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一间极具吸引力的听音室

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一间极具吸引力的听音室
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摘自《家庭影院技术》杂志1998.10月刊一间极具吸引力的听音室访管善群教授作者:政浩(本版面经管教授纠正了原刊载遗漏和错误,并补充了图像)夏季的一天,我们到中国声学学会理事、著名的声学专家管善群教授家拜访。当我们走进他那间书房时,我们惊叹不己,这也是一间极具吸引力的小电声重放室(听音室)。经过管教授的同意,我们将这间极符合中国国情的电声重放室(听音室)推荐给广大读者,愿给普通工薪发烧友带米一些启迪。符合中国国情的电声重放室我国许多工薪阶层的爱好者居住条件很不理想,在自己那块拥挤不堪的生活空间中,还要挤出一块小天地放置电声器材。他们没有专用的重放室,往往以工作室、居室或客厅等兼作重放室。这种房间大多在10~18平方米左右,给摆放扬声器箱、电声器材带来许多因难,而重放效果也往往不理想,只能是凑合着听。生活空间拥挤的状况,重放室兼作它用的状况,在短时间不会改变。大家部在探索.在这种较窄小的空间内,能否取得较理想的效果呢?管教授的小重放室较好地解决了这个困扰发烧友的难题。经过我们试听,确实效果非凡。他在不足11平方米的室内,摆放了微机、沙发和写字台等,室内己经没有多少可使用的空间了。他把扬4510声器箱镶嵌入木质墙壁中,将电声器材放人壁橱或窗台上,没有再去抢占剩余的空间,他使用自制的电声器材,确实取得了意想不到的重放效果,不能不让人拍手叫绝。为此,我们请教了管教授,请他谈谈这种设计的科学依据。下面是采访的主要内容。(地面铺地毯)、小重放室的设计思想管教授首先谈到可闻声的两种属性和室内声的两种成分。可闻声具有物理和生理两种属性。其物理属性,是指它是一种波动现象,它应遵守波动传播规律,当然室内声还有一些声场规律:其生理属性,是指它是一种3020听觉生理现象,它遵守人类听觉的生理和心理规律。电声技术既要处理声图1书房地面和墙面布置的吸声材料和吸声结构以及给扬声器设置障板的示意图音的物理属性,又要处理声音的生理一间极具吸引力的听音室摘自《家庭影院技术》杂志1998.10月刊属性。另外,室内可闻声可认为是由两种成分组成,一种是所谓“直达声”,它是可闻声的主体:另一种是反射声,通常认为它是由前期反射声和混响声组成。如果室内空间容积为无限大,则只有直达声,而没有反射声,若室内容积不是太小,且室内吸声装置极好,就可以基本上消除反射声的影响。直达声和反射声既遵守一定的物理规律,又遵守一定的生理规律。直达声到达听者处的时间最早,它反映声源的信息,对声像定位也具有决定性意义:前期反射声在时间上稍滞后,但具有特定方向:而混响声是由连续且不新减弱的反射声组成,它由四面八方汇向听者。反射声是反映声环境的特征的信息。再谈谈两种声学房间。第一种房间是音乐厅、剧场、演播室等,它们房间容积较大,很容易满足可闻声的物理和生理双重要求,可理想地处理直达声和反射声。在这些房间听音乐,是真正的艺术享受,具有最佳的真实感、艺术感和现场感。在这些房间录制的节目信号源,已经包括了原真实声源的各种声信息,它包括信号的直达声、前期反射声和混响声信号。这些声信号的综合效果可反映原声源的位置和声环境。第二种房间是电声重放室(听音室),专业级的重放房间应当有足够大的容积,以便能有较密集的低频简正频率分布,可以进行有效的吸声处理。之所以重放房间要进行吸声处理,是因为在重放房间除了听到节目源的各种声信息外,还增加了该重放房间内扬声器产生的反射声,这种附加的二次反射声是多余的声信息,在绝大多数情况下,它不是锦上添花,增加艺术感,而是从中作乱,破坏了节目声原有的物理和生理特征。至于小容积的重放室,低频简正方式不够密,破坏了室内声的正常声场分布,它明显地引起低频的声染色,造成低音浑浊、拖尾或嗡声等。引起重放声的明显失真。怎样才能从根本上保证声学小房间的音响效果呢?管教授提出两项原则,第一要采取有针对性的吸声措施,重点吸收扬声器激发出重放房间的中、低频二次反射声:第二要加强扬声器的低频指向性,在照顾到辐射声场范围的前提下,适当提高扬声器的低频轴向指向性因数,提高扬声器的直达声相对于二次反射声强度的比例,这也是减少二次反射声对节目声的干扰的重要措施。当然,还应当尽量降低室内的噪声,提高信噪比。上述处理方法,不是从提高电声器材质量来着手,而是从优化声场分布方面来改善重放声的质量。管教授强调,一个完整的电声系统,应当包括节目源(或称软件)、电声设备和重放房间(或称硬件)三个部分,只有这三个环节的质量都得到保证时,才能取得最理想的重放效果。许多刚入门的发烧友十分重视电声设备的质量,他们以高价购入名优器材,但往往达不到理想的效果,原因就是他们忽略了节目源和重放房间两个环节(特别是后者)。买器材是为了听、用,而不是当摆设,重放效果不佳造成浪费,这是初级发烧友的常见表现。当发烧友发展到一定程度后,就会把重点转移到提高重放声场质量上米,努力在改善房间的声学特性上多下功夫。具体的改善措施管善群教授从两方面来改善扬声器在该重放室的放声效果:一方面,提高扬声器箱的低频轴向指向性因数:另一方面,采取了几项有力的吸声措施。其目的都是为了提高扬声器在室内辐射声中直达声的比例。1.提高扬声器的轴向指向性因数首先谈谈指向性因数的概念。全指向声源可以均匀地向四面八方辐射声能,但是理想的全指向性声源在实际工程中几乎是不存在的。实际声源是有指向性的,它在某些方向的能量辐射密度较大,而在某些方向的能量辐射密度较小,甚至为零。为了表征声源辐射能量的方向性,需要引入参量“指向性因数”。指向性因数可按以下方法来定义:有指向性的声源在某个方向的某点产生的声强(直达声),与相同功率的全指向性声源在相同方向相同点产生的声强(直达声)之比,就是该声源在指定方向的指向性因数。通常该比值用Qs来表示。实际上,该比值Qs就是在该方向上有指向声源比全指向声图2扬声器安置在墙角斜墙的位置图片一间极具吸引力的听音室摘自《家庭影院技术》杂志1998.10月刊源增加声强(或声能密度)的倍数。该值可能大于1,也可能小于1:另外,即使声源是全指向的,当它位于一般房间的不同位置时,由于靠近声源的墙壁对声源传播的限制作用,因而使一个全指向声源也表现出指向性米。通常所说的指向性因数,是指轴向的指向性因数。在矩形房间内,当全指向性声源位于几个特殊位置时,可具有特殊的等效指向性因数Qs。例如,当声源位于房间正中央时,Qs=山:当声源位于某一表面(例如天花板、地面、墙面)的正中央时,Qs=2:当声源位于某两个表面的交界线的中央时,Qs=4:当声源位于某一个角隅处时,Qs=8。以上结论详见管善群教授编著的《电声技术基础》第二章,本文后面所用结论和计算公式也是选自该书。扬声器在自由空间的低频指向性接近全指向,为了提高扬声器这个声源的指向性因数,管教授将两只中型扬声器箱镶嵌于两个墙面的交界线的中央处,详见图1所示室内平面图。他在带有窗户的南墙与东、西两侧墙交界处,进行了重新设计,将墙面装修为图2所示的建筑结构,即在室内又增加了两条竖直的斜向窄墙。在左右两个绐勫涓婂悇宓屾湁涓
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