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音說說超低音 ( 第二篇 )_________________________________________________吳榮宗 主筆
後方( 超出 180° )，其頻率會散漫在其中。
而這些充斥頻域的高低將依製造商所設計出來喇叭的的容積、寬深度、單體特性而定！前些篇我們有
提過的，現今沒有那麼大支的喇叭單體可以單獨得到超大能量，因此就須組合起，那麼光在堆砌這些
箱子時，其電氣聲學物理規矩就有無數的結論，以單純的一項就是那要擺放喇叭位置的結構或接觸面，
它必須是扎實的沒反彈性的，接觸面可以標準的提供不變形的堆疊與排列。
然後安全要求很高，組合同型的喇叭來產生大能量的過程裡，我們就要注意這些箱子彼此間的呎吋、
角度，有的使用方式為求含蓋面大，會把超低音的排列呈有角度或是有間隔與彎曲狀，這樣並不會
得到很好的加分結果，但也並不是不可行，只是我們要清楚的是箱子間的角度會影響輸出波瓣的多寡，
深或淺，即使你得到較寬的含蓋面，卻也讓音場得到類似五花辮的低頻含蓋大大提升。
什麼是五花辮？我們看一下圖例以及下面的一些計算式子:
式子來源:英國 MARTIN-AUDIO 喇叭課程內容。
Main coverage angle = 2 x arcsin ( 0.61 x λ / N x d )
這個 Main coverage angle 就是從喇叭軸心算起在其左右兩邊的含蓋角度角度。
0.61 的導入值是喇叭單體在音箱與音箱間，任一頻率角度的負值。
arc sin = 箱子與箱子間的彎角距。
λ = 音速 / 頻率的值。
N = 低音喇叭的數量。
d = 任兩支喇叭單體軸心間的距離。
圖示 A，是一組低音喇叭所散發出來的低頻能量，各位先別管什麼頻率，左邊它是一個常使用的
組態，四支低音喇叭組合，水平或垂直各位就依上圖例來瞭解，此圖例則是在告訴我們，當少量的
低音採用垂直或是水平的排列組合，它除了產生有效的指向能量外，在其軸心垂直水平向後
180°( 左90° & 右90° )，同樣的也會有泛音的能量產生，那麼這些繞射泛頻裡某一些頻點可能會
因為現場是室內的建築，舞台上樂器或直接音產生的，或PA喇叭低音反射所產生的任一頻點，
就有可能將這某一頻點給予共振出來，造成低頻迴授的潛在因素，當然它們也是可以掌握的。右方
則是大型的低音陣列組合，高優沃的指向能量產生，大大消弭掉180° 後的能量，但也不見得乾淨
就是加分的，這會使用舞台上的低頻氣氛不足，另外我們要清楚的是這圖例僅是一個單一頻率，
如果它是一個 20 ~ 160 Hz 噪音產生器時，那圖形就不會像圖例那麼好看，因為每一個頻率的波長
都不一樣，組合在一起就有不同的波辮，因此清楚一點，就是以上面的式子去求任一頻率，喇叭
數量愈多，調整的角度愈少，那麼所求出來的角度響值就愈小。
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圖 B
是一般場子喇叭的擺設的正視略圖。
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問到有關超低音喇叭抵消 ( Subwoofer Cancellation ) 的
問題，尤其特別的是在外場的應用上。
有時歸咎一個特定超低頻域點無法抑制其共振的問題，
使操作人員受到責難，在某些聽眾區表現的不是很好。
這強調出問題是堆垛位於在舞台的每一個側面的超低音
喇叭之間的相互作用。只要我們有讓揚聲器位於在舞台的
兩個側邊，假設它們是放送著相同的訊號時，在它們之間
就永遠是會有干擾的問題。在上面文章的說明主要就是
訴諸一個事情，當一堆喇叭組合起來時，那些箱子與箱子
之間的距離數據就會讓低頻音場有所影響。我們再看這個
圖例：
圖 B 是一般場子喇叭的擺設的正視略圖。
圖 C 是俯視圖，超低音喇叭發出 100 Hz 的能量散佈圖，
音箱彼此之間是很理想緊密堆疊。在黃色區域一直到淡藍
之間的距離，大約是 147 dB ~117 dB 的差別，你可以看出
這 100 Hz 的低音散佈圖沒有花瓣出現，因此當聆聽者身在
其中時，取其任一角落都會得到很勻稱的聆聽品質。
不過你發現到如果把這散佈圖的圓軸畫出，
180° 依然擁有 apron of room colouration。
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圖 C是低頻能量散佈略圖 ( in 100 Hz )
彩色圖片資料來自於 Joe Brusi 先生的資料 www.brusi.com，喇叭是我補充畫上去說明的。
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那就會有下面圖例的聆聽現象，就如同在插圖 D上所看見的那樣，當聆聽者對兩方的距離是相同時，
從那兩方所發出的聲音就同時到達聆聽者。如果聆聽者是接近到一邊並與另一邊距離較遠，則近的一邊
的聲音就比遠的聲音先到達聆聽者。這就是時間到達的差異所產生出的類似
梳形濾波效應 ( Comb Filtering Effects )。
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圖 D - 1
圖 D - 2
圖 D - 3
相對的他也聽到右邊的那個頻率，唯不同之
處是因距離的關係而有時間差的問題出現。
圖示 D – 2 這樣的現像有如一只發音體置於
單面牆的位置，在現場各位如有面對到類似
的音場環境，就應該儘量克服避免這樣的
放置低音喇叭。
圖示 D – 3 裡面的小a 就是聆聽若處於兩
堆埵物的中央，那得到的音壓將是倍增的！
不幸的是聆聽者若是恰巧處於倍時間差的
位置，那剛好是任一頻率的抵消點。
________________________________________圖 D - 4
圖 D-4 是一個梳形濾波效應 ( Comb Filtering Effects ) 的解釋圖，波辮間凹陷的谷辮就是時間差所
造成的。在時間到達的差別上導引致兩個訊號之間的相位差在180度時，就處於所在的頻率狀態下
就發生出現了絕對抵消，但是實際的現場應用不會是論點上那樣，因為真正現場喇叭所放射出來是
音樂電平。它的內容有樂器變化的升降滑音、有立體模式的效果聲頻等等，那這梳形濾波的可聆聽
值就是這些隨時間、頻率改變、發音點等去作用。
就這些最低的影響值而言，對於那些瞬息萬變的頻率，若非恆頻恆源，現場可聽到的聲音能量還是
大於這些折損的能量，即使其內容包含了這些潛在的梳形效應現象。
很多人以為使用圖形等化器或參數調整就能消弭這個效應，其實並不能修正由梳形濾波所造成的
問題，這是因為在這些凹陷抵消的最下方位置是一個完全的能量抵消。影響這個絕對值是當兩個
訊號電平值是比另一個大很多時，那麼影響的效果將是會減少並不是解除，所以用什麼 EQ 去調整
如何如何是不會消除梳形濾波效應的，我們再進一步解釋，假如有一個音樂訊號發出在左右主喇叭
上，聆聽者位於中央點，那麼這位聆聽者是標準點，不過前方左右兩點的喇叭位置有無偏差？
這樣的位置精準就是梳形濾波效應影響值產生的大小，有人會說，那麼某一邊的音量大些時，
梳形濾波效應也會隨著減少，或者是我們簡單的透過延遲設備來調整某一邊的時間補償到達同步，
梳形濾波效應就會被排除掉，實際上若是只針對前一位聆聽者的位置消弭，那是可行的，不過就
中心線位置以外的，都還有其它的聆聽者，嚴格講，每一位聽眾在現場所在的位置就是一個不同的
時間差，對於某些頻點也就會有不同梳形濾波效應定義值。他們之間是有不同的延遲，這意思是對
每一位聆聽者位置來延遲一個喇叭堆垛點或懸吊點，只不過改變了聆聽者這個 Sweet Spot
( 最佳聆聽位置 )，但在其它的地方還是一樣的問題存在。
沒錯，對於頻率而言，在一個演出現場，能量折損這個問題是一直存在的，我們可以發現物理現象，
即一個立體的音相，就是時間上的變換，效果器之類的美化，不就是時間相位的技巧嗎？
那麼這樣子實際在聆聽上，也並沒有非常的嚴重不可聽，反而利用其不同的時間來形成應用。
在現場所架設的聲音系統，因為這些音樂電平的變動，在任一點位置就會有不同的頻率凹陷，
或寬或窄，各頻率不同。以主喇叭來說，左右聲道的音樂電平散發出來的頻率，並不是像那恆頻率
一個個的遍佈在不同的這些抵消區域，然後排列這些凹陷供你觀看分析圖表，那些音樂頻率發生此
效應是非常小的，又左耳和右耳並不會在當下參與分享到這些效應點，左右耳對發音點與距離所
產生的效應，所聽到時在腦中樞辨別也有時間差的，也因此抵消的現象，聆聽上並不像數據上所
感受到的不足。以恆源恆頻而言，也許某一位聆聽者的位置剛巧是凹陷，另一個聆聽位置也許是
優沃的能量。
問題來了，就超低音喇叭，在低頻音域裡，一個梳形濾波效應情況就變成是一個問題。從上述所
提供的式子就可以瞭解頻率愈低，波長就愈寬，可被辨別出來的。
我們算一下 80Hz 的波長，波長 = 音速* / 頻率
80 Hz 的波長大約是 4 公尺，這範圍是龐大的，有凹陷的位置方向自然就是寬的廣大的，聆聽者
變換到可聆聽點的距離變大了，所以折損就容易被聆聽出來，這是因為超低音喇叭幾乎是全指向的
散佈在現場的。以 120 Hz 來說，在這個兩邊超低音喇叭的覆蓋內，整個聽眾區，無論是什麼類型
的，直接正面輻射式的、曲式號角型反射式的 ( folded horn )，或者廠牌的各種類型的超低音喇叭，
都無濟於事的無可避免的都會遭受到干擾的影響。
結果就是所謂的 Power Alley，你可以說成是低頻能量凹陷，或是直接唸這英文即可，請看圖例，
這就是現場所謂五花瓣的能量分佈意示：
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___________圖 E。 彩色圖片資料來自於 Joe Brusi 先生的資料 www.brusi.com，喇叭是我補充畫上去說明的。圖 E 就是兩聲道的組合後所產生的頻率抵消的分析圖，利用電子聲學模擬來顯露這個現象。
各位若是瞭解EASE軟體，這些現場模擬能量折損資料，自然就很容易建立出來了，在此也很感謝網路上
Joe Brusi 先生 的貼圖資料，讓我有現成的圖檔解釋，因為一般的EASE擬算只到100 Hz頻段，Joe Brusi的
EASE是有Speaker Base LAB能力，解說圖例有擬算到100Hz以下，藉由他的圖例來說明凹陷的內容，
可以讓我們更清楚現場低音含蓋發生什麼事。
上圖 C 第一個覆蓋的圖表對應到 100 Hz。我們僅打開一邊的超低音喇叭，圖E則是兩邊低音喇叭
打開時在 100 Hz 恆頻恆源的 Power Alley 情形，有五個花瓣狀，這些就是模擬下，最大音壓位置
( 紅色區 )，以及折損漸層的位置 ( 水藍色 )，意思即是我們若是位於水藍色的位置聆聽現場，
那麼 100 Hz 將不會是理想的能量表現。
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能量，其實並不是這樣的，當兩邊的低音喇叭打開後所產生的倍能或折損凹陷等現像，只有在兩低音
喇叭的中央位置才是理想的聆聽區。
這就是先前我們提到的，不同的頻率有不同的 Power Alley，而且模擬的圖示都還是開擴地，若是一個
室內的場地，把那二次反射的數據也寫進來，那將會是讓人頭痛的數學問題！
從圖 E 、F、G 的解釋，我們可以整理出頻率愈高時，Power Alley 的花瓣愈多，這形成的折損狹道也
比較窄。自然地，愈是低的頻點，雖說是無指向，然而沒有處理好擺設位置，或是空間反射的因素沒有
考慮進去，當表達音樂節目的過程時，人們將會聽出低頻泛音不足感，即便他們不會使用專業名詞來
訴說。
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針對於每一個頻率，我們都可擁有如花瓣般的能量頻譜表，我們將它疊在一起時，各位可以去想像這個
Power Alley 的位置，這些模擬圖是以恆頻恆源計算出來的，大家再想像音樂電平在行進時，
這些 Power Alley 的寬窄位置是活的，是會變動的，還有，Alley 的寬廣度取決於這些超低音喇叭擺設的
間距，哪些間距？
任一位置多數量的低音喇叭箱彼此的間距，
左右兩邊超低音喇叭彼此之間的間距，
以上的間距條件就會去影響改變這個 Alley 的狹窄值。
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