专业音响必知!扩声系统的优秀低音是如何定义的?

http://www.audio.hc360.com2017年10月10日10:06 来源:慧聪音响灯光网T|T

音响灯光

     慧聪音响灯光网报道   

  “大多数人以为扩声系统的混浊嗡嗡声是中低频共振产生的,其实它是来自于低频音箱在产生几个倍频程以下信号时,同时产生的谐波失真的声音。”--资深音箱工程师的话。

  现在,用于音乐会的音箱系统在大部分频率范围内的表现都很好。在过去五年到十年里,音乐会音箱系统的发展有了很大进步。

  但是,低频声却并没有取得同等的提升。

  当你去看演出,特别是那些声音特别大的演出,是否经常感觉频谱的上半部分和下半部分正在打架?

  声压级低时,声音都挺不错,但当声压提高时,中低频部分会传出混浊的轰鸣声。

  为了让声音保有透明度,可怜的音响师别无选择,只得加大中高频的输出能量部进行补偿,这样高低频之间的“战斗”开始了。而音乐(还记得音乐吗?)就在其间迷失了。

  在演出结束时,你会听到人们在找借口:说房间声学条件恶劣,或者乐队在舞台上声音太大,或者扩声音箱不够,或者其他一些什么理由。

  虽然确实有许多房间的声学环境不好以及存在一些其他问题,但是许多问题只是单纯来自于音响系统中糟糕的低音。下面将讨论是什么产生了糟糕的低音,以及如何避免。

  

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  谐波

  著名的家庭Hi-Fi音响公司Acoustic Research(简称AR),制造了世界上首个紧凑型低失真低频音箱AR-1,与当时流行的大功率低频音箱形成鲜明对比,这款音箱有着清晰、紧密、悦耳的低音表现。

  关于声音,AR指出,现实中,什么是破坏音乐会系统低音的关键:“大多数人以为扩声系统的混浊嗡嗡声是中低频共振产生的,其实它是来自于低频音箱在产生几个倍频程以下信号时,同时产生的谐波失真的声音。”

  1991年,Jason Sound of Vancouver公司开发了一款新的低频音箱。新的低频音箱取代了之前的一个型号,两者有着相同的输出电平和频率响应。

  除了箱体形状改得更方便使用外,唯一区别是新款音箱的失真比旧款音箱低了大约6 dB。旧款音箱在高功率下有着约4%的失真,新的则只有约1%。

  比较这两款音箱时,可注意到的主要区别并不在低音,因为它们低音的听感几乎是一样的。

  但是,当新设计的音箱与整个系统一起工作时,1 kHz以下的声音都清晰了起来。

  中低频和中频较低频段的透明度更高,声音听起来很舒服,并且低音和中音之间的层次感显著增强了。

  为什么?因为新的低频音箱没有给音乐频谱的下半部分加上讨厌的谐波。

  如果你曾见过人们使用系统测量工具如Meyer SIM或Rational Acoustics Smaart来对扩声系统进行调试,可能会注意到一个奇特的现象:查看调试后的系统频率响应时,经常会发现在约200Hz与400Hz或与500 Hz之间,有一个较宽频带的衰减。

  

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  他们为什么如此设置?

  原因之一是当系统声音变大时,低频音箱会产生谐波并充满该频率范围,这样不得不降低真正节目源在此频段的能量,从而保持整体的平衡。

  这样做真可惜,因为有许多乐器的声音(钢琴中低音区域、大提琴、萨克斯、吉他的低音弦、低音鼓,等)都属于该频率范围。

  好的低音听起来应该是这样子:

  *低音脉冲不会掩盖音乐的其余部分。

  *你可以感到低音是音乐的一部分,而不仅仅是某种节奏或音效。

  *低音有着丰富的色彩和质感,每一刻都在改变--它并不是一直持续不变的单调嗡嗡声。当然,除非音乐本身就是这样子的。

  *你可以听到音符的音高,而不是含混不清的嗡嗡声、隆隆声、巨响以及重击声。

  *打击乐有现实感,而不是像巨人在咳嗽,或是在拍打地毯,或是在用棍子敲打巨型枕头。

  *瞬态声音强而有力,不过当持续的音符出现时,听起来清晰且悦耳。

  *没有额外加入刺耳的或沉闷的噪声。

  *当非常响亮的极低音符奏响时,它会直击你的胃部和下半身,而不只是上面的胸腔和头部。

  好的低音是透明的。这可能听起来有些奇怪--低音怎么会有透明感?如果你想要听答案,去规模较大的教堂听一场管风琴独奏。地球上没有哪个扩声系统产生的低音质量能达到那些管风琴的水平。

  无论你喜欢什么音乐,如果你很在意低音,应该每隔几年就去找一场管风琴演奏会听一下,提醒你的耳朵低音该是什么样子的。

  在扩声系统中,好的低音是不常听到的。实际上,有些混音工程师从没听到过。当他们最终有机会对低音优秀的系统进行混音时,经常需要花一点时间来习惯。

  但是听过好的低音后,他们几乎再也不想回到糟糕的低音中去了。

  

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  失真一点儿更好?

  有时人们说,低音有点失真有好处,因为这让低音更响亮,并为瞬态声音增加冲击感,但是对这种方法下结论还为时过早。

  毫无疑问,失真的低音确实感觉更加大声、沉重,并更有压迫感。同样毫无疑问的是,如果正确地进行混音,偶发的低音放大器削波可以在瞬态低音中增加一些破音效果。

  尽管如此,这些效果却很难处理,容易脱离掌控。

  如果你需要更多低音,请使用更多(或更好的)低频音箱。如果低音旋律需要破音,可以在混音通道中插入一个合适的效果器,或者只需用个便宜点儿的话筒

  让混音整体受制于一堆产生互调失真的非线性低频音箱,只为了让几个通道得到一些特殊的声音,这是没有意义的。

  一个例外

  当然,上面所有的原则有一个例外:迷幻音乐。这里指的是舞曲、比较狂野的音乐风格、某些种类的科技电音,以及基本上所有通过对身体和感官的物理冲击从而让人产生超常规意识状态的音乐。

  如果你涉足于这些种类的音乐,那么你需要低音有着震彻心扉的效果。这样的效果带来的是每个低音瞬态都伴随着大量谐波,使得房间晃动、灯光黯淡、音乐模糊、人们眼花缭乱。

  如果这是你寻求的效果,那么你多半需要的是高失真的低音。最简单的实现方法是使用非线性低频音箱。想要对效果有更充分的控制,可以使用低音失真设备,如副谐波发生器和其他“邪恶”的效果器。

  

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  大量低音

  在迷幻音乐圈子以外,也有许多人喜欢大量的低音。但如果不是利用失真来创造强大低音的幻象,那么应该怎么做?

  答案是:拥有大量的低音动态余量。如果你的系统拥有强大的低音输出能力,那么当一个真正的低音符出现,系统可以将其完整输出。

  换言之,如果系统真的具备强大的低音输出能力,就不必利用失真来假装了。但是如何在获得足够低音动态余量的同时,保持合理的安装空间和不超预算限制?

  答案是:使用高灵敏度的低频音箱。要以现在的普遍预算,为音乐会提供充足的动态余量,大多数低频音箱的灵敏度是不够高的。

  频率响应

  你的低音该低到什么程度?

  这里是一些常见乐器的低频限制:

  四弦电贝司--40 Hz

  五弦电贝司--30 Hz

  大贝司--40 Hz

  标准三角钢琴--27.5 Hz

  低音歌手--62 Hz

  普通大型管风琴--16 Hz

  低音鼓(近似值)--60 Hz

  这个列表并没有写明这些乐器最重要的频率。对于许多低音乐器而言,谐波比基波更响亮并更重要。对于高一些的频率,人耳更快、更容易听到谐波,并且谐波经常包含了大量旋律和节奏信息。其实,在最为流行的音乐中,音乐频率范围的最重要部分都在60 Hz以上。

  40-60 Hz范围的声音有利于提升体验,但只有在60-100 Hz表现好的情况下,并且你得知道如何控制混音中的能量以避免大房间里的混响问题。

  在音乐会应用中,40 Hz以下的有用音乐内容很少。偶尔需要用在有着大量合成器低音的演出。在典型的大型音乐会场地的流行音乐应用中,这些频率的表现并不太好。

  音箱制造商总是无止境地追求令人印象深刻的参数,他们似乎总是在制造能输出大量35-45 Hz的低频音箱,而不惜以牺牲保真度和60-100 Hz的输出为代价。

  这种低频音箱能推动大量空气,但很难听。

  

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  低音的挑战

  在大型音响系统中,不容易获得好的低音,因为将低频失真降到可接受的水平是不太容易的事。

  对此有两个主要原因:

  1. 空气是非常稀薄的物质,并且低音的震动相当缓慢。对于缓慢动作的低频音箱锥盆,要对空气产生较大的推动效果,体积必须很大,从前到后的运动路径必须很长。高功率的低频单元看起来似乎是一个强大的设备,但事实上它就像一张纸在微风中疯狂拍打,试图产生影响,所以要让这类东西做到线性是不容易的。

  比较:在水下可以从2英寸直径的低音单元得到低至20 Hz的响亮的低音。

  2. 得到好的低音,要求低音失真声压级必须特别低,这有两个原因:(a) 耳朵对低音失真谐波比实际的基波更加敏感,对两者的灵敏度相差10-20 dB,以及(b) 许多人似乎喜欢扩声系统中有大量低音增强。

  经验告诉我们,超低音中1%的失真相当于频率范围其他大多数部分中7-10%的失真。

  可以从刚才的例子中看到,低频音箱的失真从4%降到1%时,效果会非常明显。

  大多数现代低频音箱在最大输出时的失真指标为5-10%。这是主要问题所在。

  要获得好的音乐会低音还要面对另一种挑战:因为有些巡演音响专业人士从未听到过好的低音,所以他们不会向制造商提这方面的要求。结果,市场上只能找到较少的低失真低频音箱。

  在录音室监听与高端的家庭立体声系统中,情况有所不同--许多人知道好的低音听起来是怎样的。在这些市场中,许多制造商努力减少低音失真,所以有许多成功的产品问世。

  为了在40-100 Hz范围获得好的音乐会低音,号筒负载低频音箱是最佳解决方案。

  如果你的系统能够输出好的低音,那么你还要面对设计低音阵列以获得最佳覆盖的任务。

  低音覆盖是很容易预测的,虽然有时根据预测结果要进行比较困难的音箱布置。

  为了更好地和其他领域的专业人士合作,从而得到更多的生意机会,音响工程师有时不得不让步,并假装已经拥有了好的低音覆盖,因为他们不想与灯光、视频和舞台机械产生设计上的冲突。希望更多的最终用户可以了解到好的低音的重要性,并试着改变这些情况。

责任编辑:黄雁

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