一间极具吸引力的听音室(1)

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1、访管善群教授作者：政浩 夏季的一天，我们到中国声学学会理事、著名的声学专家管善群 教授家拜访。当我们走进他那间书房时，我们惊叹不已，这也是 一间极具吸引力的小电声重放室（听音室）。经过管教授的同意， 我们将这间极符合中国国情的电声重放室（听音室）推荐给广大读 者，愿给普通工薪发烧友带来一些启迪。一、符合中国国情的电声重放室我国许多工薪阶层的爱好者居住条件很不理想，在自己那 块拥挤不堪的生活空间中，还要挤出一块小天地放置电声器材。 他们没有专用的重放室，往往以工作室、居室或客厅等兼作重放 室。这种房间大多在1018平方米左右，给摆放扬声器箱、电 声器材带来许多困难，而重放效果也往往不理想，只能是

2、凑合着 听。生活空间拥挤的状况，重放室兼作它用的状况，在短时间 不会改变。大家部在探索在这种较窄小的空间内，能否取得较 理想的效果呢？管教授的小重放室较好地解决了这个困扰发烧 友的难题。经过我们试听，确实效果非凡。他在不足 11 平方米 的室内，摆放了微机、沙发和写字台等，室内已经没有多少可使 用的空间了。他把扬声器箱镶嵌入木质墙壁中，将电声器材放人 壁橱或窗台上，没有再去抢占剩余的空间，他使用自制的电声器 材，确实取得了意想不到的重放效果，不能不让人拍手叫绝。为此，我们请教了管教授，请他谈谈这种设计的科学依据。下面是 采访的主要内容。4510（中、低频吸声）（吸声书柜）（中、低频吸声）（地面

3、铺地毯）（髙频吸声）可闻声具有物理和生理两种属性。其物理属性，是指它是一种波 动现象，它应遵守波动传播规律，当然室内声还有一些声场规律； 其生理属性，是指它是一种听觉生理现象，它遵守人类听觉的生 理和心理规律。电声技术既要处理声音的物理属性，又要处理声 音的生理属性。另外，室内可闻声可认为是由两种成分组成，一 种是所谓“直达声”，它是可闻声的主体；另一种是反射声，通常 认为它是由前期反射声和混响声组成。如果室内空间容积为无限 大，则只有直达声，而没有反射声，若室内容积不是太小，且室 内吸声装置极好，就可以基本上消除反射声的影响。直达声和反 射声既遵守一定的物理规律，又遵守一定的生理规律。直达声

4、到 达听者处的时间最早，它反映声源的信息，对声像定位也具有决 定性意义；前期反射声在时间上稍滞后，但具有特定方向；而混 响声是由连续且不断减弱的反射声组成，它由四面八方汇向听 者。反射声是反映声环境的特征的信息。再谈谈两种声学房间。第一种房间是音乐厅、剧场、演播 室等，它们房间容积较大，很容易满足可闻声的物理和生理双重 要求，可理想地处理直达声和反射声。在这些房间听音乐，是真 正的艺术享受，具有最佳的真实感、艺术感和现场感。在这些房 间录制的节目信号源，已经包括了原真实声源的各种声信息，它 包括信号的直达声、前期反射声和混响声信号。这些声信号的综 合效果可反映原声源的位置和声环境。第二种房间是

5、电声重放室 （听音室），专业级的重放房间应当有足够大的容积，以便能有较 密集的低频简正频率分布，可以进行有效的吸声处理。之所以重 放房间要进行吸声处理，是因为在重放房间除了听到节目源的各 种声信息外，还增加了该重放房间内扬声器产生的反射声，这种 附加的二次反射声是多余的声信息，在绝大多数情况下，它不是 锦上添花，增加艺术感，而是从中作乱，破坏了节目声原有的物 理和生理特征。至于小容积的重放室，低频简正方式不够密，破 坏了室内声的正常声场分布，它明显地引起低频的声染色，造成 低音浑浊、拖尾或嗡声等。引起重放声的明显失真。怎样才能从根本上保证声学小房间的音响效果呢？管教 授提出两项原则，第一要采取

6、有针对性的吸声措施，重点吸收扬 声器激发出重放房间的中、低频二次反射声；第二要加强扬声器 的低频指向性，在照顾到辐射声场范围的前提下，适当提高扬声 器的低频轴向指向性因数，提高扬声器的直达声相对于二次反射 声强度的比例，这也是减少二次反射声对节目声的干扰的重要措 施。当然，还应当尽量降低室内的噪声，提高信噪比。上述处理 方法，不是从提高电声器材质量来着手，而是从优化声场分布方 面来改善重放声的质量。管教授强调，一个完整的电声系统，应当包括节目源 （或 称软件）、电声设备和重放房间（或称硬件）三个部分，只有这三个 环节的质量都得到保证时，才能取得最理想的重放效果。许多刚 入门的发烧友十分重视电声

7、设备的质量，他们以高价购入名优器 材，但往往达不到理想的效果，原因就是他们忽略了节目源和重 放房间两个环节（特别是后者）。买器材是为了听、用，而不是当 摆设，重放效果不佳造成浪费，这是初级发烧友的常见表现。当 发烧友发展到一定程度后，就会把重点转移到提高重放声场质量 上来，努力在改善房间的声学特性上多下功夫。三、具体的改善措施管善群教授从两方面来改善扬声器在该重放室的放声效 果：一方面，提高扬声器箱的低频轴向指向性因数；另一方面， 采取了几项有力的吸声措施。其目的都是为了提高扬声器在室内 辐射声中直达声的比例。图2扬声器安置在墙角斜墙的位置图片1. 提高扬声器的轴向指向性因数首先谈谈指向性因数

8、的概念。全指向声源可以均匀地向四 面八方辐射声能，但是理想的全指向性声源在实际工程中几乎是 不存在的。实际声源是有指向性的，它在某些方向的能量辐射密 度较大，而在某些方向的能量辐射密度较小，甚至为零。为了表 征声源辐射能量的方向性，需要引入参量“指向性因数”。指向性 因数可按以下方法来定义：有指向性的声源在某个方向的某点产 生的声强（直达声），与相同功率的全指向性声源在相同方向相同 点产生的声强（直达声）之比，就是该声源在指定方向的指向性因 数。通常该比值用 Qs 来表示。实际上，该比值 Qs 就是在该方 向上有指向声源比全指向声源增加声强（或声能密度）的倍数。该 值可能大于 1，也可能小于

9、1；另外，即使声源是全指向的，当 它位于一般房间的不同位置时，由于靠近声源的墙壁对声源传播 的限制作用，因而使一个全指向声源也表现出指向性来。通常所 说的指向性因数，是指轴向的指向性因数。在矩形房间内，当全指向性声源位于几个特殊位置时，可 具有特殊的等效指向性因数Qs。例如，当声源位于房间正中央 时，Qs=l；当声源位于某一表面（例如天花板、地面、墙面）的正 中央时， Qs =2；当声源位于某两个表面的交界线的中央时， Qs=4；当声源位于某一个角隅处时，Qs=8。以上结论详见管善 群教授编著的电声技术基础第二章，本文后面所用结论和计 算公式也是选自该书。扬声器在自由空间的低频指向性接近全指向

10、，为了提高扬 声器这个声源的指向性因数，管教授将两只中型扬声器箱镶嵌于 两个墙面的交界线的中央处，详见图l所示室内平面图。他在带 有窗户的南墙与东、西两侧墙交界处，进行了重新设计，将墙面 装修为图 2所示的建筑结构，即在室内又增加了两条竖直的斜向 窄墙。在左右两个窄墙上各嵌有一只扬声器箱。扬声器箱距地面 约95cm，此高度基本位于该斜墙的中部，扬声器恰好在人坐着 时耳朵的高度。在扬声器箱体下面还做有一个小型壁橱，橱内放 置了功率放大器等器材。该新墙的整体结构十分坚固，与两旁墙 壁混然一体，决不会发生晃动和振动，扬声器箱板的厚度在 25mm 以上，并在箱内设置了加强支撑，从而抑制箱壁振动。箱 内

11、还设置有后空的吸声布，用以吸收箱内空气的中频反射。根据 前面知识，该扬声器箱的低频等效指向性因数接近于4，其指向 性相当高。过去，许多文章谈到重放室内扬声器箱摆位问题，要求扬 声器箱尽量离开墙壁。距墙壁过近时，低音效果加强了，但声染 色加剧了，造成低音浑浊、嗡声。人们可能要问，把扬声器箱镶 嵌于墙壁内是否也会产生低频失真呢？实际上，它不可能产生上 述问题，此时扬声器箱与墙壁已失去了距离，已失去了声波反射 叠加产生共振和低频驻波的物理条件，墙壁已经形成扬声器箱体 的外延部分，可视为扬声器的大障板。这种处理方法，也给扬声 器箱前面腾出来更多的自由空间，提高了小房间的利用率，减少 了室内的拥挤程度；

12、特别是优化了室内声场结构。2.主要的有针对性的吸声措施本室采用了多种有效的吸声措施。由于小房间低频简正方 式不良，因此要加强中、低频的吸声，当然吸收高频较容易，因 而在吸收中频和低频方面要花较大力气。 首先，朝向南方的窗户设置了两层帘布。第一层是孔缝较大的纱 帘，它靠近玻璃窗户。它的主要用途是作窗帘，但也有吸收高频 作用。第二层是尺寸较大且较厚的布挂帘，通过调整该帘展开的 面积大小、折叠量的多少，可调整中频吸收量。其次，在天花板和地板上加装吸声材料。天花板的吸声材 料采用厚布，布后面垫有一层多孔的厚“泡沫”塑料。布局如图 3 所示。它可以吸收中频和高频。在地板上全部面积铺有厚地毯， 主要用于吸收高频。书房入花布置的中、高頻吸声体示意图