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家庭影院的电子与声学

2014-6-12 08:56| 发布者: admin| 查看: 764| 评论: 0

摘要: 要建立一个家庭私人影院,两方面的技术必须具备,视频投影技术的发展,和音频多声道技术的发展。
 

要建立一个家庭私人影院,两方面的技术必须具备,视频投影技术的发展,和音频多声道技术的发展。

首先我们谈一下家庭影院的音频方面,音频系统的设计分为两个方面:

一是电子音响设备,包括:(功放解码器、音频处理器、信号源、音箱等);

二是室内建筑声学环境的打造。

 

 

我们先谈一下一方面电子音响系统,电子扩声设备的诞生到今天已有一百多年了,一直沿用至今的是基于两耳理论(人耳分布在头部两侧,由于声源发出的声波到达双耳有一定的时间差,强度差和相位差,人脑据此即可计算出声源对方向和远近,进行声像的定位,这种由双耳听闻而获得的声像定位能力,在频率高于 1400Hz时,主要取决于双耳声音的强度差,低于1400Hz时,则主要取决于声音到达的时间差,通常人耳分辨水平方向声源位置的能力为1°~3°的方位变化,基于此理论而发展来的立体录音法和立体声播放设备,就是我们通常用到的HiFi音响系统,或称为2声道音响系统)的立体声,也就是2声道扩声系统,现在的保真音响系统大多仍沿用此类系统,另一种即多声道扩声系统,优秀的讯号源,为我们构建一个完美的家庭视听系统提供了基本的基础。

下面谈一下在家庭影院中应用的音箱,从类型上看分为4大类:传统音箱in room(见图9)、入墙式音箱in wall(见图10)、挂墙式音箱on wall(见图11) 、入天花式音箱in ceiling(见图12)

 

 

传统音箱及入墙式音箱

 


挂墙式音箱 及入天花式音箱

四种类的音箱是根据不同的应用方法和应用环境不同而对其音频特性参数有不同的设定,所以其在使用中必须尊重其原产品设计意图,绝不能乱用。我们尤其要注意 in room音箱(传统式音箱)因为其可在房间内自由移动,常常被错误的放到墙角里,或靠墙摆放,这是万万不可的,当此类音箱靠近边角时,其频谱响应曲线将发生极大的变化,会严重偏离原设计曲线,使您听到严重失真的声音。

首先我们介绍一下用传统音箱即in room型音箱来搭建多声道应遵守的注意事项。传统音箱在原始设计上是以立体声扩声为主要用途设计的,其基本构造也可大至分为以下几类:以箱体结构分,可分为密闭式、前导相式、后导相式、下导相式、半迷宫式、迷宫式;以高音扬声器来分又可分为静电式、绢膜式、铝膜式、号角式、稀有材料镀膜式、同轴式等。每款音箱因其箱体结构,扬声器单元的搭配与组合方式不同,会造成使用中必须用不同的用法,我们在后续的文章中再逐一详述。所以音箱在房间内的摆设绝不可以摆在墙角或紧贴任何一侧墙壁。现在我们先假设我们拥有一间有较理想比例的房间,高:宽:长为 1:1.45:2.1;1:1.28:1.54;1:1.25:1.6;这时,我们根据波尔特、白瑞奈克、纽曼的研究结果认为可推荐的空间比例,在全部采用了落地式传统音箱来搭建一个家庭影院时,基本上趋于理想的摆位方式如下图:


这样一个7.4声道的系统,在声学效果上应该是近于完美的兼容了音乐欣赏与电影,音乐会等等用途的要求了,但是它也存在几个特点:1)7只音箱应该是同质,同型的,没有哪一个声道是主声道的概念;2)最佳听音区很小,在图中只能容纳1人;3)屏幕不可能很大,因为前面的音箱占据了太多空间。但如果有读者房间够大,够高,资金充裕的话,这不失为一个完美的选择,在这里的摆位需要根据实际产品再行定位,此图只供参考。

有了基础的摆位方式,再讲讲此类系统的建筑声学要求,一般我们在室内建筑声特性中一个非常重要和常常被提起的房间参量,即这个房间的混响时间是多少,严格讲即RT60的系数是多少,实际上在上世纪八十年代理论界对单边长度小于15m的小型房间研究取得了长足的进步,明确了一个误区,也就是RT60 指数对于小型房间是无法测量的,即无存在的,能准确描述小型房间的房间参量,应为初始延时间隔(1SD),定义为首先到达的直达声与第一次明显的反射声之间的时间间隔,这里所谓“明显的”是指声级接近指数数增长和衰减的混响声场峰值的初次反射声,过多的阐述及定义及测量手段等我这里就不讲了。只希望大家明确一个重要的概念,而不会被网络上社会上满天飞的假内行假专家忽悠了。在上文我们给出了理想的空间比例,在这一空间中,我们有了正确的音箱摆位,在建声上又要做什么工作呢,我们在室内建声上需要做4个工作,1、吸收声音;2、隔离声音;3、扩散声音;4、反射声音。在不断实际应用中,人们已经有了上百种声学材料结构的应用:吸音板、棉,扩散体等每种材料都有其特有的声学参数,

 


声学处理


建筑声学材料参数表

此表只是九种规格材料的声学参数,仅供说明,其它参数过于庞杂,如读者需要,我可以再行寄送。我所附图,仅对此比例用于传统音箱来实现7.4多声道音乐与影院兼容系统的墙面及天花、地板建声功能区的划分,在实践中根据设备、室间环境、家具等因素的影响,会有很多种,实际扩散体,吸音材料,反射体,吸引体的不同设计应用,我无法讲得再细了。A面为屏幕面,整面墙要做吸音处理,4个墙角要采用共振式吸音体,地面以采用厚质羊毛地毯为最佳,此设计的目的是将此房间的1SD控制在5ms-10ms之间,以较佳的实现音乐的纯美与影院的动态的相结合目的。

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