音响技术相关

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÷02286m=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响音箱中的高音单元，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。而专业现场音响的高音单元，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。

音场

当扬声器在一个房间内发出声音，听众可以听到直接从扬声器传过来的声音，这就是直接音场（indirectfield），但也可以听到从墙、天花板及地板所反射过来的声音，这就叫做反射音场（reverberantfield)。听众听到越多的直接音场的声音，反射音场的声音就越小时，这声音就越好，因为直接音场的声音是可以控制的，但反射音场的声音是不能控制的，只会把直接育场发出来的声音加上喧染，把原本声音的清晰度底减低，所以坐得离音箱比较近的听众就会感觉到好一点的音响效果，而坐在后面的听众很可能是他们听到的反射音场声音比直接音场声音更大，音响效果便会比较差及清晰度降低。有时候一队乐队在台上演出时，因为他们没有监听音箱，而两旁的主音箱是放在靠近台口的位置，乐队及歌手所听到的声音完全没有从直接音场放过来的，他们站立的位置就叫做不直接音场，声音效果当然不会好，这也会影响到乐队的表演水平，令观众听到不太好的演出声音。

界面干扰

当我们选择放置音箱的位置时，很重要的一环是要注意到音箱所发出来的声音是会受到它旁边的界面影响而造成干扰。例如放在台口两旁的主音箱，它们的低音纸盆离开地面及旁边的墙壁如果是大约在1米的时候，一个4米波长的音频就会受到这两个界面的干扰。一个4米波长的频率是86Hz（344m/s ÷4m= 86Hz），当86HZ的声音从音箱放出来时，大的空气压力在1/4周内刚巧碰到地面及墙壁，再过l/4周就反射回到音箱的纸盆面前，但这个时候刚巧纸盆要后退，原来从地面及墙壁反射过来的大空气压力就会被纸盆后退的动作抵消很多，造成失去了很重要的低音。如果遇到这个情况，就应该把音箱向台后退0.5－1米，让音箱所发出来的声音不能直接射到地面上，而如果可以把音箱移到靠近两边的墙壁时，更可利用墙壁的反射制做出更大的音量。80-100Hz这段频率是很重要的，它是我们肺部空间的共鸣点，也是低音鼓的共鸣频率，如果是因为不了解界面干扰而摆错了音箱放置的位置，实在是很不值得的。

高、低音效果

我们很难指定某一频率以上为高音或某频率以下为低音，我们常常说人的听觉是从20Hh－20KHz，但20kHz的频率是很少人能够听到的，通常只有20岁以下的青年人，他们的耳朵没有受到任何的损坏时才可以听得到。如果做听觉测验，最高的测听频率只是8kHz。当声音传出去时，高频率是比低频率衰减快得多，如果用1kHz跟10kHz做比较时，当声音跑了100米后，10kHz的‘频率比起IkHz的音量会衰减30－35dB的。比起低频率，高频率声音是比较有方向性的。高频率的声音从单元跑了出来后，如果受到物体的阻挡，高音就不能再传过去，这个是跟低频率有很大的不同，因为高频率的波长是比较短，受到物体阻挡之后不会转弯，但低频率的波长是比较长，所以很多时候就算有物体在前面阻挡，低频率也可以转弯过去。例如有些专业音箱的设计是把一个高音号角放在它的低音单元前面，但对这个低音单元所发出来的低频率，它根本就看不到前面是有什么东西阻挡声音似的，所以低频率可以照样传过去。

从我们的听觉上来说，我们是需要听到高频率的声音来辨别各类不同的声音，但如果单纯是讲人的谈话声时，我们只需要听到4kHz及以下的频率，就能马上辨别是什么人在说话。例如电话的声音传送，高频只达到4kHz，所以有时候当一个很久都没有和你谈话的人，当他打电话给你时，只要说：“喂！”，你就马上便可以鉴别他是你很久都没有谈过话的朋友的声音。我们听高频也有方向性，即是我们能够辨别高频声音来源的方向。因为高频的声音传到我们两个耳朵时，已经有了很细微的时间差，所以它们来到耳朵的时候有不同的相位改变，我们就借着这改变了的相位可以鉴定。