马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？快速注册
x
HiFi发烧音箱基础（二）：听音室·驻波的产生原理及如何避免
' _( ]$ H% `, E8 U" U 今日的Hi-End组合，频率响应动辙向低拓展至 1Hz 的直流数值（直流电，DC 是 0Hz）。不过，一般来说，扩音体系能够播出 20Hz 以下无失真音波者，总是吃力不讨好的事。首先，我们应考虑到听音室要有多大的面积才有足够空间去形成一个似模似样，不受环境影响，没有畸变的 20Hz 波形。
$ N4 w0 G$ I2 Q4 F$ i( n6 v
. ]- V0 y* u) H& L! \9 _/ j# d图1
6 @6 J( u0 W4 j4 o$ k& U& f
" f, z k; f# o重播 20Hz 的条件
) B! ~( _5 j6 y
( b0 M3 e; _; [7 s( e" Q 声波是空气振荡形成，声波在空气中运行的速度，约为每秒 1,120 尺，温度上升则速度加快，但计算音波长度是以 1,120 尺为标准（或 344m/S）。用频率数值除以声波速度，即获得 图1 声波的长度。
8 F* v2 `4 v' v, f# T+ |
2 r; c+ w% }( Y0 P0 v% [) C9 h 可知，一个 20Hz 声波全长有 56尺4寸。大部分发烧友都不知道低音的重播需要有足够空间去让它形成，有部分专家更认为地方愈大，Hi-Fi 重播之“劲＂度便有所损失；这是非常反理论的主张。事实上，地方愈大，扩音功率愈要以级值增大（级值是 1，10，100，1K）。地方浅窄听 Hi Fi 所得之“劲＂，是“撞声＂。另一部分专家，则认为一个 20Hz 声波需要有56尺长的房间去重播。0 W3 k6 {4 I& w4 Q: i) |
% D. M. t. J& f! f( w; J0 d
以上两说，都是真正曾出现在香港 Hi-Fi 专家的文章上。喜欢撞声撞得应夹劲的专家，根本不知声波长度的计算。说要 56寸长度去重播 20Hz 的专家，根本不知声波物理。. D8 t3 v; N6 }$ U
) j2 Q* s- ]; X$ y+ t
声波的扩散，不是平面的，而是立体的。声波以发声体为核心，向空间的四面八方以 360 度全球形扩散。声波特性与光波一样，也受障碍物的干扰产生反射和折射。因此，声波频率愈高，它向前方推进的“集射＂现象便愈强。因为，发声体本身的面积，已足够把高频声波向后推进的物理现象完全阻隔了。
' `: {% X5 v, s' l& l7 j1 M. r8 I+ a7 \; B/ ~' E% ^$ d2 h2 m! }
为甚么把声音称为声波？是因为它的推出形态像波浪有起伏，起的部分是正波，伏的部分便是负波。3 D1 R) T* g w7 v, ^+ q
3 i U5 }+ ?3 z. A* Z
图2
3 u0 o7 q- K4 y, b0 q' {# [: W8 }' m2 v8 K J; ^
图2 显示一个单声波（即纯正弦波 Pure Sine Wave）在频率产生器的屏幕上呈现的状态。辣鸡友看惯了这些“蛇仔＂，都是平面图形，久而久之，都忘记了音响学是立体的物理学。. A1 N0 K' H$ ~9 \1 }4 w; O# I
! E7 N/ k5 ?# X* J, p 声波在空间只要有足够地方让它形成半个波形（正波或负波），听觉便能分辨得出它的音高（Pitch）。换言之，你的听音室只要有一个 56 尺除 2，即 28 尺空间，你就可以听到真正的 20Hz。/ z/ Z( R; p7 K' Q- m1 u% h' k
+ X3 b; r' s4 h# s) U4 r
其实，28 尺的空间，也不需要28 尺长或宽的房间，只要由一边地角至斜对角天花顶有 28 尺便行（这是一间房间距离最远的对角线）。以香港一般高级住宅的11尺楼面计算，一间15×20尺的大厅也没有28尺的对角线。20×25 尺就足够有余（至于听音室长、宽、高的比例，暂时不谈）。
# V/ w; S7 y# U1 {8 F: F' U6 z' y$ O/ ?. F4 e+ d9 V6 S
香港有几多发烧友拥有 20×25 或 15×30 尺的听音室？好少，但 28 尺空间仍有其他折衷办法去求取的。最简单是把窗门打开，但就分分钟准备同隔离「开片」！* f, p4 x3 ]' O1 l2 t& J
- e( B- x, o9 x9 G 退而求其次吧，15×20 或 12×15 尺的房间怎样？前者有足够条件让你听到良好的 40Hz 低频了。凭良心说，一套功能重播优质 40Hz 低音的体系都求诸不易啦。- o- ?" P: }$ z
7 ]/ A& x9 t# g
Absolute Sound 的专家，据说以 Infinity IRS 为参考喇叭，又说录音上含有 6Hz 的低频可以“感觉＂得到等。Hi-Fi News 的 Ken Kessler却报导那摆IRS的听音室只宜听SL 6书架式扬声器，真的一塌糊涂。6 c+ X4 f) l4 M6 V% t/ b
) X- S: l% U2 `- O \! z- l
让我们先以40Hz为全世界大部分Hi-End体系的“最适宜＂重播频率下限吧，这已是不错的妥协。$ f. \$ ~ N4 G
7 G% V+ O8 z# v7 P5 }驻波的真正定义
5 J6 E# y, h4 X. _# y
; S" v; Q8 L; S4 p& V 讲是这样讲，任何发烧友却绝不肯接受自己的器材不宜重播20至40Hz声波这个残酷现实。
9 p# [) S n; k _0 O5 H; I2 _2 k( C2 c0 z7 I# D7 q
何不先粗略了解一下听音室与声波之间的关系，然后逐步探讨扬声器重播20至40Hz的功能。5 P2 M0 ~0 R" K X- P+ Q8 N5 R
4 F7 w6 J4 W- o6 q( ~ R
上文说，声波只要有让它形成半个波的空间，就具有可闻的条件。IQ人便会问：「其他的半个波又走到那里去了？」
: A# ?. e9 u% `) G; `. V
: V- p/ ]7 W# X5 S4 s& c t" f/ r 这一问，问出了聆听环境所遭遇的一半音响学难题。0 W4 ?" l& u3 G* b
1 w+ R }8 V4 r2 w 假定，听音室的天花是9尺；那是一般香港楼宇的平均高度。8 C) G p; p3 i) s; }; ^/ C
' W1 [( ?7 M. e% { D 9尺是64Hz半波的长度。由扬声器播出来的64Hz，在抵达天花时即被反射到地板上。注意，反射波是直射波的倒影。如果射上去是正波，反射下来的就是负波。而在时间上，这反射回来的负波却刚好与扬声器（说时迟，那时快）播完正波之后，接着的负波重叠，音压也增加了一倍。想想看，这64Hz的反射及重叠，在听音室里会持续几多回？而现实里，音乐的重播又绝非纯音波那末简单。于是，墙壁与墙壁之间，天花与地板之间就出现某些周率（例如上述之64Hz垂直重叠，或15尺宽房间的水平重叠周率是38Hz等）。
6 B2 t+ D; f4 l5 e. B8 Z) x: l& v6 J4 a3 n" Q- g" s" A. u+ A7 U' P J% Q
这些因听音室的平行反射面而形成的重叠周率，从物理学上看，是停留不动的周率，因此就被叫做驻波（Standing wave）。6 X" U1 G) t6 m) g% X
% ~' A4 }- |4 _9 ~- q
其实，天下间哪有停留不动的声波。驻波的命名人有份幽默感，Hi-Fi专家（土产）们却真的以为那是像部频率分析器般把声波打在荧光幕上静止不动叫“驻动＂。5 B' Y6 g8 t5 [) X6 L
, U( q! d# F4 c1 a, I ^ 各位可按自己听音室的长、宽、高度粗略计算出有那几个明显驻波周率。房间大不一定无驻波，驻波若低至25Hz的听音室跟驻波高至160Hz的同样麻烦。
& u; d5 C2 T5 m2 l
' c4 W1 B$ p: K4 e {& _! ? 甚么是dB ？
% n2 N/ j; } k7 h& G
6 p- O+ Y1 n" @7 l 驻波的干扰，等闲可以将该部份周率之响度增加10dB。实际测试，19dB的增幅亦非罕见。
* j0 J) T) v }6 s0 F/ h* ~( S8 i" H* L( L1 T) M7 L2 ?# f; @
到这里、或有人问dB是甚么了，dB是凡玩Hi-Fi之人都挂在口头上的东西，但，太多人对它的真正定义一知半解。dB的全文是Decibel，中译分贝。& c; P2 S I' }2 |5 i! x/ T
6 z1 X7 |% h/ G9 m8 I4 C' z dB是音量单位。它与电平及功率没有直接关系，因当有人提及电平衰减2dB，或功率增加3dB时，所牵涉的音响 / 电子 / 数据问题，实在麻烦，玩Hi-Fi的可以少理。不过，dB的常识不可无，否则好容易闹笑话。
) ~- v2 e& x: |- ?: m" f
$ ]' \* o" |& i0 x- Y7 L 音响学上，dB的用途主要显示音量的响度，或用作互相比较的单位。响度是绝对（Absolute）的。以0dB为最低单位，人耳所能抵受的最强响度，在1m距离之内，约为130dB，超过了这响度的声压（SPL, Sound Pressure Level），就会对耳朶带来永久性的损害。但，这数据在70年代之后有向上推高的趋势。证明了人耳在二次大战之后日渐习惯了响度更劲的声音。 |
|
|
|
|
|
|
|
|
发表于 2006-7-19 06:55:00
