多个低音炮能代替低频陷阱吗？低音炮摆哪里最合适？

来源：家庭影院网时间：2026-04-25 阅读：次

把低音炮调好，影院就成功一大半了。这是发烧友们花了无数时间和金钱总结出来的。高频不理想可以布置吸声、扩散模块解决，或者使用功放自动校正，但是超低频这一块，很难搞定。

那么低音炮调不好，会有什么后果呢?

本来应该地动山摇、拳拳到肉、来去如风的低频，变得连绵不绝、拖泥带水……影片该有强烈打击力的地方却很平淡，大动态场景低音轰轰作响(bass booms)，听起来很奇怪，搞得人头晕脑胀，甚至想赶快逃离影音室，这电影还怎么看……

当然这不仅仅是低音炮的问题，主要还是“房间共振”这个罪魁祸首，而且让人头疼的是，只要是影音室，就一定会有驻波，更可气的是你还干不掉它，惹不起躲得起，只能想办法尽量避开，或者尽量不要惹毛它。

到底什么是驻波?

一般来说，驻波(room mode)是因为声波在密闭的室内的对立面间反射(对立面指相对立的两堵墙，包括左右、前后以及天花板与地板)多次反射后出现的一种既无法消散又无法停止震动的驻留声波，当驻波所造成的能量增益过强时，不仅会让人不舒服，同时还会盖掉其它声音细节。

也就是说某些频率的声音刚好波长等于房间尺寸或者是整数倍时候，就可能会激发强烈的共振，而这种波长只可能发生在低频部分。

具体的就不展开说了，可以参科普帖子：《什么是驻波?EQ?家庭影院驻波的产生机理及应对方法》。

或许多炮配合声场管理，是个不错的甚至可以说高性价比的解决方案。

下文来自Floyd Toole博士：

这些年来，音响发烧友和专业人士试过各种招数来对付这些房间共振，比如调整房间尺寸、改变系统布局等等，但最后靠谱的，通常也是唯一实用的解决办法就是低频吸收器(low-frequency absorbers)，现在大家更熟悉的叫法是"低音陷阱"(bass traps)。

这些玩意儿很大，而且得覆盖房间内部相当大一部分面积才有效。

它们通过从声场中吸走能量来抑制共振，减少相长干涉(constructive interference)的峰值，减少相消干涉(destructive inteference)的谷值，这样就能在一定程度上让频率响应更平滑，还能抑制时域上那些不良的振铃效应(ringing)。

在专业环境里，这些都是标配了。但在家里，情况就没那么简单了。HiFi发烧友对这些大陷阱接受程度很高，甚至觉得很酷，哥们儿这是专业的。

但是大部分人的接受程度明显不高，而且也不一定有那么大的房间放这些东西。为了效果最好，这些大家伙需要放在特定位置来应对有问题的房间模态，而这些位置可能正好挡着门、窗户、壁炉或者任何其他东西，所以这里面有很实际的考量因素。

寻找解决低音问题的实用方案

我讲讲我跟低频问题较劲的故事。你会发现，当涉及到自己的音响系统和房子时，这事儿就变得很个人化了。那句老话说得好："需求是发明之母"，这也是很多研究的源头。

我在新家里遇到了一个低音轰鸣让人完全受不了的房间。常规解决方案是安装低频吸收器，但分析情况后发现，要减弱这些讨厌的共振，需要不少低频陷阱，而且因为房间已经建好了，不可能像新建筑那样把它们直接融入结构中。我和妻子都喜欢艺术、绘画和雕塑，所以视觉美观对我们很重要。我们还有很棒的全景视野，而一些吸收器最合理的位置偏偏有落地窗。这方案行不通啊。

多低音炮已被证明是低频低音陷阱的替代方案

我把这当成了一个挑战，找一个更好的解决方案。我做了分析，找到了出现问题的模态，应该可以通过合理摆放低音炮解决掉。这在我书里的图13.22中有展示(见下文)，包括处理前后的稳态频率响应和瀑布图。通过把同相的低音炮放在问题模态的相反极性波瓣处，它们基本上就被抵消了。只留下了一个窄窄的干涉谷值，"轰鸣"声没了，留下了非常紧凑的低音效果(tight bass)。注意看(e)中，瀑布图显示有两个很接近的模态(宽度和长度)，从(a)中可以明显看出，其中一个从T=0开始就衰减得很快，另一个在衰减得稍慢之前先被减弱了10多分贝。瀑布图的频率分辨率是25赫兹，时间分辨率是40毫秒，这样就能看到衰减过程。不过，测量的最低频率也是25赫兹，再加上低频背景噪声，意味着图中极低频的信息不太准。说到20赫兹低音的"瞬态"概念，最好是喝几杯你喜欢的酒再来讨论吧。记住，叠加在这些衰减上的还有乐器本身的衰减特性。鼓和贝斯吉他的声音本身就有明显的持续时间和ringing。不过，真正重要的信息在(b)中，它显示当两个低音炮都工作时，问题模态消失了。

我对结果既满意又自豪，因为"发现"了一种替代方案。这些数据在1990年AES第八届国际会议上以“Loudspeakers and Rooms for Stereophonic Sound Reproduction”(论文编号8-011)为题发表了。据我所知，这是有人首次用多个低音炮来减弱房间模态。

图13.22：Floyd Toole家庭房间低音炮定位及相应测量

但问题来了，模态真的被消除了吗?是的，但仅限于音响系统运行时，而且仅对它发出的声音有效。关掉系统，拿起贝斯吉他，那些讨厌的模态又回来了。所以，如果房间是用来表演的，不管是娱乐还是录音，这种电声模态抵消就没什么用了。还是买些低音陷阱吧。

在我另一个听音室里，我遇到了类似问题，但这个就好解决多了。这是个7770立方英尺的大房间，最高的地方有32英尺——我专门听"古典"音乐的房间，设计成立体声音场(stereo sound stage)的声学扩散延伸。这是我能负担得起的最大"音乐厅"了:) 它的空间感(spatial involvement)非常棒，是单靠两个扬声器在普通房间无法实现的。在仅有的两个大平行面之间有个42赫兹的大共振。跟前面一样，我们那些从地板到天花板的大落地窗，加上我对听感的执念，让我又开始考虑低频吸收器的替代方案。这种情况在我书里的图13.20中有描述(见下文)，我在那里展示了我所谓的"位置均衡"——找个座位，让耳朵不会太受那些有问题的驻波影响。当声音听着对了，频率响应和瀑布图也看着对了。"轰鸣"声没了。注意，最佳座位不是在四分之一波长的零点位置——那里低音听着明显不够。

图13.20 客厅/听音室的频率和瀑布图

低频房间共振表现为最小相位系统，适当匹配的参数均衡器(PEQ)能修复幅度和时域问题

这是个完全被动的解决方案(passive solution)——没做任何改装，只是我的椅子最后得放在离后墙5英尺的奇怪位置。我忍了一阵子，但当我开始在地毯上看到因为听音时拖动椅子留下的痕迹，我就觉得得找个更好的解决办法了。细心的读者会发现，我本可以移动扬声器而不是移动自己，但在这个听音室里两个低音炮不能随便动。

所以，我把椅子放回原位，在系统里加了个参数均衡器(parametric equalizer)，匹配共振的中心频率和Q值，然后把它调低。当声音听着对了，测出来的稳态房间频响曲线，和不加均衡器EQ单纯换椅子位置得到的曲线非常像，低音轰鸣也自然消失。在跟我的发烧友朋友做的多次A/B对比中，两种解决方案听起来的相似程度真的很惊人。

大家都惊讶于只需轻轻一拨EQ开关，底鼓的声音如何从松散的"咚"变成了紧凑的"砰"。我在书中的图13.21里展示了这些测量结果(见下文)。低频房间共振表现为最小相位系统(minimum-phase systems)，适当匹配的参数均衡能同时修复幅度和时域问题。现成的自动"房间均衡"或"房间校正"程序可能做不到这点。很多都做不到。

图13.21 位置均衡 vs 电子均衡

但模态消除了吗?是的，但同样，仅限于音响系统运行时，而且仅对它发出的声音有效。这跟模态抵消系统一样，但这次效果主要在主聆听位置和我两边的座位上最好。房间里其他位置就只能凑合了。

不过对我这种基本上都是一个人听的人来说，这是个完全有效的解决方案。实际上，因为低音炮发出的信号减弱了14分贝，它不用work hard，不用太大的功放功率就能达到，系统就能发出更大的声音，同时由于频响曲线平直，听感也有很大提升。

科学而不是玄学

我认为在小房间里，低音炮频率范围内其实只有少数几种模态——也许能有个更通用的解决方案，让多个听众都受益。在我聘请Todd Welti后，借助他的Matlab专长，我们有了探索这个问题的手段。没多久他就提出了第一个多低音炮解决方案(2002年AES预印本5602)。在研究了多达5000个低音炮(也就是"声学壁纸"，acoustic wallpaper)的可能性后，发现实际上最多只需要四个低音炮，甚至两个在简单的矩形房间里也能有不错的效果——但仅限于房间中间的座位，如图13.17。

这和很多人想的不一样：更多低音炮不是"填补"空洞或搅乱声场。这知识单纯的操控房间模态，抑制某些模态并激励其他模态。通过把房间里活跃的模态减少到二阶的长度、宽度和切向模态(length, width and tangential modes)，波谷/零点(nulls)都在距离墙壁25%的位置(图中虚线)，而且有些区域相对没有这些问题。低音炮必须相同，用同样的低频信号驱动，且放在特定位置。图中展示了三种最有效的布置方式。一般来说，四角方案往往是首选。其他布置也行，但效率都较低——详见我的书或Welti的论文。最佳聆听位置在房间中心区域，但因为很少有房间从墙体结构上看是完全对称的(想想门、窗、壁炉等)，所以会有变化。建议现场测量和均衡，但情况已经比原来简单多了。

图13.17 矩形房间低音炮布局选项

声场管理(Sound Field Management)

但简单的矩形房间并不是随处可见的。我们需要更大的灵活性，而且，我的新听音室不是个简单的矩形，我又不想用低音陷阱把它塞满。这又是一个(个人)需求催生发明的例子。我那两个很有才华的员工Todd Welti和Allan Devantier开始研究，提出了我们称为声场管理(SFM)的方案(Welti and Devantier, J. Audio Eng. Soc., vol. 54, 2006)。这复杂得多，涉及从每个低音炮位置到每个指定座位位置的传递函数测量。然后一个优化算法处理这些数据，提出传送到每个(通常是四个)低音炮的信号所需的信号处理需求。它会指定幅度(gain)、延迟(delay)和一个参数滤波器(parametric filter)。目标是最小化指定座位之间的低音变化(bass variations)，这样每个座位的人都会听到均衡的声音，而不单单是照顾某一个座位的一个人。

效果真的很棒。我的房间(见图13.18)没有低音轰鸣。底鼓声"紧凑"，而且对所有五个座位都有效，其中一些座位位于"非常规"位置——这是个媒体/家庭房间，不是专业影院，但配了10英尺屏幕和七个一样的扬声器，效果相当不错。下面是个总结性图表，强调了这么个事实：虽然低音炮传递的功率较少，但在房间里实现了平均约10分贝更高的声级。有些低音炮其实在"偷懒"，输出功率相对更低。正常情况下，把音量提高10分贝需要10倍的功率。低音炮可以灵活放置，虽然有些位置更好，而且它们不必完全相同。这真正实现了房间模态控制，消除了破坏性抵消，为更多的听众带来了更好的低音。

图13.18 使用SFM优化的多座位测量(这些曲线中没有用全局均衡)

房间模态消除了吗?是的，但仅限于音频系统运行时，而且仅对它发出的声音有效。不过，多个座位的EQ已经实现，而且座位之间的低音差别很低——放段底鼓和贝斯吉他的循环，在房间里走走看。低音响应紧凑且非常一致，正常的"房间感"消失了。

低音陷阱能带来同样好的结果吗?当然，它们会大大改善低音响应。只是房间看起来会完全不一样。如果低音陷阱的体积大小和视觉影响不是问题，它们是有效的。这是有着几十年经验支持的直接物理原理。如果你在建录音棚或表演空间，它们是唯一的解决方案。但对于普通的听音室，现在我们有了一些替代方案。低频吸收总是好的，如果能合理利用起来，那就用呗!

结论

总结一下，我们有几种方法可以改善小房间的低音。根据你的品味、预算和物理条件，这些选项中的任何一个或组合都可能有帮助。