超低音音箱,民用领域一般叫做“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。
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)。
(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”。
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。
Sound United为热爱生活的消费者提供身临其境和触动人心的视听体验。通过引人入胜的品牌故事和具有说服力的行业领先技术,将影院和音乐的乐趣带到每个人的生活中,用影音娱乐来美化生活。