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有关 HI-FI聆听室的基本声学常识  

2012-09-07 07:35:45|  分类: 音响 |  标签: |举报 |字号 订阅

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有关 HI-FI聆听室的基本声学常识(转帖)

        声学是一门非常注重实验、实践的综合性科学。发烧友们在自家居室内自行构建的所谓“HI-FI听音室”,其室内的声学系统,当然也逃脱不开经典声学理论体系的支撑。它依然摆脱不开室内建筑声学、语言声学、音乐声学、电声学及扬声器发声机理等学科体系的框框。在一个特定的听音室里,室内声学的良好如否,必须通过理论的精确计算、设计之后的一系列数据作为参考值,然后,再还要通过仪器测量等反复的实验之后,方可确定是否达到了实际之要求。这就是室内声学作为一门实验性学科的最明显特征。
       HI-FI发烧友,毕竟每个人都不是声学专家,那么,发烧友们怎样才能在自己的一偶天地里构建好一个声学相对完美的I高保真级别的HI-FI音乐聆听空间呢?
      一般来说,音源的负载__是功放机,功放机的负载__是音箱,而音箱的负载__就是听音的房间了。音响是用来重波声音的,而声音与一个特定的总是环境密不可分。而听音室这个特定的环境就是整个音响系统链条中不可分隔的一个最末端的环节。
         音响系统讲究的就是一个匹配,其中音响系统和房间进行搭配是比较困难的。不管你的音响系统档次有多高,只要和听音环境不匹配,全都是白白浪费银子,一句话就是空间失真的问题。
        空间失真是指重放系统声音输出和进入人耳的声音输入之间的差别。这种失真主要是由于房间的谐振驻波产生的,由于房间中的墙壁、地板、天花板以及室内的各种物体,或者对某些频率的吸收或反射。直达声经过反射造成的起初的延迟声和后来的延迟声相互交织在一起造成失真,或者由于音箱位置摆放不好而使其方向性变窄,不能使原音声场再现。对于以上问题,因各自的房间不同,以及各种设备的性能特点不一样,哪怕是权威专家也难有统一的标准,只能根据各自的实际情况来调试搭配。房间大小与机器功率之间的匹配功率放大器的功率输出必须根据房间面积大小、高度、容积等条件来选择,主要保证重放时有一定的声压,而且要和音箱功率基本匹配。功率太小音量不够,太大又造成浪费。一般家用根据经验,胆机20W~50W,石机50W~100W额定输出功率就可以了。
         根据经验,我们所能做的和能够控制,以及可以预想的————

 一、尽量避免室内驻波的产生。室内的长、宽、高尺寸比例一定要大体合适。这是为什么有很多老烧买新房要看户型最经典写真的奥秘所在。
        我们知道,声波因其房间内四壁的条件而在某一频率上产生共震,这样会大大降低音响系统重放的清晰度。从声学角度来说,这是一种很明显的驻波现象,并且是又于房间的某一特定形状引起的。一旦由于房间的特性而产生驻波,则十分难以消除,显著的驻波现象将会大大影响系统的低频特性,一般10~30M平方米的房间中出现驻波较高的频率在80~300HZ。改善的方法是——一是,尽可能地调整装修后房间内尺寸的长、宽、高的比例关系,使之成为无理数(纯数学上的无理数),二是,尽可能的利用室内物品的摆放来避免平行和对称性。
        为了彻底避免和杜绝房内的驻波现象,矩形房间内的长、宽、高之比应取无理数。常推荐的三边之比,一般采以最经典的黄金分隔法(1。618:1:0。618)或根式比例法(2平方根:3平方根:1)等。烧友据此可参照这两个最经典的比例法则,尽量避免三边之比不是整数倍为佳。
       二、房间混响时间及混响时间的推算
      对于不同房间都有着其固定的混响时间,一般来说,混响时间和语言的清晰度是矛盾的。如果混响时间过短,则声音枯燥发干,混响时间过长呢,声音又混淆不清,颗粒感不强,且会丢失大量细节,使声音的细节含混或隐遁于无形,从而大大影响音乐的聆听与欣赏效果。
          因此,不同容积的房间都有其最佳的混响时间,在房间装修之前一定要明确对混响时间的控制和总体要求等也就是说要利用室内装饰等手段,将混响时间控制在一定的范围内。经过国内外声学科研工作者作了大量的实验后而得出的《混响时间与语言清晰度的关系参照系》(国际上统一规范的室内声学混响时间对照表),可从网络等相关资讯搜寻参考。
         房间混响时间是衡量房间混响程度的量,指声源停止后混响声能密度(单位体积的声能量)衰减60dB所需要的事间,符号为T-60,单位是秒。混响时间是表征房间声学特性的一个量,与声源无关。这对于没有专业声学基楚理论的业余发烧友来说,把握住最基本的声学常识,尤为显得重要。室内混响时间的理论推导计算公式有很多的报刊或网络上均有介绍。其具体计算公式为:
T-60=0.163V/S*a

式中:T-60为混响声能衰减60dB所需时间的符号,V为房间的体积,S为房间六面面积的总和,a为各面材料的平均吸声系数。
        对于一个已经确定的房间,体积V和总面积S是个定值,那么,混响时间,则是主要不取决于房间内所用的吸声材料及吸声系数,以及吸声材料的合理化处理。目前,现行的各种建筑材料的吸声系数都可以从手册中查出来的。因而,计算一个特定房间的混响时间就变得极其简单而快捷。
       各位烧友,还是动手亲自来算一下你的听音室的混响时间究竟是多少吧!
       我们知道大多数房间在装修时,不可能都只针对音响的声学要求来设计。而V和S都不可能有太大的改变,故只能根据实际情况来解决。
        不同容积的房间取怎么的混响时间为最佳,在国际上也早有了规范的参考值。就一般家居而言,20~30平米的室内最佳的混响时间为0。44~0。5。我们知道大多数房间在装修时,不可能都只针对音响的声学要求来设计。而V和S都不可能有太大的改变(房价太贵),故只能根据实际情况来解决。
        首先是音箱应靠房间墙壁的短边(宽)摆放左右。音箱中心对中心大约等于0.7倍墙壁短边尺寸,音箱背后离墙壁约0.5~1.2m之间,如果音箱开有后倒相孔,那就要多调整几次。音箱喇叭面向前指向要求尽可能距离长一些,如能穿过饭厅或厨房通过门窗洞孔与外相通则更好,可以通过打开或关闭门窗洞孔的面积来调整声波的吸收和反射。
         其次,用高强度的石膏纤维板来做天棚,沿房间四周设置,宽度约0.7米,高度0.3米成内空型,完全能吸音,建议不要整个房间满吊装。墙面用石膏制成的工艺浮雕砖设置电视墙,用木工板制作的酒柜墙、古董架等,墙面已经占用差不多了,剩余部分用乳胶漆涂刷处理。
          余下的就是室内家具和挂饰物了,一般家具的位置是不易改变的,主要是窗帘和墙挂饰物以及地毯的位置。如果房间的墙壁又平又硬,还有光滑的地砖、花岗石地面,存在很强烈的反射,这就要增加窗帘的面积,在墙壁上增加挂饰物,在地面上增加地毯,以便对中、高音进行一些对冲和改善。
三、音箱的摆位
        音箱的摆位是音乐重播中极为重要的一环,再好的器材若摆位不好,重放的效果也不会理想的。只有摆位正确,重放才会达到理想的效果。任何一对音箱只要摆位得当,均可获得比较宽广的音场。根据国外的一些经典资料看,立体声音箱在房间内的最佳间距与试听位置是:
        设房间的宽为“X”,则两音箱之间的宽度应为0.7X(短边摆放),室内最佳的聆听区域边际与两音箱连接线之间的垂直距离应为0.9X。此时,真正的皇帝位应选在最佳的聆听区域之内——即前沿边际与后墙之间的“广阔的”空间正中!
        根据国外资料揭露:在双杨声器的摆放试验中,立体声的声像定位完全取决于两路扬声器到达聆听者处所产生的声压级差和时间差,并由此来确定最佳的聆听位置。
        根据实际经验,将大多数音箱置于室内的短边比长边更好。并应将音箱离墙适当距离。两箱之间摆放的总原则是被摆放边长的0.7倍,但还要根据房间面积的大小来统筹考量,两音箱的间距可在2~5m之间不等。若音箱的扩散角不理想,间距可适当缩小或将音箱向内转动一些(也称内拗);若音箱的扩散角合适,音箱的间距还可适当加大些,这样会更有利于声场的自然再现。
        音箱最忌讳直接的摆放在地面上或墙角处,更不要随意的放置于某些随意而为的东西上,否则,射到墙上或地面上的低音的反射波会很强的,会使得低音不自然地加重拖尾现象。还直接影响到低音重放的质感。
        音箱的低音单元虽说离地远一些可避免地面反反射等情况发生,对低音的重放也更显干净利落些,但是,低频的成份也会随着远离地面的直射对冲,使人感到低音不够坚实或有飘忽感。
        根据经验,落地箱可将低部垫高20~100mm.,使低频扬声器下沿离地面距离为低音扬声器直径的1.5~2倍,这时,低音放音效果最好。高音也基本上有了全面扩散的正常空间或角度。书架箱亦将以此类推。
         其实,HI-FI把玩,一切都是“耳听为实”。
其实,HI-FI把玩,一切都是“耳听为实”。

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