前文中我們介紹了什么是房間駐波,以及它會(huì)對(duì)音質(zhì)產(chǎn)生哪些影響。
點(diǎn)擊回顧▼什么是駐波?對(duì)音質(zhì)會(huì)有什么影響?
本文將帶大家了解如何從理論上得到房間的駐波頻率,并理解這些頻率及其分布,從而更好地優(yōu)化房間的聲學(xué)效果。
駐波是房間簡(jiǎn)正模式的一種表現(xiàn)形式,房間簡(jiǎn)正模式(Room Normal Modes)是指房間內(nèi)聲場(chǎng)的固有振動(dòng)模式。每個(gè)簡(jiǎn)正模式對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的頻率,稱為簡(jiǎn)正頻率。簡(jiǎn)正模式的物理意義是,每個(gè)簡(jiǎn)正模式代表一個(gè)駐波模式,而每個(gè)簡(jiǎn)正模式的簡(jiǎn)正頻率就是房間的共振頻率。
對(duì)任何沒(méi)有聲學(xué)處理過(guò)的房間來(lái)說(shuō),房間尺寸就是駐波產(chǎn)生的決定因素。當(dāng)房間尺寸與低頻部分波長(zhǎng)相近或與低頻部分波長(zhǎng)呈簡(jiǎn)單倍數(shù)關(guān)系時(shí),房間就會(huì)產(chǎn)生駐波現(xiàn)象,即導(dǎo)致共振現(xiàn)象。
01 計(jì)算公式
房間駐波頻率(簡(jiǎn)正頻率)可以通過(guò)以下公式計(jì)算:
其中:c為聲速;Lx、Ly、Lz分別為房間的長(zhǎng)、寬、高,單位為m;nx、ny、nz分別為0~∞任意正整數(shù)(不包括nx=ny=nz=0)。
矩形房間的簡(jiǎn)正模式可以分為三種類型:軸向模式——指?jìng)鞑シ较蚱叫杏诰匦畏块g任一軸線(1維)的駐波模式,即為(nx,0,0)、(0,ny,0)和(0,0,nz)。切向模式——指?jìng)鞑シ较蚱叫杏诰匦畏块g任一面(2維)的駐波模式,即為(nx,ny,0)、(nx,0,nz)和(0,ny,nz)。斜向模式——指?jìng)鞑シ较驗(yàn)橐恍泵妫?維)的駐波模式,即為(nx、ny、nz)。矩形房間中的共振圖示
在房間簡(jiǎn)正模式中,由于切向模式和斜向模式的傳播路程較長(zhǎng),其幅度往往因反射次數(shù)較多(多次界面聲吸收) 而變得較小。因此一般來(lái)說(shuō),軸向波最強(qiáng),切向波次之,斜向波最弱。
我們以房間尺寸為長(zhǎng)4.45米,寬2.98米,高2.5米來(lái)計(jì)算舉例,則該房間的軸向模式基頻(駐波)如下:注:駐波不僅在基頻處出現(xiàn),還會(huì)在倍頻處出現(xiàn)。例如,38.5Hz的駐波也會(huì)在77Hz、154Hz等倍頻處出現(xiàn)。
02 計(jì)算工具
DT Acoustic小程序聲學(xué)工具箱內(nèi)置房間共振頻率計(jì)算,輸入當(dāng)前房間的空間尺寸、室內(nèi)溫度,即可自動(dòng)計(jì)算出該房間的共振頻率。如下圖所示: