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1、說說超低音 ( 第二篇) 吳榮宗 主筆 一只低音喇叭因物理特性，在沒有所謂無限障板的條件下，能量依軸心方向散射外，在其音箱後方 ( 超出 180° )，其頻率會散漫在其中。 而這些充斥頻域的高低將依製造商所設計出來喇叭的的容積、寬深度、單體特性而定！又以前聊過的， 沒有那麼大支的喇叭可以單獨得到超大能量，因此就須組合起，光在堆砌這些箱子時，老外規矩就一 大堆，真的咱們學不完，簡單的其中一項就是那個要擺放喇叭位置的結構或接觸面，它必須是扎實的 沒反彈性的，接觸面可以標準的提供不變形的堆疊與排列。 然後安全要求很高，我提這一點是在台灣咱們比較能做到，但是都不徹底執行，大家一定要改
2、善，ok， 組合同型的喇叭來產生大能量的過程裡，我們就要注意這箱子彼此間的呎吋啦、角度啦，有的人為求 含蓋面大，會把超低音的排列呈有角度的灣區狀，這樣並不是不可行的啦，只是你要清楚的是箱子間 的角度會影響輸出波瓣的多寡，深或淺，即使你得到較寬的含蓋面，卻也使得到 ” 五花辮 ” 的低頻 音場也大大提升。什麼是 ”五花辮 ”的簡語？現在我們來看圖說故事了， 各位先看看這個天文學的公式先， Main coverage angle = 2 x arcsin ( 0.61 x λ / N x d ) 這個 Main coverage angle 就是從喇叭軸心算起在其左右兩邊的含蓋角度角
3、度。 0.61 的導入值是喇叭單體在音箱與音箱間，任一頻率角度的負值。 arc sin = 箱子與箱子間的彎角距。 λ = 音速 / 頻率的值。 N = 低音喇叭的數量。 d = 任兩支喇叭單體軸心間的距離。 這個式子在告訴各位的目的就是繼續看下去！哈哈………. _ _ 圖示 A，是一組低音喇叭所散發出來的低頻能量，各位先別管什麼頻率，左邊它是一個常使用的 組態，四支低音喇叭組合，水平 or 垂直各位就一上圖例來瞭解，此圖則是在告訴你當少量的低音 垂直或是水平的排列組合，它除了產生有效的指向能量外，在其軸心垂直水平向後 180° ( 左90° & 右90° )
4、同樣的也會有泛音的能量產生，那麼這些泛頻裡某一些頻點可能會因為現場是 室內的建築，舞台上樂器或直接音產生的，或PA喇叭反設所產生的任一頻點，就有可能將這某一 頻點給予共振出來，造成低頻迴授的潛在因素。 右方則是大型的低音陣列組合，高優沃的指向能量產生，大大消弭掉180° 後的能量。 各位看倌要清楚的是這圖例僅是一個單一頻率，如果它是一個 20 ~ 160 Hz 噪音產生器時，那圖形 就不會像圖例那麼好看，因為每一個頻率的波長都不一樣，組合在一起就有不同的波辮，總知你要 清楚一點，就是以上面的式子去求任一頻率，喇叭數量愈多，調整的角度愈少，你所求出來的角度 響值就愈小，再更現實些
5、即投資超低喇叭音箱，要達到現場一個相當的資源運用時，以一只雙 18” 的音箱假設是 NT : 70000，24 只即 70000 x 24 = 1680000。 什麼都沒買，光低音喇叭就要這麼多錢了！流汗啊…. _ 圖 B 是一般場子喇叭的擺設的正視略圖。 超低音喇叭抵消 ( Subwoofer Cancellation ) 我們經常會被問到有關超低音喇叭抵消 ( Subwoofer Cancellation ) 的問題，尤其特別的是在外場的應用上。 有時歸咎一個特定超低頻域點無法抑制其共振的問題， 使操作人員受到責難，在某些聽眾區表現的
6、不是很好。 這強調出問題是堆垛位於在舞台的每一個側面的超低音喇叭 之間的相互作用。 只要我們有讓揚聲器位於在舞台的兩個側邊，假設它們是 放送著相同的訊號時，在它們之間就永遠是會有干擾的 問題。在上面一大串的說明主要就是訴諸一個事情， 當一堆喇叭組合起來時，那些箱子與箱子之間的距離數據 就會讓低頻音場有所影響。再看這圖例： 圖 B 是一般場子喇叭的擺設的正視略圖。 圖 C 是俯視圖，超低音喇叭發出 100 Hz 的能量散佈圖， 音箱彼此之間是很理想緊密堆疊。在黃色區域一直到淡藍 之間的距離，大約是 147 dB ~117 dB 的差別，你可以看出 這 100 Hz 的低音
7、散佈圖沒有花瓣出現，因此當聆聽者身在 其中時，取其任一角落都會得到很勻稱的聆聽品質。 不過你發現到如果把這散佈圖的圓軸畫出， 180° 依然擁有 apron of room colouration。 _ 圖 C是低頻能量散佈略圖 ( in 100 Hz ) 彩色圖片資料來自於 Joe Brusi 先生的資料 ，喇叭是我補充畫上去說明的。 當舞台另一邊的低音喇叭也打開時，若聆聽者不是站在正中央平均點的位置，而是偏左 or 右， 那就好玩了！ 就如同在插圖 D上所看見的那樣，當聆聽者對兩方的距離是相同時，從那兩方所發出的聲音就同時 到達聆聽者。如果聆聽者是接近
8、到一邊並與另一邊距離較遠，則近的一邊的聲音就比遠的聲音先到達 聆聽者。這就是時間到達的差異所產生出的梳形濾波效應 ( Comb Filtering Effects )。 _ 圖 D - 1 圖 D - 2 圖 D - 3 圖示 D – 1 聆聽者位於左聲道的近軸心處， 相對的他也聽到右邊的那個頻率，唯不同之 處是因距離的關係而有時間差的問題出現。 圖示 D – 2 這樣的現像有如一只發音體置於 單面牆的位置，在現場各位如有面對到類似 的音場環境，就應該儘量克服避免這樣的 放置低音喇叭。 圖示 D – 3 裡面的小
9、a 就是聆聽若處於兩 堆埵物的中央，那得到的音壓將是倍增的！ 不幸的是聆聽者若是恰巧處於倍時間差的 位置，那剛好是任一頻率的抵消點。 ________________________________________圖 D - 4 圖 D-4 是一個梳形濾波效應 ( Comb Filtering Effects ) 的解釋圖，波辮間凹陷的谷辮就是時間差 所造成的。在時間到達的差別上導引致兩個訊號之間的相位差在180度時，就處於所在的頻率狀態 下就發生出現了絕對抵消，但是實際的現場應用不會是論點上那樣，因為真正現場喇叭所放射出來 是音樂電平。它的內容有樂器變化的升降
10、滑音、有立體模式的效果聲頻等等，那這梳形濾波的可 聆聽值就是這些隨時間、頻率改變、發音點等去作用。 就這些最低的影響值而言，對於那些瞬息萬變的頻率，若非恆頻恆源，現場可聽到的聲音數據還是 大於這些折損的能量，即使其內容包含 Comb Filtering Effects。 很多人以為使用圖形等化器或參數調整就能消弭這個效應，其實並不能修正由梳形濾波所造成的 問題，這是因為在這些凹陷抵消的最下方位置是一個完全的能量抵消。影響這個絕對值是當兩個 訊號電平值是比另一個大很多時，那麼影響的效果將是會減少並不是解除，所以用什麼 EQ 去調整 如何如何是不會消除梳形濾波效應的，瞭解麼？ 好的
11、我再拆開解釋，這問題是這樣的，假如有一個音樂訊號發出在左右主喇叭上，聆聽者位於 中央點，OK，這位聆聽者是標準點，不過前方左又兩點的喇叭位置有無偏差？這樣的位置精準 就是梳形濾波效應影響值產生的大小，有人會說，那麼某一邊的音量大些時，梳形濾波效應也隨著 減少啦，或者我們簡單的透過延遲設備來調整某一邊的時間補償到達同步，梳形濾波效應就會被 解決掉然後就可以愉快的回家了！做夢！除了在中心線位置以外的，還有其它的聆聽者啊， 嚴格講，每一位聽眾在現場所在的位置就是一個不同的時間差，對於某些頻點也就會有不同梳形 濾波效應定義值。他們之間是有不同的延遲，這意思是對每一位聆聽者位置來延遲一個喇
12、叭堆垛點 或懸吊點，只不過改變了聆聽者這個 Sweet Spot ( 最佳聆聽位置 )，但在其它的地方還是一樣的 問題存在。沒錯，對於頻率而言，在一個演出現場，能量折損這個問題是一直存在的，各位有無 發現一件事情，一個立體的音相，不就是時間上的變換，效果器之類的美化，不就是時間相位的 技巧嗎？！那麼個樣子，實際在聆聽上，也並沒有非常的嚴重不可聽。 各位看到這裡，首先要知道的是未來自己在現場所架設的聲音系統，因為這些音樂電平的變動， 在任一點位置就會有不同的頻率凹陷，或寬或窄，各頻率不同。以主喇叭來說，左右聲道的音樂 電平散發出來的頻率，並不是像那恆頻率一個個的遍佈在不同的這些
13、抵消區域，然後排列這些 凹陷供你觀看分析圖表，那些音樂頻率發生此效應是非常小的，又左耳和右耳並不會在當下參與 分享到這些效應點，左右耳對發音點與距離所產生的效應，所聽到時在腦中樞辨別也有時間差的， 各位可以先行瞭解哈斯效應。也因此抵消的現象，聆聽上並不像數據上所感受到的不足。 以恆源恆頻而言，也許某一位聆聽者的位置剛巧是凹陷，另一個聆聽位置也許是優沃的能量。 問題來了，就超低音喇叭，在低頻音域裡，一個梳形濾波效應情況就變成是一個問題。 從上述所題供的式子就可以瞭解頻率愈低，波長就愈寬，可被辨別出來的。 我們隨變算一下 80Hz 的波長，波長 = 音速* / 頻率 80 Hz
14、 的波長大約是 4 公尺，這範圍是龐大的，有凹陷的位置方向自然就市寬的廣大的，聆聽者 變換到可聆聽點的距離變大了，所以折損就容易被聆聽出來，這是因為超低音喇叭幾乎是全指向的 散佈在現場的。 以 120 Hz 來說，在這個兩邊超低音喇叭的覆蓋內，整個聽眾區，無論是什麼類型的，直接正面 輻射式的、曲式號角型反射式的 ( folded horn )，或者廠牌的各種類型的超低音喇叭，都無濟於事 的無可避免的都會遭受到干擾的影響。結果就是所謂的 Power Alley，你可以說成能量凹陷，或是 直接唸這英文即可，因為沒有這樣的中譯。 看圖，這就是我所說的 “ 五花瓣”圖示： _
15、 ___________圖 E。 彩色圖片資料來自於 Joe Brusi 先生的資料 ，喇叭是我補充畫上去說明的。 圖 E 就是兩聲道的組合後所產生的頻率抵消的分析圖，利用電子聲學模擬來顯露這個現象。 各位若是精通EASE軟體，這些現場模擬能量折損資料，自然就很容易建立出來了，在此也很感謝網路上 Joe Brusi 先生 的貼圖資料，讓我有現成的圖檔解釋，比我話的還清楚。 OK，上圖 C 第一個覆蓋的圖表對應到 100 Hz。我們僅打開一邊的超低音喇叭，圖E則是兩邊低音喇叭 打開時在 100 Hz 恆頻恆源的 Power Alley 情形，有五個花瓣狀，這些就是模擬下，最大音壓位
16、置 ( 紅色 區 )，以及折損漸層的位置 ( 水藍色 )，意思即是我們若是位於水藍色的位置聆聽現場，那麼 100 Hz 將不 會是理想的能量表現。 _ 圖 F，左右喇叭全開 80Hz的能量分佈與折損。此圖片來自於Joe Brusi 先生的資料 圖 G、左右喇叭全開 60Hz的能量分佈與折損。 此圖片來自於Joe Brusi 先生的資料 以 100Hz 圖例來解釋後，應該有很多人會以為現場聆聽位置分佈下，還是有一些人聽得到優沃的低頻 能量，其實並不是這樣的，當兩邊的低音喇叭打開後所產生的倍能或折損凹陷等現像，只有在兩低音 喇叭的中央
17、位置才是理想的聆聽區。 這就是先前我們提到的，不同的頻率有不同的 Power Alley，而且模擬的圖示都還是開擴地，若是一個 室內的場地，把那二次反射的數據也寫進來，那將會是讓人頭痛的數學問題！ 從圖 E 、F、G 的解釋，我們可以整理出頻率愈高時，Power Alley 的花瓣愈多，這形成的折損狹道也 比較窄。 自然地，愈是低的頻點，雖說是無指向，然而沒有處理好擺設位置，或是空間反射的因素沒有考慮進去， 當表達音樂節目的過程時，人們將會聽出低頻泛音不足感，即便他們不會使用專業名詞來訴說。 _ 圖 H、左邊與右邊的超低音喇叭同時的，50 Hz。此圖片來自於Jo
18、e Brusi 先生的資料 圖 H 是 50Hz 的解釋。 針對於每一個頻率，我們都可擁有如花瓣般的能量頻譜表，我們將它疊在一起時，各位可以去想像這個 Power Alley 的位置，這些模擬圖是以恆頻恆源計算出來的，大家再想像音樂電平在行進時， 這些 Power Alley 的寬窄位置是活的，是會變動的，還有，Alley 的寬廣度取決於這些超低音喇叭擺設的 間距，哪些間距？ 任一位置多數量的低因喇叭箱彼此的間距， 左右兩邊超低音喇叭彼此之間的間距， 以上的間距條件就會去影響改變這個 Alley 的狹窄值。 講了那麼多的內容，要去計算那間距與 Alley
19、 之間的內容，就是上面那一個天文學式子，這樣子把它連接 起來，這文章的述說是不是有些瞭解了吧。 _ 圖 I ，14公尺 ( 47英呎 )的低音擺設。此圖片來自於Joe Brusi 先生的資料 上面圖 – I， Joe Brusi 先生的圖所說明描述顯示的是針對於兩個單一超低音喇叭箱，設置在間隔了 14 公尺 ( 47 英呎 ) 的低音擺設。這 Alley 如這圖示般的就不是那麼顯而易見的了。 但是在放射的遠處，同樣的我們可以看到那 Alley 的存在，把這樣的模擬應用在真實的現場上，這些 遠區面的 Alley 凹陷區，應該是在表演區之後了吧，通常那也
20、是我們大概也不去關心的位置了。 最後這張圖告訴我們實際上咱們演出的舞台都大於 EASE 軟體所模擬的呎吋，一般國內中大型的舞台 都不少於 18 公尺，所以一邊都擺上 8 ~ 16 超低音的數量時，還不至於互相嚴重干擾，反而有時舞台 過大，中間區域還須加補一組近區的低音補償，還有要注意的是，光是在單邊的音箱調整就要仔細 安排好，僅有實際去避免這 Powerhouse Alley 的方法是，要把所有的超低音喇叭設置放在單一特定的 位置上。 當以較小的規模應用時，把這些所有的超低音喇叭設置放在中央通常是不可能的，但是在較大的演出 場合上，可以得益於放飛這些超低音喇叭在這中央位置上。 當系統建立後的問題來臨了，不管現場低音系統怎麼樣，重要的是不要先行預設立場去責難這些喇叭 品牌或是操做人員，因為大家在建立這系統前，自問是否有先行觀察過環境條件，安置好的元件， 我們是否有去量測過？單一元件正常否？所有的低音喇叭是同一型號嗎？ 連接的喇叭導線正常否？ 還有好多好多的外來因素會影響整個放送與聆聽品質的，身為音響人更是要清楚除了主喇叭系統的 建立外，匹配第二套超低音系統更是能加分的。 未完…下課先…尿尿去…………………………………….
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