「HIFI知识」说说音响听音室的黄金比例

「HIFI知识」说说音响听音室的黄金比例润丰名线坊 2019-07-23 16:42:00




听音环境的黄金比例

一间房的高、阔、长的比例是十分重要的。大套组合在一间理想的房子里，重播时便有最佳的频率响应宽度（Frequency Response Range)。换句话说，组合所能播放的最高至最低频率也可以尽情发挥，平衡度亦高，驻波情况极微。第一反射音波（Primary Reflection)和多次反射音波（Secondary Reflection)的互相干扰情度不至造成混乱。基音（Fundamental)和谐波（Harmonics)的结合又能尽善尽美。

声学是一门几乎是难以捉摸，莫测高深的学问。多年来，声学专家都费尽心思找寻最理想的比例，也就是发烧友口中的“黄金比例”了。关于“黄金比例”各专家都有不同的说法，其中有一个是我比较倾向的，那就是0.618:1:1:10618, 也就是高8尺，宽13尺，长21尺，空间体积2,184平方尺。

0.618:1:1.618这一比例是最古老的一个传说，源自Leonardo Fibonacci。他在十二世纪时到埃及采取金字塔建筑的秘密。他得到了1:0.618的数字比例。三百年后，数学家LUCAS PACIOL 深入研究。最后成为声学多个学说中的一个，即0.618:1:1.618。

曾经有人用这比例以粗铁线制成金字塔形状的物体，据说用来藏放容易变坏的东西有更持久的作用，例如食物、刀片等等。有人做过这样的试验，把两张湿了水的刀片分别放在塔内和塔外。外边的一张在五天后开始生锈。塔内的一张竟然锋利如昔, 直至个多月后才见锈迹！

在同一房高的比例中，空间越大，重播的空间感也越大, 低频的重播也越理想，周频也比较小空间来得低。高频的周波很短，所以一般大小的房间对高频重播没有影响。但低频却是另一回事，20HZ（周）的正负波长一共达到56尺之巨！当然长度足够单一个正波也可以收到20周。这也需要28尺的长度。但这个长度并不是直线量度的，音波并不是我们可以从测量器显像屏的一种平面波形。而且从声源物体（单元）以最大角度向四面八方作约半球形扩散。以书本理论而言，一个10尺高、16尺阔、26尺长的房间就可以有27.7尺的对角长度，也可以听到21至22周的超低频了。

由此看来，房间对声十分重要。组合的可否作全面性发挥主要是“房”。房间虽然越大越好，不过，以市面买得到的后级输出功率为准。“空间体积”应该不能超过两万立方尺。而这类体积的高、深、阔也足以用器材重播几可乱真的现场感，无论音场深阔度和空间感都有幻真的感觉。房间越静，后级的输出功率的应对效能越轻松。所以，隔音设计越好越有利。声学可以进一步把“房”的效应提高，不但改善驻波、音波互扰等一切的常见问题，更可以制造比实际体积更大的幻觉空间，从而得到更超卓的现场感受。

听音房间的声学处理

用于欣赏重放音乐的房间，它的听音环境在很大程度上决定了重放声的音质，设备最好，环境不良，也难有好的效果，但这一点常被忽略。房间的声学特性，在很大程度上与室内装潢及房间布置有关。理想的听音房间的形状尺寸，应按黄金分割比例，三个尺寸(长、宽、高)不成整数倍的关系，以使房间内的驻波影响降低，提高听感。其次要隔声，使房间内外不致干扰，并使声音扩散，还要有适当的吸声，以免声波往复反射激发出某些固有频率(简正频率)的声音干扰，造成声染色。但在现实生活中，用作听音房间的声学特性一般都不理想，所以若对声音的质量要求很高时，除信号源、器材外，还要对房间采取一些声学处理。

房间里声源发出的声音通过六个途径传到聆听者的耳朵，①音箱发出的直达声(direct sound)，②地板的反射声，③天花板的反射声，④音箱后墙的反射声，⑤两侧墙的反射声，⑥聆听者背后墙壁的反射声。只要改变声波的任一反射条件，就会使声音发生变化。对于反射声的强度必须适当。

我国一般房间的墙面都是相互平行的刚性墙，高度都在3m以下，对16m²左右的房间而言，在低频段容易产生共振，使某频率声音得到异常加强，造成低音轰鸣声，严重影响重放声的质量，这种声染色是家庭听音室最常见的问题。这种房间共振还会使某些频率(主要是低频)的声音在空间分布上很不均匀。产生声染色可能性最大的频率为100~175Hz，以及250Hz附近。

对房间的声学处理，重点在侧墙和天花板。原则上室内声波的处理扩散应多于吸收，目的是使共振强度降低，要防止过度使用吸音材料，以免房间的混响时间太短( 0.3秒)而使声音干涩不圆润。对音箱后面的墙壁，最好不要有大片吸声物质，通常不需作处理，砖墙或水泥墙面会使声音饱满，充满活力。

侧墙可均匀适当地设置一些吸声和扩散物，如厚重的羊毛毯就是极好的全频吸声物体，薄的地毯及壁毯只对高频有吸收作用。木制无门书柜则是一种很好的声音扩散物，用来调整低频有很好效果。此外，桌、椅、床垫、沙发等家具都能对声音的传播起调整作用，都可用作声学处理。最理想的声学处理是在侧墙上贴以适当的扩散板，但费用昂贵，又影响美观，一般家庭很难接受。凸圆弧是很好的声音扩散兼有吸声的装置，可以适当利用。在作吸声处理时，墙壁的下半部比上半部更重要，可使用穿孔板及薄板等共振吸声结构处理。

薄的地毯、挂帘、壁毯等主要对高频有吸收作用，对低频的吸声作用很小，太多使用会导致房间里的中、高频声音的混响时间偏短，使得声音缺乏色彩，不够明亮。木质墙裙等木板，可有效吸收低频，但在安装时要与墙壁间留有适当空隙，必要时在其间还要放置吸声材料。但切记不能把大量的夹板钉在墙上，也不要大量在房间里敷贴吸声毯和帷帘。否则，由于高频被大量吸收，会造成声音死板发干，细节减少，以及音量的减小。

为了使声音很好扩散，不致来回聚在一起成为有害的驻波，就要改变该频率声音的行进路线，需要注意的是那些用以扩散声音的板或装置必须有足够大的尺寸，至少要达到声音波长的一半，否则不足以达成改变声波行进之效果，如100Hz的中低频要求超过3.4m或1.7m ，1000Hz的中频要求超过34cm或17cm。可见，驻波的有害影响，最实际的方法还是移动音箱或聆听位置。但格状结构的书架具有声波扩散作用，百页窗也有一定的声波扩散效果。

架空的木地板对低频有吸收作用，在房间较小时，就可以防止低频量感的过度。如果房间里声音的低频发出轰鸣声，可在地板的近反射声的反射点附近，铺设厚重的羊毛地毯。

当声音刺耳、低频量感不够，显得单薄，而音量开大又吵人时，就应在两侧墙的近反射声的反射点设置吸声物覆盖处理。如果发现声音太干，应优先取掉地毯。房间角落放置玻璃纤维作成的吸声块或布坐垫，可作混响时间的最后调整。

房间的隔声一般均不理想，听音房间的理想隔声对一般家庭而言是难以办到的，门、窗、墙、地板和天花板都会将室外的声音传进来，并将室内的声音传出去，特别是对低频传得更远。门窗是隔声的薄弱环节，通常能作处理的也仅门和窗两项，如可将窗作成双层，即在已有的窗上再加一层，当然这时的窗要有好的密封性，这是花费最少而效果不错的方法。对于门的隔声处理，可以采取带空腔的中空双层门，面板使用胶合板制作，中间铺敷吸声棉。墙的隔声量与它的厚度及表面处理有关，对已建好的砖墙的两面均匀地抹上一层水泥，提高它的面密度是最有效而经济的增大隔声量的方法。泄漏声音的缝隙和孔洞对房间的隔声也有影响，特别对中频部分的隔声量影响较大，必须封死。

对于客厅，由于通道的关系而影响室内声场的平衡，可在不对称的墙面与角落加上吸声材料，以尽可能让两侧的反射声均衡。

听音房间对重播声音质量的影响远较一般人想象为大，实际上改变聆听空间的特性，其收效常比更换器材为大，当然也更麻烦费心些，还是得看情况自行选择。

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