Studio Acoustics Parte 3: Reflections I: Phase Interferenza

In part 3 of our series of the science of studio acoustics, Joe Albano delves into issues related to mid- and high-frequency reflections.  

In l'ultima puntata di questa serie , ho coperto un problema a bassa frequenza camera: onde stazionarie, o modi della stanza. Questa volta up, ho intenzione di cominciare ad andare su questioni relative alla media e le riflessioni ad alta frequenza.

Proprio come con le basse frequenze, quando medi e alti vengono contro pareti della stanza, theyre sia trasmesso, assorbito, o riflessi. Ill discutere l'equilibrio tra assorbimento e riflessione nel prossimo articolo, che coprirà ambiente (rumore d'ambiente), e le questioni di trasmissione l'ultimo pezzo della serie, che si concentrerà sulle insonorizzazione. Questa puntata inizierà con la fisica di riflessioni e l'interazione delle onde sonore dirette e riflesse in uno spazio musicale (finire il nel prossimo articolo).

Saluto mechanicsa po 'di storia

Quando le onde sonore si riflettono contorni dei locali (pareti, pavimento, soffitto) o altre superfici nello spazio, le riflessioni di interagire con il suono originale diretto wavethe onda proveniente direttamente dalla sorgente sonora (in una sala di controllo questo sarebbe altoparlanti monitor) . Quando una versione diretta e riflessa di un'onda incontrano, c'è interferenza, ed esattamente ciò che accade dipende dal punto del ciclo che ogni onda è in un rapido promemoria, per contesto:. Un'onda sonora consiste di cicli di positiva alternata ea variationscompressions negative di pressione dell'aria

Fig 1 alternata compressioni

La lunghezza d'onda fisica di ciascun ciclo è determinata dalla frequenza onde, misurata in cicli al secondo, o hertz. Come abbiamo visto l'ultima volta, le basse frequenze (inferiori a circa 300 Hz) hanno lunghezze d'onda, e quando le riflessioni creano effetti di interferenza, le spinte derivanti o cali di livello alle frequenze interessate sono localizzate in aree specifiche della stanza, con un conseguente diverso tonale equilibrio a seconda di dove ci si trova nella stanza. La stessa cosa accade con medi e alti, ma poiché le lunghezze d'onda sono molto più brevi, l'effetto si estende per tutta la stanza. Ma vi è ancora un effetto acustico del suono in quello spazio.

Tutte le onde sonore complessi sono costituiti da una combinazione di armonici wavesthe sinusoidali e sfumature che danno ogni suono un carattere tonale distinto. La posizione dall'inizio alla fine di ogni ciclo di onda sinusoidale è misurato in degrees0 all'inizio del ciclo, 90 al massimo positivo (più alto variationcompression pressione atmosferica), 180 a metà ciclo, 270 al massimo negativo (aria disponibilità variationrarefaction pressione), e 360 ​​alla fine, quando inizia il ciclo successivo (Figura 2).

Fig 2 A single cycle of a (Sine) wave measured in degrees of Phase.

Fig 2 Un singolo ciclo di un (sinusoidale) dell'onda misurata in gradi di fase.

Se una versione riflessa di un'onda incontra con l'onda diretta, ciò che accade dipenderà da dove ogni onda è nel suo ciclo. Se la diretta e riflessa onde dovrebbero accadere di incontrare sia all'inizio di un ciclo, il risultato sarebbe Peptid stesso suono, solo più forte. Ma se si incontrano quando si è all'inizio di un ciclo, e l'altro è, per esempio, esattamente a metà (180), l'energia uguale ma opposta annullerà qualsiasi suono completamente, lasciando il silenzio (Fig 3, parte superiore). Che cosa Im descrivendo qui è la fase relativa dei due onde.

Fig 3 Sine waves 180° (top) and 90° (bottom) out of Phase.

Fig 3 onde sinusoidali 180 (superiore) e 90 (inferiore) fuori fase.

Un'onda e la sua riflessione, che sono in fase (0) rafforzeranno; se theyre 180 fuori fase, theyll annullare al silenzio. In qualsiasi altro rapporto di fase, therell essere rinforzo parziale o cancellazione parziale (Fig 3, in basso). Ma finora Im descrivendo semplice wavesto sine capire come questo vale per l'effetto delle onde sonore riflesse in una vera e propria stanza, dobbiamo applicare questo (musicali) onde complesse.

Comb Filtering-

Toni reale soundsmusical, voci, etc.are composte da molte singole armoniche sinusoidali e sfumature, e il particolare equilibrio di questi dà ogni suono il suo carattere tonale unico. Anche se vi è una certa relazione matematica, le armoniche e sfumature hanno frequenze differenti, con differenti lunghezze d'onda, in modo che i diversi componenti armoniche e armoniche dell'onda complesso avranno diverse relazioni di fase al punto di interferenza. Di conseguenza, alcuni armoniche / toni sono probabilmente rinforzati, o parzialmente rinforzate, e altri cancellati o parzialmente cancellati. Questo cambia l'equilibrio tra queste armoniche

Fig 4 A typical altered Harmonic/Overtone balance (and resulting tonal change) that can result from Comb-Filtering.

Fig 4 Un equilibrio tipico alterato armonica / Overtone (e conseguente variazione tonale) che può derivare da Comb-filtraggio.

Audio Esempio 1 Il tipo di alterazione tonale che può derivare da filtro a pettine (Dry; quindi pettinare filtrata, da una singola riflessione forte):

[Id audio = "32919"]

In sé e per sé, non è né buona né cattiva. Dal momento che le riflessioni a medio e ad alta frequenza hanno lunghezze d'onda corte, le variazioni tonali dell'effetto Comb-filtraggio sono in genere sottili, e sparsi abbastanza omogenea in tutta una stanza (a differenza di basse frequenze dove sono localizzati a specifiche aree), e se la quantità di suono contributo di riflessioni doesnt sovrastare il suono diretto, l'atmosfera aggiunto può migliorare l'esperienza di ascolto della musica, l'aggiunta di un senso di profondità e pienezza di toni musicali. In realtà, la maggior parte degli strumenti tendono a suonare all'aperto più deboli, dove l'atmosfera è lackingthats perché noi non vogliamo registrare o mixare in uno spazio totalmente morto. Ma se i cambiamenti tonali di pettine di filtraggio sono troppo forti, che possono interferire con la nostra capacità di cogliere buone registrazioni e ottenere miscele equilibrate.

Problemi Reflection

Normalmente, le onde sonore dirette sono più forti le onde riflesse, che perdono un po 'di energia che rimbalzano superfici della stanza e viaggiare grandi distanze attraverso l'aria. Ma a volte, quando un'onda riflette su una superficie vicina, l'onda riflessa ha una piuttosto breve percorso per le orecchie degli ascoltatori, e ha abbastanza energia per il conseguente filtro a pettine per causare troppo di un drastico cambiamento di tono, o un cambiamento che possono interferire con la chiarezza del suono. In una sala di controllo, abbiamo bisogno di sentire il suono da monitor da studio chiaramente, così bene sapere esattamente che cosa è in registrazione. Se pensiamo un suono bisogno EQ, o riverbero artificiale e l'ambiente, possiamo fare solo queste decisioni correttamente se possiamo fidarci il suono dai monitor. Ma se ci sono eccessivamente forti brevi riflessioni presenti, le variazioni tonali che possono provocare possono inclinare la nostra percezione di che cosa è nel mix, e portano a scelte sbagliate. Per esempio, se ci sono riflessi eccessivi nella camera miscela stessa, un mixer potrebbe non aggiunge atmosfera artificiale sufficiente, pensando la miscela era già enoughthis bagnati potrebbero portare ad una miscela che suona eccessivamente secco o morti in altri ambienti di riproduzione.

Un altro buon esempio di questo è panning. Panningeven anche se si basa su fonetica Illusionis un buon modo per aggiungere chiarezza a un mix occupato. Posizionamento diversi elementi in posizioni diverse destra-sinistra può contribuire ad aprire un mix, anche prima di arrivare a EQ e altri trattamenti. Ma gli esseri umani individuare suoni non solo da differenze di livello tra sinistra

Taming Reflections

Questi tipi di problemi di riflessione sono più gravi quando riflessioni particolarmente forti provengono dalle superfici vicine alla sorgente sonora, e si incontrano con il suono diretto ai ascoltatori orecchie con energia sufficiente a causare un eccessivo pettine filtraggio tonale-alterare, o interferire con il subconscio meccanismi di udienza, che ci affidiamo, in particolare in fase di missaggio. Fortunatamente, è un po 'più facile per eliminare medio e alta frequenza riflessi problematici di onde stazionarie a bassa frequenza. Poiché le lunghezze d'onda più corte, che possono essere assorbiti dal tipo di materiali espansi che si trovano comunemente in studio. Profondità di due o tre inchesuseless per il controllo dei bassi frequencieswill assorbire le onde sonore con successo da circa 1 kHz (1.000 Hz) fino, e questi prodotti, che sono relativamente poco costosi, possono essere impiegati per controllare la quantità e la fonte del suono riflesso in una musica spacemore su la prossima volta.

Ma quanto di questo smorzamento deve essere utilizzato, e dove dovrebbe essere collocato? E 'un equilibrio tra domare tipo reflectionsthe potenzialmente problematici che possono interferire con ottenere una buona soundand troppo smorzamento giù per la stanza, il che rende l'ambiente troppo deada poveri per la registrazione e le attività di miscelazione. Una delle possibili fonti di brevi riflessioni problematici è la console / desktop stesso. Una grande superficie in genere un po 'riflessivo, questo cant essere completamente eliminato in molte situazioni (alcuni ambienti mastering farla finita con esso), ma si può prendere un po' di cura in mirare i monitor in modo che il highs fuoco sulla superficie console verso le orecchie dell'ascoltatore nel punto dolce, con il minimo di riflessione sulla superficie console possibile.

Fig 5 Top) A monitor with wide vertical dispersion, resulting in potentially problematic reflections off the console (and ceiling); Bottom) A monitor with narrower vertical dispersion, with less potential for problematic console reflections.

Fig 5 Top) Un monitor con dispersione verticale larga, con conseguente riflessi potenzialmente problematici spento la console (e soffitto); Inferiore) Un monitor con dispersione verticale stretta, con meno possibilità di riflessioni console problematici.

Utilizzando una coppia di monitor da studio con un angolo di dispersione verticale più stretto, e inclinando in modo i loro tweeter sono finalizzate alla testa mixer e non verso il basso alla console, può aiutare con thisPhase interferenza è più critico alle frequenze più alte, che i nostri sistemi acustici utilizzano per la localizzazione e la percezione subconscia. Molti monitor hanno più ampia dispersione in una direzione, in modo da posizionare orizzontalmente o verticalmente può fare la differenza, e alcuni altoparlanti consentono di svitare e riposizionare i tweeter per la dispersione ottimale sia in posizionamento orizzontale o verticale.

Pareti riflettenti (e soffitto) vicino gli altoparlanti possono anche essere una fonte primaria di quel tipo di forti, brevi riflessioni che possono compromettere clarityeven riflessioni un po 'più lunghi possono introdurre problemi. A volte un onda sonora rimbalza avanti e indietro tra le superfici parallele, rafforzando, la creazione di un tono di chiamata alle frequencythis colpite è chiamato eco sbattimento, e può essere molto fastidioso, anche se piuttosto basso del livello attuale.

Ci sono modi per affrontare il trattamento di una stanza per eliminare gli artefatti come echi svolazzano, e per controllare l'equilibrio tra diretta

Joe is a musician, engineer, and producer in NYC. Over the years, as a small studio operator and freelance engineer, he's made recordings of all types from music & album production to v/o & post. He's also taught all aspects of recording and music technology at several NY audio schools, and has been writing articles for Recording magaz... Read More

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