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[基础] 房间的驻波和共振

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发表于 2018-2-16 | |阅读模式
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1、驻波特性0 N# x- P& [- S) b' t: L
在封闭房间内,声源发出的声波向四周辐射,遇到墙面产生多次反射,以至于会出现具有不同相位的声波相互叠加,在空间形成驻波。驻波为两个振幅、波长、周期皆相同的正弦波相向行进干涉而成的合成波。也就是会在空间某些部位为声波的波峰或波谷,在波峰处声压级将得以加强而波谷被减弱。以致在房间内走动,有一种声音强弱分布不均匀的感觉。- W, ~4 Q/ F6 `( D! ~# ?
房间的驻波和共振& d& D# L, s) y' L

8 F1 k$ F" a6 w$ w产生驻波的频率在声学理论中称为简正频率。它取决于两平行反射面之间的距离和声波的波长。房间产生的简正频率取决下列因素:
9 o6 Q; F9 p6 _" |1 m( q① 房间体积越大,则简正频率值越低,而且各简正频率相互间隔也越小,简正频率的数目也越多,低音听起来响而且丰满。而房间体积越小,声音越缺少丰满、浑厚感。: I+ a1 f8 a2 W* Z; E) S3 k5 g
② 声源的频率越低,则简正频率间隔越大,而且简正频率数目少。/ x8 f6 y/ ]  m$ @* H
对于录音场所,希望能激发出多的简正频率而且互相间隔均匀分布。就像一个共鸣体,有助于房间响度的提高而且声音分布均匀,乃至获得好的音质效果。
6 h  M8 \9 o! C    房间内驻波发生的频率,即简正频率决定于房间的尺寸,即高度、宽度及长度。在长宽高尺寸为同一数值时(即为一个立方体房间),会使水平、垂直及斜向方向的声波产生同一数值的简正频率。同时切向(在平面内对角线方向)方向的声波也会产生同一数值的简正频率值。这时出现水平、垂直或切向方向的简正频率的重叠,称此现象为简正频率的简并。简并会使声波在此频率下振幅大增,从而加大房间内频率传输的不均匀性,造成声源所具有的频谱结构改变,带来音色的变化。为避免发生简并现象,使各简正频率拉开距离,形成均匀分布,此时房间的长宽高比例应按一定比例设计。在设计时常采用黄金分割法,或根式比例法,如:5:3:2,此比例适宜较大体积的房间。& X9 T+ U6 _; _1 E+ o! d
    防止驻波产生的另一有效方法是形成非平行的墙面、边界和天花板。矩形房间会出现不希望有的驻波,而非矩形房间里的空间破坏了驻波的出现。但是,由于矩形房间作为扩声厅堂有着其他优势,因此在采用矩形房间时,为了要求在房间内声波有很大的分散性,可在墙面或天花板上安装扩散物,将声波以大于入射角的角度向各个方向反射,破坏驻波存在的条件。
! p; M% R1 \/ Q) K 002CKUPWzy6RIycAOCX17&690.jpg
4 O: t9 t/ i+ R7 @" R% ?! h2 {2、房间共振与声染色
7 o3 ]1 K9 l2 s' H; @0 {在一些内装修材料比较坚硬的房间内,当声源发声时,往往在房间内激发起某些固有频率的声音,即出现了房间共振现象。当发生共振现象时,声源中的某些频率被特别地加强了,在声学上这称为出现了“声染色”现象。此外,这种房间共振还表现为使某些频率(主要是低频)的声音在空间分布上很不均匀,即出现了在某些固定位置上的加强(峰)和某些固定位置上的减弱(谷),使声场分布不均匀。在一些体积较小的房间常常出现的低频嗡声,就是由房间共振引起的,因此房间共振现象的出现会对室内音质造成不良的影响。. N/ s0 z; T7 X- g0 {$ v' C

* S( M, Q* d* T2 p6 o3、扩散特性
2 O6 C/ J7 O4 v使声音形成分散均匀的状态的过程称为扩散。室内声场中声波在传播过程中受到室内各个界面的影响,使直达声与各个方向的反射声互相交织,从而形成了一个极为复杂的声能分布。如果室内墙面为不规则形状,那么声音传播时,受各个墙面的反射,不断改变其方向和大小。结果从总体意义上来讲使声音的能量处于分散状态。即室内各点的声能量使均匀分布的,将这样的声场称为扩散声场。' E0 L6 ]% D. k0 s  ?9 b7 y
如果室内存在大的凹面,则会使声音产生“会聚”。在某些部位声音会很强,这通常是要避免的,用于录音和放音的场合,对扩散有严格的要求。
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音频应用新手发布

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发表于 2018-2-18 |
好文章,不错啊,可以收藏学习了啊!~
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