客厅影院中喇 叭 的 选 择 大 小 低 频HIFI
我们知道…
管风琴的最低频:< 20 Hz(视管子的大小而定)。
钢琴的最低频:27 Hz。
低音大提琴、竖琴、土巴号、倍低音管的最低频:约30 - 40 Hz。
而电子合成,或录音室调整出来的音效,则可以比20 Hz更低(人耳虽听不到,但感觉得到振动)。
所以,喜欢大型管弦乐、电子音乐、电影配乐,或兴趣广泛的爱乐者,超低频(20 - 40 Hz)的确是有其必要。
但是,买大喇叭,或超低音之前,请先问你自己一个问题…我的空间容纳得了多低的低频?!
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空间与低频的问题,有三种说法(而且仍在争议中)…
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波长论
依照物理学不变的定律…波的行进速度(V)=波长(L)x波的频率(F)
因为,声波传递的速度(即音速)约每秒340公尺,
(音速= 331 + 0.6T,在温度15℃时,即为每秒340 m/s)
若频率为20 Hz,则其波长为340 / 20 = 17公尺。
这也就是说…频率越低,波长越长。
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若依“波长论”…
就算你的喇叭能发出20 Hz的频率,也要有17公尺长的空间来容纳一整个声波,否则也是白搭。
所以,以一般居室的长度,约5 - 8公尺,大约只能容纳40 - 60 Hz的低频。
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示例:喇叭的大小,与低频,及适用场合的关系
Harbeth的机种,规格分得很明确,很适合来当“波长论(或半波长论)”的示例…
Monitor 20:最低频率75 Hz…适合约4.5(或2.3)公尺(长)的居室。
Monitor 30:最低频率50 Hz…适合约6.8(或3.4)公尺(长)的居室。
Monitor 40:最低频率35 Hz…适合约9.7(或4.9)公尺(长)的居室。
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示例:古董喇叭的最低频率
在60、70年代(还不流行“半波长理论”时),
家用喇叭都认为只要有40、50 Hz就很够用了,像是…
Acoustic Research:AR-3a,约39 Hz。
Advent:Loudspeaker(Old),约35 Hz。
JBL:4310,约40 Hz。
Rogers:LS5/8,约40 Hz。
Tannoy:Cheviot,约40 Hz。
既然不需要多大的单体、音箱,喇叭的尺寸当然也就不大。
(那时拥有极低频的大喇叭,都是给剧院用的)
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疑问:一个不完整波长的声波,就不存在吗?!人耳就听不到吗?!
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半波长论
到了80年代,开始另有一种说法…人只要接收到某频率的“半波长”,就可以感受到这个频率了。
要感受到20 Hz,只需有半波长8.5公尺的空间。
于是,家用喇叭开始追求“极低频”,大家都想要越“低”越好。
1980年推出的B&W Matrix 801可算分水岭,其最低频率就可达20 Hz。
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这种“半波长理论”,
本来是用在“空间声学”上,以避免居室有驻波产生,扰乱喇叭发出的声波。
●参考 如何帮助声波扩散
但其实,源头是来自乐器的发声原理…产生驻波>振动空气发声>利用共鸣箱扩大。
只不过…不同的乐器,其驻波所能产生的最长波长(最低频率,即“基频Fundamental Frequency”),原理各不相同…
闭管乐器(单簧管…):参考如下(1 / 4波长理论)。
开管乐器(长笛、双簧管、萨克斯管…):参考如下(1 / 2波长理论)。
弦乐器(小提琴、大提琴、吉他、钢琴…):基本上为1 / 2波长理论,但尚须视弦所受张力、弦的密度而定(太复杂,在此不予说明)。
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示例:管乐器的最低频率
在15℃的空气中,若将一长度为1 m的空管的一端封闭,对其另一开口端吹气,则最低频率(基频)为…
F1=V / 4L = 340 / 4 x 1 = 85 Hz
若将另一端的管口打开,则最低频率(基频)为…
F1=V / 2L = 340 / 2 x 1 = 170 Hz
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因此…
虽然单簧管Clarinet、双簧管Oboe的长度,大约都是61公分,
但单簧管(闭管)最低频为146 Hz,会比双簧管(开管)的220 Hz来得低。
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疑问:我们知道背负载号角、传输线式喇叭,是比照“闭管”乐器(1 / 4波长理论)来设计号角(管道),以获得想要的低频。
但音响空间的状况,和“开管”乐器(1 / 2波长理论)一样吗?!可以类推适用吗?!
而且,据说“半波长理论”必须在一个密闭的空间中才能成立,那到底算“开管”,还是“闭管”?!
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疑问:我们通常把喇叭摆在“短边”,是为了把“长边”留出来容纳“极低频”的波长(或半波长)。
不过,也有人摆在“长边”,也能得到很好的效果。
●参考 喇叭摆位
如果摆“长边”也能得到相同的'极低频“,那么…这种“半波长理论”显然有问题?!
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无关论
不论是波长论,或半波长论,以上这种“小房间无法再生超低频”的理论,存有一些盲区…
耳机、汽车音响的聆听距离不是更短,.
那岂不是几千、几百Hz以下的音乐都不见了吗?!
但事实显然不是如此。
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因此,有人认为…听不听得到低频,和空间大小无关。
声波就算没有完整的波长或半波长(因空间不足以容纳超低频的波长或半波长),
人的耳朵还是听得到,知道那是什么频率。
只要喇叭能发出什么频率,人耳就能听得到(在20 - 20k Hz范围内)。
也就是说…
你买喇叭时,根本不必担心你的空间是不是能容纳得了“极低频”的波长或半个波长,
尽量放心去买。
(该担心的是…驻波、反射、共振、音场…的问题)
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疑问:在大小不同的居室中,所听到的低频有所不同,这是因频率确实不同?!还是其他因素影响听感?!
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总之,此事仍处于极大的争议中,尚且难以论断。
“听觉刺激”是非常复杂的物理学+化学+生物学的过程…
物体的振动>经由介质,辐射出声波>传递到耳中>刺激神经,才有所谓的“听觉”。
然而,是什么东西刺激神经呢?!
一般而言,听觉刺激,有三个向度:
音调Pitch:频率越高,音调越高。
音量Loudness:振福越大,音量(响度)越大。
音色Timbre:波形(正弦波)越平顺,音色越圆润。
那么,“波长Wavelength”呢?!它在在听觉刺激中占有什么角色?!
频率frequency:波长越长,频率越低。
然而…
一整个波(波长)vs.半个波(半波长),在听感上会不会不一样?!
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在水落石出之前,我们不妨这样来说…
如果要容纳“最完整”的20 Hz超低频,最好要有17公尺的空间。
然而,比这更短的距离,例如一半8.5公尺,或者更短,不表示20 Hz就不存在,或者听不到。
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好吧,就算空间再小,超低频(20 - 40 Hz)都可以存在,
那我们可以放心买大喇叭,或超低音了吗?!
其实,你担心的不是低频有多低,而是…
低频若强过高频(或反之),
(即非…常态分布normal distribution)
会让音色失衡,显得太暖、太浑厚(或太亮、太尖锐),并不好听,也不耐久听。
而且,“过量”的低频,会弥漫在整个空间中,很容易掩盖其他频率的细节,只听得模糊一片,
到时,反而还得想办法吸收过量的低频,何苦来哉?!
所以,在一般情况下,喇叭频宽能有40 - 20k Hz就很够用了。
(但基于个人的喜好,或真有需要,需要更低的低频,则另当别论)
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Sound Stage的主编Jeff Fritz说….
他以前总是在追求最大、最贵的喇叭,
包括:Wilson Audio Alexandria X-2、Rockport Arrakis、Magico Q7,都曾进驻他家。
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但如今,他观念改变了…
其实,大型旗舰喇叭赢过别人的,只在< 40 Hz的极低频,
其他,并没有赢。
然而,< 40 Hz的极低频,却不是听音乐的主要部分,
换句话说,这些庞然大物总是英雄无用武之地,
却多花了很多、很多钱。
除非你家真的很大、很大,需要极大的音量,
否则,实在没必要。
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示例:喇叭的抉择
以ATC来说…
SCM100:32 - 22k Hz(17,600美元)
SCM50:38 - 22k Hz(15,600美元)
你要选哪个?!
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大部分人一定都会觉得…若别人买了SCM100,但自己只买SCM50,
那不是表示自己的系统低人一等吗?!
既然要买,而且价差又不大,当然就买大的。
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其实,正好相反…
因为若以频宽分布来看,SCM50反而优于SCM100,
也就是音色会比较平衡、好听(除非你个人嗜食低频),
而且也不会有过多、无处消化、四处作乱的超低频。
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B&W也是如此…
800 D3:17 - 28k Hz(30,000美元)
802 D3:17 - 28k Hz(22,000美元)
803 D3:19 - 28k Hz(17,000美元)
对一般大小的居室而言,802 D3,甚至803 D3,就绰绰有余,
(更何况它们的低频已经超水准了,并无任何不足)
根本不必买到800 D3。
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买喇叭不能只看表面,
越大、越贵,规格越好的,可不一定就好。
懂得细节,不只可以证明你的音响知识比别人更深厚(尤其是如果你的空间不是很大的话),
也让你的系统更容易得到好声。
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当然,也不是说小房间就一定不能买大喇叭,只是你要多花很多心思去处理“低频”的问题。
(就像许多日本音响迷一样)
而且你必须先有所认知…小房间中的超低频,确实较难以发挥到极致。
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