一個實例

  現住於某縣的林先生,是位服務於S電器公司的工程師。對電器非常內行,林先生不只著眼於追求音響裝置的音質,並且認為鑑賞音樂的房間也甚重要,因而建築了專用的聆聽室。

  他的揚聲器系統是屬於大型設備,其安置方法也配合內部裝潢,以橫向直接放置在地板上,但試聽結果低音域的停滯非常之大,不能獲得滿意的音質,於是再將揚聲器設置於正面兩端,但仍抓不著改善低音的頭緒。此外,據稱由於中音揚聲器(Squawker)安裝於中央位置,以致左右音響的分離變成不足。另外他也備有特別訂製的中音揚聲器的擱置台。他為了一併改善低音域和進行音質調整,也設置了1/3八度音(Octave band)圖板式等化器(graphic equalizer),但要作調整,實際上並不容易,所以感覺很苦惱。


◎林公館周圍的環境和聆聽室的概要

  林公館的位置在某縣的郊外,雖有鄰家,但大體上條件還不錯。

  留意到聆聽室與房間的隔音,是利用走廊與前廳的分離方式,屬於獨立型的聆聽室。

  建築構造充份考慮了隔音效果,採用鋼筋空心磚的構造,通過厚重的防音門,展現在眼前的是大約9坪的聆聽室。如第一圖所示揚聲器系統是大型的,房間的尺寸比例是「長邊:短邊:高度2.2:1.53:1」由縱˙橫˙高三種尺寸決定的基本共鳴頻率,重疊而確保適當的尺寸比。

  由第1表,第2圖可以明白,這間聆聽室的內部裝潢,地板方面除揚聲器周圍是直接水泥,其上面鋪有地毯外,其餘全部都是木板的地板,試聽位置周圍地板雖鋪有部分地毯,卻是使用了不易吸音性質的地毯。牆壁全部都使用皮林(Pee ling),這是設計成缝口狀模樣的板狀材料。

  天花板最高部使用以合板為底材上面貼布的材料,其他部分則使用石膏化粧板。後面窗門吊有窗簾,大約是3的程度。依筆者所見,全體以板裝材料所完成,並未特別使用對回音有決定影響的吸音材料,認為其特性對於中高音域的反應非常活。

  接著對於他的音響裝置內容也簡述一下。由第3圖的方塊連接圖可以明白看出,使用以Altec的大型揚聲器系統為基本。在前面負載式喇叭音箱(front loading horn type enclosure)中裝置的低音喇叭是38cm x 2,中音為多房式喇叭(multic cellular horn),高音用electrovoice式。按照林先生的說法,中音揚聲器間隔只有1.5m,而已再生左右分離的中高音揚聲器間隔來說,似乎過於狹窄了一點。

  在實施測量之前,先試聽了一下他所愛聽的唱片。當試聽到熟識的序曲部份時,並無特別的感覺中音間隔的狹窄。這應該是多房式喇叭的規格和殘響聲較長的室內有所影響的關係。

音響特性

  總括一下測量結果看來吧。實施測量時,考慮了鑑賞試聽位置的特性。

(1)殘響時間頻率特性

  把殘響時間頻率特性測量結果表示於第4圖。在500Hz約0.42秒,63~250Hz附近的低音域約0.3秒,1K~8KHz附近的高音預約0.48秒,可知中高音域殘響時間比低音域長1.5倍。

(2)平均吸音率與頻率特性

由第4圖殘響時間測量值算出平均吸音率頻率特性結果,將之表示於第5圖。在500Hz約0.24、63~250Hz附近的低音域約0.3,1K~8kHz附近的高音域約為0.22。由此結果看來,可知在中高音域殘響音非常的長。

(3)揚聲器的輸送頻率特性

當測量時,將前置放大器的音質調整,低音、高音都設定在平坦特性,此外圖板式等化器的音質調整也設定於如第6圖所示位置。

  首先把左右揚聲器單獨動作時的結果表示於第7圖。

  此結果是不經過圖板式等化器之值。於左右位置揚聲器動作特性內,看見右邊揚聲器於500Hz附近約有6dB的下降特性。

  接著於第8圖表示兩邊揚聲器動作時的結果。由同圖可看到音壓上昇約為3dB程度,就動作特性而言,與右邊揚聲器一樣於500Hz附近可看見下降特性,還有於2KHz以上與左邊揚聲器同樣可看見八度音約3~4dB的下降特性。

  再於第9圖表示兩個揚聲器動作時,圖板式等化器的動作特性,80~200Hz附近的上昇音壓稍微下降一點,還有500Hz附近的下降特性則上昇,大體而言,頻率平衡已達良好的特性。

  據他說增用第10圖所示測量法,調整了圖板式等化器。也就是,使產生1/3八度音中心頻率的純音,將設於試聽位置的麥克風輸出,使錄音座的VU錶針擺動,而進行了圖板式等化器各頻率點的音質調整。看第9圖之結果即能了解他的細密調整情形。

檢討與改善方法

(1)對於揚聲器的直接擱置

  改善之前揚聲器的擱置法如照片所示,揚聲器與地板的接地面積大約為2100 x 1000mm而顯得非常大,雖然揚聲器台座直接擱置於水泥基礎上,但與木質地板接連,這有引起地板震動變大的可能。

(2)對於室內的音響特性

  在聆聽室的音響特性,中高音域的殘響音非常之長,如欲充分發揮揚聲器特性,且於比較好條件下鑑賞音樂的話,應該以中高音域的吸音處理來調整室內音響特性。在此情形下比較理想的吸音處理,應在後面牆壁的全面吸音與試聽位置周圍地板的吸音,以及利用側面牆壁的分散型吸音等來改善。

(3)對於左右側的分離音像

  現在所設定的揚聲器間隔距離,低音約為3.5m中音約為1.5m。關於1KHz附近為止的指向性,任一邊的貢獻都有,1KHz附近以上的指向性,則由中音揚聲器來決定,在總括一下有關各揚聲器的指向性。

  a)211A指向性(豎立時的情形)

   80~105°V x 40~60°H

  b)1005B指向性

   60°V x 105°V

  當然因頻率或設定位置的條件,其指向性會變化。然而這裡很明顯的是,代表左右音像分離的中高音域指向性,頗為寬廣。

  接著檢討一下直接音與殘響音的影響,也就是檢討直接音的強度(QP/4πr)*與殘響音強度(4P/Q)*關係,在揚聲器附近音響與距離成正比衰減,到某距離時,因為室內殘響音變成一定的位準。這個距離就是與上列4/R*之值相等距離,稱為臨界距離rc,以rc=0.14√Q˙R(m)公式來表示。

  ※Q:音源位置,依指向性的定數

   R:房間定數(Sα/1-α)

   r:距離

  利用此公式來算一算本室的臨界距離rc看看。將算出結果表示於2表、第11表。由此結果可知本室臨界距離比揚聲器與試聽位置間隔還小,對於試聽位置而言,可確定殘響音的影響非常大。

  對於聆聽室的直接音與殘響音問題,在理論上尚未具體確立。但如把握此點的話,對於試聽或鑑賞則很有幫助。

(4)關於圖板式等化器的音質調整

  關於聆聽室的揚聲器傳送頻率特性,理論上尚未解決的地方還有很多。

  也就是,受到下列各項影響,是一件不能不研究的事實。

a)試聽與鑑賞的目的。

b)直接音、殘響音、反射音、擴散音的音響條件。

c)音樂節目的分門別類和錄音內容。

d)再生音量。

  然而,根據他的測量法,揚聲器的頻率看不到有極端的上昇與下降特性,以及因他本人尚且喜歡的現狀音質,我認為不需給予特別的調整,或許已經足夠了!

  為了將揚聲器傳送頻率特性做成平坦的特性,有必要進行或多或少程度的音質調整,作為參考的測定,一併表示於第12圖。這個特性不在圖板式等化器ON狀態作調整,是將前置放大器的音質調整設定於BASS≒10:30,TREBLE11:00的狀態。

  圖板式等化器的音質調整,因點數太多,所以用前置放大器來調整音質用以改善是為上策。再說;平坦的設定揚聲器的傳送頻率特性時,其音質在音樂上毫無情趣,而且完全不自然的,在此一併提起。

(5)關於揚聲器的設置位置

  在揚聲器系統大型化的場合,其設置位置經常是令人頭痛的事。

  如音樂聽般的大空間場合,音箱和中音揚聲器的設定位置較易決定,但如本室揚聲器所佔比例很大時,則變成非常困難的一件事。

  一般聆聽立體音響時的理想條件(參照第13圖)。由此圖也可明瞭,以特別明確表示左右分離的中高音揚聲器,儘可能設置平行狀態。當然揚聲器的上下位置也會產生問題,因此設置於聽感上最好的位置是應該的。

(6)改善要點

總括上述檢討內容,需做下列各項建議:

a)後牆加吸音處理

b)試聽位置附近的地板加吸音處理

c)側面牆壁的分散吸音處理

(7)改善方法

  要改善時,雖有多種方法,但要儘可能考慮便宜的修整費用與迅速可完成的方法。

a)後壁的吸音處理,可採用懸吊珠簾或天鵝絨窗簾的方法。

b)試聽位置附近的木板吸音處理,可採用鋪裝粗毛的地毯。

c)側面牆壁的分散吸音處理,則採用較具密度、厚度的玻璃棉。外面再包以布質材料,分塊裝訂方式。

轉載大眾電子第25期 8. 1981 談音響聆聽室的改良˙鴻鈞˙

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