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。
公式
仕組み
この計算機は、長方形の空間の室内音響モード（定在波）とシュローダー周波数を決定します。音響技師、スタジオデザイナー、オーディオエンジニアは、これを使用して低音応答の問題を予測し、治療法の配置を計画します。ルームモードは、音波長が部屋の寸法と一致した場合に発生します。最初の軸モードは f = c/ (2L) で、c = 343 m/s (ISO 9613-1 による 20C での音速)、L は次元です。室内音響設計ガイドラインは、IEC 60268-13（サウンドシステム機器—スピーカーのリスニングテスト）およびプロのスタジオ設計における重要なリスニング条件に関するITU-R BS.1116勧告に体系化されています。モードには、アキシャル（2 つの平行なサーフェスの間、最も強い）、タンジェンシャル（4 つのサーフェスの間、-3 dB 弱い）、オブリーク（6 つのサーフェスすべて、-6 dB 弱い）の 3 つのモードタイプがあります。ボルト (1946) とボネロ (1981) による音響調査によると、部屋の寸法比が 1:1.28:1.54 または 1:1.6:2.33 の場合、モードが最も均等に分散されます。シュローダー周波数 Fs = 2000*sqrt (T60/V) は、離散モード挙動から拡散場への遷移を示します。Fs を下回ると、個々のモードによって 10～20 dB の応答変動が生じ、Fs を超えると室内応答は統計的に滑らかになります。
計算例
問題:5.2 m (L) x 4.0 m (W) x 2.8 m (H) の制御室のルームモードとシュローダー周波数をT60 = 0.3 秒で計算します。
解決策-軸モード (1 次、n=1): 1.レングスモード:F_l = 343/ (2*5.2) = 33.0 ヘルツ 2.幅モード:F_w = 343/ (2*4.0) = 42.9 Hz 3.ハイトモード:F_h = 343/ (2*2.8) = 61.3 Hz
2 次アキシャルモード (n=2): -2*F_L = 66.0 Hz、2*F_W = 85.8 Hz、2*F_H = 122.5 Hz
タンジェンシャルモード (2 次元を含む): -F_lw = (343/2) *sqrt ((1/5.2) ^2 + (1/4.0) ^2) = 54.2 Hz -f_lh = (343/2) *sqrt ((1/5.2) ^2 + (1/2.8) ^2) = 69.6 Hz -f_WH = (343/2) *sqrt ((1/4.0) ^2 + (1/2.8) ^2) = 74.6 Hz
シュレーダー周波数: -部屋の容積:V = 5.2*4.0*2.8 = 58.24 m^3 -Fs = 2000*sqrt (0.3/58.24) = 2000*sqrt (0.00515) = 143.6 Hz
モード分析: -最初のモード間の間隔:33、42.9、61.3 Hz-良好な分布 (10 Hz以上離れている) -ルームレシオ:1:1.3:1.86-ボルトエリア内、許容範囲内 -143.6 Hz未満:低音処理を必要とする離散モード挙動 -143.6 Hz以上：拡散磁場、広帯域処理が有効
実践的なヒント
- ✓ホームスタジオのデザインでは、ボルト領域内の寸法比:L: W: H の比率を目標とします。ただし、2 つの次元に単純な整数比はありません。推奨:1:1.28:1.54 (セプマイヤー)、1:1.6:2.33 (最適なボルト)、1:1.4:1.9 (IEC 268-13)。キューブ (1:1:1、最悪の場合)、ダブルキューブ (1:1:2)、黄金比の部屋 (1:1.618:2.618、音響測定によると過大評価) は避けてください。
- ✓バストラップは、トライコーナー (3 つのサーフェスが接する場所) で最も効果的です。すべての軸モードでは境界での圧力が最大になるからです。深さ30cmのコーナートラップは最大60Hzまで効果的に吸収し、深さ60cmの深さは多孔質アブソーバーの4分の1波長ルールあたり約30Hzまで吸収します。コーナートラップは、GIK Acousticsの測定によると、平らな壁に取り付ける場合よりも200～ 400% 高い吸収率を示します。
- ✓シュローダー以下のモード密度を計算します。長方形の部屋のN (f) = 4*pi*V* (f/c) ^3/3では、シュローダー周波数でHzあたり約3つのモードが得られます。モード密度が低い (10 Hz あたり 1 モード未満) と、「1 ノートベース」のような効果が生じます。モーダル密度が低すぎる場合は、アクティブベースイコライゼーション (Dirac Live、REW Auto-EQ) とアコースティック処理を組み合わせることを検討してください。
- ✓シュローダー周波数を処理クロスオーバーとして使用します。Fs以下では特定のモードを対象とした共鳴吸収体（ヘルムホルツ、メンブレン）を使用し、Fsを超える場合は広帯域多孔質吸収（ロックウール、グラスファイバー、アコースティックフォーム）を使用します。一般的なスタジオ (Fs = 100-200 Hz) では、200 Hz 以下のバストラップと 200 Hz を超えると 50 ～ 100 mm のパネルが使われることになります。
よくある間違い
- ✗モード周波数とモードの重大度が混同されがちです。モード間隔とQファクターは、周波数だけでなく可聴性も決定します。5 Hz 以内の 2 つのモードでは 6 ～ 12 dB のピーク（モーダルスタッキング）が発生し、間隔が広いモードでは変化が小さくなります。ボネロ基準によると、シュローダーより下の 1/3 オクターブの各帯域には、スムーズな応答を得るために少なくとも 5 つのモードが含まれている必要があります。
- ✗間違ったT60で簡略化されたシュローダー式を使用すると、式Fs = 2000*sqrt（T60/V）という式には、実際に測定された残響時間が必要です。スタジオの目標はT60 = 0.2〜0.4秒、未処理の部屋ではT60 = 0.8〜1.5秒になることがあります。T60 = 0.16秒（一般的な概算）と仮定すると、残響室のシュローダー周波数が30～ 50% 過小評価されます。
- ✗ルームモードを狭帯域EQのみで扱う-Q=10ノッチフィルターは軸上の測定位置にのみ影響します。0.5 m 動かすと、モードのヌル/ピークが 10 ～ 30% ずれます。Toole (2008) によると、モード自体のQを下げるため、音響処理 (メンブレン/ヘルムホルツアブソーバー、コーナーベーストラップ) は、モード自体のQを下げるため、EQ よりもずっと効果的です。
- ✗モード圧力分布を無視-モードでは境界 (壁、床、天井) で圧力が最大になり、部屋の中心では圧力がゼロになります。サブウーファーのコーナー配置はすべてのモードを最大限に励起します。中央に配置するとモードの励起は最小限に抑えられますが、出力は6～12 dB低下します。アリソン効果の研究によると、壁からの部屋の寸法が0.2〜0.3インチが最適です。