立体环绕音响布线全程图解

王先生是影院爱好者，他想在家里上一套家庭影院，器材搭配、装修风格等问题都已解决，但他最困惑的并不是预算方面，而是居室的隔音问题，据他说平时晚上在家里用等离子收看电视节目时，即使是开到中等的音量，有时也会引起楼上楼下邻居的投诉，问我有什么方法能改善？声学处理工程不到现场考察而随便给出的意见是缺乏专业精神的，所以在一个风和日丽的下午，我们来到了王先生的住所阳光带海滨城。这是一所格调不俗的高尚住宅区，环境幽静、视野开阔，在阳台凭栏远望，美丽的深圳湾尽收眼底。王先生已经将两间小房打通来准备做一间视听室，合起来约十七、八平方的样子，海景高层住宅的售价非常不便宜，所以即使有这么大的独立空间也十分了不起了。第一次给出的方案还是按常规套路，隔音措施无非是安装中空隔音玻璃、密封门、加地毯挂毯等，这是当时做出来的效果图。为了验证隔音效果，我们带他参观了某音视频录制间后，王先生对带专业风格的装修格局分外感兴趣，立即决定放弃常规风格装修方案，重新设计视听室。一切以高品质视听效果为先决考虑条件，预算上没太多限制，具体方案由我们全权自由发挥别以为无限制的工作最好做，恰恰相反，越是没要求越是等于高要求。当客户给出宽松条件时，实际上是要求你把潜力和技术水平发挥到最高！所以对这间视听室的规划真不敢掉以轻心了。重新来到了现场，仔细测量了各项物理数据，并在电脑上建立了 3D 实体模型理想视听室的标准有以下 5 点要求： 1 足够的响度（声压级） 。在没有噪声干扰情况下，观众听到的重放声应既不感到费力，又不感到震耳。通常要求有 85dB 的平均声压级，考虑到音乐高潮的不失真重放，可再留有 10dB 余量，数字环绕声系统更应有 20-30dB 动态余量。 2 均匀的声场分布。声场分布均匀，可保证整个厅堂内各点声能分布均匀，各区域内观众听到的响度基本一致。通常，均匀的声场分布应保证整个厅堂内最大声压级和最小压级之间不超过 6dB，最大/最小声压级与平均声压级之间最好不超过 3dB。 3 合适的混响时间。混响时间是影响影院音质的一个重要参数，混响时间控制合适就能提高语言清晰度和音色丰满度，有助声像定位，同时增加响度和声扩散。对于视听室所要求的最佳混响时间，可按其实际容积用公式 T=KV/S-2.3lg(1-a)+4MV求得。 4. 频率响应和有效频率范围。频率响应是指在馈给扬声器电压（一般为 1/10 额定噪声功率电压）不变情况下，扬声器在参考轴上距参考点为一定距离时输出声压随频率变化特性，它反映了扬声器对不同频率声波的幅射能力。频率响应通常用扬声器输出声压级随频率变化曲线表示，称为频率响应曲线。 5. 信噪比应满足要求。室内环境噪声对正常听觉会产生干扰和掩蔽作用，影院内噪声应低于 42dB。有了指导方针，我们就可以找出现场的声学缺陷，再针对性地采取措施加以克服。第一点.足够的响度。 我们可以在选择器材时加以考虑，这是后话，暂时按下不表。第二点控制声场的分布均匀，消除低频驻波 用电脑 3D 实体模型进行建声分析时，我们发现各个频段内的声级很不均匀，特别是125Hz 以下的低频，在墙角的声聚焦比较严重，这就是人们所常说的驻波了。驻波产生的原因是声音在两面墙（主轴）或者四面（切线）及六面（椭球）墙之间来回反射，自己和自己的反射波碰在一起，而产生增强或减弱的效果，最后的波动变成在原地振动、不会移动的波，所以叫做驻波。一个密闭空间有三组相对的墙面，所以会有三组不同的驻波产生。即使一对无响室中频率响应量起来0dB 的超级喇叭，放到普通空间里面，频谱分析仪看起来低频段仍然是高高低低，主要原因也就在这里。驻波的害处很多朋友都知道，这里就不再重复，消除中低频驻波的办法不外乎有两种：扩散和吸收。 大型演奏厅多采用弧面扩散的方法,但在空间比较小的家庭视听室就不太可能了，特别是对付波长较长的低频驻波，这么大的弧面是容不下的。吸音尖劈的效果很好，但体积庞大，造价昂贵，多用于大型录音室和科研部门的无响室，但对付 63Hz 以下频率的吸音尖劈长度竟达到 1 米以上，在家居环境里，这个庞然大物显然是不能用的。在专业录音室、小型演奏厅里，他们对付驻波另有一套方法，也就是量身建造的低频空箱（Bass Trap,俗称低频陷阱） 。这种空箱的制造有一套公式可以计算，材料以 MDF 板为主，里面再塞进玻璃纤维棉。它的主要作用是吸收某一特定范围频率，当声波进入空箱后会因能量转换作用被衰减、吸收。需要计算的理由则是每个空间的条件都不同，需要衰减的频率与能量多寡也不一样，所以低频陷阱无法大量生产。录音室的控制间里顶多不过 20 平方大小，却能完整而平直的听到 20Hz 极低频，主要秘诀就在这里。因此，我决定在这间视听室的四个墙角按电脑分析的结果安装上 4 个针对不同频率、不同吸收量的低频陷阱。第三点混响时间的控制 混响时间就是我们俗称的残响，通常定义反射时间为声音减少到 60dB 所需要的时间（Reverberation Time） ，缩写为 RT60。混响时间太长就会产生像山洞里说话的回声，使音质模糊不清晰，混响时间太短则声音枯燥发干；、听感上不舒适；200 立方米以下的家庭影院，0.3 秒（300ms）左右的混响时间是比较理想的。 现在这个未经处理的视听室里，无论用 RT60 公式模拟还是用分析仪器实测，混响时间都大于 1 秒，这是不符合使用标准的。为了大家的便利，特提供此混响时间计算公式表给大家使用：http:/www.soundbox.hk/xb/art/9/238-43.htm究其原因，这个房间 6 个面都是由混凝土、砖墙、大块的玻璃等反射系数强烈的材质构成，要改善就得大量铺设吸声和扩散材料，几经周折，后来幸得声博士声学技术公司在产品和技术上的大力支持，他们提供了声学建材以及大量的技术参数，几经分析和测试之后，最后决定用这种穿孔率为 12%的吸声板来铺设四面墙。产品的实物图，美观度很不错。装修师傅们正在安装吸声材料和铺设穿孔吸音板，用他们的话来说：一边安装一边发现自己的说话声音在变化，变得越来越清晰、越来越不费劲了。第四点频率响应和有效频率范围的处理对策。 由于扬声器采用的是 JBL S2500、4410A 等优质产品，所以电声器件的频率响应还是是比较平直的，影响频率平直响应的主要因素来自室内声学环境，现场实时频率分析也显示出频率响应特性峰谷比较严重。图中 31Hz、63Hz、250Hz 几个峰通过几个特制的低频陷阱可以吸收抑制，但谷底部分特别是从 6。3KHz 就开始滑落的高频就需要通过反射体来增强了，反射体利用特殊的几何型状，将直线传播的声音改变路径，从而均匀地扩散到整个空间里，只要留心观察，音乐厅、高级电影院都能发现它们的存在。经过用电脑计算和模拟之后，决定天花板采用藻井式格栅加金字塔式扩散块。其中金字塔式扩散块也是给出数据后声博士声学技术公司设计制造，对特定频段吸收，其他频段连续扩散，为带通式设计。至于两侧墙的第一反射点就采用声博士 QRD 扩散板，由于右方第一反射点恰好是窗口位置，为了兼顾采光，所以就将右方声博士 QRD 扩散板设计成为活动式，平时打开增加自然照明，使用时关上，也避免了窗口大块玻璃的强烈反射。声博士 QRD 扩散板的作用 如果一个人在具有平坦侧墙的矩型大厅中听音乐，他听到的声音将是脆的，硬的或刺耳的，这种现象称为频率染色效应。声博士 QRD 的反射体是一种不规则平面设计,目的是在反射中产生扩散,它产生的早期声音非常丰富而圆润, 混响声似乎是从许多方向，从侧向，从头顶以及前方到达听众的,可显著地改善厅堂的音质条件。声博士 QRD 扩散板是由一系列裂变深度的平行“藻井”组成，当声波 135 度入射到水平放置的扩散板时，它就能在 30度 150 度之间以相等的强度将声音反射出去。两侧墙的第一反射点采用声博士 QRD 扩散板加上天花板的金字塔式扩散块之后，主观听感变得丰润自然，堂音细节也很丰富，就好像房间增加了高度与纵深，对乐器结像的重现大有帮助。 某些乐队在演奏现场也安装了声博士 QRD 扩散板和低频陷阱来改善声音品质。这个门口上方的中央空调风机盒原是由薄夹板做的，大声压时会引起共振杂音，将它拆掉，用厚夹板加穿孔吸音板做了一个坚实的近弧型多面反射体，既消除了共振杂音，又希望它能散射改变 56Hz 的空间分布路径，纠正室内频响偏差。在空调风口里安装了光触媒杀菌灯管，保证了密闭视听室里面的空气质量。5. 改善室内的信噪比 室内环境噪声对正常听觉会产生干扰和掩蔽作用，所谓的动态范围，不单纯指高声压能达到多少分贝级，室内环境的安静性提高后，能让音频系统重播出更细微的弱音部分，动态范围也就扩展了。要达到安静的室内环境就必须采取有效的隔音措施，除双层天花、四面墙铺设声博士穿孔吸声板外，地表上安装由葡萄牙 AMORIM 国际集团所生产的软木地板也起到了很大的隔音作用，软木是华栎木的保护层，即树皮，在 100 多年前,欧洲的一些发达国家就已经开始制造和使用软木装饰材料了。由于软木其独特的蜂窝状木质结构，内存大量的空气，具有极好的弹性和耐磨性，其耐磨性是硬木地板的 200 倍。显微镜下，软木地板表面是由无数个被切开的木栓细胞形成的小吸盘，减小了脚步与地板的相对移动，增大了摩擦系数，减少了摩擦，达到了防滑的目的，即使地板上有水或油，也不致于使人滑倒。摩擦系数为 0.4，达到 6 级的优秀标准（最高为 7 级） 。1932 年，仅有 1 厘米厚的简易的软木地板被用在北京首都图书馆，使用了 70多年仅磨损掉 0.5mm！由于软木良好的声阻尼特性，使软木地板成为优异的减音、降噪铺地材料，特别适宜于铺装在录音棚，会议室，图书馆、阅览室、老年人居所、电教室和高层建筑中。蜂窝状的细胞结构成就了软木地板“天然吸音器”这个美名。作为唯一的声音泄露口-门的处理上也颇费了一番工夫，由于市面上所售的成品套门不合乎使用要求，只能用原实木在现场制作，门背加封上吸声板后，总重量竟接近200KG！所以门铰、门锁都要采用坚固可靠的进口产品。完工之后，即使是车水马龙的中午时分，只要关上视听室的门，便感到有如置身于山村深夜般的寂静，连自己轻轻的呼吸声都清晰可闻，声压计实测的背景噪声数据分别是31.9dB(A 计权) 、41.1dB(C 计权),完全符合关于”SR 型立体声影院内噪声应低于38dB（A 计权） ，数字立体声影院内噪声低于 35dB(A 计权)”的标准要求。隔音的功能是双向作用的,在视听室内播放 100 dB 以上的连续性粉红噪声,仅一门之隔, 声压就下降到 80 dB 左右,拉开 2 米的距离后就下降得更多了。音箱、低音炮的花岗岩垫板底部再加上声博士公司提供的减震胶, 减震胶下面还有软木地板,有效地避免了发声元器件与建筑结构的刚性耦合, 王先生从今以后就可以在深夜肆无忌惮地开着 12 寸大炮来看大片了。做惯常规家装工程的装修师傅也不太理解视听室工程的特殊要求,为什么喇叭线要分方向走? 为什么要用这么粗的电源线? 为什么电源插座要环状布线? 为什么电源插座要规定左零右火? 为什么这一切还得耐心解释, 言传身教.磕磕碰碰中 , 工程还算进行得比较顺利,当安装好这 4 个低频陷阱后, 视听室的雏形就渐渐显露出来了。后期的细致工作就不能依赖装修师傅了,利用水平尺, 可以将环绕箱安装得很端正。空调盖是薄板构件, 大声压时可能会发生共振而引起杂音,灌上玻璃胶,再粘上橡胶阻尼垫,确保万无一失。这个空调出风口装修师傅给装反了,以后主人家拆卸清洗滤网时会很麻烦,虽然这不属于自己的责任范围内,但与人方便, 自己方便,花点时间将它们重新排列好也费不了很多工夫 ,总之把自己所能考虑到的细节都尽量做到最好吧。再一次仔细检查电源插座的相位。视听室后部的照明灯具均采用合金压铸工程灯,一是坚固厚实的合金外壳不会因共振