小房间低频驻波模型分析

关于小房间低频驻波模型分析，THX培训总监John Dahl在2008年12月的THX Home Theater II培训课上指出，小型家庭影院的声学处理主要分为三个频段：<200Hz, 200Hz-2kHz, >2kHz。

2kHz以上的高频段，室内音质主要由喇叭本身所决定，房间本身对高频段音质的影响并不是很大。高音单元的性能、分频器的质量和箱体的设计很大程度上决定了高频的表现。在房间内进行简单的吸音和扩散处理就能达到比较好的效果，并不需要特别复杂的设计和处理（当然，专业的声学设计处理能使音质更有保证）。这就是为什么很多经销商的视听室和发烧友的家里并没有做什么专业的声学处理，但高频段音色表现同样非常出色的原因。喇叭好，高频表现自然就好。

2008年底的广州白天鹅音响展一共有好几个楼面，参展的Hi-Fi商家都租借了酒店的小房间来展示自己的产品，房间面积奇小无比而且并没有做任何声学处理，但现场演示的高频效果基本都还不错。

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200Hz-2kHz的中低频段，室内音质由房间和喇叭所共同决定。在这个频段，房间就逐渐开始对音质产生影响，控制扬声器边界反射（Sound Boundary Interference Response）就显得很重要了。选择频率响应平坦的优质扬声器并正确摆位，在合适的位置放置合适的吸音及扩散材料能保证准确的中低频效果。专业的声学设计人员通过软件分析就能找出合适的位置及相关的声学参数。

谈到这里，我们可以了解到，200Hz以上的频段，通过扬声器摆位、在房间内使用声学处理材料能达到比较好的效果。所以，以人声或者轻音乐欣赏为主的发烧友，可以咨询专业的声学设计师，购买合适的声学处理材料来改善音质。中国家庭影院网www.hdav.com.cn

200Hz以下的低频段，音质基本是由房间来决定的，7万元的超低音和2万元的超低音，在音质方面其实并没有太大的区别。在这个频率区间，小房间的低频驻波决定了低频的整体音色。只有降低了低频驻波的影响，才能改善低频效果。因此，多花5万元购买一只高烧的超低音，还不如购买一只2万元的超低音，再花点钱聘请一位专业的家庭声学设计人员进行分析、测试和购买低频处理道具（EQ、低频吸音体）来得实际。

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很多发烧友都以为更换一只“好的”低音炮就能明显改善低频音质。很遗憾，房间的低频驻波处理不好，换上一只100万元的超低音都无法提升低频音质。事实上，更换一只100万元的超低音，声音可能更加难听（单元的口径大了之后，输出更强，有可能导致低频驻波现象更明显）。

降低低频驻波的影响可以有以下五种手段：

1. 改变房间的尺寸

2. 改变超低音的位置

3. 改变沙发的位置

4. 使用低频吸音材料

5. 使用均衡器（EQ）

在房间格局已定、装修已结束的情况下，第2、3、5种手段的结合使用，仍然能使低频音质有15%-25%的提升空间（取决于房间实际情况）。如果是装修前就开始声学设计规划，那最终的效果将是非常理想的。下面就以实例分析为大家展示小房间低频驻波的分析流程。 微信号：860275582

本次演示的专业软件由美国HAA协会技术总监Gerry Lemay提供，在此也向美国HAA协会及Lemay先生表示感谢。

房间尺寸的选择是小房间低频驻波分析中最关键的部分，合理的比例能大幅度降低低频驻波的影响，同时也让后期的调试变得更加容易。

启动家庭影院专业设计软件之后，进入其低频驻波分析模块，界面如下：




我们将房间各边尺寸的最小允许值和最大允许值分别输入左上方相应的空格中，点击右下角的自动计算，房间尺寸的排序就产生了。在此例中，软件给出的最佳推荐尺寸是6m长，4.3m宽，2.7m高（蓝色的部分）。“Coin(Ax)”一栏显示的是轴向驻波重合的次数，大家可以看到，重合次数居然为0，相当理想。中国家庭影院网www.hdav.com.cn 微信号：hdavcomcn

软件自动将房间尺寸依次排序，方便工程设计人员根据现场实际情况来进行选择。从上图我们可以看到，排名第二的房间尺寸是7m长、5m宽、3m高，轴向驻波重合次数为2次，但这两次驻波重合是否出现在前四次谐波范围内呢？如果出现的是高次谐波，那么影响也不大。况且，这个尺寸可以使房间面积和容积都更大一些，客户肯定会更喜欢这个尺寸。下面我们就来看看其轴向驻波列表。


从上图我们可以看到，在200H以下只有两次重叠。第一次重叠——房间长度轴向的第7次谐波172.5Hz与宽度轴向的第5次谐波172.5Hz发生重叠；它们都属于高次谐波，共振强度并不会太强；第二次重叠——房间宽度轴向的第3次谐波175.42Hz与前面的172.5Hz发生简并（频率相差5%以内），解决问题的方案可以是使用板共振吸音体或者其他技术手段，难度也并不大。所以，排名第2的房间尺寸也是非常不错的选择。

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接下来，我们就以7m长、5m宽、3m高的尺寸继续分析超低音的位置与座位的位置，目的是在房间中所有的位置都取得一条平坦的低频频率响应曲线。


分析结果出来了：

超低音最佳位置：离前墙139cm（房间总长度的20%），离侧墙（左或者右）95cm（房间宽度的19%）。

最佳座位位置（1号位）：离前墙436cm，离侧墙（左或者右）188cm。

大家可以看到频率响应曲线还是非常平直的（图中右下角黑色曲线）。

家庭影院一般有多个座位，我们再添加3个座位。依次进行同样的分析。


图表显示，后排的两个位置（2号位和4 号位）的频率响应曲线不是很理想（图中右下角蓝色和绿色曲线），但通过后期EQ的微调应该能达到比较好的效果。

最终平面布置图如下，到这一步，超低音的位置和座位的位置都基本确定了，我们就可以往后进行深化设计了。本例只分析了单只超低音的设计方案，如果是使用2只甚至是4只超低音，分析的过程将会变得更加复杂。