音响发烧教程-低音箱实用技法

Angel_Zuo · 发表于 2007-9-13 22:44:24

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音响发烧教程-低音箱实用技法

重放低音是一件非常棘手的事情，它给扬声器设计师和音响发烧友添了不少麻烦。但这也是一种挑战，潜在的回报充分证明，努力改善低音重放是值得的。
问题的核心在于，扬声器不是在孤立的环境中运行，但许多扬声器设计师和Hi-Fi音响爱好者却往往忽视这一点，设计师们总是借助与实际环境隔离的消声室来开发他们的产品。实践证明，扬声器的音质与实际听音室之间有着非常密切的相互影响关系，在低音频段这种关系尤为密切。大家知道，人耳听音的频率范围大约是从20Hz最低音至20000Hz最高音，其跨度约为10个八度音阶，钢琴的中央C音就位于从最低音算起的第四个八度的中央。因此，低音区本身几乎被局限在最低的八度音阶（20Hz~40Hz）及其上面的第二个八度音阶（40~80Hz）范围内，虽然单纯的低音在实际生活中听得不是太多，但它对营造音乐的真实感和力度却起着很重要的作用。
如果不使用超低音音箱而完全靠普通音箱来营造低音，则这种音箱不仅体积庞大，而且非常笨重。超低音音箱具有体积小巧、摆放在室内不引人注意、箱内装有自己的放大器和滤波器因而对系统无额外要求等等诸多优点。系统中有了专门重放低音的超低音音箱，其它声道就可以使用体积较小的音箱，整个系统的配置和使用都更加灵活、方便。一般说来，营造低音需要使用体积较大的音箱，但只要将一对普通的小型音箱摆放在墙边上，就足以使重放的声音下潜到中低音范围。其部分原因是摆放在墙边有助于提升50Hz~100Hz的低音，另一部分原因则是房间的形状和尺寸引起的“驻波共振”提供了“房间增益效应”。大多数市售超低音音箱的通病是低端滚降频率不能下潜到50Hz以下，其频率响应不能与其它声道的普通音箱达到理想的匹配，而且它们的部分频率响应还往往构成有害的重叠现象。
驻波的影响
每个房间，无论是音乐厅还是普通家庭的客厅，都存在驻波现象，它是引起低音重放问题的主要根源。驻波频率与房间的尺寸有密切的关系。在室内空间很大的音乐厅里，驻波频率发生在最低沉的低音区和次声区，低于低音乐器的最低频率，因而不会对低音重放造成不良影响。但在普通家庭的小客厅里，由于房间的尺寸和空间都很小，产生的驻波频率就会较高并进入音乐的低音区，并与后者重叠起来，使音质变差。驻波在提供“房间增益”的同时，还会使低音区的频率响应变得很不平坦，即它会提升其中某些频率的响应而抵消其它某些频率的响应。此外，不同的房间具有不同的驻波模式，而且它与房间中的墙面材料、家具陈设、听音位置和音箱的摆放位置等诸多因素有关，很难对它进行准确地预测。
在室内营造低音
大家知道，要使扬声器发出声音，就必须借助音盆的振动来移动空气分子，在空气中激起频率与音盆振动频率相同的声波。由于低音的频率很低，低音扬声器音盆的振动速度也很慢，因此要在室内产生强劲的低音，就必须使音盆在单位时间里移动大量的空气分子。为达此目的，超低音扬声器通常采用大振膜、小冲程的音盆或小振膜、大冲程的音盆。后者的音盆口径小，有利于减小整个低音音箱的体积，并具有功率大和响度高等优点，已成为现代超低音音箱的主流。
然而，将超低音扬声器装在一只庞大的音箱里，虽然可以重现电影中某些令人震撼的爆炸声和山崩地裂声等特殊音响效果，但在聆听音乐时，重放大量的高强度重低音会令人感到很不愉快。此外，研究和实践结果都证明，使超低音音箱的响度大于系统中的其它音箱并没有多大实际意义。这些正是现代超低音音箱的体积做得较小的原因所在。
超低音音箱的摆位和连接
室内驻波固有的多变性和不可预见性使人们除容忍它们而外，别无它法。尽管某些计算机软件提供了一些令人感兴趣的控制驻波的方法，但并不能彻底解决驻波问题。好在低音的波长远大于普通房间的尺寸，低音实际上没有方向性。利用这一特性，一般用户只需使用单独的超低音音箱，即可获得几乎是无限的自由来试验低音音箱在室内的最佳摆放位置。虽然它的摆放位置不如主音箱那样重要，但不同的摆位仍然具有不同的音响效果。下面介绍三种超低音音箱的摆位方式，它们各有自己的优点和缺点，读者可根据实验结果予以选用。
将超低音音箱摆放在墙角处（图1）。这种方式有助于避开室内的声反射，使重放的声音显得更加清晰和鲜明。但此时室内模式获得更强的激励，会使低音响应变得不够平坦。由于整个系统中超低音音箱距听音位置最远，听到的低音会比主扬声器的声音稍有延迟。摆放时，超低音音箱应与墙壁至少保持10cm距离。

图1 超低音箱摆放在墙角图2 超低音音箱与主音箱摆放在一条线上图3 超低音箱摆放在听音区

将超低音音箱与主音箱摆放在同一条线上（图2）。此时超低音音箱和主音箱与听音位置之间的距离相等，因而来自三只音箱的直达声几乎是同时到达听音者的耳朵，不会出现时间差。这种摆位的缺点是室内反射声增多，这些延迟的反射声会降低重放声音的清晰度。
将超低音音箱摆放在靠近听音区的位置（图3）。这种方式值得一试，对某些难以获得最佳音响效果的房间更是如此，因为它将室内模式的激励程度减到了最小，还大大缩短了直达声的转送路径和低音到达听音者耳朵的时间，但同时也使室内反射声变得更加模糊。
另一种不太科学的摆位方法是，先将超低音音箱摆放在平时听音的座位上并让它播放音乐，再在其周围缓慢移动并同时仔细聆听音乐声，直到找到低音音质最佳的一点为止。该点就是摆放超低音音箱的最佳位置，最后将它摆放在该处即可。
现代家庭影院AV放大器除具有连接左、右主声道音箱的两组高电平（扬声器电平）输出端子外，还具有一只低电平（线路电平）输出端子，有源超低音音箱则具有与之对应的输入端子。为了使系统在播放音乐和电影节目时都具有最佳音响效果，除将超低音音箱的两组扬声器电平输入端子分别接到AV放大器的对应输出端子外，还应将二者的线路电平端子也对应地连接起来，如图4所示。这样连接的好处是，系统在播放双声道立体声音乐和5.1声道电影两种不同的节目时，低音都能有效地得到增强。
某些有关低音的争议
目前，人们对低音的作用和效果还存在一些争议。其中比较容易理解的一个观点是，“超低音音箱可以增强音响系统的低音力度。”然而，许多人认为：“增加额外的低音还能改善中音、甚至高音频段的特性和音质”、“使用超低音音箱可以改善立体声声场的深度”、“增加低音扩展可以打乱主音箱原有的作用，如果故意选择低音与高音的相对电平，还可使它们在中音频段的两侧相互抵消”……等等，这些观点就令人颇难理解了。对这些观点虽然目前还难以提出科学的解释，但却有许多“证据”在广泛流传。某些心理声学现象也常常令人难以理解，而且历史表明，在高保真技术的发展进程中，某些主观看法往往比理论假设更具权威性和影响力。由此看来，音响领域的许多问题尚有待人们去进行更深入的探索。

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