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解决中低频驻波的方法 [复制链接]

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解决中低频驻波的方法

不知是谁的文章,觉得有可借鉴之处。


首先要声明的是:我不是声学专家,所以这篇文章不讲理论。第二个要表态的是:有些方法我自己也没试过,但曾经在一些前辈家里体会过妙用。第三个着眼点是:以一般家庭中客厅兼音响室的需求出发。如果你对声学有专精,这篇文章可以不必看,我讲的你应该都知道了。如果家中女主人不容许你大兴土木,不可以东贴西补,或者不答应乱花钱,但偏偏听音响时又饱受轰隆隆的中低频驻波之苦,欢迎一起来试试看,说不定可以找到解决之道。

中低频驻波这么可怕吗﹖事实上每一个房间都有驻波产生,只是频率分布得不一样而已,越大的空间产生驻波的频率越低,影响也就越小。要怎么知道房间的驻波频率呢﹖以房间最长边的距离去除声波每波秒钟行进的度度340公尺就可以了。例如房间长有5公尺:340/5=68,以半波计算,在32Hz处就会有一个比较大的突起。而且驻波不是只有单一频率,32Hz的倍数像60Hz、128Hz???也都有较弱的驻波。还不仅如此,一个密闭空间有三组相对的墙面,所以会有三组不同的驻波产生。即使一对无响室中频率响应量起来±0dB的超级喇叭,放到普通空间里面,频谱分析仪看起来低频段仍然是高高低低,主要原因也就在这里。

只要巧妙处理或运用低频驻波,他们并不是想像中那么可怕的。我曾经听过一对美国Legacy的超小型喇叭,在杂志十几坪的空间内固然可以体会出它有超过体积的低频延伸,不过相对也付出大功率扩大机的代价。后来代理商位于天母的门市开幕,同样一对小喇叭在一楼展示间里,竟然一下「长大」了,鼓声低沈有劲,低音提琴拉起来让人麻酥酥的,而用的扩大机反而功率更小。听过的人都不相信小喇叭可以有这样的声音,甚至怀疑是不是偷偷接了超低音,不过我的推测却是空间帮了大忙,适量的中低频驻波使得音乐更为浓郁厚重了。

可惜不是每个人都这么幸运,空间中产生的驻波频率不一定是你所需要的。当驻波能量集中在100Hz左右时,鼓点与随后的鼓身共鸣会太过膨胀,甚至糊在一起只有轰的一声。同时有贝斯与鼓声出现时,两者也容易混在一起而无法有清晰的旋律线。这时候人声通常也带着一些鼻音,好像感冒没吃药似的,根本谈不上透明度与细节。万一这个驻波能量太强,音响根本就无法开大声听,否则只怕窗子、柜子都会跟着一起震动。在台湾的居家空间里,最常出现的恼人驻波大约是50Hz左右,找一张测试片来试试就知道了,通常在这附近正弦波讯号会震得满屋子嘎嘎响。要避免的最好方法当然是规划专用音响空间,例如1:1.25:1.6与1:1.6:2.5的黄金比例兴建音响,IEC国际电工委员会也是这么建议的,不过公寓族根本不可能圆梦,所以就别提了。你也可以从选择大小合适的喇叭着手,避免贪心过头,在三坪大的空间里硬要挤进超低音。另外就是得用一些道具来克服。

以个人的经验来说,对付中低频驻波,扩散要比吸收要来得有效。在专业录音室、小型演奏厅里,他们对付驻波另有一套方法,也就是量身建造的低频空箱。这种空箱的制造有一套公式可以计算,材料以MDF板为主,里面再塞进玻璃纤维棉。它的主要作用是吸收某一特定范围频率,当声波进入空箱后会因能量转换作用被衰减、吸收。需要计算的理由则是每个空间的条件都不同,需要衰减的频率与能量多寡也不一样,所以这种东西无法大量生产。录音室的控制间里顶多不过六坪大,却能完整而平直的听到20Hz极低频,主要秘诀就在这里。

那么家中也如法炮制吸收不就行了﹖不行。市售的吸音材料如防火的Sonex,最厚的一种吸收频率不过到500Hz左右,滥用这种吸音材料,说不定低频驻波没解决,反而连宝贵的中频通通牺牲掉了。在水泥墙上另外加上木材隔板是个方法,不过一则工程较浩大,二来你无法确知会吸收掉什么频率(绝少有单一频率的吸收材料)。制造大曲面的圆弧也是方式之一,不过要改变100Hz的声波路径,所需要的曲面是1.7公尺(340/100/2),你的房间能做几个﹖比较实用的方式是在房间的角落摆一些空箱、木柜,或者摆一些质量大的物体,像是装满书的盒子、实木做的椅子等。这些道具都具有吸收,或者打散驻波的效用,但是着力点是在哪一个频率,影响的程度有多少,都必须你自己试过才知道。以坚固材料钉做的木柜相当好用,它可以说就是录音室里低频空箱的翻版,不论里面用来关空气或放置唱片,都蛮理想的。要注意的是木柜需要一个个搬进去尝试,大而无当会有副作用。另外,摆几个大型沙发也有部份效果。

你大概发现到了,上面所说的几个方法都有不确定因素,有些人使用后发现改善明显,有些人可能却无动于衷。不确定的因素包括了房间大小、使用器材、环境构造等变因,我也无法提供你任何答案。反而是处理中高频会比较简单一些,市售以保丽龙制造的「波利扩散板」或各种PRG都很有用。希望兼顾美观的人,则可以在喇叭后面,侧墙第一次反射区附近摆设人造盆景,最好是选用叶子比较宽大的假树,高度与人齐就可以了。有没有比较科学化,有数据可参考的道具供选购呢﹖市售的保丽龙扩散板只对中高频有效,而无论进口或台湾制造的木板RPG,也都是以1000Hz为基准设计出来的,他们对低频通通莫法度。早个一年前我对中低频驻波只好耸耸肩,请别人用上述的方法自己实验,能不能医好全凭运气。最近看到台北罗华公司的广告,他们针对100Hz~3100Hz设计出一个大型的木制扩散板,我很有兴趣借来试试看。

当一部大卡车载来四个扩散板时,可真是把人吓一大跳!这么大的东西怎么摆﹖低频用的扩散板有多大呢﹖低频用的扩散板有多大呢﹖高约120公分,长宽各为60公分,全部使用MDF板钉制,必须要两名壮汉才能抬得起来。不过既然借来了,只好硬头皮请进家里。罗华的扩散板同样是根据德国哥登堡数学教授Manfred Richard Schroeder所提出的二次余数声音扩散理论制作的,不过计算方式改成1/4波长,否则一个100Hz的扩散板做起长宽都会超过一公尺,更没有人摆得下了。以制作品质来说,这次MDF板喷上黑色平光漆的外观,已经比第一次见到的贴木皮成品要进步许多。我私下希望罗华公司也能制作一些漆透明漆的产品,木头色放在居家环境里压力比较不会那么大,跟家俱也容易搭配起来。

我的大聆听室约有十三坪,天花板与喇叭后墙、两侧墙都使用了一些PRG扩散板处理,聆听位置后面则是一台钢琴与一大块壁毯,另外还有沙发、木柜、地毯等摆设。原来在125Hz左右有一个凹陷,加上两个M&K超低音后以频谱分析仪调整,200Hz以下大致都能保持±2dB以内的理想状态。这四个巨无霸,当然只有这么大的空间摆起来才不会有咄咄逼人的压迫感。我把他们分置在房间的四个角落,希望对低频的解析度有更进一步的提升。过去我们在墙角处以圆弧或斜板处理,通常都能对中高频产生效用,摆放Room Trap或Roon Tune也都是针对中高频进行吸收使其不至有过度紧集的能量。他们对低频都束手无策。尽管如此,使用这些方法后对音场后排的扩展与清晰度已经有明显的帮助。要是罗华的扩散板能连低频一并对付,岂不妙哉﹖

总共一个多月的时间,我刖后挪移、左右晃动,进行了前所未有的体力劳动。由于罗华扩散板实在太大了,常常换个位置连器材都要跟着搬家,而这些后级扩大机动辄动五、六十公斤以上,幸好现在天气还算凉爽,要不然一定中暑。在我的大聆听室内,罗华扩散板并没有带来惊天动地的改变,应该说是原来这个空间中就没有什么严重的低频驻波,所以无法让它发挥实力。不过仔细比较,仍然会发现,从中频以下的声音整个轻松起来了,Dorian的圣赏「管风琴」交响曲依然极低频造成的空气波动,但能量平均扩散开了;RR的「Beachcomber」大鼓打下去同样会摇动地板,但令人作呕的刺激感减少了;Telarc的「星舰历险记」特殊效果声势吓人,但汹涌的震波比较不会让不脏六腑翻滚了。

罗华姚先生建议,这些扩散板放在小房间中效果会更显着,于是又动手移到六坪半左右的小聆听室中。这里两边侧墙摆满了唱片,也刻意制造出凹凸不平的扩散面,聆听位置后面又是一墙壁的书。至于喇叭后面是加了窗帘的落地窗,窗外就是台北少有的青山绿水,夏天常常有凉风徐吹,我舍不得改装。经过大量的扩散处理后,中高频相当平顺灵活,但50Hz以下仍有一些起伏较大的低频驻波。好不容易把四个低频扩散器「塞」到四个墙角,视觉上的压力增加不少,这是有兴趣购买者必须要特别考虑的。

果然,低频扩散器在这里发挥了作用,Magnepan MG-35平面喇叭经由Aragon前后级挤出来的低频结实有力,控制力紧密而透明感绝佳。不过在这个空间里电贝斯最下段容易出现一个低频峰值,听一些国语歌曲也容易有轰轰的不舒服声音。经过扩散处理后,低频峰值不见了,轰轰的感觉也没有了,这对平面喇叭终于可以在这里高声歌唱,发出非常自然通透的音响。要注意的是低频量感并非减少,而是平均扩散开来,当音量开大时没有特别聚集的能量,听感上就舒适许多。据罗华姚先生说,他的试听室只有三坪大,使用了低频扩散板后落地大喇叭照样唱得勇猛威武,丝毫没有低频驻波的困扰。姚先生在BBS电脑网路上经常参加讨论,想深入了解的人不妨直接请教他。

虽然低频扩散器相当有效,但因体积庞大的关系,在这里仍要叮嘱读者先量量看自己的空间,不要买回家才吓一跳。但我倒要特别推荐罗华另一款中高频用的扩散板,它的体积是61×121×21cm,重量也有三十几公斤,系根据二次余数扩散理论设计,不过数据改以1/4波长计算,因此踏步比常见皂PRG多了一倍,扩散的波形也更为均匀。我把罗华扩散板放在大聆听室两侧取代原有的RPG,同时也放到小聆听室喇叭背后(也就是落地窗前面),发现他们都比RPG更能发挥效果。越小的房间,就越能体会到广告词所说的:房间好像不见了!
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