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做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

2017-9-5 01:00| 发布者: 偶尔裸奔| 查看: 898| 评论: 0

摘要: 一个好的家庭影院当然不是把设备往那一摆就成了,它的设计是一个系统集成的过程,是声学、光学、美学设计的高度融合。为此业内一直有这样的说法:“声学处理得好,影音设备才能发挥出最佳效果,反之,则是糟蹋设备” ...


一个好的家庭影院当然不是把设备往那一摆就成了,它的设计是一个系统集成的过程,是声学、光学、美学设计的高度融合。为此业内一直有这样的说法:“声学处理得好,影音设备才能发挥出最佳效果,反之,则是糟蹋设备”,其重要性对于家庭影院可想而知。其内容主要包括房间体型和容积的选择、最佳混响时间及其频率特性的选择和确定、吸声材料的组合布置和设计适当的反射面,以及合理地组织近次反射声等。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

Decibel 分贝

分贝是指一贝尔的十分之一,通常被用于表达音量。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音,20分贝以下的声音,一般来说,我们认为它是安静的,当然,一般来说15分贝以下的我们就可以认为它属于"死寂"的了。由于我们靠耳朵感知音量,这些遵循对数曲线的比值按分贝来表达使许多事情变得简单多了。人耳在正常情况下能感觉出变化的最小音量单位是1分贝;扬声器功率增加一倍,其结果是会有3分贝的明显增加,音量增加一倍就是6分贝的变化;如果要把音量增加一倍的话,我们需要把放大器的功率增加到原来的四倍。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

Frequency频率

声的源头是振动,振动就有频率(符号f),即每秒种振动的次数,单位是赫兹(Hz)。人耳不是所有的频率的声音都能听的到,只有振动频率为20Hz(一说16Hz)~20000 Hz的声音,人耳才能有声觉。20Hz以下为次声,20000Hz以上为超声,低于20Hz和高于20000Hz的声音人耳不会有声的感觉,人耳最敏感的频率在100~3150Hz。在建筑声学中,一般把200~300Hz或以下的声音称为低频声,500~1000Hz的声称为中频声,2000~4000Hz或以上的声称为高频声。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

Absorption 吸音及吸音系数

在声学方面,吸音指声音没有反射,声波在遇到软材料时被吸收了。各种材料的吸收能力根据吸收系数进行分级,这是根据声音撞击到表面时被材料吸收的相对声能量来确定。吸音系数测量的是当声音撞击到物体表面时被材料吸收的相对声能量,它通常是一个从0到1的值,它乘以物体表面积所得的数就是被物体表面吸收的声音的百分比。这个百分比的单位就是Sabins,起源于哈佛教授,声学家Wallace Sabine的名字。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

吸收系数为1代表着声音撞击到物体表面后被完全吸收了,没有任何反射,如果吸收系数为0则代表着声音被完全反射了,没有任何吸收。当然,系数为0的现象明显是不可能的,系数为1的情况也很少出现。另外,由于不同的材料在不同的频率下有不同的吸收特征,所以吸收系数会随着频率的变化而改变。声学家们常采用吸收系数来判断室内的RT60和回响时间,事实上许多建筑材料都被测量了声学系数,以备使用参考。

Anechoic 消声

从字面上讲,消声就是没有回声,没有音频反射。本质上讲最接近这种情况的就是空旷的户外了,但即使在户外仍还有来自地面和其他各种物体反射回来的声音。创造一个绝对没有回声的环境是不可能的事情,因为没有什么材料能够将声音完全吸收。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

对于高频率声音,我们有可能创造一个接近无回声的环境,但是对于低频声音就很困难(吸收的程度取决于波长,比如,一个100 Hz的声波大约10英尺长,那么吸音材料的厚度必须至少有波长的一半长才能起作用,所以创造一个足够大的空间并设计足够的吸音材料来吸收低频声音显然是相当不实际的。)

Bass trap低频陷阱

每一个封闭的空间随其尺寸大小的不同会有不同共鸣频率,所以尺寸大小直接影响着该空间各个不同的角落特定频率的产生或消失。低频吸音板是一个用于减少室内滞留声波影响的低频声音吸收设备,一般沿着墙安装或装在墙角。低频吸音板的吸音特征有效防止了低频声音在室内相互影响彼此干扰,所以在听力区会有更加准确的响应。低音吸音板有很多形状和大小,安装时也需要很多技巧,您可以根据自己的需要来安装。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

Helmholz Resonator 亥姆霍兹共鸣器

亥姆霍兹共鸣器是指包括一定量的空气和一个通往外部的开口设备,音箱的内部音量和它的端口就是一个共鸣器的例子。瓶子是另外一个例子,我们在开口处吹一下会产生一个音调,就是产生的空气的共鸣,而音调的高低是与音量的共鸣频率有关的。在一个开口的扬声器箱体中,来自驱动器的空气回波往往是被用于加强共鸣频率的前波的。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

在声学方面,我们将一定量的空气封闭起来(例如一个箱子),在它的表面穿一些孔或者缝,这样就制作了一个共鸣系统了,它可以用来吸收(或者更准确的说是去掉)不流动的波形和问题频率,而这些问题对于一个房间来讲都是非常突出的。如果房间中有一两个频率太强了,那么共鸣器将会是一个很有效的矫正方法。

Decay Time 衰减时间

衰减的时间是指回响的声压电平按60 dB(百万分之一)的水平从原来的长度下跌所花费的时间,有时候这也叫做混响时间。如果您悉心设置了一下衰减时间,就可以按自己的想法将混音变湿,而且声音还不会变得混浊或不清晰。

Diffraction 衍射

声波在向前传播时遇到一个障碍物或要穿过小孔时(声波、电磁波或光波)发生改变的现象就叫做衍射。相对于障碍物来讲,波长越短越容易发生反射多而散到周围的现象。声波还能弯曲填满一个物体后部的开阔空间(这在一定程度上还能解释为什么在门开着的时候,您能够听见隔壁人说话却看不见他)。

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Diffusion 扩散

在声学方面,扩散是一个重点考虑的问题,因为它可能会因为破坏了连续性反射而导致严重的问题,另外他也会导致一个封闭的空间听起来比实际的要大。事实上,在声学处理方面,扩散是对吸收的一个很好的替代或补充,因为它不会减少声能,也就是说它能够在空间中或现场表演场地中能够有效的减少反射。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

RT60 混响时间

Reverb Time -60dB的缩写,这种表达方式常常用于表示给定的混响时间。在较大的空间内混响消散的时间往往可达到15-20秒。这意味着在实际操作中,混响需要经过该长度的时间才能消散至环境噪音中。增加环境噪音20dB,则混响消散的时间会相应缩减。RT60的目的就是提供一种客观的衡量混响时长的方法。该参数说明了混响消散于环境噪音为60dB时所需要的时长,或者混响减少到原来音量百万分之一所需的时长。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

Critical Distance 临界距离

当声源的音量与从其他表面反射的音量相同时,那个点就是临界距离。这些反射音量和时间的控制,在创建一个精确的倾听环境时是一个非常重要的因素。STL(Sound Transmission Loss声透射损失、隔声量)是以分贝表示的在某一特定音阶或1/3音阶某些材料或分隔材料可达到的隔音效果。例如1/2英寸隔音墙在125Hz时STL为15dB。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

不同的隔音材料进行比较时必要的一个因素就是传声损失,事实上现实环境中测量的传声损失值与在实验室测量的肯定有所不同。但有一个道理确是肯定的,即使一堵混凝土墙相比实验室的测试结果隔音效果会差一些,但一定远远优于简单的单层隔音墙。

NC Curve/Contour NC曲线/轮廓线噪音标准

NC曲线特指在诸如礼堂等空间中的静止噪音以及环境噪音。曲线或轮廓线正是人耳感觉声音的机理,简而言之人耳对不同频率的声音敏感程度不同。当噪音音量发生变化时,敏感度也会随之发生变化。NC曲线正用于解释该机制,可以客观的表征环境噪音水平。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

由于大多数礼堂等空间的环境噪音是由通风系统所造成的,所以其噪音的频率维持在较低的水平,人耳相对不敏感。NC曲线可以有效地衡量整个频谱的环境噪音标准,其数值范围一般介于NC-15和NC-70之间。 NC-15代表一个较为安静的环境,符合该标准的环境一般为30 dB SPL,噪音频率低于80Hz,NC-20就更嘈杂一些,但还是相对比较安静,而NC-25~NC30对于听觉来说就过于嘈杂了。

Node节点

当驻波发生时,房间中有一些特定的点成为节点,由于声音的波峰和波谷彻底的抵消,在该点不存在任何音波。节点大约以半波长为间距分布,在每个节点的两侧分别为振动波腹。波腹交替的分布,所以声波就类似于一条正弦波。同样节点也可用于表示电缆的交点,带状电缆往往在两点和中间点分布有节点。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

U-Boat

现在主要指由Auralex公司生产的用于构建录音室的隔音材料。它们采用橡胶制成,呈U形管道状,内里填充泡沫。该材料一般用于混凝土板的表面,用于减少连接部位的低频震动。这样可以大大隔绝声音的传播,按照上述方式建造的房间一般称为“浮动式”,即在房屋结构连接处音效的传播是断开的。

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Oblique Room Mode 倾斜房间模式

一般而言,房间的模式是不规则的,它会导致声波相互干扰,从而出现共鸣及抵消效果。倾斜房间模式,一般包括6个表面,四面墙以及屋顶和地板。它的音效约为轴线模式的1/4,切线模式的1/2。

做家庭影院声学设计前必须熟知的“声学密码”

扬声器放在一个理想的空间中,音波可以自由的向各个方向传播。但如果将扬声器背对墙壁放置,其音波只能朝180度的范围传播,如果将扬声器放在屋角,其音波只能朝90度的范围传播。但是在上述三种情况下,音量是不同的:90范围时音量比180度高3dB,比自由传播情况下高6dB。


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