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[声学技术] 分享声学设计中的各种低频陷阱

2021-6-23 17:21:14 1584 0 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

大雁南飞 帖主

2021-6-23 17:21:14

1/4波长低频圈套
2 f$ S4 E8 w9 E 1.jpg 3 B2 W' N7 O. q# G/ B$ K: [( e
对于低频吸收,已开辟出了很多奇妙的设想。 开初,低频圈套被以为不外是“大的绒毛球”、堆在天花板背后的玻璃纤维绝缘或棉絮。这样的系统很“丑”,布满了平纹织物。但它能供给四倍于添补深度波长的频次吸收,一个3英尺深的绒毛圈套有用的波长是12英尺,约94 Hz。
1 W  |5 M( r+ q数字录音带能记录很是低的频次,需要按照要衰减的根基房间形式来计较深度。计较:
) s) ?; l5 s6 G) Q1 D第一形式深度 = ¼ 波长 = ¼(2L) = ½L = ½ 长度
9 Q# y- i$ D6 e. O3 e8 J  A7 t+ }一个24英尺的房间需要低频圈套深度约12英尺。要将一半的房间作为低频圈套,对大大都人来说不是一个好的挑选!另一种方式是将房间前面蕴藏室的门换成绒毛织物,并在内部添补玻璃纤维。& \, E4 ^5 L+ d
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; u* D% }- ]2 p' v+ p( v波长圈套系统的频次响应曲线显现,对第一、第三和第四次谐波强吸收,由于空气磨擦发生在“声音抵消”点,或最大空气活动凡是在离圈套墙¼和¾波优点。
! V" E5 I6 E3 ~- f( u+ k) e2 u4 e% L; l+ |条板低频圈套(SLAT BASS TRAPS)
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, u! z, ]" U3 @/ M! \- z* i$ b吸声的根基机制是当空气经过一个概况时会发生磨擦。概况越大、空气活动越多,吸声越好。但体量庞大的低频圈套在较小的家庭录音室是没法让人接管的。另一个题目是致使听音情况不舒服和使民气烦,由于它是消声的或声音太“死”。
6 x2 I; B* z: S7 e; h4 @% B7 p, e是以,大大都圈套都用木条板,有点象栅栏。这样的系统的频次响应更合意,由于中、高频连结活跃,低频仍能衰减。较长的波长轻易经过条板间的开口,但波长小于四倍的条板宽度时,声音被散射返来。
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" j' W9 Z5 u) g7 g5 j  t薄板圈套(MEMBRANE TRAPS)
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7.gif # z2 D' m1 U! g  |* T) I. G6 n8 \
低频吸声,以为需要连系中高频的反向散射,已经有很长时候了。有一个分歧的计划早就开辟出来了,在四十年前就成为录音室设想的标准。薄板圈套操纵薄夹板,凡是1/8英寸,围绕房间四周曲折做成曲面序列。薄板与墙间气隙从数英寸到数英尺,内铺吸声材料。) k( t/ Z' l3 ^( e+ x8 e
此技术吸收低频的同时有一个重要的优点,持续的曲面能使中、主频分散。利用薄板圈套的房间活跃、分散,有杰出的阻尼。此技术的效力最多只要50%,这意味着需要双倍的概况积,但我们终极也获得双倍的分散声能量。总之,这是公道的交换。这些房间花费很大,但也不会跨越做一把巨高声学吉它的价格。它们的凹曲面部分发生部分声聚焦,会使话筒的设备变得困难,出格是在小录音室。5 [& s9 Q8 k9 ~5 ]! b; F$ p
周界圈套(PERIMETER TRAPS)
* O7 r% Y' V' D另一种大房间声学已用在控制室,就是沿着墙铺一排排的轻质绝缘材料,但与墙成倾角,再在房间四周离墙二三英尺的地方挂上吸音棉帘子。此技术声学上舒适、稳定。由于全部房间酿成了一个“绒毛球”,始终能均匀消耗最深的低频能量。绒毛墙的深度按照某个有题目形式的动能区的位置而变化。房间的现实容积是看到的房间的两倍。它相当于一其中量级消声学。5 ]/ w/ u; W7 W
压力区圈套(PRESSURE ZONE TRAPS)
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! z1 W# k8 n6 l4 U( t) ^- D 9.jpg 2 j- j9 _3 E1 t7 G8 B) A) H. z
这是角落里利用的压力区圈套
, ^" E% A1 K( l3 ]3 g1 D% e另一个深度低频吸收版本操纵了声音压力区的概念。用在¼波长圈套的玻璃纤维棉紧缩十到二十倍成为玻璃纤维板(凡是称为703)。此板安置到离墙多少英寸,成为很是有用的声圈套。 首要的困难在于当空气收支时抑制玻璃纤维的振动,当玻璃纤维的 fiat 板移动时,它短路了低频圈套。它的频次响应曲线良莠不齐,一些频次吸收而别的地方又不是。2 Q4 t/ ]+ S% w% q% K
此圈套设想也可以用间隔的条板来做,反向散射中、高频,进一步增强与墙的支持可以进步吸声效力。要条板/压力区圈套中常见毛病是条板最贴着玻璃纤维,这会抑制圈套的低频呼吸才能。在条板和玻璃纤维概况最少要连结½英寸的空地。
: ]' o# N( u, t+ w; m压力区圈套与所提到的圈套相比是分歧范例的声音圈套,它利用集合参数声学,而典型的绒毛听声型利用散布参数声学。集合参数装备设设想用分立电阻、电容、电感组成的电子电路,可做得很是小;散布式声学装备利用波导近似设想,巨细取决于声音波长。例如,排箫(¼波长)和一个汽水瓶(集合参数)可以发出一样低音和谐一样响的声音,但排箫要比汽水瓶长好几倍。/ Z1 T7 i" ^( V5 b; ]
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  h5 O; m6 a# ~9 R" v2 s2 M6 a改良的1/4波长圈套(IMPROVED QUARTER -WAVELENGTH TRAPS)
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不用疏松的玻璃纤维棉,而是牢固它,把它粘在声音板的概况,然后用线悬挂在壁橱中。频次响应曲线与“绒毛球”1/4波长圈套不异。玻璃纤维不必放在里面,是以圈套可连结工作好多年。
* a' A* _/ ~3 ^& v交感共振圈套(SYMPATHETIC RESONANCE TRAPS)
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0 k  s2 U  S# _$ f6 F+ r交感共振器或面板圈套是吸声板和玻缡纤维圈套的的近亲。凡是挂在空中,它们经过调剂巨细和增加长度来调谐。特征频次设备为共振活动,入射声能转化为面板振动能量。
9 Z& h( q9 e4 O4 w# u+ x  c能量消耗发生在空气收支头板的概况,它固有的内消耗也阻尼它的活动。这些面板的巨细必须是1/4波长,否则不会与声波交互感应。一个正确调谐的8乘8面板感化在40Hz。要获得最好结果,面板平面必须朝着波阵面。现实房间中利用也遭到巨细的限制。
0 P) u: ]. X" m; s1 H亥姆霍兹圈套(HELMHOLTZ TRAP)& [, O7 T3 ?2 e* ]
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最典范的声陷是亥姆霍兹圈套,名字源于巨大的、曩昔的德国声学家。从概念上说,亥姆霍兹圈套与内部塞满棉絮的水壶没有区分。它表面凡是象1/4英寸吸声板 ,前面有1-3英寸气隙,塞有轻质的修建绝缘材料。2 l5 M7 T, x* a7 l) J3 \3 O( p  L2 t
这类吸声器吸声曲线显现激烈的频次挑选性,这类圈套的利用有两个困难:( a: d; o3 B; C1 w- b
1. 它是单一频次型,必须调谐到房间形式。
( _0 O) b7 e% E( `" I; M2. 圈套的性能更多地依靠于空腔中吸声棉的数目以及墙壁的坚固水平,特别是穿孔板,调谐困难。
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  i" @3 y% z, |函数圈套(FUNCTIONAL TRAPS)- A  l" o) m0 |# v
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早在五十年月,RCA尝试室主任,对音频理论和理论有很多的进献的Harry Olsen博士, 就提出了 “functional sound absorber”。它很怪异,对低频处置有100%和60%的效力。他设想将它用在大房间和厅堂的顶部,但在他此外专著中他倡议最好将吸声器放在小房间的角落里。- W2 n2 V" l; ~/ f. w
“函数吸声器”与压力区圈套附近。玻璃纤维的密度与空气中自在声音的辐射阻抗阻抗上婚配。根基上,假如玻璃纤维太慎密,声音弹回,假如它太松声音间接穿过。概况阻力与内部气隙容积相连系,使圈套供给很是低的频次响应曲线,类似于电子学上的RC电路。经过调剂R和C的值,期望的RC时候常数就能控制圈套的滚降特征。
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声音吸收总是两个因子的函数:表露在声场中的声学材料概况和概况的有用频次响应。Olsen博士的圆柱低频圈套有跨越表面正面概况积三倍的概况积,再者,它在低频很是有用,由于它经过RC时候常数声学电路设想,远胜于传统的1/4波长“绒毛球”。  o& N+ c! B. b3 P
文章出处199:城东大头
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