆板感。
房间的扩散特性好,则声音的衰减平滑,室内各处声音感觉均匀。任何凸面都有扩散声波的能力,包括斜面、曲面以及凸弧面,当需要扩散声波频率受制凸面大小时,可采用扩散板进行处理。
当由于某种原因造成声音中的某一频率得到过份加强或减弱时,就将破坏房间内声音的均匀性,这种现象我们称之为声染色(sound coloration)。例如,驻波能改变声音原有的特性,在某些频段出现峰值,改善的方法是室内物品摆放避免对称。 大空间的听音室不仅对低频延伸有帮助,还可使声音感觉更轻松,更具活生感。我国一般用作听音房间的居室面积约为14m2,高2.8m左右,容积约为40m3。在这种房间里,只要声学处理得当,应该是能有较好听音效果的。由于100Hz以下声音的波长大于3.4m,与房间的尺寸处在同一数量级,所以在其空间只能产生几个共振频率,低频声波的相互干扰较少,听起来显得自然圆润。但中、高频声音的波长远小于空间尺寸,将在室内产生大量驻波,在驻波的相互干涉下,房间在100~500Hz的声学特性一般都较差,而这个频段的声频能量又很高,所以要予重视,作出适当处理。 房间里在相对的墙壁之间,由于声音的多重反射而产生驻波(standing waves),当驻波发生时能产生共振,其频率取决于墙壁间的距离,可见房间实际上就是个谐振器。房间里产生驻波造成声染色最多的地方,是音箱后墙的两边墙角,它会反射不干净的低音,这种效应称为房间隆隆声(room booming)。这种低频驻波是常见的声学缺陷,造成低音清晰度下降,需要小心处理。控制驻波反射的一个好办法是利用装满书籍的书架,书籍的不规则外形和不太强的吸声作用,能使声波发生散射,从而减轻声音反射的影响。大理石和花岗岩地坪和落地玻璃是现代家居装修的首选,但却是音响效果的大敌。常会引致声音的模糊嘈吵,改善的方法是在音箱前方放置适当大小的地毯和在玻璃前加上厚窗帘。 环境噪声级是指室内没有声源时的噪声声压级,如环境噪声过高,可采取隔声、隔振等方法,或在室内铺设一定吸声材料。对于目前的居室的隔声量通常是不够的,而整个房间中以实心墙的隔声最好,门、窗的隔声最薄弱,所以决定房间隔声质量的重要因素是门和窗。
居室中的客厅用作听音室并非理想,因为一般客厅是开放式的空间,走道更造成空间的不对称,加上落地窗造成低频损失,延伸的空间使声音反射不好控制,造成声像偏移。只要没有太多的家具摆设,卧室作听音室是更好的选择,因为密闭的空间容易掌握声音反射问题。
音响器材怕振动,振动会影响音质,这是大家都明白的道理,对音响器材产生影响的振动源有驱动电动机、变压器磁感应、扬声器重放声波等。为了避免振动对器材重放声音的影响,除器材本身采取的避震、吸震措施外, 各种避震器材也就应运而生, 而且种类繁多,但大体上有硬质角锥脚钉和软性吸震垫两大类, 都能进一步消除振动对音响器材的影响。各种不同形状、不同材料制作的避震器材通过传导、隔离及吸收音响器材本身、承载体(地面或台面)及声波中某些频率的振动,从而消除振动对声音产生的影响。
在自然界中,每种物体都有其固有的共振频率,每种材料由于自身密度的不同,它们的固有共振频率也不相同,对各振动频率的传导性能也就不同。所以对避震器材而言,选用制作材料的物理特性是至关重要的。目前制作避震器材的材料大致可分五种:
①高弹性系数低阻尼材料,如铝合金、不锈钢及陶瓷等,这种材料的峰形尖锐,在40Hz附近振动传递能力随频率变化而有大幅度变化, 在高频时传递能力较软性材料为高;
②中弹性系数中阻尼材料, 如木材等,振动传递能力介于金属和橡胶之间;
③低弹性系数高阻尼材料, 如橡胶等,在200Hz附近振动的传递能力随频率而起伏不定;
④超低弹性系数材料, 如海绵等,振动的传递能力随频率增高而稳定下降,对频率的变化影响不大,但对高频振动不易传递;
⑤复合材料,如不锈钢和橡胶等,对振动的传递能力兼有两者之长。
脚钉、脚架等都是利用适当的介质和几何形状,将音响器材外壳与承载体的接触面减少到最小,造就一个声学高阻抗区,使产生隔离作用,或者说是将音响系统的振动“机械接地”。硬质角锥脚钉除可将器材本身的振动导出, 还能把器材与外界的振动阻隔,使音响器材内部及外部振动对音质的影响得以减小。一个有效的避震脚钉必须在传导振动的同时,将振动的机械能转换成热能散发掉。不同材料制作的角锥脚钉都有其固定的谐振频率, 各具优缺点,这在使用时是应加考虑的。
吸震垫用以吸收器材的振动,因材料不同可分发泡垫、橡胶垫、塑料垫、绒毛垫等,为取得好的吸震效果,应选择能吸收造成主要干扰频率段的吸震垫, 同时要对可闻频率以下的超低频(10Hz以下)予以吸收,以改善声音的清晰度。吸震垫特别适于LP电唱盘、激光唱机使用,效果可谓立竿见影, 如激光唱机下放置吸震垫后,重播音质会有明显提高, 低音更紧 、声像聚焦更好,人声更清晰。不同材料制作的吸震垫对振动传导的频率及传导速率均不同,这是选用的关键。如以厚重的石料作底, 再在其上放以软质吸震胶垫, 就能有更好效果。
角锥和吸震垫组合使用,可兼收两者之长, 硬质的角锥使振动得到有效传导,当振动传导至吸震垫时, 由于高阻尼夹层材料分子间相互碰撞而将振动的机械能转化为热能, 振动的能量便不会积聚在锥体附近,而且利用不同材料具有不同的共振频率,对不同频率有不同阻尼特性,使这种组合能具有一个较宽频带的吸收和阻尼,从而收到更佳效果。
关于角锥脚钉的使用,根据多方经验,因为材料上每一点的振动幅度都不一样,角锥放置在音响器材底部的位置前后移动时, 得到的效果就不一样。通常角锥脚钉使用三枚, 以三角形放置,由实验方法取得最佳位, 角锥脚钉的效果以激光唱机、音箱最明显。
在角锥脚钉尚未商品化时,音响爱好者常使用倒扣的高脚玻璃酒杯或鼓形大象棋子等置于器材之下, 作为避震之用,也可收到异曲同工的效果。
音响器材避震通常可以归结为两种,一种是使用质地坚实的木柜或金属柜放置器材作承架, 另一种是利用脚钉、吸震垫或其它东西,将器材与承架,以及承架与地面作隔离
不少音响师、调音师面对琳琅满目的音响设备时,往往感到难于操作。现向读者介绍一些调音操作技巧。
人耳对音色的感觉是比较灵敏的,它能直接判别声音是否逼真。如果对音色处理不好,不但会使声音单调,枯燥乏味,而且还人会使乐器或者演唱产生严重的失真,因此不可忽视音色处理的重要性。对于男声来说,大多数人的声音比较低沉,缺少高音,为提高演唱的清晰度,一般可对3kHz的频率万分进行补偿;对于女声来说,高音又显得过多,声音发“尖”,为使声音宏亮,不至于太刺耳,一般可对400Hz频率成分进行补偿。
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