技术课堂 浅解视听室的设计的基础知识

音频应用1

在谈设计视听室之前，先讲几个我们经常会用的到的理念观点：
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声音在常温(21度)下每秒在空气中传输的速度为344米。
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* F; p' B! J: {2 x为了方便计算我都把声速简约为每秒340米，为什么要知道声音在常温空气中的速度呢？因为这与我们要简单计算频率、波长有重要的关系。
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波长=音速/频率，举例而言，如果要知道100Hz的波长，我们经由计算340米/100Hz=3.4米。知道音速、波长、频率之间的关系有什么用呢？用处可大了，你可以由这个简单的公式得知自己的空间中会有哪些驻波，最低的频率可以达到多少?

空间可以再生的最低频率=音速/房间长度。例如，如果你的房间长度有6米，那么，这个房间可以再生的最低频率是340/6=约57Hz。什么！一个长6米的房间只能听到57 Hz的频率？那么我们还在音箱上要求什么20Hz--40Hz的极低频呢？没错，如果你想再生20Hz的极低频，那么我们可以将公式反过来算。 340米/20Hz=17米……由这个公式我们得知，如果想要(真正)再生20Hz的极低频，我们必须要有长达17米的空间。
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, \. k0 Z  b1 L- ^0 Q6 p为什么要将真正2个字用引号括起来呢？这里有一点学问，那就是声波的频率是由一个正半波与一个负半波所组成，理论上，如果我们只取正半波或负半波，也一样可以听到那个频率。所以，理论上我们只要有一半的长度就可以听到该频率。换句话说，要再生20Hz的频率不一定非得要17米长的空间，8.5米长的空间就可以听到。话虽如此，还是要告诉你，如果你真的有一个17米长的房间，那么你所听到的20Hz极低频感受与8.5米长的不同，你会感觉它更低、更软。

音速、波长与频率除了可以像上述这样计算之外，还可以计算驻波，到底要怎样计算呢?很简单，我们首先要了解什么是驻波？简单的说当反射波与原来的声波相位一致时，就会产生音量的加乘效果，此时这个频率的音量就要比其它频率来的强，这就是传说中的驻波。

到底什么时候会使得反射波与原来的声波相位一致呢?当2个反射墙面的距离等于声波半波长的整数倍数时，就会产生驻波。例如100Hz的波长是3.4米，它的半波长就是1.7米，只要房间的长、宽、高尺寸遇上1.7米的2,3,4,5……倍时，就会产生100Hz的驻波。

& Z% ^4 L6 }; [/ [由这个驻波的形成原因可知，事实每一个房间都会有相对应的长、宽、高尺寸的驻波，这个是无法避免的事实，问题是如果不幸长、宽、高尺寸的驻波都恰好迭在一起时，驻波的音量强度就大为增加。


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+ {7 d* @/ C. K驻波能够消除吗?理论上可以!你可以由(低频陷阱)的设计，来吸收该频率的驻波。不过，由于这种低频陷阱并非只吸收该频率，它会连同附近的频率都吸收，因此还是有副作用。此外，做这种东西的价格也不低。其实，最便宜又有效的消除驻波的影响方法就是避开它，这也就是强调的喇叭摆位与移动聆听位置。由这2个措施，我们可以找到空间中驻波影响最小的区域，而使得驻波的害处降到最低。
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为了减少驻波的危害，所以我们在设计一间音响室时，就必须找出驻波影响最小的长、宽、高比例。其实，这个比例你可以按照上面的计算原则。不过，既然有电脑这个东西，为什么不好好用用它呢？在这里提供3组数据给大家参考。
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9 N. c9 k: s7 R3 O" G9 I# tA与B比较适用于较小的房间，C则适用于比较大的房间。这也就是一般人所谓的音响空间黄金比例，要注意的是，这里的黄金是形容词，与真正的黄金比例是不相干的。
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  x, k- h4 D: j- R+ H7 ]# O6 [- p或许有人会问？如果我有很大的空间，难道也要受限于房间的高度，而照比例将房间隔小吗?我的经验是，音响空间越大，声音受墙面扭曲的情况就越轻微。因此声音更轻松自然。虽然驻波影响较低，但低频的向下延伸也不是大空间自然能出来的，你也必须为这个空间做好吸收与扩散的平衡调整。
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接下来和大家谈一下家里常遇到物质的吸音系数和用法。

9 e# T' _, R9 a7 e* g* j如果我们想吸收中低频驻波，钉一些3分板，6分板，挂一下羊毛、毯子与棉被会不会有效呢?

羊毛、毯子与棉被其实也都是吸音材料，它们肯定都有效。木板只要一震动，肯定也会吸收声波。不过，你必须考虑到它们所吸收的频率，以及所吸收的量。假若你乱用，将原本不必吸收的频率做过度的吸收，要吸收的反而没有吸收，这样岂不是没有用吗？没错！所以，我们在使用吸音材料的时候，必须先了解一下这些材料的特性，以下是较常用吸音材料的吸音系数，供大家参考。

一般地毯对于125Hz与250Hz的吸音率并不高，在125Hz约0.02，在250Hz约0.06，不过，频率越高，地毯的吸音率就越高。在500Hz时，就上升到0.14，1000Hz达到0.37， 2000Hz更高，有0.60，对于4000Hz的高频则已经有0.65的吸音率。
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% K$ _  ~8 v, {4 b% X8 m; p6 n3分夹板在125Hz的吸音率大约0.28，250Hz时为0.22， 500Hz时有0.17，1000Hz时是0.09，2000Hz为0.1， 4000Hz时为0.11
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3 N' S" R9 z- l. K  Z% y4分石膏板在125Hz时的吸音率为0.29，250Hz为0.1，500Hz为0.05，1000Hz时为0.04，2000Hz为0.07，4000Hz为0.09
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6 \  f  e0 J3 b; v% ]4 b5 I8 m6 @# @  j薄绒布在125Hz时的吸音率为0.03, 250Hz为0.04, 500Hz为0.11, 1000Hz为0.17, 2000Hz为0.24, 4000Hz为0.35

中等厚绒布在125Hz时为0.07, 250Hz为0.31, 500Hz为0.49, 1000Hz为0.75, 2000HZ为0.7, 4000Hz为0.60

2 z+ P: O5 h! E7 J$ d! Q) H  k% a& m厚绒布在125Hz为0.14, 250Hz为0.35, 500Hz为0.55, 1000Hz为0.75, 2000Hz为0.70, 4000Hz为0.65
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至于玻璃纤维棉与矿织天花板，它们对于125Hz-4000Hz的吸音率比一般吸音材料要强上数倍，尤其背后有空气的话更甚，因此这2种材料要谨慎使用，以免使得声音变得太干太瘦。