低频嗡声是在小房间中录音时经常可能遇到的问题,处理不当将严重影响语言的音质,甚至导致录音失败。低频嗡声是一种声染色现象,许多电声系统及其窜声传输系统都可能出现这一现象,只不过出现染色的频率不同而已。所谓声染色系指在信号传输过程中,由于某种原因使得声源中某—频率得到过分加强,从而改变了声源特性的一种现象。小型录室,尤其是体积较小的对白录音室,这种现象尤为常见。英国广播公司的研究部门曾对此作过调查,发现在播音室或语言录音室中录音,经常出现声染色现象。分析表明,出现染色现象的频率一般分布在100赫一300赫这一范围内。图3是他们以男声节目为素材对61个存在染色现象的语言录音室进行调查分析的结果。从图中曲线可以看出,在语言录音室内,男声最可能产生声染色的频率大约在100赫一175赫范围内,其次在250赫附近;低于80赫或高于300赫则很少出现。声染色对语音的音色极为不利,必须加以消除。

如前所述,对声染色现象的解析,几何声学与统计声学显得无能为力的。在这种情况下,只好求助于波动理论了。 https://www.hdav.com.cn/play-hometheater/4430.html

封闭空间的波动理论告诉我们,对于小房间,尤其是形状规则的小房间而言,在低频段的简正频率简并化是难以避免的。简正频率简并化的结果将使相应的简振方式被大大加强。如果我们把房间的简正方式看作许许多多共鸣器的集合,则某些简振方式被激烈地激发,其效果就像某些共鸣器同时被激发一样,而这些共鸣器又以同一频率产生共鸣,因此极大地加强了这一频率的声音。为了获得良好的频率传输特性,要求房间的简正频率分布尽可能均匀,避免出现简正频率筒并化。如果考虑到人耳的听觉特性,简正频率分布的间隔应大于2赫而小于20赫。小于2赫,听觉难以分辨;其效果相当于对应的简正频率简并化;大于20赫,由于相应频带内没有简正频率与之对应,声源就不可能激发这些简正频率所对应的简振方式。这种状况的存在对声源各频率的均匀传输是不利的。

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根据封闭空间波动理论,要使简正频率分布均匀,必须具备两个基本条件:第一,房间的体积应足够大;第二,房间的体型应不规则或有合适的长、宽、高之间的比例。第一个条件无法满足,即使将小房间的体型设计成不规则型,要想达到简正频率的间隔均在2—20赫之间也是十分困难的。

  研究表明,消除声染色的有效而简便的办法,是增大房间的平均吸声系数及减小出现染色频率对应阶简振方式的能量。在一般情况下,当房间的平均吸声系数大于0.3时,小房间的声染色现象不复存在。事实上,这就是对低频混响时间加以限制。这一结果已为英国广播公司和日本广播协会所证实。近年来,我国电影录音工作者应用这一结果在自己的工作中也成功地解决了声染色问题。例如,对于体积小于196立方米的房间而言,当室内的平均吸声系数为0.3时,相应的混响时间不大于0.3秒。如果房间体积较大,这时混响时间将加长,例如,当房间的体积大于500立方米时,混响时间可超过0.5秒。如果出现低频嗡声,在找出产生声染色的频率后,可用共振吸声结构加以消除。这是不难理解的。在以前的讨论中,由于假定室内边界面是刚性的,因此相应于某一简正频率的简振方式不但宽度窄,而且强度大,这就相当于简单振荡回路中Q值极大值时的情况。增加阻尼,即加大房间的吸收,则可展宽共振峰的宽度而减弱其峰的高度,这就使得有一定宽度的简振方式相互重叠而覆盖整个频率范围。这就是通过增大房间声吸收消除声染色的基本依据。

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  至于声源与传声器的位置对出现声染色的影响,应从简振方式激发的程度和其声压分布进行考虑,它们并不可能改变房间的原有特性。从理论上讲,简振方式被激发的状态与激励源的位置有关。在低频段,由于简振方式的数量较少,声源位置的影响相应加大。在一般情况下,当声源处于简振方式的声压腹点时,该简正方式就容易被激发,相反,如果将声源置于简振方式的声压节点,则就较难以激发。处在“墙角”处的声源具有最好的激发条件就是这个道理。所谓“墙角”指的是距室内三个边界面交点1/4波长范围内。同理,在出现声染色时,接收点则应尽可能避开染色频率对应的简振方式的腹点。如果将声源置于所考虑的最高频率对应的波长的1/4距离内的“墙角”上,则可强烈地激发所考虑的全部简振方式。事实上,在实际录音时不可能出现这种情况。一种已被实践证明的较好位置是矩形平面对角线的1/3处;如果出现声染色,适当地改变声源和接收点的位置,亦即改变房间简振方式的激发状态或简振方式的声压值,可望减小染色频率的强度。