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喇叭摆位的重要性

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      喇叭摆位是怎么回事?喇叭摆位很重要吗?为何?目标?单靠摆位就能搞定吗?能达到的最好的成果是?

  这得先搞懂摆位这件事,喇叭摆位,当然是指移动喇叭在空间中的位置,前后左右;为何喇叭摆在不同位置会有不同的声音?

  因为摆在不同位置,离周遭界限面(四面墙、天花板、地板)的距离不同,界限面造成的间接音振幅不同,相对时间(相位)也不同,这些间接音加上直接音的总和,成了我们听见的再生的音乐。

  这么说不容易理解,看看图就知道,这张是模拟一个7.8m x 4.35m x 2.6m空间的振幅频率响应,喇叭摆在离背墙2.9m,离侧墙0.7m,聆听位置离背墙1.5m。绿色是界限面全吸音,也就是无响室,是一条直线,音量81dB。

论喇叭摆位的重要性

 

  红色则是界限面的吸收率全都是0.2(大约木板的吸收率),结果够惨吧?音量最高可冲到98dB,最低则低于60dB,上下震荡达38dB!而且几乎全都比无响室的81dB高,这是怎么回事?

  简单的解说是,不同频率的音波被界限面反射/折射后与另一个音重迭,可能会同相,这就会让音量增加,可能会反相,这就会让音量减低。

论喇叭摆位的重要性

 

  这同相/反相,由波长决定,而波长与频率成反比,因此频率也决定相位。六个面造成的交互作用非常复杂,就成了那个惨样...

  再来慢慢分析看看上面那红色的曲线是怎么回事,先单纯化,设定只有喇叭背墙会反射,其他五个面都全吸收,

论喇叭摆位的重要性

 

  看起来很规律,为何如此?

  音波传到喇叭背墙后,再传到聆听位置,与直接音有时间差,这时间差就成了相位差,相位差0度,就完全加成,相位差180度,就完全抵消,于是就成了这样很规律的,随着频率倍数变化的图型。看看58Hz处,58Hz的波长5.8m,正是喇叭与背墙距离2.9m的二倍,音波传到喇叭背墙又回到聆听位置,需要比直接音多走5.8m,正好多了一个波长360度,但反射音会反相,结果成了差180度,与直接音重迭的结果就是直接音被抵消一部分(间接音的振幅)。

  再来,加上喇叭退后一半距离(145cm)的对比

论喇叭摆位的重要性

 

  同样很规律,而且呈现与290cm的曲线倍数关系,这又是怎么回事?

  摆在145cm处,间接音比直接音行程多了290cm,对59Hz而言,等于半波长,180度,再加上反射的反相,就成了360度,等于0度,同相,振幅完全迭加。

  摆位造成的效应便是这般波长与距离的魔术,称之为魔术,是因为六个面的间接音加上直接音共七个的交互作用实在太复杂...

  再来看看移动多少才能产生足够的效应,红:原先位置,蓝:退后25cm,绿:退后50cm

论喇叭摆位的重要性

 

  注意看最左边(低频),变化不大,越是右边(高频),变化越大。前面解释过,这高低变化都是因为相位差,而同样的移动量对不同频率而言,相位差不同,波长小的高频,只要移动一点,相位差就很大,波长大的低频,得要移动很多,才能产生足够的相位差,造成够大的变化。

  以此例而言,退后50cm,等于改变100cm行程差,对59Hz而言,只有16%,约60度而已;但对177Hz而言,则有50%,180度了~

  反过来想,如果177Hz太高或太低,只要移动50cm,效果就很显著;但对59Hz而言,得要移动150cm才能有同样的效应!这几乎不可能做到...退而求其次,别要求到反相,只要差90度就好,不无小补嘛...那也得要75cm,实在也不算是个小距离...若是31Hz呢?那就得要137cm啰!

  然而真正的问题不在此,而在于一移动,并不是只对一个墙面有相对位置改变,而是对四个墙面的相对位置都改变!别忘了,前面这几个推论都是为了容易了解假设只有喇叭背墙会反射,其他全都是完全吸音,等同于无响室,实际空间当然不是如此。来看看上面那喇叭退后50cm的比较,如果所有界限面的吸收率都是0.2时,会是这样

论喇叭摆位的重要性

 

  一团乱吧?177Hz虽然补起来了,但155Hz反倒凹了,70Hz也凸出...真是挖东墙补西墙啊...

  一般解决问题的方式是控制变因,偏偏四个墙面变因都连动,无法固定,难...而另一方面,另二个因素,天花板与地板反倒不能动!摆位只能在平面上移动,几乎无法拉高或降低,若是问题是出在天花板与地板的间接音呢?那真是一翻两瞪眼,没辄!其实还是有点招数,藉由改变喇叭与耳朵的距离,便能改变天花板与地板间接音的相位(三角函数拿出来算吧...),只是这样又变成六个变因连动了...

  还有一点要注意,摆位不只摆喇叭,也摆耳朵,别忘了还有聆听位置背墙啊~

2020年11月11日 08:54
2020-04-10
2020-05-10