Hi-Fi—— 小空间能否听到够低的低频?
发布日期:
2019-10-06

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这个问题很有意思,它还牵涉到:如果小空间不能听到够低的低频,那么汽车内要如何听到够低的低频?汽车的空间比房间小很多。说得更极端些,戴耳机怎么能够听到低频?人耳耳道的空间那么小,如果小房间都无法听到够低的低频,戴耳机怎么可能听到低频?


先说答案,是的,小房间也能听到够低的低频,汽车内、耳机也相同。会产生这个问题,最大的迷思在于声波的波长。一般的迷思是:一个房间如果想要听到够低的低频,其房间内最长边必须要等于或大于该频率的波长。就说20Hz好了,20Hz的波长大约17公尺,一般人的想法是想要听到20Hz的极低频,这个房间最长边至少要有17公尺长。



以前我也是这样想的,后来我发现我错了,上述波长代表的意义并不是波长限制了我们能否听到够低的低频,事实上人耳并不是以波长来决定是否能够听到该频率,而是以空气压力的变化来感知频率。换句话说,如果喇叭振膜真的能够产生每秒前后运动20次,造成空气粒子每秒疏密压缩20次,而且音量够大,我们的耳膜就会感受到20次前后运动,就跟喇叭振膜的运动一样,此时大脑就会感知这就是20Hz。


由于人耳是以感受到空气粒子疏密变化的压力来决定所感知的频率,这就可以解释为何汽车的小空间也能够听到很低的低频,或者耳机也能听到很低的低频。所以,在小房间内能不能听到20Hz的极低频,取决于喇叭能否发出足够的20Hz,而非房间长度是否超过17公尺。

既然如此,为何在音乐厅或教堂中听音乐时,所听到很低的低频(例如管风琴)感受跟小房间不同呢?难道这不是因为音乐厅或教堂的空间够大,可以完整再生最低频率的波长,所以我们对于低频的听感才会跟小房间不同?



不是!我们在大空间中所听到的低频感受会跟小房间不同,其原因是小房间中的自然共振重叠累积,也就是所谓的Room Mode影响,这也跟房间中的驻波有关。由于每个房间的长、宽、高尺寸都会存在其本身的共振频率,这些共振频率会造成某些频率的增强(相加),或某些频率的衰减(相减),简单讲就是会产生波峰与波谷,这些波峰与波谷不仅会让频率「染色」,也会因为太强的波峰而遮蔽了较弱的频率,使得我们的听感产生变化。音乐厅或教堂空间非常大,受到RoomMode的影响很轻微,所以听感与小房间不同。



到底要怎么吸收低频能量?



低频能量的吸收,可以分为软质材料吸收与腔体共振二种,事实上往往是二者合一,或在腔体中另外加上振动膜片(或板材)。大家要清楚知道一个事实,那就是声音的能量是不会消失的,只会转换成不同的形态。例如高频的吸收大多是利用多孔类材料,让波长短的高频进入多孔材料内部之后,借着摩擦,使得声能转化成热能,如此一来声波的能量就被吸收了。而低频由于波长很长,用多孔类材料很难让声波转为热能,所以通常会以将声波转化为机械能的方式去消除。什么是声能转化为机械能?就是振动,借着引起共振,将声能转化为机械能。所以,如果聆听音乐时,您的木制天花板在振动,那就表示喇叭播出的某频率引起天花板的共振,当天花板在共振时,就是在吸收该频率。


一般吸收低频的方式称为低频陷阱,低频陷阱的做法很多种,有按照公式设计一个共振腔体者,有在腔体里放置大捆沉重的吸音棉者,有设计成可以调节吸收频率的木柜型,还有以复合方式吸收低频者。总之,想要吸收低频,低频陷阱不论是何种形式,其体积与所占的内容积都是相当大的。由于低频陷阱需要针对某个频率,所以计算公式必须很准确,而且要有经验,不是一般DIY者所能够做到的,必须由专家来做。


把墙角钉成密闭斜面,在里面放置吸音棉,这也是低频陷阱吗?


是的,这是常见低频陷阱的一种,不过假若您想精确针对某个低频来做吸收,那就不是随便钉个斜面就成,您必须了解多大的斜面、多大的内容积、里面放置多少的吸音材料才能够精确吸收该频率。假若是随手为之,说不定会将原本就已经不足的低频再度吸收,如此反而产生不良影响。


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