低音炮与音箱集成

capiton

您可能会觉得，您对低音炮所要做的：就是对它们进行时间校准，以补偿它们与主聆听位置 (MLP) 的距离，就像系统中的所有其他音箱一样。



困难。音箱设计师需要长期努力地工作，以确保从低音炮到中音的切换顺畅且不失真。正确完成后，挑战涉及单元本身的特性、单元之间的物理间距以及分频器的设计。



即使在这种情况下，设计师可以控制音箱本身的所有方面（所选的单元、它们的间距和分频器设计），但从一个单元无缝切换到下一个单元仍然很困难。想象一下，如果设计师不知道要使用什么低音炮，以及将低低音炮放在哪里，那会有多少困难。当涉及到将低音炮与主扬声器集成时，就会出现这种情况。



在下面的视频中，Black Sun Empire 的 Rene Verdult 和 Micha Heyboer 解释了他们尝试将低音炮与卫星音箱集成到工作室时所面临的挑战。





房间声学和低音炮
似乎这还不够，在一般大小的住宅空间中，室内声学决定了低音炮的性能。与“低音是全向的，所以你可以把低音炮放在任何地方”的看法相反，低音炮的放置位置实际上对于最大限度地发挥其性能至关重要。



一方面是因为这些低频的部分波长与房间本身的各个尺寸相匹配，因此两面墙之间的声音反射会加强或抵消特定频率。因此，这些频率要么被房间本身“放大”，要么被房间本身大量抵消，从而导致的不均匀低音，与音箱本身关系不大。



这个差异并不微小：房间本身的响应可能导致不同频率之间最小声和最大声的差距达到 20 dB 或更大。（20dB 的变化听起来大约是原来的四倍，通常需要放大器一百倍的功率 - 但在这个例子中，是房间本身导致的差异。）



这些差异取决于房间的尺寸，这就是为什么不同的房间在相同频率下表现不同。这就是为什么它们被称为“房间模式（Room Modes）”，





体验房间模式
如果您想证明一下，这对您系统的低频性能具有真实而显著的影响
可以尝试以下简单实验：


1. 在房间的角落放置一个低音炮，在光盘上（或电脑、手机上APP上）找一些可以在系统上播放的正弦波测试音。（为简单起见，只使用一个低音炮。如果您有多个低音炮，请暂时关闭其他低音炮。）


2. 播放一个纯音（简单的正弦波） 40 - 80 Hz 之间的任何频率都可以 - 只需要是一个适合您的低音炮频率范围内的频率。


3. 从房间的角落开始，沿着房间的长边慢慢走动，注意测试音的音量变化。它的变化会比大多数人想象的要大得多。


4. 在之前的路径转 90° 再缓慢的走一次（一般情况是沿着短边）。同样，事情会发生很大变化。

使用几种不同的低音频率重复这些简单的步骤，以更好地展示您的系统受到两者之间关系的影响有多大a）房间尺寸、b）低音炮在房间内的位置以及c）听众在房间内的位置。



如果您想要更具显著的效果，请测量房间的长度，然后用声音的速度除以该测量值。（声音的速度为每秒 1130 英尺或 343 米。）例如，343 米/秒除以 7 米长的房间，得出的频率为 49 Hz（这意味着 49 Hz 的声波将完全适配 7 米长的房间）。



用与房间长度或宽度相对应的频率重复上述步骤 1-4。您会发现房间中某些地方声音很大，而其他地方声音几乎完全消失。



多个低音炮的摆放和校准
您可能听说过，多个低音炮可以产生更平滑、更准确的低音。正如我们刚刚看到的，房间本身会非常显著地（且不同地）改变低音炮的频率响应，即使它是“完美”的也一样，具体取决于它和听众在房间中的位置。



您可以这样考虑使用多个低音炮的方法：由于房间在响应曲线中引入了波峰和波谷，因此正确摆放多个低音炮并进行时间对齐，可以让一个低音炮的“波峰和波谷”被另一个低音炮的“波峰和波谷”所弥补，从而在房间的更大区域产生更一致的低音（其实还有更多内容，但您明白我的意思了）。



关于配置和校准低音炮的“最佳”方法，有几种学派。在 Altitude 中，我们旨在支持所有这些方法，并通过我们自己独特的 WaveForming 技术来支持更多方法。



全面优化房间低音性能的处理大大超出了本文的范围。关于这个主题，已经写了大量的博士论文。



但是，就目前而言，我希望您明白，通过仔细摆放和校准多个低音炮，您可以在房间中创建更平滑、更一致的低音。



让我们看一下一种众所周知的手动时间对齐技术。



低音炮阵列对齐技术
一个实现流畅、有冲击力的低音的方法涉及多个步骤，首先优化低音炮之间的协作方式，然后优化整个低音炮阵列与系统其余部分的集成方式。


1. 首先将四个低音炮放置在房间的四个角落，或放置在相对墙壁的¼和¾点处。（这两种布置在大多数房间中都很适用。）它们将被称为Sub 1、2、3 和 4 - 只要保持一致，任何顺序都可以。


2. 使用 REW 或类似的声学测量工具，分别测量 Sub 1 和 Sub 2 的响应。然后测量 Sub1 + Sub 2（一起演奏）的响应。


3. 理想情况下，Sub 1+2 曲线在所有相关频率下应至少比 Sub 1 或 Sub 2 稍微响亮一些（2 dB 左右）。在大多数情况下，情况并非如此，因为两个低音炮在某些频率上会相互加强（好），但在其他频率上会相互抵消（坏）。在此阶段不要担心平坦响应，只需关注组合响应是否大于单个响应曲线。


4. 尝试向其中一个低音炮添加少量延迟，直到组合在范围内（例如，从 20 - 80 Hz）的响应，至少比单个曲线大一点。


5. 一旦 Subs 1+2 经过优化，能够以这种方式很好地协同工作，就将它们视为单个低音炮，并对 Sub 3 重复步骤 2-4。


6. 一旦 Sub 1+2+3 在整个范围内协同工作良好，请对 Sub 4 重复该过程


7. 在一起，在所有相关频率上持续产生比单独更多低音，则将所有四个低音炮视为一个低音炮阵列（现在它们就是这样）。现在，您可以将它们按房间内所需的响应调整均衡，布满整个座位区。


8. 最后一步可以通过 PEQ 手动完成，也可以通过房间校正软件自动完成（Trinnov 支持任一方法，也可以同时使用两者。）


Trinnov 的另一个功能是脉冲测试信号，它可用于微调超低和主通道之间的时间对齐。



这一点很重要，因为从本质上讲，低音频率的时间对齐更加困难，因为从定义上讲，它们比中音和高音移动得慢。毕竟，50 Hz 的单个正弦波持续整整 20 毫秒，而 5000 Hz 的相同单个波仅存在 0.2 毫秒。



脉冲信号重复一个极短的正脉冲，刺激所有选定的扬声器：


在这个例子中，我们将脉冲应用于中置声道和 LFE（通常路由到低音炮）。只需一点调整，就可以相对容易地将低音炮的时间对齐到系统中最重要的音箱（屏幕声道）。



当通过这些扬声器收听脉冲信号时，您希望脉冲的高频部分“居中藏”在来自低音炮的低频“砰砰”声中。



如果屏幕通道稍微领先于低音炮，则脉冲信号听起来会像音调下降（这意味着低音炮的输出落后于屏幕通道一点点）；相反，如果脉冲听起来像音调上升，则低音炮领先于主音，需要稍微延迟。

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将低音炮与音箱集成

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