音响空间问题诊疗室(4)


        问题:什麽是二次馀数扩散器?市面上所看到那些一格格凹凹凸凸的东西就是二次馀数扩散器吗?它们要怎麽用呢?

        回答:有关这个问题,我引以前所写「新音响空间15守则」的文章来回答,以下有些问题的回答也会引用该文。没错!市面上您所看到那些以木板丶木块或普利龙作成的凹凹凸凸造型的东西可以笼统的说都是以二次馀数为基础发展出来的声波扩散器。在说二次馀数之前,我想先解释扩散。所谓扩散就是喇叭发出的声波无论从那个方向射入一个反射体,声波都会均匀的向各个方向反射。所以,扩散可以说是无指向的。而一般的声波反射呢?通常是定向的。例如利用一个斜面来反射声波。理论上,只要是一个反射面的长度大於声波波长,则所有波长比反射面小的频率都会被反射到某个方向。从以上的叙述中,您可以了解,在音响迷的音响空间中,我们需要的是扩散,而不是定向的反射。因为扩散会使室内的声波更均匀,而定向反射只会对某个局部达成影响。

        再来,什麽是二次馀数呢?它的英文是Quadratic Residue。这个名称来自於计算公式hn = (λo/2N)·Sn中,Sn就是以n平方除以N的馀数而来。式中λo是想要扩散的中心频率波长(例如以1000Hz为中心频率),N是您决定的扩散器格子数(也就是踏步)。请注意,踏步的数目必须是质数,例如7, 11, 13, 19, 23, 29…等等。n则是0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,…。hn则是n那个踏步的高度。

        其实,告诉读者们二次馀数扩散的简单公式,可能无助於您对於声波扩散的了解,我主要的目的是要让您了解这个名词的由来。以这种理论为基础的扩散器种类很多,其中有专门扩散用的,也有扩散与吸收二者兼用的,更有扩散丶吸收与反射三者兼用的。此外,除了供墙壁使用之外,也有供天花板使用的。

        为什麽二次馀数扩散器会在近年倍受欢迎呢?因为它有一个扩散特性:如果以中心频率为准,它扩散范围的低限可以向下延伸到中心频率以下约半倍频(假若中心频率为1000Hz,半倍频就是750Hz),上限则很高,可以达到中心频率的(N-1)倍。假设中心频率为1000Hz,该二次馀数扩散器的踏步为7,则扩散范围的上限约6000Hz。

        看到这里,我想您已经了解,一般外面所见到的二次馀数扩散器几乎都是针对中频以上的频率;而且踏步数越多(这里指的踏步数是单组的数,而不是二组三组的总和),扩散频率的上限也就越高。此外,为什麽没有人会做三个丶五个踏步的?因为它扩散的上限比较低。

        我经常看到许多音响迷在室内只用了二个三个二次馀数扩散器,其实这是不够的,无论哪种扩散器,它都要涵盖室内表面积到某一个程度才能发挥足够的声波扩散效果,只放二丶三个扩散器毋宁说是装饰功能多馀声波扩散功能。一般来说,天花板如果能用轻钢架摆几个普利龙扩散板丶二侧墙用外表裹布的扩散板各二丶三个,聆听位置後面再摆个二个,这样效果会好得多。至於喇叭後墙要不要也摆几个?这要视实际情况而定,喇叭後墙摆木制二次馀数扩散器有可能会吸收中频,但也有扩散声波的功效,所以必须视实际情况而定。
对了,假若您已经为高频太吵所苦,我建议您一定要使用外表裹布的二次馀数扩散器,这种扩散器对於降低「吵杂」的能力远比木头二次馀数扩散器好。

        问题:什麽是软调空间?什麽是硬调空间?我的聆听空间只有四坪多,软调硬调有很重要吗?

        回答:什麽是软调空间?地上铺地毯,天花板丶四壁属於夹板或石膏版或木板钉成者,就是属於软调空间。什麽是硬调空间?天花板丶地板以磁砖铺成,四壁都以钢筋水泥或砖砌的空间,就称硬调空间。大部份台湾的居住环境都属於硬调空间;而大部份欧美丶日本的居住空间都属软调空间。

        为什麽软调空间会比硬调空间好呢?因为硬调空间无法适量的吸收过多的高频段与中低频段,造成聆听音乐时高频段过於刺耳或中低频段过於压迫的缺点。是否软调空间就毫无缺点呢?不!软调空间可能也会存在低频段吸收过量,产生低频不够结实的缺点。不过,二者相较,软调空间还是比较适合聆听音乐。

        问题:我想把硬调空间改为软调空间,要怎麽做呢?

        回答:台湾一般住家都是以钢筋水泥建成的公寓或透天厝,如果要将将硬调空间转化成软调空间,可以动手的就是四面墙壁。不过,如果一次就把四面墙动手施工,完成之後可能会吸收过多的中频段与低频段。为了保险起见,最好先做左右二侧墙。如果听起来刚刚好就此停工,假若觉得中低频驻波还是太多,则再於聆听位置後墙施工就好,喇叭後墙不要施工。这三面墙壁可以请木工师父用石膏板钉一个夹层,夹层里铺玻璃纤维棉。这样的作法既不会耗去太多夹层空间,也可以多一层的隔音效果。

        或许您会问,为什麽不用一般木心板或薄夹板来钉夹层,而要用石膏板?因为薄夹板或木心板容易吸收中频段,而听音乐时中频段的饱满非常重要,所以我们可以避开用薄夹板或木心板。而石膏板由於质量较重,所吸收的中低频比较多,对於我们聆听音乐的负面影响比较小。再者,石膏板是防火材料,家里使用它来做夹层会比较安全。在此,我提供石膏板与夹板的几个吸音率以供您参考

        同样是9mm板厚,空气层约45mm厚时,石膏板在125Hz时的吸音率为0.26,可以多吸收一些中低频驻波。而夹板的吸音率才0.11。而在250Hz时,石膏板的吸音率就降低了,才只有0.13。到500Hz时吸音率更低,只有0.08而已。相反的,夹板在250Hz时,吸音率就高达0.23。假若夹板的厚度降低为6mm,它在250Hz时的吸音率更高达0.33。从以上的吸音率来看,您应该了解为什麽我会建议采用石膏板。

        问题:我的顶楼音响室砖墙隔间结构已经完成,即将进行内部装潢,请教您我不想花太多钱,也不想弄得很科技化,我想装潢得比较居家化丶但又有良好的音响效果,请问要怎麽做?

        回答:装潢的方式百百种,我建议您装潢之前,不妨买一些装潢类杂志回家先看看,那里面会有许多触发您灵感的题材。除了买些装潢杂志回来之後,我建议您到百货公司丶有水准的饭店丶音乐厅走走看看,观察它们的屋顶丶墙面是怎麽装潢的?有什麽功效?等您看过这些, 心里已经有些概念之後,再来决定要怎麽装潢。
当然,最重要的就是您要遵守一些声学上的原则,这些原则可以让您不出大错。其中一些原则就是我以前写过的「刘氏好声歌」,内中就有「前硬中吸後扩散」的原则。

        所谓「前硬」指的是房间的前段(也就是喇叭後墙与喇叭之间那段)最好尽量不要做太多吸收的装置,因为这样的作法会吸收喇叭所发出的声能,使得扩大机必须有更大的输出功率我们才会觉得声音够结实。如果这段墙面是硬的,我们只需要较小的扩大机,再藉由後墙的反射,结合成足够结实的声音。

        如果您在听音乐时,已经在二侧墙做吸音处理之後,还是觉得声音太尖锐太前冲,此时就必须在喇叭後墙挂一块比较厚丶具有吸收高频特性的材料,或者做软调吸音处理,但请注意不可钉空腔。这样的作法只会吸收中高频段以上的频率,对於中频段以下不会有负面影响。因此它并不违背「前硬」的原则。

        所谓「中吸」,就是在喇叭与聆听位置之间的二侧墙做吸音表面处理。为什麽这一段二侧壁要吸音呢?因为这个区域是喇叭发出声音後,第一次反射音的来源。而第一次反射音如果过强过多,会对直接音造成干扰丶影响定位感的清晰。此外,因为第一次反射音过多,也会造成中高频以上对人耳的压力,最直接的感受就是声音太亮太刺耳。

        常见许多音响迷在这一段二侧墙摆了木质或普利龙的二次馀数扩散板,这是错误的作法。因为木质或普利龙的扩散板无助於第一次反射音的吸收,它们只有扩散的作用。如果要用二次馀数扩散板,则应该使用表面厚布包起来的软质扩散板,它除了扩散作用之外,还对中高频段具有吸收作用。

        有关「中吸」的作法很多,个人巧妙不同。高明者可以结合室内装潢,产生令一种美感。一般人如果想要简单行事,也可以吊挂一些软质材料,同样可以达到「中吸」的要求。在此要提醒读者们,一般的窗帘布对吸收起不了什麽大作用,因为它们太薄了,而且多数并非软质材料,您只是白花钱而已。如果您想在二侧壁挂吸音材料,至少都要像厚绒布那样的材料才有效。

        就我所知,最便宜而有效的吸音材料就是玻璃纤维棉。以厚度为5cm,每立方公尺重量为20公斤的玻璃纤维棉为例,它在500Hz以上的频率都有高达0.85的吸音率。您可以将玻璃纤维棉框起来,包起来(千万不要裸露),作成像画框一般。这也是效果相当好的二侧墙第一次反射音吸收体。

        什麽是「後扩散」呢?所谓後扩散就是从聆听位置开始到後墙的这个区域来做扩散。近年,大家都知道二次馀数扩散板是很好的扩散工具,不过,并不知道使用扩散板的数量要够多才会有效。常见的情形是只摆了一个扩散板在那里,这种作法只会产生心理的自我安慰效果,并无法做到足够的扩散效果。比较正确的作法应该是後墙的二个墙角各摆二个扩散板,後墙的中央再摆一个扩散板,这样加起来总共五个才能发挥真正的扩散功效。

        或许您会问,到底扩散的好处在那里呢?如果声波能够得到均匀的扩散,理论上您在聆听区域各处所听到的声波反射都很平均,您的聆听位置就不会只局限於一个「皇帝位」。再者,声波在音响空间内得到均匀扩散之後,明显的会提升音质丶音色以及层次感丶深度感等「音响二十要」的表现。

        在此要提醒读者二件事:第一丶并不是只有二次馀数扩散器材有扩散声波的效果,任何的斜面丶凸面或圆弧都会有扩散声波的效果。只不过二次馀数所扩散的频率范围比较宽而已。所以,在您的音响空间中,您大可搭配各种的造型以达到扩散声波的要求。第二丶如果您做了各种处理,仍然觉得声音太尖锐,此时,聆听位置後面这个区域恐怕就要做吸音处理了。此时,您的音响空间就会形成「前端活丶後端死」的情况,这样听起来声音会结实有力而不吵杂。

        用扩散板对於声音的扩散的确有效,但难免看起来太「科技化」。假若您想要看起来居家化,而又能够有很好的音响效果,老实说那要很深的功力才有办法做到,而且还不一定能够成功。要居家化布置的方法当然是买现成的家具,例如开放式的CD架丶书柜丶布质沙发(如果吸音面积够,可以用皮质沙发)等,将这些漂亮家具精心摆放,再加上墙面做漂亮的镶布裹布内至泡棉处理,这样看起来就居家化了。

        要提醒您的是这种居家化空间内要尽量避免玻璃,因为玻璃是反射很强的表面,包括柜子不要有玻璃门,不要有玻璃茶几等。此外不要忘了在地板上铺一块漂亮地毯,这有助於室内风格的营造。

        问题:我家住南部,目前有一层楼可以拿来做音响室,不过它的长度很长,请问是要把它依照黄金比例隔间比较好呢?还是保持原来的大空间比较好?如果要保留大空间,室内要怎麽装潢?

        回答:我去过一些南部音响迷家里,很羡慕他们能够拥有那麽大的聆听空间。以我自己对聆听空间的经验,虽然聆听室的适当长宽高比例很重要,但是空间大也有其好处。为什麽大空间会比小空间好?道理很简单,因为大空间的容积较大,喇叭发出来的声波受边界(六面墙)扭曲程度比较小,您所得到的声音将会比较正确。这也是为什麽如果我们使用电脑软体做喇叭测试时,通常都必须要求在越大的空间下测量。因为声波少了边界的干扰扭曲,测试结果才会越准确。

        很多人不知道,其实许多喇叭电脑测试软体的有效值只在300Hz以上而已,低於300Hz的频率因为波长较长,容易受空间内边界的干扰,以至於造成测试值的不可信。而无响室所要达到的目标,其实就是在理论上完全消除空间边界的干扰,使得测试结果准确可信。

        以我自己家里开放式聆听空间的经验,如果有大空间,我倾向不要将它隔小,不过要注意长宽高的比例是否有成倍数者。假若有,想办法以隔间之外的手段将这种比例破坏就好了。在大空间中,您所得到的声音通常都会比较轻松丶均匀与正确,而且低频向下沈潜的能力会更强。至於驻波,即使大空间也不可能完全避免,不过危害的程度会相对的降低。


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