在音響展常聽到某些高價的名牌喇叭低音嗡嗡響,廠商都說是「空間共振」,因為飯店的客房空間不適合播音響所以產生了「空間共振」。我們也看到有些廠商的展房用大量的擴散板或吸音綿,廠商都說是為降低「空間共振」,也就是要消除「駐波」的影響。
音響展的展房無論是飯店的客房(約10坪以下)或小廳(約20–30坪),天花板都不高,而且通常是長方形不是正方形,又擺了座椅,有地毯、有窗簾,也可能站滿了人,真的還會有那麼大的低頻空間共振使音響的低音嗡嗡響?怪異的是同樣格局的展房,還不是每間都有低音嗡嗡響,難道「空間共振」是選擇性的非普遍性的?
很多人在家裡安裝音響,也碰到低頻嗡嗡響的問題,廠商也都說是「空間共振」,要買家做吸音或擴散改造音響空間的特性,但是這種改造總是花錢很多成效似有似無。
其實無論在音響展的展房或家庭空間的音響低頻嗡嗡響,只要換擴大機或喇叭就會消失,可見那是【喇叭+擴大機】產生的低頻振盪不是「空間共振」。20坪、30坪或更小的空間,擺了桌椅、櫃子,有窗簾、有人,再怎麼說,空間的低頻共振都不致於強大到會低頻嗡嗡響。
因為是【喇叭+擴大機】產生的低頻振盪,換擴大機或喇叭是對症下藥,所以低頻嗡嗡響就會消失。【喇叭+擴大機】產生的低頻振盪,做吸音或擴散改造音響空間是沒對症下藥,所以低頻嗡嗡響也許會減弱但終究不會消失,有時還減弱的跡象都沒有。
音響系統的低頻振盪
山本武夫說,喇叭fo點(-3dB頻點)超低和阻抗的電抗成分高,都常產生低音的振盪現象。參考揚聲器之設計與製作第12章1.3節。也就是說,音響系統的低頻振盪現象主要是喇叭的低頻-3dB設定太低所造成。
喇叭fo點設定太低為什麼會低頻嗡嗡響?低音單體若採用長音圈設計,【音圈捲幅長度-導磁板厚度】的差值愈大,低頻-3dB就愈低,但是音圈捲幅也就超長而超重,導磁板對音圈的覆蓋率甚至只30%,超低,音圈的平均受磁力就超低,而且播愈低頻愈低,音圈的運動速度就慢,發聲遲延時間就長,信號解析、播出率低。
當低頻-3dB的發聲遲延時間超過20/1000秒以上時,很多100Hz以下的信號就無法解析、播出,這些能量被擠壓移轉於100Hz以上發散,就形成了低音振盪現象,因此有低音振盪現象喇叭就播不出深沉又量感好的低音,而且100Hz以上的低音嗡嗡響也使得整體低音清晰度不良。
擴大機內部的阻抗會影響喇叭播、高低頻的性能,因此喇叭搭配不同的擴大機會聲音不同。若擴大機內部的阻抗吃掉(衰減)了電子信號的高、低頻,這是不會造成音響系統的高、低頻振盪,只會低音播不深沉又量感少,人聲厚。若擴大機內部的阻抗會增強電子信號的高、低頻造成突波,這就會強化音響系統的高、低頻振盪現象。
低頻振盪的頻域、強度不同,有些會振動褲管,有些會撞擊身體,有些只是造成音響空間低頻嗡嗡響,振盪的能量可能來自喇叭,可能來自擴大機,可能來自兩者,因此音響空間有低頻嗡嗡響,最好先換喇叭、擴大機,查看看是喇叭、擴大機引起的低頻振盪或真有空間的低音共振。
一個真實的故事
有一位李氏15吋U-2喇叭的買家,住台大門口右邊的新生南路旁,房間3坪多。他問,喇叭這麼大房間這麼小,會不會有低頻嗡嗡響的問題?李氏音響告訴他,若會低頻嗡嗡響,可以退貨還款。買家原來用20多萬的桌上型8吋喇叭,有低頻嗡嗡響的「共振」問題,買家得到退貨還款的保証就買了。
過幾天,買家和永和試聽點的周先生說,沒有低頻嗡嗡響的問題,喇叭他留下了。他問我們,為何他的8吋桌上型喇叭會低頻嗡嗡響?這的確是一般人不解的問題,8吋會為何15吋不會?買家的房間有書桌、單人床、小衣櫥,怎麼可能低頻共振會強到使喇叭低頻嗡嗡響?
這位買家就是被錯誤的訊息誤導,錯把【喇叭+擴大機】的低頻振盪當作駐波效應,換了不產生低音振盪,重播音對空間的反應接近自然音的喇叭,低頻嗡嗡響自然消失。
在音樂廳架喇叭擴音
多數的音樂廳都聲響效果良好,殘響適當共振低,也就是不會有駐波效應。常在音樂廳架喇叭擴音的人都知道,音響在音樂廳擴音常常是低頻嗡嗡響,而且超難搞定,音樂廳不可能有什麼強大的低音共振,為什麼架喇叭擴音總是會低頻嗡嗡響?這就是【喇叭+擴大機】產生了低頻振盪,使喇叭重播音對空間的反應和自然音不同。
在不擴音狀態,音樂廳的演奏、唱歌聲響效果良好就是設計完美,架喇叭擴音會低頻嗡嗡響,不能削足適履改造音樂廳的吸音、擴散設計,所以就只能用EQ衰減喇叭的高、低頻音量,降低嗡嗡響的困擾,但是這會影響聲音的相位,使重播音聽起來不自然,令人有些不舒服,所以在音樂廳架喇叭擴音總是失敗的多,鮮少效果良好。
在音樂廳架喇叭擴音遇到的現象,足以証明,喇叭在音響空間播音會低頻嗡嗡響和空間共振沒多大的關連,是【喇叭+擴大機】產生了低頻振盪,因此,正確的解決方法就是找高手設計不產生低頻振盪的喇叭,讓喇叭重播音對空間的反應和自然音相同,音樂廳就適合不架設喇叭演奏、唱歌,也適合架設喇叭演奏、唱歌。
用簡單的方法測音響空間的共振現象
在音響空間擊中小學校樂隊用的大鼓,或強力彈奏吉他的低音絃,若聲音清晰乾淨沒有嗡嗡響的現象,這個空間的殘響時間和低頻共振能量就在合理範圍內,適合播音響。測音響空間的共振現象要以自然音測,不能以喇叭的播音現象做評斷。
音響空間的共振能量,用大鼓或吉他測試是在合理範圍內,自己唱歌(不擴音)也聲音清晰好聽,這樣的空間播音響就可以不做吸音、擴散處理,若因此喇叭重播音的低頻會嗡嗡響,那就換了喇叭吧!不要把喇叭的低頻振盪當作駐波現象處理,這只是浪費錢。
喇叭的擺位和空間的低音共振
有次音響展,看到一位自命是專家的人幫廠商找喇叭的最佳擺位,減少「駐波」效應。原來的喇叭擺位離牆約50公分,專家一面移動一面聽,移動到接近展房的中間,說這位置是最佳擺位。專家離去後,廠商把喇叭放回原位。
喇叭擺位從離牆約50公分移動到接近展房的中間,播音現象有改變嗎?好像沒有,但專家卻說得活靈活現,有了多驚人的變化。重點是喇叭移到接近展房的中間,參觀的聽眾要怎麼聽?要坐在那裡聽?買喇叭擺在接近家裡音響空間的中間聽,這音響空間豈不廢了?
我們的感覺,這喇叭的低音有點嗡嗡響是低音的振盪現象,因此放在空間的那個點都會嗡嗡響。李氏音響常告訴買家,喇叭擺位離牆30公分就好,靠牆放也沒關係,不會有所謂的「共振」現象,正確的說,喇叭沒有低音振盪現象,靠牆放也不會有低音振盪現象。
喇叭好難伺候?
音響系統播出的低音會嗡嗡響,換了喇叭或擴大機,嗡嗡響會消失,這樣的嗡嗡聲就是音響系統的低頻振盪。換了喇叭或擴大機,低頻嗡嗡聲不會消失,這樣的嗡嗡聲就是空間的低音共振。是音響系統的低頻振盪或空間的低音共振不難查清楚。天花板高不到4米的30坪(約100平米)以下空間,因為回音的時間很短,除非是水泥牆且室內空無一物,空間的低音共振不致於產生嗡嗡聲,所以家庭空間播音響若有低頻嗡嗡聲,幾乎百分之百是音響系統的低頻振盪。
我們在小咖啡廳、飯店的房間、教室、家裡聽到的所有聲音,都是【原音+共振】的混合,這是我們最熟悉、習慣的聲音,因為空間大概都小於30坪(約100平米),所以共振很少造成低頻嗡嗡響聲音不清晰。
飯店的婚禮會場、機場大廳、車站大廳、博物館大廳、禮堂等所聽到的聲音,也都是【原音+共振】的混合,這些地方空間大且天花板高,就常有聲音嗡嗡響的現象,聲音的清晰度差,很擾人,這就是空間的低音共振帶來的,這種嗡嗡響和音響系統的低頻振盪嗡嗡響其實也有差異。
不要相信超貴的喇叭必設計正確不會產生低頻振盪。很多名牌喇叭都把fo點設定得超低,讓消費者以為可以播出好低音,這樣就可以賣高價而且賣得好。事實上這樣的喇叭如同山本武夫所說,容易產生低頻振盪,低音就播不深沉又嗡嗡響。喇叭廠把低頻嗡嗡響誣賴給空間共振,把低音播不深沉又量感少說成「好喇叭很難推」。資訊不對等的消費者怎能不被搞得團團轉?
喇叭若有低頻振盪現象,怎麼換擴大機都播不出和數據對等的低音,音響空間怎麼做吸音、擴散,低頻嗡嗡響都消除不了,照黃金比例設計的音響室,都還會有低頻嗡嗡響的現象,不知所以的人就會感覺喇叭好難伺候,學問很大。
消費者若想少花錢買到好音響,最好多用點心搞清楚山本武夫的話,不要錯把喇叭的低頻振盪當作空間的低音共振(駐波),花錢又給自己找來困擾。