spk什么意思 “给房间做均衡”的真正含义是什么？

我要平衡这个房间。我们经常听到这种说法，但几乎从来不去想这句话的字面意思。我们都知道这句话其实是说调整均衡器，让房间里的声音听起来符合你的口味。可以用高科技设备，或者一些黑暗魔法，或者干脆把声音调到“声音合适”。

但话说回来，我们真的，真的是“平衡房间”吗？我们到底在干什么？其实在这个问题上有很多不同的看法和分歧，但大家都同意，无论你怎么调整均衡器，都无法调整整个房间的结构。

但是可以调整音响系统的频率响应。但是，一个房间不可能适合所有的系统设置，这也是一个争论点:这不仅是语言学上不同含义的问题，而且对音响系统的调整有着特别关键的实际影响。

均衡器是如何“平衡”的？

让我们假设我们的扩声系统具有平坦(或其他理想)的自由场频率响应。也就是说，系统本身不需要进一步的均衡处理。通常有三个原因导致频率响应改变或变得“不平衡”。

首先是说话人之间的互动。当扬声器从一个变成两个，从而成为“扬声器组合”时，频率响应几乎处处都会发生变化。无论厂家怎么炒作，这都是任何音箱和音箱线阵列之间的现实问题。

两种频率响应的组合会导致不同位置频率响应的不同变化，这取决于相对到达时间和两个说话人之间的相对电平差。随着发言人数的增加，回应的变化也会成比例地增加。

第二是音箱与房间的互动。这一类别通常被称为耦合声、反射声或反射声。这种机制类似于刚才提到的扬声器之间的影响，这取决于相对到达时间和直接声音与反射声音之间的电平差。

刚才提到的两个是多个声源(扬声器之间、扬声器与反射声之间)相互作用的结果。所以这些问题的解决也与多个声源的影响密切相关。

第三是温度、湿度、吸声指数等动态条件的影响。但是相对于刚才提到的两个原因，这个原因造成的后果是很小的，所以在后面的文章中就不讨论这一点了。

用均衡器可以解决刚才提到的这些问题吗？答案当然是“有”。通过使用均衡器，可以有效地降低上述问题的严重性，并且可以在恢复原始理想频率响应方面取得实质性进展。

毕竟，如果均衡器没用，我们就不会在过去的35年里把它安装在我们的机架上。但在实际意义上，均衡器只有与其他技术结合使用，如合理的建筑声学装饰、准确合理的扬声器摆放、合理的延时和电平设置等，才能充分发挥均衡频响的作用。

那么，扬声器和房间的交互可以通过均衡调整到什么程度呢？这个问题争论了15年。特别是，一些声学测量系统的倡导者已经开始努力解决这些问题。

我们做的是在音响系统上使用均衡器，包括其他效果器，从而优化房间的声音。那么，为什么会在这一点上产生争议呢？这要追溯到均衡器和分析器的历史关系。接下来我们拿个时光机，看看那一年发生了什么。

早期分析仪

很久以前(20世纪70年代)，音响系统的校准系统是围绕一种叫做RTA的原始设备及其配套解决方案设备——图形均衡器开发的。

分析仪将以1/3倍频程的分辨率显示振幅的变化，以便不断调整均衡器，直到产生足够平坦的频率响应。

图示均衡器的使用也非常简单，几乎没有技术门槛，只要旋转按钮，直到RTA上的所有发光二极管都在一条水平线上。太简单了，猴子都能做到。

虽然这些工具在当时是行业基准，但它们仍然有很大的局限性。然而，这些限制可能会导致对扬声器和扬声器之间以及扬声器和房间之间的交互的严重误解，从而导致可选的调整方法越来越少。

造成这些限制的部分原因是RTA缺乏系统频率响应的时间信息。此外，没有关于系统相位和麦克风能量到达顺序的信息。

RTA无法区分直达声和混响声，无法显示响应变化是由扬声器之间还是扬声器与房间之间的相互作用引起的。因此，RTA在关键扬声器定位、延迟设置甚至建筑声音处理方面都无法提供任何帮助。

其次，RTA不能解释麦克风响应和进入扬声器的信号之间的关系。RTA可以报告麦克风的声能状态，但没有关于峰值响应和谷值的原因的参考。

这些波峰和波谷可能是早期的室内反射声或扬声器之间的相互作用造成的，可以对均衡器做出积极的响应。然而，这些响应的不规则性可能来自后期反射、升降机的噪音或扬声器前钢梁的反射声。

均衡器无法去除电梯的噪音和钢梁的发射，但RTA无法让你意识到这些原因的影响。RTA是这样的:它让你觉得你对系统做了清晰的分析，一切都在你的掌控之下，其实不然。

第三，其实1/3倍频程的分辨率根本无法支持调准决定。此外，还有一种误解，认为分析仪和过滤器的分辨率必须相互匹配，事实并非如此。分析仪的分辨率应为滤波器的三倍，以便提供足够的可视数据来检测中心频率、带宽和响应的偏差。

1/3倍频程RTA只能确定倍频程或更高的带宽，实际上比1/3倍频程的峰值更窄。看似2/3倍频程的峰值实际上可能是1/3倍频程之间的较窄峰值。如果是这种情况，不言而喻，用图示的均衡器进行调整会导致后果。

不幸的是，因为人们认识到平衡是系统校准的唯一关键参数，缺乏对其他关键信息的认识会导致许多用户自满。很多情况下，均衡器会被人用来纠正自己解决不了的问题，但后果往往会更严重。

图示的均衡器不可能创建房间和扬声器之间交互的响应曲线。

因此，使用音频分析仪的效果并不理想，这也导致了分析仪的风评价较差。所以很多工程师得出的结论是，用自己的耳朵和常识去调整，比用分析仪可靠多了。

所以，虽然RTA这个词经常出现在公众的视野中，但在展会上展出时，它只会受到一点点关注。

现代分析仪

技术进步导致了80年代初两种分析技术的发展和普及:时延谱(TDS)和双通道FFT分析。

这两个系统都有新的功能，如测量相位响应、识别反射声波和提高分辨率。

这样，在使用分析的时候，就不会像以前那样，傻逼和专业人士看起来都很体面。这些分析人员非常复杂，需要经过真正训练和熟练的员工才能让他们发挥真正的作用。

这两项技术的倡导者强调，工程师需要使用系统中的所有工具来修复频率响应曲线，而不是仅仅依靠均衡器。尽量使用延迟调整、扬声器定位、交叉优化、架构等解决方案。

也就是说，现在我们有了可以识别不同影响的工具。

但是，在“平衡房”的问题上，又有分歧。几乎所有人都同意，扬声器之间的互动可以通过均衡器来调节。区别的关键在于，扬声器与房间之间的交互所引起的响应变化是否可以通过均衡器进行微调。

TDS技术阵营主张，音箱与房间的互动所引起的相应变化是不可调的。因此，测量系统应该过滤掉扬声器和房间之间的相互作用，在分析仪的屏幕上只留下扬声器系统的平衡部分。然后通过均衡器，产生这些数据的反向数据来调整系统的响应曲线。

TDS系统的设计是通过正弦频率扫描和延时跟踪滤波机制筛选出房间的可调频率响应曲线，生成曲线的反曲线，从而模拟出理想的响应曲线。量化后的结果可以清晰地显示一系列说话人之间的相互作用，并提供有效的优化参考数据。

这种方法在中频和高频范围内非常有效，即使在高速扫描的前提下也能保持很高的分辨率，但在低频范围内效率相对较低。低频的波长周期很长，如果整个房间都包含在测量范围内，不花很长时间记录，很难获得高分辨率的数据。

比如要达到1/12倍频程的分辨率，就必须有比问题周期长12倍的录音时间。在30Hz时，需要360毫秒(12x30ms毫秒)。如果要通过快速扫描从测量数据中筛选出反射声波，低频数据的分辨率无法支持实际应用。

双通道快速傅立叶变换分析仪记录不同时间的波长。在短波长周期的高频范围内，记录时间非常短，并且随着频率的降低，记录波长所花费的时间也增加，从而产生近似恒定的频率分辨率。

测量结果将显示直接声音和早期反射声音的恒定比率。这也是音响系统中人们感知音质好坏的最关键区域。

最流行的快速傅立叶变换系统通常具有1/24倍频程的分辨率，这意味着测量将限于24波长时间段内的直接声音和反射声音。

这是一个非常实用的分辨率，使我们能够在1/8倍频程左右进行更精确的均衡调整。

使用FFT方法，随着频率的降低，越来越多的房间因子会被计算到响应曲线中。这也是好事，因为在低频范围内，房间和扬声器相互作用引起的响应变化也可以通过均衡来调节。

比如竞技场中的记分牌，其反射声比直接声信号晚150毫秒。在10kHz时，反射声音的波峰和波谷之间的间隔约为1/1500倍频程。30Hz时，音程只有1/3倍频程。所以记分板比高音单元更远，用均衡器抵消其影响是不切实际的。

这种问题也可以通过悬挂窗帘等建筑声学来解决。而对于低音炮来说，记分板是近场边界，更容易被滤波器控制，这种控制带来的影响甚至需要整整50吨的吸声材料来抑制。

很多年前，FFT技术阵营就大胆声明，通过均衡调整可以抑制房间内的反射声。遗憾的是，这些表述过于绝对，因为没有加入有限的参数，给人的印象是，FFT系统的倡导者认为，通过均衡消除反射声带来的所有影响是可行的。

理论上可以证明，单一反射声对频响的影响是可以完全补偿的，但这并不意味着这种操作足够可行或理想。只有当反射声的相对电平不等于或高于直接声的电平，并且没有其他特殊情况时，才有可能成功调整频率响应(过度延迟会导致“非最小相位”的偏差，但这超出了本文的范围，故不讨论)。

如果直射声的电平和反射声的电平相等，它们相互干扰造成的波谷是无限的，那么消除这种影响所需要的电平峰值是无限的。而且我们都看过科幻电影，所以也应该知道，当无穷遇到无穷小的时候，就会发生不好的事情。

需要一个带宽可调的滤波器来补偿频率响应曲线，使其产生与各梳状滤波器峰值相反的波谷，并将响应曲线补偿回理想平坦状态。随着反射声音数量的增加，所需的窄带滤波器的数量也在增加。

20kHz的反射声校正一毫秒大概需要40个滤波器，因为会有20个波峰和20个波谷，带宽从1到0.25八度不等。对于10毫秒的反射声音，需要400个带宽低至1/400倍频程的滤波器。

显然，不可能试图抵消礼堂中每个位置的影响。在现实世界中，我们不必偏移每一个微小的波峰波谷，只要波形尽可能平滑即可。同样，滤波器越窄，越不实用，因为响应在每个不同的位置都会略有变化。

实践意义

通过均衡来抑制扬声器之间以及扬声器与房间之间的相互作用所引起的一些频率响应变化是可行的。如果不可能，那么正确的方法是在店里平衡你的设备，直接在均衡器框架周围放一个铁壳就行了。

说到实际意义或实际效果，我们其实只有一个目标:实现目标的可行和可能的途径是什么？

扬声器与房间相互作用引起的频率响应曲线的变化总是随着位置的变化而变化。

一旦看到某些特定位置的高分辨率数据，就不会回去查其他地方，而是理所当然的认为自己解决了整个房间的平衡问题。

在音响系统中，如果能先控制上述影响，就能很好地平衡整个听音环境，从而保证均衡过程的最大收益。如果每个座位听到的声音差距很大，我们就关掉调音台去吃饭吧。

为了尽量减少扬声器之间的相互影响，我们需要重新调整扬声器的位置，并仔细调试不同位置和线阵列的设置。在扬声器覆盖区域重叠的地方，时间延迟和电平控制将使重叠区域的不利影响最小化。为了尽量减少扬声器与房间的相互影响，合理的解决方案是对整个建筑进行声学改造(如拉窗帘)，也可以配合方向控制元件，更合理地调整扬声器位置。

最后，我们开始思考平衡。为了与均衡系统中的各个子系统配合，你需要在房间的每个地方和尽可能多的地方使用麦克风来测试不同位置的频率响应，检查规律和趋势。

重要的是要记得测量扬声器的中心覆盖区域。远离那些影响很大的区域，每一寸距离产生的转化是巨大的。

例如，线阵列扬声器中两个扬声器之间的接缝太窄，或者整个扬声器离墙壁太近。每个位置都是独一无二的，但是如果在前四六个有问题的区间使用滤波器，基本上可以抵消这个区域的频率响应问题。

总结

现代分析仪可以显示令人眼花缭乱的光谱数据。但如果继续采用RTA时代的过时方法，收益会很小。为了使均衡器充分发挥作用，我们必须充分理解系统分析和识别“不平衡”的机制。

借助这些现代工具，我们可以分析响应曲线，然后提取并查看扬声器系统中相互影响的因素。这使工程师能够根据这些技术分析的数据准备合理的应对方法，从而成功降低各种元素之间交互的影响，增加系统声音的一致性。

“平衡房间”仍将是建筑声学领域的主要话题，但借助先进的工具和技术，我们可以更好地平衡房间内的音响系统。