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音响声学处理

音响技术与声学原理

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017/4/1     浏览次数:    

  现场音箱跟录音室音箱的要求是不同的,所以有很多器材也是不同的。例如在录音室内所用的调音台,它们的每路输入都有多个参数均衡,让录音师可以把每路输入的音源做精密地微调,务求达到好的音源效果。一个用来做现场音箱的调音台,通常在它的每路输入,均衡都是比较简单的。因为很多时候,现场调音师根本就没有很多时间把每路的音源做很仔细地微调,而在现场音箱的调音台每路的音量控制推杆,它们除了可以把音量做衰减外,也可以增益10—14 dB。如果做录音室用的调音台,这推杆很多时候是不需要做增益的,所以这推杆的英文名称就是 fader,意思就是衰减器。用在现场音箱的大功率功放,它们都会有风扇作为散热用途,因为现场音箱的功放是常常在最大功率输出的情况下工作,并且有很多时候是在户外做现场音箱时,周围的温度可能相当高。如果在录音室内,通常都一定会有空调,温度当然不会太高,而录音室内的功放,主要是用来推监听音箱用的,当然不需要输出很大的功率,所以功放只需要用普通的散热器,就可以把很小的热量散走。如果功放装有风扇的话,风扇发出来的声音反而造成噪音,所以在录音室内的功放基本上是不需要风扇的。 现场音箱所用的音箱,为着要把很大的声压传播绘在远距离的观众,所以它们是需要很高效率的,但在录音室内所用的监听音箱,是录音师用来监听声源或录音的最后结果,录音师是坐在距监听音箱很近的地方来监听,所以监听音箱是一种近音场的音箱,不需要高灵敏度,作用跟现场音箱音箱是完全不同的。
  音频与波长的关系 很多现场调音师都没有理会到音频与波长的关系,其实这是很重要的:音频及波长与声音的速度是有直接的关系。在海拔空气压力下,21摄氏温度时,声音速度为344m/s,而我接触国内的调音师,他们常用的声音速度是34Om/s,这个是在15摄氏度的温度时声音的速度,但大家最主要记得就是声音的速度会随着空气温度及空气压力而改变的,温度越低,空气里的分子密度就会增高,所以声音的速度就会下降,而如果在高海拔的地方做现场音箱,因为空气压力减少,空气内的分子变得稀少,声音速度就会增加。音频及波长与声音的关系是:波长=声音速度/频率; λ=v/f,如果假定音速是344 m/s时,100Hz的音频的波长就是3.44 m,1000hz(即lkHz)的波长就是34.4 cm,而一个20kHz的音频波长为1.7cm。音箱的高、中、低频率 例如我们现在有一个18时的纸盆扬声器单元,装置在一个用木材造的音箱内,而这音箱的面板面积是 l平方米,即这面板的高度及宽度均是 l米。我们怎样计算这音箱的高、中、低频率呢?首先我们要计算这音箱面板的对角长度,是2的方根=1.414m,任何频率的 l/4波长是超过1.414m时,对这音箱来说它就是低频;如果一个频率的 l/4波长是1.414m时,波长就是4×1.414m= 5.656m,这频率=344m/s÷5.656m=60.8/s=60.8Hz,所以任何音频低于60.8Hz时,对这音箱来说就是它的低频率。当60.8Hz或更低的频率从这音箱传播出来时,它们的扩散形象是球型的,等于如果我们把这音箱悬挂在一个房间中间时,这些频率的音量在音箱的前后左右及上下所发出来的声压都是差不多的,放出来的声音变成没有方向性。当某频率的 l/4波长是小于音箱面板的对角长度,但这波长又大于扬声器的半径时,这段频率就是这音箱的中频率。例如我们现在是用一个18时单元,这单元的半径为9寸,就是22.86cm=0.2286m,这个音频为344m/s÷0.2286m=1505Hz,从60.8Hz-1505HZ频就是这音箱的中频率。中频率从这音箱所扩散出来的形状是半球形的,即如果我们把这段频率从刚才悬挂在房间中心的音箱放出来时,声音从音箱面板扩散出来的形状是半球形。在音箱后面是听不到这段频率的声音。1505Hz及更高的频率,对这音箱来说就是它的高频率。高频率从音箱扩散出来的声音形状是锥形的,频率越高,锥的形状越窄。通常如果频率超过开始高音频的4倍时,声音扩散出来的形状会慢慢变成一条直线而不扩散,如果不是坐在对正单元的位置,就听不到这些高频率。所以很多高频率单元如果是纸盆型的话,这纸盆的直径是很小的,把这音箱的高频下限尽量提高,希望能够使高频扩散的宽度增加。我们常常见到家庭音箱音箱中的高音单元,通常会用 l—2时的纸盆单元,或半球状的单元,理由就是这个原因。而专业现场音箱的高音单元,因为要发出很大的高频声压,所以说一定是采用号角处理的。各类不同的音场 当一个纸盆扬声器接受了从功放传过来的信号后,纸盆就会作出前后的摇动,当纸盆向前推进时,纸盆撞击到它前面的空气分子,在纸盆前面的空气就会增加压力,这些分子就会继续向前推进,碰撞它们前面的空气分子,造成轻微的高气压。当纸盆向后退时,纸盆前面的空气分子就会产生轻微的真空,然后这些分子会跟着纸盆的后退,造成这里的空气有轻微的压力减少。但我们不要忘记,空气是有弹力的,但在纸盆前面的空气是刚刚被纸盆的动作摇动,不能达到空气本身的弹力,这时我们便要看这频率的波长,声音是要直到离开纸盆的距离有2.5倍波长时,这些空气才发挥出造成声音的弹力。例如一个100Hz的频率,它的波长是3.44米,所以声音要离开纸盆2.5×3.44米=8.6米之外,才是真正的这个100Hz的声音。如果用10OHz来算,离开纸盆的距离还没达到8.6米就为 lOOHz的近音场,而超过8.6米才是100Hz的远音场。为什么我们要了解远近音场呢?很多时候在一队乐队中的电贝司手,他往往都不了解近音场的效果,而在他的电贝司音箱上,有一个均衡旋钮就是写着贝司(Bass) ,正是这乐手的称号。电贝司手通常会站在离开电贝司音箱不远的地方做演奏,如果他站在近音场时,有时会觉得低音不足,就会把这Bass的均衡旋钮尽量调大,但听众在他们的位置就会听得到很强烈的低音,很多时候造成不好的效果。这些强烈的低音也会跑进歌手的话筒,如果调音师因为觉得歌手的声音不足够时,就会把歌手这一路的声音提高,但也同时把电贝司的低音量也提高了,调音就遇上了困难。电贝司的最低E弦是41Hz,但因为拾音器是放在弦的末段,所以41hz第一个谐音82Hz才是主要的电贝司低频率,82Hz的波长是 4.2米(344m/s 除以82/s=4.195m),所以差不多要离开电贝司音箱 10米左右才是这82Hz的远音场,而因为电贝司手不会站到离开他的音箱这么远的距离时,他听到的声音只是近音场,而不是听众所听得到的声音。所以我们当说到扬声器的远近音场时,最主要是注意到频率及它的波长,而不是单纯看离开音箱多远就是等于远或近音场,最主要就是记得我们当欣赏音乐时,是要在远音场的位置,而不是在近音场的位置。

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