【干货】你的音箱摆哪里,能避开后墙反射抵消的“大坑”??|真力GENELEC知识分享

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作者: GENELEC真力

对于《真力监听音箱设置指南》中关于音箱摆位的建议,你是否有一些疑问:

  

  • 为什么建议音箱距离后墙不能大于 60cm ?
  • “后墙反射抵消现象” 到底是怎么回事?
  • 没按照建议摆放的话会有什么后果?听起来究竟哪里不好?
  • 能不能简单点儿告诉我,具体该怎么做?

图注:《真力监听指南》中关于音箱与后墙距离的建议


先别着急,长文章可以不看,但结论可要记住:

 

当音箱到后墙的距离等于 1/4 波长的时候,该频率的声波就会在你的听音位置发生抵消现象。(前提是 400Hz 以下的低频!)

 

关于“后墙”到底指哪面墙,咱们需要达成一致:本文中提到的“后墙”是指音箱后面的那面墙,就是你在听音箱时,面对的那面墙

而且还有一点非常非常重要,到后墙的距离说的是到实墙的距离(水泥墙、砖墙等坚硬材质),如果你的墙面上贴了吸音棉、做了软装、做了空腔,那你测量的距离还得加上这些材料的厚度。

下面就为大家详细介绍后墙反射抵消现象的来龙去脉。


1.具体现象

同样一对音箱,为什么在朋友家的时候频响曲线顺滑平整,而在我家就变得如此崎岖坎坷?

在朋友家时,音箱的频响曲线😃

在我家时,音箱的频响曲线😂

别的看起来似乎还能接受,但是为什么 100 ~ 200Hz 那里有个将近 10dB 差值的大坑???听音乐的时候,总觉得底鼓的打击感不够给劲儿,混音时狂提这个频段的 EQ 也觉得没啥用,完成的作品放到其它地方一听,糟糕,低频怎么这么多!

 

后墙抵消现象很可能就是“大坑”的元凶。究竟是不是,赶紧使用上面说的 1/4 波长结论来计算验证一下就知道了。如果你成功抓到了元凶,那就赶紧调整音箱到后墙的距离来改善一下吧!

当然,拿出你的真力卷尺一量

也会立刻看到答案👌

2.原因详解

声波受到后墙的反射而产生的频率抵消现象,是一个简单、直接的物理声学现象。那些关于声波、声速、波长和频率之间的关系、波的反射、波的相位、声波辐射的指向特性等等校园里曾经学习过的基础知识,是回答这个问题的基础。

声音是以波的形式存在并进行传播的。对于点声源来说(房间中的音箱可以近似看做一个点声源来分析),不同频率的声波在传播时,指向特性有所不同,也就是在不同方向上辐射声能的大小有所不同 —— 声音的频率越高,声能辐射的指向性越尖锐,中频呈半球形辐射, 超高频成线束状辐射。低频几乎呈球状全方向辐射,这意味着你在音箱周围的任意方位,都能得到几乎相同的音量大小。

不同频率的声波辐射指向特性示意图

所以我们今天讨论的“后墙反射抵消”问题明显存在于低频段,而中、高频段几乎不存在这个问题。

你可以将声音的低频部分想象成一个大圆球,它既会向前传播,直接到达你的耳朵(直达声),也会向后传播,被后墙反射,最终到达你的耳朵(反射声)。

设想一个极端情况,我们播放单一频率的声音信号(嘟——),当直达声波与反射声波在空间中的某一点上相遇,如果它们恰好大小相同、相位相反时,二者叠加就会产生完全抵消的现象。如果你恰好坐在这一点上聆听这个声音,那么你会听不到它!当然这是极端理想的情况,实际情况通常是你听到的音量大大减弱了

什么情况会造成这一对直达声波与反射声波的相位相反?当声程差(声音走过的路程的差值)等于 1/2、3/2、5/2、7/2……[(2n-1)/2] 倍波长的时候。

声程差是多少?产生在哪里??下图标示得很清楚,对于你与音箱之间的位置关系来说,反射声比直达声多走了两次蓝线的路程,也就是 2 倍的音箱到后墙的距离(d)。

那么,将 “声程差 = 二分之一的波长” 用公式简单地表述出来,就是:

2d = 1/2 λ(d 代表音箱前脸到后墙的距离,λ 代表声波波长)

我们开头所说的结论就出来了:当音箱到后墙的距离等于 1/4 波长的时候,该频率的声波就会在你的听音位置发生抵消现象。

赶紧把这个公式利用起来,计算一下各种不同的距离都对应抵消哪个频率吧!此时还需要用上两个生活小常识:

  • 波长和频率之间的关系:λ = c / f (其中 λ 代表波长,c 代表声速,f 代表频率)
  • 空气中的声速:c = 340m/s(在 1 个标准大气压 15℃ 的条件下)

这里只计算了 1/2 波长的抵消,那 3/2、5/2、7/2……波长呢?你可以理论计算出它们的所有频率数值,但如果数值已经不属于低频范围内,那就不要太焦虑了。你值得注意的是那些没超出低频范围的数值:例如,音箱离后墙 200 cm 时,不但 42.5 Hz(1/2 波长)会发生抵消,127.5 Hz (3/2 波长)也会发生抵消;音箱离后墙 190 cm 时,不但 44.7 Hz(1/2 波长)会发生抵消,134.2 Hz(3/2 波长)也会发生抵消。

 

可见,如果你的音箱恰好摆放在这个距离附近,那损失可能还真是有点大了。

 

3.怎样解决

道理是简单的,解决也并不难。

离后墙更近一些!

音箱离后墙的距离比表格中的更近一些,会怎么样?抵消频率的数值会变高。根据声波的指向特性,随着频率的增高,音箱向后辐射的能量会变低,反射声的能量随之变得更低,最终在听音位置上产生的微弱抵消现象就可以忽略不计了

离墙最近可以近到什么程度?只要留出几厘米的缝隙(官方建议最小缝隙 5cm),让音箱背后的倒相孔附近的空气能够顺利流动,就可以了。

但还要注意的是,离后墙过近,也会引起低频能量的增强,反映在频响曲线上就是“低频段的隆起”。这时候请不要忘记灵活使用音箱背板的 DIP 开关,合理衰减一部分低频,或是直接使用真力 GLM 校准套件(所有真力 SAM 系列音箱都适用),让 AutoCal 替你想想办法。

离后墙更远一些!

音箱离后墙的距离比表格中的更远一些,会怎么样?随着距离的增大,反射声走过的路程会越来越长,能量消耗也随之越来越多,最终在听音位置上产生的微弱抵消现象就可以忽略不计了

但真力小编认为,这种情况在实际的个人工作室中、家中,实属少见。音箱离后墙的距离太远,这么大的空间不能被有效利用!悄悄滴问,你的座位是不是已经被挤到音箱对面的墙根儿去了?你背后的墙也容易给聆听带来许多不利影响。

添置超低音箱,让低频管理来帮你!

低频管理,顾名思义就是管理你系统中的低频。超低音箱会把播放低频的任务接管过来,让全频音箱在更高的频段中自由奔放!

当然,加入超低音箱后,别忘了超低音箱也需要尽量靠墙摆放,这样既能避免后墙抵消问题,又能借助后墙来提升低频效率。

将音箱嵌墙安装!

嵌墙安装也是一个不错的处理方式,不过,这是需要在声学装修阶段就考虑好的一步。详情可参阅《真力音箱嵌入式安装指南》


4.其他考虑,一定看看

有人可能会说,以上分析解释的后墙抵消现象,“那是因为真力音箱大部分型号的倒相孔都朝后,而我的音箱倒相孔朝前啊,还用按这个算嘛?” 请马上复习一下之前提到的基础知识!低频声波几乎呈球状全方向辐射,无论音箱的倒相孔开在前、后、上、下……都逃不过这个物理声学规律的掌心。

……除非,你的音箱有更聪明的“黑科技”,能够自己控制向后辐射的指向特性,比如配合真力 8361A、8351B、8341A 使用的 “最贵音箱底座”(不是!)—— 真力 W371 自适应低音系统。

另外,友情提醒,以上可是考虑仅仅存在“后墙”这一面墙时的情况呀!现实中的房间里,还有侧墙、天花板、地板、桌面等等各种可以反射声波的界面。怎么办?快快连接你的真力 GLM 套件,自动测量校准一下!

您还可以阅读《真力监听音箱设置指南》,对房间声学和音箱校准做一个进阶学习。


内容编辑|王露洁、曲小路、星月