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室内音響モード

音響処理とスピーカー配置のための室内軸方向共鳴周波数とシュレーダー周波数を計算します。

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公式

f_n = n × c / (2L)

c — Speed of sound (m/s)
L — Room dimension (m)
n — Mode number (1, 2, 3…)

仕組み

室内音響モード（定在波）は、平行な壁の間で音が反射し、反射波が特定の周波数で互いに補強し合うときに発生します。長方形の部屋には、軸モード (対向する 2 つの表面間)、接線モード (4 つの面を含む)、斜めモード (6 つの面すべて) の 3 種類のモードがあります。アキシャルモードは最も強力で最も問題があります。どの次元でも最初の軸モード周波数は f = c/(2L) で、c は音速 (20°C で約 343 m/s)、L は次元です。より高いモードは整数の倍数で発生します。シュローダー周波数は、はっきりとしたモーダルな振る舞いから、より拡散した統計的な音場への移行を示しています。その下では個々のモードが優勢になり、その上ではモードが重なり合い、部屋はより均一に聞こえます。適切に設計された部屋では整数の比率が避けられ (たとえば、1:1:1 の立方体が最悪です)、ボルト基準ではモードがより均等に分散される部屋の寸法比が推奨されます。

計算例

部屋：5.0メートル×3.5メートル×2.5メートル、音速343メートル/秒。
最初の軸モード:
長さ: f = 343/(2 × 5.0) = 34.3 Hz
幅: f = 343/(2 × 3.5) = 49.0 Hz
高さ: f = 343/(2 × 2.5) = 68.6 Hz
2 番目の軸モード (n=2) は、それぞれ 68.6 ヘルツ、98.0 ヘルツ、137.2 ヘルツです。
部屋の容積: 5.0 × 3.5 × 2.5 = 43.75 m³
シュローダー周波数: 2000 × √ (0.16/43.75) ≈121 Hz
121 Hz 未満では、部屋の挙動は個々のモードによって支配されます。この部屋には一致する 1 次モードが 2 つないので、低音モーダル分布は妥当です。バストラップは、モード圧力が最も高くなる部屋の隅や壁の接合部に設置してください。

実践的なヒント

  • ✓ホームスタジオのデザインでは、1.0：1.28：1.54（セプマイヤー）または1.0：1.6：2.33（ボルトが最適）などの寸法比を目標とします。任意の 2 次元の比率が同じ部屋は避けてください。
  • ✓バストラップは、部屋のコーナー（壁の壁、床の天井、またはトライコーナー）で最も効果的です。すべての軸モードでは境界で圧力が最大になるためです。
  • ✓シュローダー周波数を参考にしてください。音響処理（吸収、拡散）は、それより低い周波数で最も重要であり、それより上の周波数では、部屋はより均一に動作する傾向があります。

よくある間違い

  • ✗周波数間隔とモード密度の混同を招く — 周波数同士が近接している（約5 Hz以内）モード同士が相互作用して、それらの周波数で急激なピークやディップが発生する可能性があります。
  • ✗シュローダーの周波数式（2000√（T60/V））では通常、部屋のリバーブ時間T60が必要であることを忘れてください。近似2000√（0.16/V）ではT60〜0.16秒と仮定しますが、これは残響室では過小評価されます。
  • ✗ルームモードは固定周波数の問題として扱います。リスニングポジションやスピーカーを0.5メートルでも動かすと、特定のモードの圧力が最大になったり、ゼロになったりすることがあります。

よくある質問

これは、特定の低音周波数での強い軸モードが原因です。あるモードが励起されると、そのモードの周波数は強く強調され、隣接する周波数は減衰されます。低音トラッピングやスピーカーやリスニングシートの位置を変えると、この色が薄くなることがあります。
シュローダー周波数（約2000√（T60/V））は、低周波数ではルームモードが支配的な挙動と、高周波数では拡散した統計的音場との間の遷移を示します。これより下では、室内音響はモードごとに予測可能で、それより上では、モードコントロールよりもリバーブタイムの方が処理の対象となります。
各次元の最初の (n=1) 軸モードのみを計算します。2 次軸モードはこれらの周波数のちょうど2 倍、3 次軸モードは 3 倍という具合です。タンジェンシャルモードとオブリークモードは周波数が増えても振幅が弱くなります。

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