如果我們看看聲學(xué)物理，那么我們可以知道，與音頻界的大多數(shù)事物一樣，這要“看情況而定”。因此，讓我們從討論為什么地面也許確實是放置超低音音箱的合適位置開始。
將任意音箱放在一個大型水平面(與波長相關(guān))上制造一個半空間環(huán)境負(fù)載條件，意味著從音箱發(fā)出的球面波(在所有方向上的能量均等)現(xiàn)在將所有能量都輻射到半球之內(nèi)，或者覆蓋區(qū)域的一半。這為半球帶來3dB的能量輻射增量，與將超低音音箱數(shù)目增加一倍帶來的增量相同。
如果超低音音箱恰好同時離一個垂直表面很近，例如，高高的舞臺表面，這樣帶來的結(jié)果是形成四分之一空間負(fù)載，產(chǎn)生另外3dB的增量(假設(shè)舞臺表面是固態(tài)的);換言之，再次將超低音音箱數(shù)目“加倍”。例如，4只超低音音箱在地面上，并且接近一個垂直表面，能夠提供相當(dāng)于16只超低音音箱輸出的聲能量。
這看上去明顯是支持將其放在地面上(并且靠近一個垂直表面)的論點，不過還需要考慮哪些其他情況?平方反比定律又是如何呢?即是說，離開聲源的距離每增加一倍或減少一半，聲壓級(戶外)就會有6dB的改變?
在一些現(xiàn)場演出中，聽眾可能會距離地面上擺放的超低音音箱僅僅3米之近，也可能遠(yuǎn)在60米之外。我們可以假定調(diào)音位置距離超低音音箱30米。如果超低音音箱在調(diào)音位置達(dá)到100 dB聲壓級，那么在前排聽眾位置處約為120 dB，在后排聽眾位置處約為94dB。從前排到后排有26 dB的差別!
當(dāng)然，在室內(nèi)不會有這么大的聲壓級差別，但仍然會讓前面幾排的聽眾感覺不舒服。現(xiàn)在讓我們考慮一下分頻點的問題。加上地面上的超低音音箱，我們有兩個聲源(主擴聲源和超低音聲源)，重現(xiàn)相同的頻段，兩個聲源彼此間隔了相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。
假設(shè)主擴聲源在超低音聲源上方約8米處。在分頻點會發(fā)生什么?
第一個任務(wù)是將超低音音箱的聲音與主擴音箱的中高音保持同步到達(dá)。對于前排聽眾位置處，超低音聲源需要延遲約13毫秒(ms)來保持與主擴聲源的同步到達(dá)。然而，在30米遠(yuǎn)的調(diào)音位置，其物理位置偏移僅為約1米(或2.7 ms)，后排聽眾位置處的物理位置偏移僅為0.5米(或1.3ms)。
那么誰得到了好的聲音?
物理位置偏移會影響系統(tǒng)校準(zhǔn)，導(dǎo)致分頻點附近的頻率響應(yīng)異常。任何有著兩個或更多個重現(xiàn)相同聲音的間隔聲源的音箱陣列，其極坐標(biāo)響應(yīng)會因為聲源的頻率和物理位置間距的不同，將在一個或多個方向上產(chǎn)生凹陷。所以，在每個位置的聽眾將獲得在分頻點附近有不同谷值的頻率響應(yīng)。
讓我們?yōu)榇私砜纯窗l(fā)生了什么！
【圖1】
圖1是一只吊裝在8米高處的中高頻音箱和一只擺放在地面上的超低音音箱，在80至125Hz范圍位于100Hz分頻點附近的垂直極坐標(biāo)圖。
我不認(rèn)為有人會想要這樣的極坐標(biāo)表現(xiàn)!這對聽眾意味著什么呢?
讓我們看看在每個聽眾位置處的頻率響應(yīng)。
【圖2，基礎(chǔ)SLM的函數(shù)圖】
在圖2中，顯示了從20到1000Hz之間，低通和高通濾波器以及在3米(綠線)、30米(藍(lán)線)及60米(粉紅線)聽眾位置處的頻率響應(yīng)。
我們首先注意到的是，在不同聽眾位置處的頻率響應(yīng)彼此之間有聲壓級差異。
其次是在3米聽眾位置處的頻率響應(yīng)(綠線)上，中高音和超低音之間的聲壓級差異。(還記得原因嗎?)
然后我們注意到，在100 Hz分頻點附近的頻率響應(yīng)異常及其在每個聽眾位置處的不同。
這是超低音和中高音的校準(zhǔn)錯誤造成的。校準(zhǔn)差錯越大，響應(yīng)中的谷值越大。
那么我們是否能夠用延時來對此做修正?讓我們來看看。
【圖3】
如果我們增加13ms的延時到超低音音箱(圖3)，那么通過分頻點的響應(yīng)在3米聽眾位置處將變得平滑。但是請注意，在30米和60米聽眾位置處的響應(yīng)卻變得更糟糕了。
好，讓我們假設(shè)，基于工程師在調(diào)音位置(30米遠(yuǎn)處)聽到的聲音效果而做出了系統(tǒng)調(diào)整。
【圖4】
圖4顯示的是如此校準(zhǔn)后的結(jié)果。
很好，藍(lán)線正是我們所需要的通過分頻點的響應(yīng)結(jié)果，但現(xiàn)在看一下在前排聽眾位置處的響應(yīng)(綠線)。
結(jié)論是，這不能同時為所有聽眾修正物理位置偏移所引起的音效異常。系統(tǒng)可以進行優(yōu)化，在房間中相對狹小的座位區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量聲音表現(xiàn)，但大多數(shù)聽眾將會獲得粉紅線和綠線之間的聲音效果。
現(xiàn)在讓我們嘗試將超低音音箱與主擴音箱一同吊裝起來。
【圖5】
【圖6】
我們將它們安裝在8米高的同一個水平面上，位于主擴音箱后方約1.3米。圖5顯示了在校準(zhǔn)之前于三個聽眾位置處得到的極坐標(biāo)響應(yīng)。同時，圖6 則顯示了在三個聽眾位置處得到的頻率響應(yīng)。這樣看上去已經(jīng)好多了。
這些垂直極坐標(biāo)響應(yīng)沒有像放在地面上的超低音音箱的垂直極坐標(biāo)響應(yīng)那樣有著巨大的空值，并且在三個聽眾位置處的頻率響應(yīng)也更加相似。
現(xiàn)在讓我們?yōu)橹鲾U聲源增加一點延時來校準(zhǔn)到達(dá)時間。
【圖7】
【圖8】
圖7和圖8顯示了在極坐標(biāo)表現(xiàn)上的巨大改進。
同時，超低音音箱和主擴音箱之間的聲像平衡在3米聽眾位置處的改進也很明顯，并且在30米和60米聽眾位置處通過分頻點的頻率響應(yīng)都很平滑。
也許將這些超低音音箱吊掛起來更好?
另外，超低音音箱是否應(yīng)當(dāng)左右分開?這將會產(chǎn)生如圖9所示的“能量徑”。
【圖9】
如你所見，在房間水平面不同位置處的頻率響應(yīng)根據(jù)頻率不同都會出現(xiàn)聲波抵消現(xiàn)象。
也許更好的解決方案是，將它們垂直堆疊起來再吊掛在中間。
在下面 圖10 中，超低音音箱被垂直堆疊起來，產(chǎn)生了遠(yuǎn)為平滑的水平覆蓋。
【圖10】
地面是放置超低音音箱的最佳位置嗎?
如果整個全頻與超低音系統(tǒng)都是堆疊放置在地面上時，回答是肯定的。因為這樣做可以保持物理位置偏移最小;并且當(dāng)出現(xiàn)平方反比定律方面的問題時，至少這個問題將在整個頻率范圍都保持一致。
但是如果吊掛全頻音箱，那么也很應(yīng)該吊掛超低音音箱。這樣做可能會需要更多的超低音音箱，不過市場上最新的極高輸出與/或高功效超低音音箱減少了此項需求。
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