你的音箱擺哪里,能避開后墻反射抵消的“大坑”?

對(duì)于《真力監(jiān)聽音箱設(shè)置指南》中關(guān)于音箱擺位的建議,你是否有一些疑問:

為什么建議音箱距離后墻不能大于 60cm ?
“后墻反射抵消現(xiàn)象” 到底是怎么回事?
沒按照建議擺放的話會(huì)有什么后果?聽起來究竟哪里不好?
能不能簡單點(diǎn)兒告訴我,具體該怎么做?

你的音箱擺哪里,能避開后墻反射抵消的“大坑”?
圖注:《真力監(jiān)聽指南》中關(guān)于音箱與后墻距離的建議

先別著急,長文章可以不看,但結(jié)論可要記住:

當(dāng)音箱到后墻的距離等于 1/4 波長的時(shí)候,該頻率的聲波就會(huì)在你的聽音位置發(fā)生抵消現(xiàn)象。(前提是 400Hz 以下的低頻!)

關(guān)于“后墻”到底指哪面墻,咱們需要達(dá)成一致:本文中提到的“后墻”是指音箱后面的那面墻,就是你在聽音箱時(shí),面對(duì)的那面墻。

而且還有一點(diǎn)非常非常重要,到后墻的距離說的是到實(shí)墻的距離(水泥墻、磚墻等堅(jiān)硬材質(zhì)),如果你的墻面上貼了吸音棉、做了軟裝、做了空腔,那你測量的距離還得加上這些材料的厚度。

下面就為大家詳細(xì)介紹后墻反射抵消現(xiàn)象的來龍去脈。

1.具體現(xiàn)象

同樣一對(duì)音箱,為什么在朋友家的時(shí)候頻響曲線順滑平整,而在我家就變得如此崎嶇坎坷?


在朋友家時(shí),音箱的頻響曲線


在我家時(shí),音箱的頻響曲線

別的看起來似乎還能接受,但是為什么 100 ~ 200Hz 那里有個(gè)將近 10dB 差值的大坑???聽音樂的時(shí)候,總覺得底鼓的打擊感不夠給勁兒,混音時(shí)狂提這個(gè)頻段的 EQ 也覺得沒啥用,完成的作品放到其它地方一聽,糟糕,低頻怎么這么多!

后墻抵消現(xiàn)象很可能就是“大坑”的元兇。究竟是不是,趕緊使用上面說的 1/4 波長結(jié)論來計(jì)算驗(yàn)證一下就知道了。如果你成功抓到了元兇,那就趕緊調(diào)整音箱到后墻的距離來改善一下吧!


當(dāng)然,拿出你的真力卷尺一量 也會(huì)立刻看到答案

2.原因詳解

聲波受到后墻的反射而產(chǎn)生的頻率抵消現(xiàn)象,是一個(gè)簡單、直接的物理聲學(xué)現(xiàn)象。那些關(guān)于聲波、聲速、波長和頻率之間的關(guān)系、波的反射、波的相位、聲波輻射的指向特性等等校園里曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的基礎(chǔ)知識(shí),是回答這個(gè)問題的基礎(chǔ)。

聲音是以波的形式存在并進(jìn)行傳播的。對(duì)于點(diǎn)聲源來說(房間中的音箱可以近似看做一個(gè)點(diǎn)聲源來分析),不同頻率的聲波在傳播時(shí),指向特性有所不同,也就是在不同方向上輻射聲能的大小有所不同 —— 聲音的頻率越高,聲能輻射的指向性越尖銳,中頻呈半球形輻射, 超高頻成線束狀輻射。低頻幾乎呈球狀全方向輻射,這意味著你在音箱周圍的任意方位,都能得到幾乎相同的音量大小。


不同頻率的聲波輻射指向特性示意圖

所以我們今天討論的“后墻反射抵消”問題明顯存在于低頻段,而中、高頻段幾乎不存在這個(gè)問題。

你可以將聲音的低頻部分想象成一個(gè)大圓球,它既會(huì)向前傳播,直接到達(dá)你的耳朵(直達(dá)聲),也會(huì)向后傳播,被后墻反射,最終到達(dá)你的耳朵(反射聲)。

設(shè)想一個(gè)極端情況,我們播放單一頻率的聲音信號(hào)(嘟——),當(dāng)直達(dá)聲波與反射聲波在空間中的某一點(diǎn)上相遇,如果它們恰好大小相同、相位相反時(shí),二者疊加就會(huì)產(chǎn)生完全抵消的現(xiàn)象。如果你恰好坐在這一點(diǎn)上聆聽這個(gè)聲音,那么你會(huì)聽不到它!當(dāng)然這是極端理想的情況,實(shí)際情況通常是你聽到的音量大大減弱了。


什么情況會(huì)造成這一對(duì)直達(dá)聲波與反射聲波的相位相反?當(dāng)聲程差(聲音走過的路程的差值)等于 1/2、3/2、5/2、7/2……[(2n-1)/2] 倍波長的時(shí)候。

聲程差是多少?產(chǎn)生在哪里??下圖標(biāo)示得很清楚,對(duì)于你與音箱之間的位置關(guān)系來說,反射聲比直達(dá)聲多走了兩次藍(lán)線的路程,也就是 2 倍的音箱到后墻的距離(d)。


那么,將 “聲程差 = 二分之一的波長” 用公式簡單地表述出來,就是:

2d = 1/2 λ(d 代表音箱前臉到后墻的距離,λ 代表聲波波長)

我們開頭所說的結(jié)論就出來了:當(dāng)音箱到后墻的距離等于 1/4 波長的時(shí)候,該頻率的聲波就會(huì)在你的聽音位置發(fā)生抵消現(xiàn)象。

趕緊把這個(gè)公式利用起來,計(jì)算一下各種不同的距離都對(duì)應(yīng)抵消哪個(gè)頻率吧!此時(shí)還需要用上兩個(gè)生活小常識(shí):

波長和頻率之間的關(guān)系:λ = c / f (其中 λ 代表波長,c 代表聲速,f 代表頻率)
空氣中的聲速:c = 340m/s(在 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 15℃ 的條件下)

這里只計(jì)算了 1/2 波長的抵消,那 3/2、5/2、7/2……波長呢?你可以理論計(jì)算出它們的所有頻率數(shù)值,但如果數(shù)值已經(jīng)不屬于低頻范圍內(nèi),那就不要太焦慮了。你值得注意的是那些沒超出低頻范圍的數(shù)值:例如,音箱離后墻 200 cm 時(shí),不但 42.5 Hz(1/2 波長)會(huì)發(fā)生抵消,127.5 Hz (3/2 波長)也會(huì)發(fā)生抵消;音箱離后墻 190 cm 時(shí),不但 44.7 Hz(1/2 波長)會(huì)發(fā)生抵消,134.2 Hz(3/2 波長)也會(huì)發(fā)生抵消。

可見,如果你的音箱恰好擺放在這個(gè)距離附近,那損失可能還真是有點(diǎn)大了。

3.怎樣解決

道理是簡單的,解決也并不難。

1、離后墻更近一些!
音箱離后墻的距離比表格中的更近一些,會(huì)怎么樣?抵消頻率的數(shù)值會(huì)變高。根據(jù)聲波的指向特性,隨著頻率的增高,音箱向后輻射的能量會(huì)變低,反射聲的能量隨之變得更低,最終在聽音位置上產(chǎn)生的微弱抵消現(xiàn)象就可以忽略不計(jì)了!

離墻最近可以近到什么程度?只要留出幾厘米的縫隙(官方建議最小縫隙 5cm),讓音箱背后的倒相孔附近的空氣能夠順利流動(dòng),就可以了。


但還要注意的是,離后墻過近,也會(huì)引起低頻能量的增強(qiáng),反映在頻響曲線上就是“低頻段的隆起”。這時(shí)候請(qǐng)不要忘記靈活使用音箱背板的 DIP 開關(guān),合理衰減一部分低頻,或是直接使用真力 GLM 校準(zhǔn)套件(所有真力 SAM 系列音箱都適用),讓 AutoCal 替你想想辦法。

2、離后墻更遠(yuǎn)一些!
音箱離后墻的距離比表格中的更遠(yuǎn)一些,會(huì)怎么樣?隨著距離的增大,反射聲走過的路程會(huì)越來越長,能量消耗也隨之越來越多,最終在聽音位置上產(chǎn)生的微弱抵消現(xiàn)象就可以忽略不計(jì)了!

但真力小編認(rèn)為,這種情況在實(shí)際的個(gè)人工作室中、家中,實(shí)屬少見。音箱離后墻的距離太遠(yuǎn),這么大的空間不能被有效利用!悄悄滴問,你的座位是不是已經(jīng)被擠到音箱對(duì)面的墻根兒去了?你背后的墻也容易給聆聽帶來許多不利影響。


3、添置超低音箱,讓低頻管理來幫你!
低頻管理,顧名思義就是管理你系統(tǒng)中的低頻。超低音箱會(huì)把播放低頻的任務(wù)接管過來,讓全頻音箱在更高的頻段中自由奔放!

當(dāng)然,加入超低音箱后,別忘了超低音箱也需要盡量靠墻擺放,這樣既能避免后墻抵消問題,又能借助后墻來提升低頻效率。


4、將音箱嵌墻安裝!
嵌墻安裝也是一個(gè)不錯(cuò)的處理方式,不過,這是需要在聲學(xué)裝修階段就考慮好的一步。詳情可參閱真力音箱嵌入式安裝指南。


4.其他考慮,一定看看

有人可能會(huì)說,以上分析解釋的后墻抵消現(xiàn)象,“那是因?yàn)檎媪σ粝浯蟛糠中吞?hào)的倒相孔都朝后,而我的音箱倒相孔朝前啊,還用按這個(gè)算嘛?” 請(qǐng)馬上復(fù)習(xí)一下之前提到的基礎(chǔ)知識(shí)!低頻聲波幾乎呈球狀全方向輻射,無論音箱的倒相孔開在前、后、上、下……都逃不過這個(gè)物理聲學(xué)規(guī)律的掌心。

……除非,你的音箱有更聰明的“黑科技”,能夠自己控制向后輻射的指向特性,比如配合真力 8361A、8351B、8341A 使用的 “最貴音箱底座”(不是!)—— 真力 W371 自適應(yīng)低音系統(tǒng)。

另外,友情提醒,以上可是考慮僅僅存在“后墻”這一面墻時(shí)的情況呀!現(xiàn)實(shí)中的房間里,還有側(cè)墻、天花板、地板、桌面等等各種可以反射聲波的界面。怎么辦?快快連接你的真力 GLM 套件,自動(dòng)測量校準(zhǔn)一下!

您還可以閱讀《真力監(jiān)聽音箱設(shè)置指南》,對(duì)房間聲學(xué)和音箱校準(zhǔn)做一個(gè)進(jìn)階學(xué)習(xí)。

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