Cho dù là loa HiFi hay rạp hát tại nhà, phòng thu âm hay rạp chiếu phim, hệ thống loa sẽ tương tác với căn phòng. Các tiêu chuẩn quốc gia liên quan đến xây dựng thường quy định các chỉ số hiệu suất cách âm của nhà ở, nhưng chúng thường không liên quan đến việc xử lý âm thanh phản xạ. Thông thường nếu một căn phòng không được xử lý âm thanh, thì dù loa có tốt đến đâu, chúng cũng sẽ gặp phải tình trạng tắc nghẽn do nhiễu âm trong phòng. Lúc này, vật liệu xử lý âm thanh có thể nói là một điều cần thiết.
Theo chức năng, vật liệu xử lý âm thanh có thể được chia đại khái thành vật liệu hấp thụ âm , vật liệu khuếch tán âm và vật liệu cách âm. Trong đó, ngoài các tấm hấp thụ âm thông thường, một loại vật liệu hấp thụ âm khác là bẫy tần số thấp, thường được sử dụng để hấp thụ các tần số thấp một cách cụ thể. Tuy nhiên, ở đây tôi muốn nói trước về sự khác biệt giữa vật liệu hấp thụ âm và vật liệu cách âm. Đây cũng là điểm mà nhiều người hiểu sai. Để hiểu được sự khác biệt giữa hai loại này, trước tiên bạn cần hiểu âm thanh tiếp tục lan truyền như thế nào sau khi chạm vào các bức tường thông thường của chúng ta.
Âm thanh tới – Âm thanh phản xạ = Hệ số hấp thụ âm thanh
Âm thanh tới – Âm thanh truyền đi = Mất mát truyền đi
Một phần âm thanh được tường hấp thụ và chuyển thành năng lượng nhiệt.
Từ mối quan hệ trên, không khó để thấy rằng cách âm chỉ cần đảm bảo âm thanh truyền qua càng ít càng tốt, nhưng chưa chắc đã có khả năng hấp thụ âm thanh tốt. Sau đây là một ví dụ cực đoan. Nếu tường phòng là tường hai lớp rất nhẵn, hiệu suất cách âm rất tốt vì thiết kế hai lớp. Tuy nhiên, vì tường rất nhẵn, âm thanh phản xạ, đặc biệt là tần số cao, rất mạnh và hiệu quả hấp thụ âm thanh rất kém.
Trên thực tế, có những thiết kế tương tự rất phổ biến, chẳng hạn như kính cách âm hai lớp, có tác dụng cách âm tốt, nhưng bản chất nhẵn của bề mặt kính sẽ khiến âm thanh phản xạ rất mạnh. Kính cách âm hai lớp như vậy hầu như không có tác dụng hấp thụ âm thanh.
Trong khi đó, các vật liệu cách âm thông thường thường có khả năng cách âm ở mức trung bình và thường không tốt bằng các bức tường có cùng độ dày.
Vật liệu hấp thụ âm thanh
Vật liệu hấp thụ âm thanh truyền thống là vật liệu xốp, hay còn gọi là vật liệu hấp thụ âm thanh kháng âm. Bản chất của sóng âm là một loại rung động. Nói chính xác hơn, đối với hệ thống loa, đó là rung động của không khí. Khi rung động của không khí truyền đến vật liệu hấp thụ âm thanh này, các rung động dần dần được giải tỏa bởi cấu trúc xốp mịn và chuyển thành năng lượng nhiệt.
Vật liệu hấp thụ âm thanh càng dày thì các khoang nhỏ như vậy càng nằm theo hướng truyền âm và hiệu quả hấp thụ âm thanh tới ngẫu nhiên hoặc theo góc nhỏ càng tốt.
Mặt khác, vật liệu hấp thụ âm thanh có điện trở âm thanh có tần số cắt tần số thấp để hấp thụ hiệu quả, thường liên quan đến độ dày của vật liệu hấp thụ âm thanh, đòi hỏi khoảng 1/4 bước sóng. Do đó, vật liệu hấp thụ âm thanh có điện trở âm thanh hầu như không thể được sử dụng để hấp thụ tần số thấp và các loại vật liệu xử lý khác là cần thiết cho tần số thấp.
Đồng thời, hệ số hấp thụ âm của vật liệu tiêu âm cũng liên quan đến góc tới của âm thanh. Ví dụ, ván sợi mật độ cao có thể phản xạ âm thanh ở góc lớn.
Vật liệu khuếch tán
Trước tiên, chúng ta vẫn cần hiểu khuếch tán âm thanh là gì hoặc vai trò của vật liệu khuếch tán là gì.
Khi âm thanh tới tường, một phần âm thanh sẽ thoát ra theo hướng hình học và tiếp tục lan truyền, nhưng thông thường quá trình này không phải là “phản xạ gương” tuyệt đối. Nếu là phản xạ tuyệt đối lý tưởng, âm thanh sẽ thoát ra chính xác theo hướng hình học sau khi đi qua bề mặt và năng lượng theo hướng thoát ra phải nhất quán với hướng tới. Toàn bộ quá trình không mất năng lượng, có thể hiểu là không có sự khuếch tán nào cả, hoặc thường được hiểu là phản xạ gương trong quang học.
Trong khuếch tán lý tưởng, không có hướng phát xạ chính. Âm thanh phát ra đồng đều theo mọi hướng trong không gian sau khi chạm vào bề mặt. Nó có thể được hiểu chung là phản xạ khuếch tán trong quang học.
Tất nhiên, tất cả những điều này cũng liên quan đến các yếu tố như bước sóng của âm thanh. Môi trường nghe thực tế không chỉ yêu cầu một lượng khuếch tán nhất định mà còn phải cố gắng tránh các phản xạ mạnh như toàn bộ kính từ sàn đến trần nhà. Nhưng điều này có nghĩa là âm thanh phản xạ sẽ phức tạp hơn và lượng tính toán sẽ lớn hơn.
Đôi khi chúng ta cần một lượng âm thanh phản xạ nhất định, nhưng nếu chúng ta không cần âm thanh phản xạ đặc biệt mạnh, chúng ta có thể đặt vật liệu khuếch tán ở những vị trí tương ứng. Ví dụ khác, đôi khi nếu một căn phòng chứa đầy vật liệu hấp thụ âm thanh, nó sẽ hấp thụ quá nhiều âm thanh. Vật liệu khuếch tán có thể làm giảm âm thanh phản xạ sớm trong khi vẫn đảm bảo âm thanh phản xạ muộn, do đó các phòng nhỏ cũng có thể có hiệu ứng vang nhất định. Đối với hệ thống loa âm thanh nổi, nên có một lượng vật liệu khuếch tán nhất định trong phòng, trong khi đối với hệ thống rạp hát tại nhà, vật liệu khuếch tán có thể được giảm thích hợp hoặc đôi khi có thể áp dụng thiết kế hấp thụ âm thanh toàn phần.
Như chúng tôi vừa đề cập, tần số hiệu quả thấp nhất của vật liệu khuếch tán hoặc tần số khuếch tán thấp nhất liên quan đến kích thước nhô ra của bộ khuếch tán. Càng nhiều phần nhô ra của bộ khuếch tán, tần số có thể khuếch tán hiệu quả càng thấp.
Cũng có một số trường hợp loại bộ khuếch tán này được chế tạo theo hình dáng cột La Mã trong khi vẫn có cảm giác thiết kế thẩm mỹ. Và trên thực tế, vì phòng của nhiều người đam mê âm thanh hiện nay không lớn nên có thể không cần đến bộ khuếch tán như vậy. Tần số hiệu dụng của một tấm khuếch tán dư bậc hai chung là khoảng 700~1000Hz. Đôi khi, việc lựa chọn tần số cũng nên được thực hiện theo từng trường hợp cụ thể.
Đồng thời, hệ thống loa HiFi thông thường và rạp hát tại nhà và các môi trường nghe nhạc tại nhà nhỏ khác của chúng ta không cần sử dụng bộ khuếch tán có phần nhô ra quá mức. Vì sự khuếch tán âm thanh thường được giải thích theo thuật ngữ âm học hình học, nên khi tần số thấp hơn tần số quá mức của căn phòng, thì đó là phạm trù âm học sóng. Hoặc vật liệu khuếch tán phù hợp với các phòng nhỏ thường không cần phải dày như vật liệu dành cho nhà hát opera và phòng hòa nhạc.
Bẫy âm trầm
Như đã đề cập ở trên, vật liệu hấp thụ âm thanh có điện trở âm thanh gần như không thực tế khi hấp thụ hiệu quả tần số thấp. Để hấp thụ tần số thấp, thường cần vật liệu dựa trên các nguyên lý khác.
Bộ cộng hưởng Helmholtz là một cấu trúc âm thanh rất phổ biến, thường được sử dụng trong các ứng dụng như giảm tiếng ồn ống xả ô tô và xe máy. Nguyên lý là mở một lỗ nhỏ trong khoang V và kết nối một ống ngắn để tạo thành thiết bị đơn giản nhất, bộ cộng hưởng Helmholtz. Nếu cột không khí S trong ống ngắn bị nhiễu loạn và di chuyển vào khoang, khí trong khoang sẽ bị nén và áp suất sẽ tăng lên. Chuyển động hướng vào trong của cột không khí S bị chặn lại và thay vào đó di chuyển ra ngoài. Sau khi vượt qua vị trí cân bằng, nó tiếp tục di chuyển ra ngoài do quán tính. Hiện tại, áp suất trong khoang giảm xuống, khiến cột không khí S ngừng di chuyển ra ngoài rồi di chuyển vào trong, lặp lại chu kỳ.
Các tấm hấp thụ âm thanh cộng hưởng cơ học màng là một loại vật liệu hấp thụ âm thanh khác dành cho tần số thấp , thường được ứng dụng trong thiết kế kiến trúc như thiết kế tường nhiều lớp.
Do các yếu tố như sóng đứng trong phòng, độ lợi bổ sung thường được tạo ra trong một số dải tần số nhất định, dẫn đến cộng hưởng "rầm" tần số thấp. Bẫy tần số thấp có thể loại bỏ nhiễu đỉnh do các chế độ phòng này gây ra ở một mức độ nhất định. Tất nhiên, các phương pháp như nhiều loa siêu trầm hoặc xử lý tín hiệu kỹ thuật số DSP cũng có thể được sử dụng.
Vật liệu cách âm
Như đã giải thích chi tiết trước đó, hiệu suất cách âm và hiệu suất hấp thụ âm thanh của vật liệu là khác nhau. Vật liệu hấp thụ âm thanh thường tận dụng cấu trúc lỗ rỗng nhỏ bên trong vật liệu. Tuy nhiên, cấu trúc lỗ rỗng nhỏ này thường cũng dẫn đến việc truyền sóng âm. Để ngăn chặn sự truyền và lan truyền âm thanh từ vật liệu, cần phải giảm cấu trúc khoang càng nhiều càng tốt và tăng mật độ của vật liệu.
Thông thường, hiệu suất cách âm của vật liệu cách âm liên quan đến mật độ của vật liệu. Mua vật liệu cách âm mật độ cao có thể cải thiện thêm các đặc tính cách âm của một căn phòng. Tuy nhiên, vật liệu cách âm một lớp đôi khi vẫn có những hạn chế. Trong trường hợp này, có thể sử dụng phương pháp xử lý cách âm hai lớp và thêm vật liệu giảm chấn bổ sung vào hai lớp vật liệu cách âm. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hai lớp vật liệu cách âm nên tránh có cùng độ dày càng nhiều càng tốt để tránh lặp lại cùng một tần số. Nếu trong quá trình xây dựng và trang trí thực tế, trước tiên toàn bộ ngôi nhà phải được cách âm, sau đó mới tiến hành xử lý hấp thụ và khuếch tán âm thanh.
Xử lý âm học là điều bắt buộc đối với hệ thống loa. Tuy nhiên, xử lý âm học không phải là một ứng dụng ngẫu nhiên. Hiểu được kiến thức cơ bản có liên quan là điều kiện tiên quyết quan trọng để xử lý âm học đúng cách. Thiết kế xử lý âm học cũng liên quan chặt chẽ đến phòng, hệ thống loa, v.v. Không có giải pháp hoặc câu trả lời cố định nào và tình hình thực tế cuối cùng sẽ chiếm ưu thế.
Để biết thêm thông tin về mút xốp melamine SINOYQX, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected] hoặc gọi điện đến số: +86-28-8411-1861.
Một số hình ảnh và văn bản được sao chép từ Internet và bản quyền thuộc về tác giả gốc. Nếu có bất kỳ vi phạm nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.