小房間低頻嗡聲的現(xiàn)象及解決

低頻嗡聲是在小房間中錄音時經(jīng)常可能遇到的問題，處理不當(dāng)將嚴(yán)重影響語言的音質(zhì)，甚至導(dǎo)致錄音失敗。低頻嗡聲是一種聲染色現(xiàn)象，許多電聲系統(tǒng)及其竄聲傳輸系統(tǒng)都可能出現(xiàn)這一現(xiàn)象，只不過出現(xiàn)染色的頻率不同而已。所謂聲染色系指在信號傳輸過程中，由于某種原因使得聲源中某—頻率得到過分加強(qiáng)，從而改變了聲源特性的一種現(xiàn)象。小型錄室，尤其是體積較小的對白錄音室，這種現(xiàn)象尤為常見。英國廣播公司的研究部門曾對此作過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在播音室或語言錄音室中錄音，經(jīng)常出現(xiàn)聲染色現(xiàn)象。分析表明，出現(xiàn)染色現(xiàn)象的頻率一般分布在100赫一300赫這一范圍內(nèi)。圖3是他們以男聲節(jié)目為素材對61個存在染色現(xiàn)象的語言錄音室進(jìn)行調(diào)查分析的結(jié)果。從圖中曲線可以看出，在語言錄音室內(nèi)，男聲最可能產(chǎn)生聲染色的頻率大約在100赫一175赫范圍內(nèi)，其次在250赫附近；低于80赫或高于300赫則很少出現(xiàn)。聲染色對語音的音色極為不利，必須加以消除。

如前所述，對聲染色現(xiàn)象的解析，幾何聲學(xué)與統(tǒng)計聲學(xué)顯得無能為力的。在這種情況下，只好求助于波動理論了。

封閉空間的波動理論告訴我們，對于小房間，尤其是形狀規(guī)則的小房間而言，在低頻段的簡正頻率簡并化是難以避免的。簡正頻率簡并化的結(jié)果將使相應(yīng)的簡振方式被大大加強(qiáng)。如果我們把房間的簡正方式看作許許多多共鳴器的集合，則某些簡振方式被激烈地激發(fā)，其效果就像某些共鳴器同時被激發(fā)一樣，而這些共鳴器又以同一頻率產(chǎn)生共鳴，因此極大地加強(qiáng)了這一頻率的聲音。為了獲得良好的頻率傳輸特性，要求房間的簡正頻率分布盡可能均勻，避免出現(xiàn)簡正頻率筒并化。如果考慮到人耳的聽覺特性，簡正頻率分布的間隔應(yīng)大于2赫而小于20赫。小于2赫，聽覺難以分辨；其效果相當(dāng)于對應(yīng)的簡正頻率簡并化；大于20赫，由于相應(yīng)頻帶內(nèi)沒有簡正頻率與之對應(yīng)，聲源就不可能激發(fā)這些簡正頻率所對應(yīng)的簡振方式。這種狀況的存在對聲源各頻率的均勻傳輸是不利的。

根據(jù)封閉空間波動理論，要使簡正頻率分布均勻，必須具備兩個基本條件：第一，房間的體積應(yīng)足夠大；第二，房間的體型應(yīng)不規(guī)則或有合適的長、寬、高之間的比例。第一個條件無法滿足，即使將小房間的體型設(shè)計成不規(guī)則型，要想達(dá)到簡正頻率的間隔均在2—20赫之間也是十分困難的。

　　研究表明，消除聲染色的有效而簡便的辦法，是增大房間的平均吸聲系數(shù)及減小出現(xiàn)染色頻率對應(yīng)階簡振方式的能量。在一般情況下，當(dāng)房間的平均吸聲系數(shù)大于0．3時，小房間的聲染色現(xiàn)象不復(fù)存在。事實上，這就是對低頻混響時間加以限制。這一結(jié)果已為英國廣播公司和日本廣播協(xié)會所證實。近年來，我國電影錄音工作者應(yīng)用這一結(jié)果在自己的工作中也成功地解決了聲染色問題。例如，對于體積小于196立方米的房間而言，當(dāng)室內(nèi)的平均吸聲系數(shù)為0．3時，相應(yīng)的混響時間不大于0．3秒。如果房間體積較大，這時混響時間將加長，例如，當(dāng)房間的體積大于500立方米時，混響時間可超過0．5秒。如果出現(xiàn)低頻嗡聲，在找出產(chǎn)生聲染色的頻率后，可用共振吸聲結(jié)構(gòu)加以消除。這是不難理解的。在以前的討論中，由于假定室內(nèi)邊界面是剛性的，因此相應(yīng)于某一簡正頻率的簡振方式不但寬度窄，而且強(qiáng)度大，這就相當(dāng)于簡單振蕩回路中Q值極大值時的情況。增加阻尼，即加大房間的吸收，則可展寬共振峰的寬度而減弱其峰的高度，這就使得有一定寬度的簡振方式相互重疊而覆蓋整個頻率范圍。這就是通過增大房間聲吸收消除聲染色的基本依據(jù)。

　　至于聲源與傳聲器的位置對出現(xiàn)聲染色的影響，應(yīng)從簡振方式激發(fā)的程度和其聲壓分布進(jìn)行考慮，它們并不可能改變房間的原有特性。從理論上講，簡振方式被激發(fā)的狀態(tài)與激勵源的位置有關(guān)。在低頻段，由于簡振方式的數(shù)量較少，聲源位置的影響相應(yīng)加大。在一般情況下，當(dāng)聲源處于簡振方式的聲壓腹點時，該簡正方式就容易被激發(fā)，相反，如果將聲源置于簡振方式的聲壓節(jié)點，則就較難以激發(fā)。處在“墻角”處的聲源具有最好的激發(fā)條件就是這個道理。所謂“墻角”指的是距室內(nèi)三個邊界面交點1/4波長范圍內(nèi)。同理，在出現(xiàn)聲染色時，接收點則應(yīng)盡可能避開染色頻率對應(yīng)的簡振方式的腹點。如果將聲源置于所考慮的最高頻率對應(yīng)的波長的1/4距離內(nèi)的“墻角”上，則可強(qiáng)烈地激發(fā)所考慮的全部簡振方式。事實上，在實際錄音時不可能出現(xiàn)這種情況。一種已被實踐證明的較好位置是矩形平面對角線的1/3處；如果出現(xiàn)聲染色，適當(dāng)?shù)馗淖兟曉春徒邮拯c的位置，亦即改變房間簡振方式的激發(fā)狀態(tài)或簡振方式的聲壓值，可望減小染色頻率的強(qiáng)度。