低音炮和低音阵列在家庭影院的应用

　　超低音音箱，在家庭影院里一般叫做“低音炮”，英文叫Subwoofer。历史上也真的出过像门炮的超低音。在我们看来超低音箱的体积一般会比较大，为什么呢?你有可能会说那大就大了管我什么事，能用就行。就像我们觉得苹果会从树上掉到地上，而不是飞到天上一样是正常一样，牛顿却因为思考了这个问题而发现万有引力，所以说那真的是一颗伟大的苹果啊，我要是看见一定不舍得吃掉。因为我们不是牛顿，整不出什么公式和定理来，但是思考还是可以有的。 www.hdav.com.cn

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  转自老蜗牛家庭影院博客

　　假如有两个正弦波的声音，一个是20Hz(超低频)，一个是200Hz(中低音)，让它们来推动一个单元振动，你会发现200Hz振动时振膜的运动速度太快了，它的往复运动的过程眼睛都看不清，而20Hz比较慢能看很清楚，(振动速度≠声音传播速度)。 https://www.hdav.com.cn/play-hometheater/1764.html

　　

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　　(20Hz的正弦波，振膜一秒钟往返运动20次;200Hz的正弦波，振膜一秒钟往返运动200次)。俗话说天下武功，唯快不破，如果我们设想在同样尺寸的振膜振动，200Hz的一次往返运动就等于降龙十八掌中的其中一掌，“掌风”带劲，“掌速”惊人，手掌(振膜)只要有一定的力量(面积)，杀伤力(声压级)就会很强!那么同样情况下，20Hz震动就感觉慢悠悠，软绵绵的，那么如何增加20Hz的杀伤力(声压级)呢?通常的答案就是，加大手掌(振膜)的力量(面积)，所以我们开发了新的招式叫做“如来神掌”。 转载请注明出处，www.hdav.com.cn

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　　那就是如果一个手掌不够用，一群手掌合起来力量肯定更大了，这叫团队合作模式。

　　作为超低音音箱来说，因为低音波长比较长，它们非常适合组团，这叫做“超低音阵列”—Subwoofer Array。

　　这是因为低音就像男人，高音就像女人，男人和男人容易组合，所以你看到很多合唱团都是男团，女团比较少见，一般也团不了多久就会散，因为3个女人一台戏，就像高音容易发生干涉，容易出问题。但是对于男人来说，3个臭皮匠顶一个诸葛亮，就像低音一样容易叠加，得到更大的声压级。但是低音的干涉，往往后果严重，造成惨剧，就像男人打架一般死伤严重;而高音的干涉，往往还能凑合接受，还能听，就像女人和女人掐架一样，散了就没事。

　　这是因高音频率丰富多彩，指向性容易控制，如同女孩漂亮细腻又温柔，乖巧听话更懂事。而低音这个糙汉子虽然力大无穷，但是也要有规矩约束才能横扫天下。这个规矩就是相位，相位是对于一个波在特定的时刻在循环中的位置，是描述讯号波形变化的度量，通常以度(角度)作为单位，也称作相角。

　　

 

　　对于低音阵列来说，相位是个很重要的概念，但是单纯的相位是没啥用，只有两个声波之间的相位差才有实际的意义，所以需要做超低音箱相位耦合这种工作。因为超低音组合起来又能干涉，又能叠加，相位不准就是只干涉不叠加，典型的吃力不讨好。现在的大型影音室通常都是用分布式低音，追求达到更均匀的低音效果，但是多点发声造成的低音干涉形成的频响不平衡也一直困扰着我们。因为专业影院是使用低音阵列来解决这个问题，所以我想借鉴此技术看是否能够用来解决这个问题。

　　这两天做了两个家庭影院低音阵列的测试，最直观的感觉就是炮多就是好啊!

　　我使用了4只Definitive Technology的SC8000 低音炮做了两种类型的低音阵列，一种是立式堆叠阵列——感谢D.T.的低音炮非常方便堆叠。这种阵列可以有效的控制低音的垂直覆盖角度，适用于天花板较低的场地，可以有效的降低天花反射低音造成的干涉。4只低音堆叠的垂直角度为120度，我将其放置在墙角(1/8耦合空间)，理论上越贴墙角越好，可以提升12dB的电平。

　　

 

　　还有一种就是横置阵列，这种阵列能够控制低音的水平覆盖角度，适合纵深比较长，长宽比大的场地，能够减少两侧墙体反射造成的低音干涉。因为D.T.低音是3向单元的所以低音阵列排列时音箱之间有间隔，横置阵列的长度更长，造成水平覆盖角度比120更窄点。这种阵列需要放置在投影幕下面墙角(1/4耦合空间)，理论上越贴墙角越好，可以提升9dB的电平。

　　

 

　　因为低音炮数量比较多，为使低频相位基本都吻合，避免干涉我使用了音频处理器使用延时功能做了下相位校准。

　　

 

　　

 

　　测试设备使用的是Smart8软件+USB声卡+测试话筒。

　　

 

　　从测试曲线来看，立式堆叠3只是比较合适的数量，堆叠数量越多，单元的间距越大，相位越不容易对准，需要更好的音频处理器。

　　

 

　　横置阵列因为低音炮的排列间距更大，相位曲线偏移更多。普通低音处理器不太好校准相位的。因为时间紧任务重，我也就简单将就下，偏差不大就好。试听的感受是，两种低音阵列都能极大的增强低音的声压级和低频听感的下限，但是具体听音感受还是有所不同。立式低音堆叠阵列方式，相位吻合好，低音干净有力，因为解决了天花低音反射的干涉问题，整个试音室前后场的低音均匀度非常高，如果您是多排座椅的布局，立式低音堆叠能够使家庭影院每个座位都能听到同样好的低音效果，同时因为立式堆叠可以放置在墙角，能够提升低音的工作效率。横置低音阵列的水平覆盖角度小，有效的控制了侧墙的反射会使的低音的能量更聚集，尤其是靠近低音的第一排座位，这种低音阵列带来强烈的低频压力，让您觉得低音带来的气流吹动了裤腿，得到超越专业影院的感受。这种排列方式的缺点是，低音前后场的均匀度一般，不适合多排的影厅布置。低音阵列这种使用方式，我觉得适用于40平方以上的专用影音室和试音间，能够带来超越专业影院的低音效果。如果大家有条件使用低音阵列的，如果使用Denon或者Marantz的AV功放有两个独立的低音通道，3只以下是不用专用的音频处理器的，但是3只或以上就要使用专用的音频处理器进相位校准，避免干涉问题。希望大家在使用低音阵列的时候能有新的用法，能够得到更高的效果，多多交流经验。