這篇文章旨在提供一個房間聲學測量的概述,以及如何使用它們來評估你的房間聲學失真的程度有多少,它是否大大降低了你系統的音質。

  關鍵的幾個問題:

  I房間聲學測量的關鍵是什么?

  II有哪些好的房間聲學測量工具?

  III如何分析測量結果,比較好的結果是什么樣的?

  I 聲學測量的關鍵是什么?

  1.頻率響應

  首先是頻率響應,這是一個以分貝(dB)為單位的能量與頻率(Hz)的關系圖。我們大多數人都應該熟悉這些圖,因為它們經常會出現在各種器材評測中。下面是一個用XTZ Room Analyzer II Pro測量頻率響應的案例。在300hz以下的低頻頻段,+/-10db的響應變化是清晰可見的。一個+10db的差異大致相當于聲音是原來的兩倍。

  

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  低頻頻率響應,1/12倍頻程分辨率,來自XTZ Room Analyzer II Pro

  看一下不同分辨率下的頻率響應是很意義的。平滑,以移動平滑濾波器的形式,被應用到測量中。常用的濾波器是1/3倍頻程和1/12倍頻程。在中頻和高頻中,耳朵對響度的感知是1/3到1/6的分辨率,因此高度平滑的測量經常被用到。

  

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  同樣的測量,1/3與1/12的平滑頻率響應,來自Room EQ Wizard。

  2.低頻衰減

  第二種是組合測量,顯示時間、能量和頻率(TEF)都在一起。有很多方法來觀察這些測量,一個是瀑布圖,另一個是累積頻譜衰減(CSD)圖。結構性的共振,如振動的地板和緩慢衰減的駐波,可以從這個測量中很快確定。下面是用XTZ Room Analyzer II Pro拍攝的聲波圖或二維瀑布圖形式的CSD圖。兩條軸是時間和頻率。繪制的數據是聲音的測量水平,單位是dB。低頻頻率比其他頻率范圍的部分需要更長的時間來衰減,而且由于駐波的原因,聲音的衰減往往是不均勻的。在下面的測量中,可以清楚地看到50Hz處與房間有關的共振的證據。

  

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  頻譜圖,來自XTZ房間分析儀II Pro

  

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  瀑布圖,一個經過良好處理的房間,顯示了23Hz的結構共振和35Hz的少量駐波。

  中/高頻衰減

  第三項測量是看中頻和高頻的能量在房間里衰減需要多長時間。這種測量有兩種主要形式。

  一種是單一數值測量,通常稱為T60。因為在現實世界中很難記錄一個信號衰減完整的60dB所需的時間(由于高噪聲底或低測量水平),T30通常被用來作為一個替代品。T30是通過對衰減曲線的-5和-35dB之間的部分進行直線擬合計算出來的60dB衰減時間。注意,在小房間里,我們把時間衰減測量值前面的 "R "去掉,因為沒有混響場(R代表混響)。在一個小房間里,T60不能告訴我們更多的東西,而只是告訴我們這個房間是過于活躍還是沉悶。

  第二種,對我們的目的更有用,是顯示不同倍頻程或三分之一倍頻程頻段的衰減時間的測量。為了保持平衡的再現,衰減時間在整個頻譜上保持一致是很重要的。下圖是XTZ Room Analyzer II Pro的一個6個頻段測量的例子,顯示了整個頻譜的不平衡衰減時間。

  

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  一個八度的T60測量,來自XTZ Room Analyzer II Pro

  也可以用折線圖來觀察同樣的信息。下面的圖形顯示了T20、T30和T60在同一個圖形上。T20與T30非常相似,只是推斷的數字是基于對-5和-25dB之間的衰減曲線的形式擬合。

  

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  了解小房間混響時間的測量

  這里解釋了如何理解RT60和其他變相的中高頻衰減/混響時間的測量,在小房間的環境下,比如家庭影院,HiFi聆聽室和錄音室。請注意,很多關于T60的東西,無論是在網上還是在教材上,都是針對大的聲學房間比如音樂廳而寫的。

  什么是T60?

  如果你需要了解什么是T60以及如何測量它,請閱讀我們的介紹文章《房間聲學測量101》。

  如何解釋T60測量值?

  單一數字的T60測量值在一個小房間里,除了能告訴你一個房間是過于活躍,還是過于干癟之外,做不了更多的事情。而更有用的是看聲音在250Hz到4kHz的過渡頻率以上的關鍵中頻段是如何衰減的,并檢查這種衰減的速度是否隨時間而變化。

  衰減時間的目標是什么?

  衰減時間可能存在三種不同的問題--它們可能太長、太短和/或在整個頻譜上不夠均勻。

  我們認為的目標,取自我們的聲學測量標準白皮書。

  從250Hz到4kHz,聲音衰減60dB所需的時間(T60)應該在0.2s和0.5s之間。

  當使用三分之一倍頻程平滑時,T20和T30從250Hz到4kHz應在+/-25%之內。

  

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  T20和T30的允許范圍為+/-25%。來自Room EQ Wizard的測量。

  請注意,我們的白皮書中的標準是基于其他公認的標準,如那些由EBU(歐洲廣播聯盟)和AES(音頻工程協會)提出的。

  衰減時間是如何影響音質的?

  我們正在尋找像Goldilocks燕麥片口味的衰減時間 –即 "恰到好處"。衰減時間過長、過短或與其他頻段的衰減時間明顯不同,都會造成可聽的音質下降。

  太長 - 過長的衰減時間,即使不能檢測到明顯的回聲,也會導致低電平細節的損失,這與房間的高噪音底線是一樣的。這是因為音樂中的低電平聲音被其他較響的聲音的緩慢衰減所掩蓋。這種現象也被稱為掩蔽,在減少噪音的系統中可以得到很好的應用。緩慢的衰減時間會降低系統再現關鍵聲學信息的能力,如錄音場地的衰減特性或音樂家在聲場中的精確位置。衰減時間長的房間聽起來也很刺耳,很脆,可能是一個令人不適的地方,容易導致耳朵疲勞。過長的衰減時間被認為是那些超過0.5s的衰減時間。

  

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  這個房間太活躍了,T60為0.9s。垂直刻度是0到2秒。

  太短--短的衰減時間會導致缺乏空間感和包裹感。過短的衰減時間被認為是那些低于0.2秒的衰減時間。然而,像聲學中的大多數事情一樣,事情并那么不簡單。兩個具有相同的單數混響時間的房間,聽起來會有很大的不同,這取決于吸收材料的位置。例如,我們的展廳影院在側面的中/高頻吸收很少,但在天花板和地板上吸收很多。這個房間的聲音和那些側墻有很多吸收,而天花板和地板上吸收少的房間會有區別。

  

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  過低的混響時間(大約0.15s)--垂直刻度0到1秒。

  各個頻段之間差異很大--一個房間如果表現出不均勻的衰減特性,即聲音在某些頻率上的衰減比其他頻率快得多,最壞的情況是聽起來明顯不平衡,高音 "沉悶 "或低頻 "臃腫"。不均勻的衰減通常是由房間內的家具造成的,如薄薄的窗簾和地毯,它們在高頻(大約1kHz以上)吸收的能量明顯多于中音頻率。我們的目標是讓T20和T30在250Hz至4kHz的頻率范圍內達到+/-25%。

  

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  不平衡的混響時間--垂直刻度為0到1秒。

  4.反射水平

  最后一個主要的測量類型是能量時間曲線(ETC),它是以dB為單位的振幅與時間(通常以毫秒為單位)的關系圖。能量時間曲線顯示了聲音能量在房間里的衰減情況。從能量時間曲線的分析中可以推斷出很多東西,包括相對于直達聲的反射水平和聲音在房間內衰減的時間。

  時間軸上的零點,幅度軸上的最高峰,代表來自揚聲器的直接聲音。下面的圖顯示了電平隨時間的變化,每個峰值都是由于附近邊界的反射,如地板、天花板或側墻。這清楚地表明,在一個典型的聆聽室里有大量的反射,聲音并不總是均勻地衰減。

  能量時間曲線,來自Room EQ Wizard

  需要記住的一個非常重要的點是,ETC是光譜盲區(即它們不包含反射聲音的光譜內容的信息)。可惜的是,有很多標準規定了 "沒有高于-10dB的峰值 "這樣的事情。我們強烈建議不要使用這樣的標準;事實上,許多現代心理聲學研究發現,人們喜歡有高水平反射的聆聽環境。在我們看來,最關鍵的是,反射聲的頻譜內容要與直達聲相似。

  II房間聲學測量工具

  要進行一套聲學測量,你需要合適的工具。以下內容涵蓋了不同的選擇,并對一些主流的軟件產品進行了試用。

  房間聲學測量的四種方法--討論了以下的優點和缺點:集成的聲學測量包;獨立軟件/硬件組合;專用硬件;聲壓計/測試音/繪圖紙。

  房間聲學測量的四種方法

  這里我們匯總四個主流的方法,你可以測量你的房間的聲學效果。按照易用性從低到高的順序,這些方法是。

  集成軟件硬件包,如XTZ房間分析儀和Dayton Audio Omnimic。

  獨立的軟件包和靈活選擇的測量麥克風、線和聲卡,如Room EQ Wizard。

  專門的硬件設備,如NTIs XL2

  聲壓級計、繪圖紙和測試音(請盡量不要使用這種方法!)。

  集成的軟件和硬件聲學測量包

  最近的發展是軟硬件一體化的聲學測量包,如XTZ房間分析器和Dayton Audio Omnimic,你可以在一個包裝里得到你需要測量房間的所有東西。這些軟件包的軟件部分被設計成易于使用,因為它們通常是給初學者和沒有房間測量經驗的人使用的。一些人最不愿意浪費的就是弄清楚如何使用軟件來進行測量! 對他們來說不如把時間花在調整揚聲器和座位、聲學處理和房間校正上。

  

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  XTZ房間分析儀

  優點:

  成本相對較低

  從一開始就設計得很容易使用

  一個集成的硬件和軟件包,在一個盒子里有你需要測量房間的所有東西

  不需要你弄清楚你需要哪種聲卡、線和哪種校準的測量麥克風

  缺點:

  可能不具備獨立測量軟件/硬件組合的所具有的深入分析能力

  單獨購買的軟件和單獨購買的測量測量、聲卡和線材

  市場上有數百種獨立的測量軟件,從免費又優秀的(Room EQ Wizard)到非常昂貴的(EASERA)。大多數聲學測量軟件是通用的,因為它不是專門為測量房間的聲學而設計的。因此,雖然能解決我們的問題,但很難用。

  

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  優點:

  通常功能非常豐富,包含高級分析功能,如相位、諧波失真和群延遲分析。如果你試圖自己設計揚聲器,以及修復由你的房間引入的聲學失真,這都是有用的。

  缺點:

  一般來說,這些軟件對初學者不夠友好,而且通常使用起來很復雜,因為他們包括許多與房間測量無關的功能。

  準確的聲壓級讀數需要你用單獨的麥克風校準或聲壓級(SPL)計來校準系統。

  要求你確定并購買一個合適的聲卡、校準的測量麥克風、線和支架。要得到這些東西可能需要大量的研究和時間,而且大多數時候你必須從多個供應商那里訂購。

  專業硬件測量

  過去有一段時間,你只能購買基于硬件的聲學測量設備。而現在還會繼續使用這些工具的只有那些在夜總會、專業音響或汽車音響工作的人。有時你會發現很多人大部分時間用的都是基于軟件的系統,但也會攜帶一個專門的硬件設備來進行快速的現場檢查,或者在需要的時候作為備用工具使用。NTI XL2和Phonic PAA3就是不錯的選擇。

  

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  Phonic PAA3

  優點:

  部分型號是便攜式的

  一般來說很堅固,通常是為復雜的使用環境設計的

  快速啟動,因為它們不需要你啟動你的電腦

  缺點:

  通常很貴

  通常不提供能量/時間或時間/能量/頻率測量。因此,識別有問題的反射和房間模式就變得更加困難,甚至不可能。

  聲壓(SPL)表、測試音CD和圖畫紙或電子表格

  這種方法使用一張包含不同頻率的測試音的CD,如60Hz、65Hz、70Hz等,以及一個聲壓計。然后你播放每個音調,并將聲壓級計上顯示的數字記錄在電子表格或一張圖畫紙上。通過這種方式,你可以繪制出你房間的頻率響應。

  優點:

  便宜

  缺點:

  即使是把一個頻率響應放在一起,也非常耗費時間。鑒于優化你的系統是一個反復的過程,涉及到測試揚聲器和聽眾位置的多個位置,這很快就會變成一個漫長的練習。

  不能分析你的房間的能量/時間或時間/能量/頻率行為。因此,識別強烈的早期反射和房間模式變得更加困難,甚至不可能。

  測量房間所需的一切--包括所需的設備和如何使用Room EQ Wizard和Fuzzmeasure進行關鍵的聲學測量。

  第1部分--介紹(EW)

  房間聲學的重要性經常被忽視,即使是那些自認為是資深的發燒友。那些癡迷于他們的設備中極小的失真或頻率響應誤差的人,接受了他們的房間所帶來的30分貝或更多的響應偏差。通常他們并不知道他們的房間到底有多糟糕,下面這張圖顯示了在一個常見的小客廳里測量到的低頻響應。

  

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  圖1:這差不多是你在沒有任何低頻陷阱的房間里可以看到的低頻響應。

  但是,傾斜的頻率響應只是房間聲學不佳造成的問題之一。房間也會產生共振和駐波,使一些頻率比其他頻率維持得更久。如果你在一間空蕩蕩的臥室里拍拍手,你可以聽到由反射物在對立表面之間反復反彈而產生的有音調的 "啵 "聲。啵的音調與邊界之間的距離有關。同樣的事情也發生在低頻,但拍手沒有足夠的低頻信息來激發共振。共振仍然存在,它們破壞了低頻的清晰度,但你需要一個適當的測試信號來測量它們。

  即使房間的響應是完全平坦的,如果1KHz的持續時間比其他頻率長半秒,由于隨著時間的推移,額外的能量會使該頻率的感知音量提高。所以房間測量的一個重要指標是衰減時間與頻率的關系。我們的目標是讓衰減時間在盡可能大的范圍內大致均勻。在較大的房間里,多余的混響和噪音會掩蓋細節,而在較小的房間里,"早期 "反射--那些在直達聲后20毫秒內到達你耳朵的反射--也有類似的效果。除了掩蓋細節,早期反射也會產生一種特殊的響應錯誤,稱為梳狀濾波。事實上,所有的聲學問題都是由墻壁、地板和天花板的反射引起的。

  我把房間聲學--包括測量和處理--分成兩個頻率范圍:低于300或400赫茲的低頻和高于400赫茲的中/高頻。對于低頻來說,盡可能多地看到細節是很重要的。這意味著要在高分辨率下測量和展示響應,以便看到波峰和波谷的真實范圍。接下來的圖表顯示了在兩個不同分辨率下的完全相同的測量。

  

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  圖2:標準的1/3倍頻程平滑隱藏了很多細節,當同樣的數據以1/12倍頻程的分辨率顯示時,你可以看到這些細節。

  在中頻和高頻,使用高平滑更合適。麥克風位置的微小變化對測量的響應有很大的影響。沒有平滑的高頻響應圖充滿了許多波峰和波谷,可以說很難看清細節。

  我們為什么要測量?

  許多人認為,需要測量房間來了解如何處理房間,以確定低頻陷阱、中/高頻吸收和擴散材料的數量和位置。但在大多數情況下,你可以有效地處理一個房間,根本不需要測量。基本的原則是在房間的角落放置低頻陷阱,在側墻和天花板的反射點放置中/高頻吸收,也可以選擇在皇帝位后面的后墻上放置吸收和/或擴散。當后墻距離你的頭頂超過3米時,對后墻的處理就更有必要了。

  最初,我研究房間測量主要是為了向人們展示常見的房間是多么糟糕。正如我之前所說,大多數人都不知道他們的房間對音質的損害有多大。他們擔心他們的揚聲器是否平坦,而忽略了他們的房間使響應變得多么糟糕。當然,測量對于評估添加處理后的改善是很有用的,并且可以對比不同聲學板放置的好處。它也有助于了解是否仍然需要更多的處理,以及在什么頻率下仍然存在問題。

  我們要測量什么

  我們測量的兩個主要東西是原始頻率響應,如上面圖1所示,振鈴模態和混響,以及脈沖響應。振鈴類似于混響,只是它對某些頻率的維持比其他頻率更多。如果你在教堂或禮堂這樣的大空間里唱不同的音符,所有的音符都會以差不多的速度衰減。在小房間里,衰減時間變得更依賴于頻率,特別是在低頻。為了查看振鈴的衰減時間,我們會使用這樣的 "瀑布 "圖。

  

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  圖3:上面的圖是由圖1所示的相同數據得出的,但這個圖也顯示了振鈴模態和混響。

  在這種類型的圖表中,"峰 "隨著時間的推移而出現,代表了響應中的共振峰值。當一些在房間里演奏的低頻頻段比其他頻段持續的時間長時,它們會顯得更響亮,而且不清晰,產生被稱為 "單音低頻 "的效果。

  最后一種圖表顯示的是脈沖響應,它讓你看到單個反射的時間和強度。我們將在本部分的后面討論這個問題,還有顯示混響衰減時間與頻率的圖表。

  在這個介紹中,我解釋了所有未經處理的房間所帶來的錯誤。一旦你知道一個房間引起的聲音問題,你就知道需要測量什么了。而一旦你知道正在測量什么,你就可以更好地理解房間測量軟件所顯示的圖表的含義。

  第二部分 – 測量設備

  在這一塊,我們將概述你將需要的硬件。請記住,還有許多其他的選擇,會和我在這里推薦的產品一樣好用。當你考慮其他產品時,一定要檢查它們是否具有所需的基本功能。除此以外沒有什么問題。

  所需硬件的購物清單。

  1) 測量用麥克風

  2) 電腦聲卡

  3) 麥克風支架

  4) 連接所有東西的線材

  1) 測量話筒

  你不需要為房間聲學的測量話筒花費巨資。但至少你應該尋找一個已經被測量過的麥克風,以確定該麥克風樣本與目標平坦頻率響應的差異。經過這樣測量的麥克風被稱為校準的麥克風。這些麥克風將提供一個校準文件或足夠的信息,使您能夠創建一個校準文件。該文件用于補償測量軟件中麥克風的頻率響應。不幸的是,大多數廉價(盡管非常合適)的麥克風不附帶校準文件,因此你要么需要花更多錢買一個有校準文件的麥,要么讓你的麥進行校準。請注意,一個特定品牌和型號的通用校準文件通常是沒有用的,因為在制造過程中存在誤差,這意味著每個麥克風樣品的測量結果都不同。

  注意:根據我個人的經驗,麥克風校準不是必須的,除非你是一個專業的聲學專家,提供高度精確的讀數可以獲得報酬。RealTraps的文章《十個測量麥克風的比較》顯示了許多常用于房間測量的小振膜麥克風的測試結果。正如你在那里看到的,許多經濟型的型號的響應與最昂貴的品牌非常接近。然而,如果你想確定你的測量是準確的,對你的麥進行校準是有意義的。而且它的價格也不是很高。

  推薦選擇

  

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  Behringer ECM8000

  Behringer ECM8000話筒,可選擇由Cross Spectrum Labs或其他著名的校準機構進行校準。

  

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  Dayton UMM-6

  Dayton Audio UMM-6 USB話筒可以與任何Windows或Mac電腦一起使用,不需要單獨的前級放大器。它還包括一個校準文件,可以加載到大多數房間測量程序中,包括REW。

  2) 電腦聲卡

  用于房間聲學測量的計算機聲卡必須是所謂的雙工作模式--也就是說,它可以同時播放和錄制。對于簡單的測量,你其實只需要一個輸入和一個輸出,盡管有些測量軟件使用兩聲道聲卡中的第二個聲道來進行所謂的回環測量。這可以用來進一步提高聲學測量的準確性(后面會有更多介紹)。其他需要的東西是一個麥克風電平輸入和幻象電源。麥克風輸出的電壓很低,因此需要一個專門的高增益放大器將其提高到線路電平。這通常是由一個專門的 "麥克風輸入 "提供的,大多數情況下是用XLR插頭連接,盡管有些聲卡使用TRS輸入。大多數優質電容式話筒還需要幻象電源,通常是48伏直流。沒有這個幻象電源,話筒就不能工作。因為需要一個前置放大器和幻象電源,所以通常使用一個外部聲卡。

  推薦產品

  

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  M Audio MobilePre USB

  E-MU Tracker Pre USB 2.0

  注:你會經常看到有人推薦SoundBlaster MP3 USB聲卡,因為它對于房間測量來說足夠好,而且價格便宜。但是這種聲卡不包括幻象電源,所以它主要是在你要用聲壓計作為麥克風的時候有用。這個SoundBlaster卡也沒有自己的外部電源,而是依靠電腦的USB端口來提供自己的電源。USB標準要求每個端口能夠為連接的設備提供500毫安的電流。但有些筆記本電腦不能提供這么大的電流。幾年前,我買了一塊SoundBlaster USB聲卡,用于我的戴爾Inspiron筆記本電腦,但這塊聲卡卻無法工作。我以為它是有缺陷的,所以我把它退回來,又買了一塊。同樣的結果。于是我打電話給戴爾的技術支持,得知我的筆記本電腦的每個USB端口只能輸出300毫安的電流!于是我買了一個Presonus的火線。它有一個外部的 "wall-wart "電源,從那以后就一直工作得很好。

  3) 麥克風支架

  為了將麥克風放置在通常用于房間聲學測量的不同位置(例如耳朵位置),一個支架是必不可少的。支架至少應該是穩定的,并且可以在垂直和水平面上進行調整。水平面的調節是由所謂的 "吊臂 "提供的。任何普通的支架也會不錯,不要超過200塊。

  

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  4)線

  所需的線材取決于你購買的硬件。如果你按照我上面的建議,你將需要。

  一條XLR到XLR的話筒線。我想買一條至少6米長的電纜,以便于移動。沒有什么比擁有一條太短的話筒線更糟糕的了。

  兩根2.5公分(單頭非平衡)至RCA插頭,至少2米長。如果你的放大器只有XLR輸入,那么你將需要買TRS轉XLR的線。

  

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  將所有東西連接在一起

  第3部分:使用REW

  多年來,我用過不少的房間測量程序,但這些天我主要使用Room EQ Wizard。這個程序是免費的,它在Windows下運行得很好。它聲稱也可以在Linux和Mac OSX 10.4或更高版本中工作,盡管我從來沒有測試過這兩個版本。這篇文章解釋了如何配置REW。在下一節,Nyal Mellor將提供有關FuzzMeasure的類似信息,FuzzMeasure是一個主流的、能力很強的Mac電腦軟件。

  與大多數房間測量軟件一樣,REW使用正弦波掃頻作為其信號源。使用正弦波掃頻與粉紅或白噪聲相比,有許多優點。主要的優點是掃頻提供了更高的信噪比。當噪聲被用作信號源時,它必須播放更長的時間并被平滑處理。事實上,REW的一個巨大優勢--與使用粉紅噪聲的老式實時分析儀(RTA)相比--是你可以一次性測量房間,然后顯示許多不同類型的數據和圖表。而RTA只能顯示頻率響應。

  當軟件分析通過你的麥克風記錄的掃頻時,它可以對記錄的音調應用一個跟蹤濾波器。這是一個可掃頻的濾波器,在軟件分析記錄的掃頻時在內部進行計算。濾波器只通過當時感興趣的頻率,從而過濾掉其他聲音,如揚聲器失真、前級放大器的嘶嘶聲、你自己的呼吸和腳步聲,或戶外交通和狗叫聲。正弦掃頻還可以減少軟件的測量時間,特別是在低頻。Room EQ Wizard不使用跟蹤濾波器,盡管其他房間測量程序會使用。相反,REW可以讓您多次掃頻來獲得一次測量。每次掃頻的噪聲都會不同,而每次的有效數據都是一樣的。

  配置REW

  安裝REW后,第一步是將其配置為與您的計算機聲卡一起工作。圖4顯示了設置界面,可以從主屏幕左上方的設置按鈕進入。我將只討論為REW的正常使用做準備所需的工作。本文中未涉及的內容你可以保持為默認設置。

  

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  圖4:在REW的設置界面上,您可以設置聲卡的輸入和輸出、采樣率和其他參數。

  我一般使用44.1KHz的采樣率,因為這是我用來錄制音樂的格式,不過48KHz也可以。大多數計算機只有一塊聲卡,但有些有內、外卡,有些卡有多個輸入和輸出。圖5顯示了你選擇使用哪塊聲卡的下拉框。

  

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  圖5:上面的設置界面的這一部分是你選擇使用哪塊聲卡的地方。

  如你所見,我的工作室電腦有兩塊物理聲卡--SoundBlaster X-Fi和M-Audio的多端口Delta 66。我把Delta 66的聲道1和2用于REW,但我也可以輕松地使用聲道3和4。一個類似的下拉選擇框讓你選擇輸入聲卡,這可能與輸出不同。左邊或右邊的聲道都可以用于麥克風輸入。在這種情況下,我使用左邊的聲道。輸出的掃頻音會同時發送到兩個聲道,所以沒有選擇。

  您還需要告訴REW您打算用哪個揚聲器來設置播放和錄音電平--主揚聲器或低音炮。這個選擇如圖6所示,不過你會在下面看到為什么我不使用這個來設置電平。

  

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  圖6:在這里您要告訴REW,您將使用左、右主音箱進行電平檢查。

  使用REW

  在測量房間內的低頻響應時,重要的是要同時使用左、右兩個揚聲器的聲音,再加上低音炮來測量。如果你只使用低音炮進行測量,那么在交叉頻率的一個八度左右的數據是不準確的。關于用一個揚聲器和所有揚聲器進行測量的問題,我稍后會有更多介紹。

  現在你可以關閉設置界面,繼續設置輸出和輸入電平水平,并進行測試掃頻。點擊REW主界面左上方的 "測量 "按鈕,您將看到如下圖7所示的測量界面。

  

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  圖7:這個界面是你要運行實際測量掃頻的地方。

  在大多數情況下,您應該把掃頻范圍的下限和上限分別設置為20Hz和20KHz。如果你的炮下潛低于20Hz,你可以使用更低的頻率。如果由于某種原因,你覺得需要測量高于44.1KHz采樣率的22,050Hz限制的響應,你可以回到設置界面,選擇48KHz。然后你就可以測量到24KHz。我唯一限制掃頻范圍的地方是,如果我連續做了很多測量,不想每次都等滿掃頻的話。因此,如果你用REW來幫助尋找低音炮的最佳位置,你可以把掃頻的上限設置為200Hz。同樣,即使你的低音炮在100赫茲的位置分頻,它仍然可以延伸到一個八度左右的位置,這取決于分頻器的斜率(每八度的dB)。

  由于某些原因,檢查電平按鈕播放的是粉紅噪音,而不是正弦掃頻,而且電平與掃頻音不同。所以我只是運行一個掃頻來設置電平,然后取消測量。回放表的讀數應該在-12左右,你要調整功放的音量控制,使掃頻在房間里聽起來足夠響。當然,也不要太大聲,聽起來會損壞你的揚聲器。一切還是要符合常識的。你需要相當大聲地播放掃頻的唯一情況是要蓋過房間里的所有環境噪音,至少30或40dB。在大多數房間中,30或更深的波谷是很常見的,特別是在很少或沒有聲學處理的情況下。因此,如果房間里的環境噪音在波谷頻率上只比掃頻低20分貝,真正的波谷深度就會被隱藏起來。當然,前面提到的內置在REW中的跟蹤濾波器也有幫助。

  大多數房間的測量都是在皇帝位上進行的,麥克風在人耳朵的高度,并且直直地指向天花板,以便不偏向任何一個揚聲器。在其他位置進行測量也是很有用的,例如在非常靠近揚聲器的地方測量其自身的中頻和高頻響應,這樣的房間的影響較小。但在大多數情況下,重要的是你在你通常會坐的皇帝位上聽到的響應。因此,將您的麥克風或聲壓級計放在支架上,兩側或上方或下方都不要有任何遮擋物--包括你自己

  接下來,點擊 "開始測量",顯示播放和錄音電平表(未顯示),然后調整您的麥克風前級功放的增益,使錄音表平均在-20左右,但峰值安全地低于0。如果你沒有收到錯誤信息,說明電平沒有問題,你現在可以再做一次 "真正 "的掃頻。

  早些時候,我提到了一次通過所有揚聲器播放掃頻音。對于大多數流行音樂和許多其他音樂,以及所有的LP唱片,是通過兩個揚聲器播放,低音是居中的,左邊和右邊的聲音相同。因此,為了了解您所聽的音樂在低頻上的真實反應,您應該效仿這一點,通過左右兩個揚聲器播放掃頻。如果您使用低音炮,出于同樣的原因,也應該加上低音炮。然而,單獨測試每個揚聲器也是很有必要的。這將很快發現不尋常的問題,如中音單元故障,或只在一側反射造成的嚴重波峰或波谷。

  使用RTA功能

  最后,我將分享一個小技巧,它可以幫助你更有效地擺放揚聲器、低音炮,甚至是低音陷阱。REW只需要十秒鐘就能完成一次掃描并顯示結果,但將揚聲器或低音炮移動一小段距離,測量,顯示,再重復,可能會很乏味的。在處理揚聲器和操作電腦之間需要不斷地來回走動,很快就會讓人疲勞。而且你必須不斷地刪除所有中間的測量值。因此,為了加快這個過程,我創建了一個小的(180kb)Wav文件,其中包含了這個從20到400Hz的掃頻音。(文件在附件)

  把這個文件下載到您的電腦上,然后把它設置為在Windows媒體播放器中連續播放,或任何其他能與Windows聲音驅動 "兼容 "并與其他程序共享聲卡的程序。然后切換到REW的頻譜顯示(標簽),如圖8所示,查看實時分析儀(RTA)。

  

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  圖8:在REW的頻譜選項卡中,右下方的紅色記錄按鈕使REW進入到RTA模式,并持續刷新界面。

  如圖8所示,設置所有的RTA參數,以獲得最高的分辨率,然后點擊紅色的記錄按鈕,啟用RTA顯示。接下來,在你的媒體播放器程序中開始播放掃頻,房間里的音量要足夠大。調整麥克風前級放大器的電平,直到你能看到屏幕上的頻率響應圖線。(你可能還需要調整圖表限制的dB范圍,以便在屏幕上看到整個響應曲線)。現在你可以常識變一下揚聲器的位置,或麥克風的位置,或低音陷阱的位置,并立即看到你的變化的結果,這非常爽。

  第四部分 - Fuzzmeasure pro 3 for mac osx (nm)

  對于我們這些使用蘋果Mac電腦的人來說,房間測量軟件的選擇很少。FuzzMeasure是其中之一(價格150美元);另一個是SMAART(895美元),比它要貴得多,主要針對專業現場擴聲界。

  請注意,FuzzMeasure需要OSX 10.5版或更高版本。它不能在10.4版本中工作。本文的其余部分假設是你已經安裝好/并啟動了FuzzMeasure,安裝了聲卡的驅動/插入了聲卡,并按照上面的說明設置了你的測量設備。

  配置FuzzMeasure

  你需要修改音頻捕獲設置,以使FuzzMeasure與你的聲卡一起工作。點擊FuzzMeasure頂部欄中的 "捕獲設置 "圖標,就可以訪問這些設置。

  在 "播放設置 "中選擇你的聲卡名稱。

  在 "錄音設置 "中選擇你的聲卡名稱。你還需要選擇FuzzMeasure要錄制的聲道。

  在我看來,使用自動校正功能是可選的。自動校正基本上是減去你的聲卡在測量中的任何頻率響應異常。大多數質量好的聲卡在常用的頻率范圍內會有一個非常平坦的頻率響應(例如,我認為M Audio MobilePre在20Hz時有0.5dB的下降),因此不需要校正。如果你愿意,你可以通過設置輸入和輸出聲道來使用自動校正功能。然后你只需要在輸入和輸出之間連接一條合適的線。如果你使用的是M Audio裝置,那么這就是一個0.2米的1/4 "非平衡連接端口,通常作為 "跳線 "出售。

  

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  接下來,設置FuzzMeasure,讓它對幾次掃描進行平均,而不是依靠一次測量。這可以通過頂部菜單中的測量和平均來設置。

  

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  配置你的聲卡

  你應該做的第二件事是設置你的聲卡的任何軟件音量控制,以確保輸入和輸出的電平是合適的,并且禁用監聽。在任何情況下,你都應該把輸入音量設置為最大,把監聽設置為關閉。如果你的聲卡是通過一個有音量控制的前級放大器連接到你的系統,那么你應該把輸入音量設置為最大。如果你把電腦直接連接到沒有音量控制的功放上(例如,在我的情況下,我直接連接到功率放大器,因為我的系統中沒有前級放大器),那么你應該把輸出音量設置得很低。

  

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  設置電平

  我假設你沒有麥克風校準器來設置絕對聲壓級。麥克風校準器是一個小部件,可以套在麥克風的尾部,以94分貝播放1KHz的正弦波。我們大多數人都沒有校準器,所以別太擔心。

  當你準備好時(在你的后級上把音量調低!),把你的聲卡上的輸入電平撥盤調到中間點左右。現在在FuzzMeasure中點擊頂部欄的測量按鈕。

  你會收到一條警告信息,你應該先讀一讀(!),然后按播放。

  

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  你應該聽到一個正弦掃頻。現在調高音量,使掃頻在房間里聽起來足夠響亮。當然,不要太大聲,否則會損壞你的揚聲器。要按照常識進行。你需要把掃頻的聲音放得相當大的唯一原因,要把房間里的所有環境噪音至少淹沒30或40dB。

  旦測量完成(記住將有三次掃描,因為我們使用的是平均法),頻率響應將顯示在主窗口。檢查電平設置是否正確的一個好方法是看圖表上的最高點。它應該是在-12dB左右或以上。

  獲得測量結果

  一旦你有一個好的測量結果顯示在主窗口,你可以用許多不同的方式來解釋它。

  低分辨率,全范圍的頻率響應

  在頂部菜單的 "頻率">"平滑 "中,將平滑設置為1/3倍頻程。

  

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  高分辨率,低音范圍的頻率響應

  在頂部菜單的 "頻率">"平滑 "下,將平滑數設置為1/24倍頻程,并通過主測量窗口右側的水平條將頻率范圍設置在300Hz處結束。在這些測量中我關閉了我的均衡器,這就是為什么它們看起來很難看的原因!

  

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  混響時間

  你可以使用其中一個插件來訪問這個。在頂部菜單中的插件>混響時間下選擇。

  

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  累積頻譜衰減

  這是用來了解房間內的低頻衰減,并看到房間模式的共振的影響--在頂部菜單中選擇插件>瀑布。你還需要為它設置一些選項,以顯示有意義的數據。特別是將最大頻率設置為300Hz,最小幅度為-35dB,平滑為1/24倍頻程,分辨率為高。

  

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  包絡時間曲線

  這是用來了解反射強度和距離的--通過頂部菜單中的Impulse > Display Type > Envelope Time Curve來訪問它。

  

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  第5部分 解釋圖表

  房間測量系列的最后一部分,我將展示房間測量軟件所顯示的最重要的圖表類型。在這些例子中,我將使用一組測量前/測量后的數據,這些數據是在一個常見的 "額外房間 "大小的空間,4.8米x3.5米x 2.4米,有和沒有廣泛的聲學處理。這也是我為我公司網站上的 "聽覺就是信仰 "視頻所測量的數據。使用的軟件是Room EQ Wizard。

  頻率響應

  大家對頻率響應圖都很熟悉,如下圖9所示。

  

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  圖9:該圖顯示了在同一房間內進行的兩次測量,有無大量低音陷阱和其他聲學處理。我相信我不需要解釋哪些顏色的線是之前的,哪些是之后的!

  在這張圖中,顯示的范圍僅限于400Hz以下,因為那是低音陷阱影響最深的地方。中頻和高頻的頻率響應問題很容易用相對薄的吸收材料來解決。但是低音問題則更難解決。像這樣的圖表可以幫助你評估添加低音陷阱和改變它們的位置,以及改變揚聲器的位置,包括低音炮,甚至變換聽音位置之后的改善。這個測試所使用的揚聲器是平坦的,剛好低于40赫茲。

  請注意,上面的圖表是在REW提供的最高分辨率下的。REW還可以讓您在不同的分辨率下應用平滑,如1/3倍頻程。但這在低頻時并不合適,因為它會掩蓋波峰和波谷的真實范圍。然而,平滑在中頻和高頻是有用的。由于梳狀濾波的原因,在高頻率下測量的響應往往充滿了小的波峰和波谷。梳狀濾波發生在未經處理的房間,通常來自側墻、地板和天花板的反射。但梳狀濾波也可能存在于經過良好處理的房間中,因為來自左、右揚聲器的到達時間存在微小差異。如果測量麥克風沒有精確地放在中心位置,與兩個揚聲器的距離相等,僅這一點就會造成一系列的許多峰和谷。這在下面的圖10中顯示。

  

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  圖10:該圖顯示了上面圖9中的相同測量,但是最高范圍到20KHz。

  在應用1/3倍頻程平滑后,我們得到了下面的圖11,這更容易閱讀和看到整體的響應,而不需要放大。

  

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  圖11:該圖顯示了與圖10相同的數據,但應用了1/3倍頻程的平滑,更容易解釋。(在10KHz處的凹陷是一個 "測量假象",是由于麥克風離高音單元太遠而造成的。)

  瀑布圖

  另一個非常重要的圖表類型被稱為瀑布圖。這對于評估低頻問題比只看原始響應要有用得多,因為它還顯示了一些頻率如何重疊,需要更長的時間來衰減。這種現象被稱為振鈴模態,是由房間本身的共振引起的。峰值和響聲比其他頻率長的頻率與房間的尺寸有關。尺寸越長,頻率越低。在這種類型的圖表中,"峰 "是隨著時間的推移而出現的。我一般在REW中設置瀑布圖,垂直顯示30到40dB的跨度,時間范圍設置得足夠長,以便看到前半秒左右的衰減情況。

  

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  將窗口時間設置為至少200毫秒也很重要,以便看到足夠的頻率細節。這個設置在REW的瀑布圖標簽的右下角,如左圖所示。瀑布圖的窗口時間類似于用于頻率響應圖的小數倍頻程(1/3、1/12等)平滑處理。當你設置的窗口時間越長,Hz的分辨率就越細,顯示出更多的細節。我一般使用300毫秒。

  圖12中的圖表顯示了房間空曠時的情況,沒有低頻陷阱或其他聲學處理。

  

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  圖12:這張圖是基于與其他相同的數據,但顯示了低頻響應和房間的模態衰減時間。在這種類型的圖表中,"峰 "隨著時間的推移而前進。

  在房間里添加了大量的低頻陷阱后,你可以在下面的圖13中看到,響應更加平坦,衰減時間也更加均勻。在一些低頻上延長衰減時間,而不是在其他低頻上延長衰減時間,這和傾斜的響應一樣,對音質有損害。這種振鈴是造成 "單音低頻 "問題的主要原因,即所有的低頻似乎都集中在同一個頻段,盡管它們不應該是這樣。

  

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  圖13:在房間中加入大量的低頻陷阱后,響應變得更加平坦,衰減時間也減少了。在國內大小的影音室中,目標是在所有的頻率上有相似的衰減時間。

  混響時間(RT60)

  我們要考慮的最后一種圖形類型是RT60,如下圖14所示。RT60是聲學專家對 "混響時間衰減60dB "的簡稱。大多數人認為混響需要一定的時間來衰減,這的確是真的。但是對于房間的測量來說,看到每個單獨頻段的衰減時間是很有意義的。例如,一個吸音不足的房間,在高頻下會迅速衰減,而低頻率則會停留更長時間。這給人一種不平衡的聲音,類似于有一個高頻響應滾降。也就是說,如果高頻停留的時間沒有低頻長,房間里的整體能量就會降低,即使來自揚聲器的絕對水平是一樣的。

  

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  圖14:該圖顯示了RT60衰減前和衰減后的時間。這張圖給出的數據類似于瀑布圖,但它把衰減時間平滑到了倍頻程段。REW還可以讓您指定1/3倍頻程的平滑以獲得更好的分辨率。

  正如你在上圖中所看到的,在房間中添加了低頻陷阱(在這里是擴散)之后,衰減時間要快得多,而且相對于頻率要均勻得多。

  包絡時間曲線(NM)

  下面的測量在縱軸上顯示聲壓級,橫軸上顯示時間。該圖有時會被歸一化,以便將從揚聲器收到的直接聲音設置為0分貝(dB)和0毫秒(ms)。這張取自FuzzMeasure的圖表,沒有經過標準化處理。

  從這個圖表中,你可以看到來自房間邊界和房間中其他物體的反射的水平和時間。這個測量的目標通常是,反射的水平應該比直達聲至少低10到15dB。

  假設在直達聲后10ms處有一個強烈的反射,即下圖中8ms處最左邊的峰值。為了找到這個聲音在房間里的來源,你需要將時間轉換成距離。聲音的速度是每秒342米(也就是說,從你的揚聲器發出的聲音在一秒鐘內傳播342米)。這相當于大約每千分之一秒0.33米(即每毫秒0.33米)。因此,在10毫秒內,聲音已經傳播了3.35米。然后,你應該環顧你的房間,找出導致反射的邊界或物體。請記住,聲音在到達麥克風位置之前,必須往返于某個邊界。

  一旦你找到了有問題的邊界,你就可以確定這個反射是否有問題,是否應該被處理。有些反射不一定有問題(如遠離反射點的側墻),而且在如何處理反射方面有不同的選擇(可以吸或擴或反射掉)。

  

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  III分析聲學測量結果

  一旦你有了一套聲學測量結果,你就需要對其進行分析,以找出你的房間符合標準的地方和不符合標準的地方。

  Acoustic Frontiers和HdAcoustics已經就這個問題發表了一份白皮書:《立體聲影音室的聲學測量標準》。